本文是一篇博士论文，本文深入研究了风险的演化规律，根据研究结果，从三个方面提出风险管控的对策建议。
1绪论
1.1研究背景
水资源时空分布不均是制约区域经济社会发展的重要因素。水是自然资源和战略性的经济资源，是支撑整个经济社会可持续发展和维持生态环境平衡的重要基础因素[1]。21世纪以来，随着经济发展、人口的极速增长和气候变化的影响，水资源已经成为世界各国经济社会可持续发展的关键因素[2]。降水是全球水资源的主要来源，但受气候因素和自然地理条件的影响和制约，世界各国的水资源占有量相差悬殊，水资源丰富的前10个国家的水资源总量占世界总量的65%[3]。我国的水资源总量丰富，但人均占有量极少，仅有世界平均水平的1/4，属于水资源贫乏国家[4]。另外，由于气候条件差异较大，我国降水在时间和空间上分布极为不均，时间上表现为夏季多、冬季少，空间上表现为东南多、西北少，且从东南到西北存在明显的水资源量递减现象，水资源供需矛盾突出，社会经济中心与水资源量存在的区域分布不相匹配。比如，在黄淮海流域，人均水资源量456立方米，仅为全国平均水平的21％，其中京津两市所在的海河流域人均水资源量仅为283立方米，不足全国平均水平的1/7；黄淮海流域总人口4.4亿，约占全国人口的35%，国内生产总值约占全国35%，人口密度大，大中城市多，在我国国民经济格局中占有重要地位，但水资源量仅占全国总量的7.2％[5]。
长距离调水工程是解决水资源时空分布不均的有效手段。长距离调水工程是指调水距离相对较远（跨流域、跨地区）、供水流量相对较大、供水历时相对较长的调水工程，是解决水资源时空分布不均，减少水资源供需矛盾，促进缺水区域经济社会发展的重要手段。据统计，世界上至少有40个国家建成了超过350项干渠长度超过20km、年调水量超过1000万m3的调水工程[3,6]。国外较出名的有美国的中央河谷工程、加利福尼亚州水道工程、丘吉尔—纳尔逊调水工程，葡萄牙的阿尔克瓦工程，俄罗斯的莫斯科运河工程，印度的萨尔达萨罗瓦调水工程，巴基斯坦的西水东调工程，以色列的北水南调工程，埃及西水东调工程，澳大利亚雪山调水工程等[3]。我国改革开放后，为解决缺水城市和地区的水资源紧张状况，修建了大量的调水工程，其中较重要的有南水北调（东中线）、天津引滦入津、山东引黄济青、山西引黄入晋、陕西引江济渭、安徽引江济淮、云南滇中引水、贵州黔中引水、辽宁东水西调、广东珠江三角洲水资源配置工程等。这些调水工程的建设均为受水区提供了稳定可靠的水源，在推动区域经济发展、促进社会安定和改善生态环境等方面更是发挥了非常重要的作用，有力地支撑了我国社会和经济的快速发展[3]。
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1.2研究目的和意义
1.2.1研究目的
本文的研究是基于长距离调水工程运行过程中面临的风险不易管控的现实而展开的，研究目的主要有：掌握风险的动态传递规律，找出影响工程安全运行状态的关键风险因素；确定风险间的相互作用关系，为深入把握风险演化规律奠定基础；深入分析风险的耦合演化规律，确定风险的内在演化机理，找出影响风险耦合演化的关键因素。研究结果可为工程运行管理单位控制风险提供帮助，以提高长距离调水工程安全运行风险管理水平、降低风险事故发生率、减少风险事故损失。
1.2.2研究意义
（1）理论意义
长距离调水工程安全运行风险演化的研究是深入认识风险、管控风险的关键，本文分别建立模型对风险的动态传递演化机理、空间关联传递机理和时空耦合演化机理进行研究，为长距离调水工程安全运行风险演化研究提供了理论方法，也为其它类似工程风险演化的研究提供了理论借鉴，同时对风险管理理论进行了补充和扩展。
（2）现实意义
长距离调水工程在运行过程中面临的风险因素复杂且不易管理，对工程安全运行构成严重威胁，长距离调水工程安全运行风险演化的研究可从机理上认识风险、把握风险，可预知系统风险发生发展规律、提高事故预防准确性、提高事故应急处置效率，保证工程安全持续运行，稳定发挥工程效益。
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2长距离调水工程安全运行风险识别
2.1风险识别方法
2.1.1风险概述
风险最初保险行业中应用，之后不断发展，在环境科学、灾害学、工程学以及社会学等领域得到了广泛的应用。但由于专业不同、角度不同以及对风险的认知理解程度不同，迄今为止，仍没有对风险的统一定义[181]。Haynes将风险定义为损失发生的可能性[182]。Willet认为风险是不利事件发生的不确定性的客观表现[183]。李寿生等将风险定义为由危险事件导致损失的概率[184]。王明涛将风险定义为在一定的条件和时间内由不确定因素引起的期望目标值的变动[185]。叶青等认为风险是在一个时间段内，从风险因素到风险事故最后到风险损失的递进联系而呈现的可能性[186]。加拿大标准协会通过风险发生概率和风险发生导致的生命财产损失、环境破坏、健康损失等后果的评价，对风险进行了定义[181]。我国国家标准（GB/T23694-2013）将风险定义为不确定性对目标的影响，包括期望目标值的正向和负向偏离[187]。总的来看，目前的关于风险概念的研究大致可以分为三类：第一是从风险的不确定性角度定义风险，第二是从风险损失的角度定义风险，第三是从预期结果与现实之间的偏差来定义风险。
本文长距离调水工程安全运行风险主要是研究风险损失的不确定性，包括概率和后果两个维度，侧重于减少损失方面的研究。
2.1.2风险识别方法对比及选择
一般来说风险都具有客观性、不确定性、相对性和社会性，风险识别应该根据风险的性质，以风险管理的目标为方向，采用合适的风险识别方法，从多个方面收集信息，如历史文献资料、风险事故档案，或者通过感性认识和历史经验等，之后按照科学性、系统性、全面性等原则，分析识别风险因素。目前，风险识别方法主要有专家调查法、核查表法、情境分析法、图解法、故障树法、结构分解法、筛选-监测-诊断法等。
（1）专家调查法
专家调查法就是通过对相关领域专家进行反复咨询，然后分析反馈意见，并对咨询结果进行整理，以此识别风险。该方法主要是针对风险及损失在短时间内难以用数理统计方法进行判断，或者在风险识别阶段不需要进行定量分析的风险。专家调查法主要有德尔菲法和头脑风暴法。
（2）核查表法
核查表法也叫表格及问卷识别法，是根据系统论的思想，将历史上发生过的风险事件及导致风险的原因一一列出，制作成表，然后与研究对象的实际情况对别，找出可能的风险因素。
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2.2长距离调水工程的内涵
2.2.1长距离调水工程定义
水利工程是指人类社会为了满足生存和发展需求，采取技术手段对自然界的水进行调控，以达到除水害兴水利的目的而修建的工程。水利工程种类繁杂，包括防洪、排水、灌溉、水能利用、水道、给水、城镇排水、港工、水土保持、水资源保护、环境水利和水利渔业等。调水工程是水利工程的一种，是为了解决水资源时空分布不均，提高水资源配置效率、促进受水区经济发展而兴建的一类工程。长距离调水工程是指调水距离较长、调水流量较大、调水历时较长的线性调水工程，长距离并没有明确的距离界限，一般指跨流域或跨区域。
2.2.2长距离调水工程系统组成
长距离调水工程系统按其组成划分，可以分水源地蓄水系统、输水系统、调度系统和配水系统四个部分。
（1）水源地蓄水系统
水源地是调水工程的源头，一般均布置在水量丰富地区。水源地蓄水系统是指将水源地区的水资源进行汇集，以满足调水的水位及水量需求的系统，主要包括水位的提升和水量的控制；根据水源地与受水区的高程差，结合水源地的实际情况，可通过泵站抽水抬高水位或者大坝拦截水流抬高水位；对于泵站抽水抬高水位的，水量是通过泵站的设计流量以及工作时间来控制，对大坝蓄水抬高水位的，水量是通过闸门开度来控制。
（2）输水系统
输水系统是输送水资源的线路系统，是实现调水水量运输和分配的重要部分；根据地质条件及沿线各地的实际状况不同，输水线路上可采取多种类型的输水工程，以保证工程调水顺利到达各个受水地区。输水工程类型包括输水河道、输水明渠、输水隧洞、输水暗涵、PCCP管道等输水工程，以及输水线路上由于地质条件问题建设的输水交叉建筑物工程，比如输水倒虹吸、输水渡槽等。为了控制输水过程，保证输水安全和水量分配，在输水线路上还会设置大量的节制闸、控制闸、分水闸和退水闸等控制性建筑物。
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3 长距离调水工程安全运行风险测度及动态传递演化模型 .............. 45
3.1 问题描述 ............................. 45
3.2 长距离调水工程安全运行风险测度模型 ..................... 46
4 长距离调水工程安全运行风险关联分析模型 .................................. 91
4.1 问题描述 ................................... 91
4.2 长距离调水工程安全运行风险关联概述 .................................... 92
5 长距离调水工程安全运行风险耦合演化模型 ................................ 125
5.1 问题描述 ................................ 125
5.2 长距离调水工程安全运行风险网络结构 .................................. 125
5长距离调水工程安全运行风险耦合演化模型
5.1问题描述
一般来说，风险不是独立存在的静态常量，而是具有不确定性的随机变量，且风险之间存在非线性的耦合作用；随着时间的变化，风险自身会不断的变化，风险间的横向关联作用也会增大风险的变化，进而影响目标的状态，这种由于时间的变化及横向关联作用导致的风险变化称为风险耦合演化[246-249]。风险的耦合演化是长距离调水工程系统风险事故发生的关键，但目前还没有关于长距离调水工程安全运行风险耦合演化的研究。
风险传递是风险演化的前进方向，风险关联是风险耦合的作用路径。根据1.4.2中综述可知，有不少学者在风险的耦合及演化方面进行了研究，如PPP项目的风险传递过程研究、能源互联网信息物理系统的风险传递路径研究、企业信用风险的传递机制研究、突发事件舆情风险的演化模型研究、水下地铁盾构施工安全风险动态演化模型研究、飞行签派员人因差错风险的耦合模型等等。长距离调水工程运行过程中受到多种风险因素的影响，在这些风险发生的过程中，不仅存在动态的传递演化，各种风险之间也存在横向的关联传递作用，某一时刻的风险状态则取决于这个风险系统中各风险环节的存在方式和耦合程度。因此，有必要深入研究风险间的耦合演化规律，但目前关于长距离调水工程安全运行风险的研究，大多都是对风险的综合评价，还没有关于耦合演化方面的研究。
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6结论与展望
6.1结论
长距离调水工程在缓解水资源时空分布不均、减少水资源供需矛盾、促进受水区社会经济发展等方面起到了重大的作用，与此同时，受水区对工程调水的依赖性大大增加，工程的安全运行也变得更加重要。但由于长距离调水工程距离长、地质条件复杂、气候多变等特点，影响工程安全运行的风险因素复杂多变，不易管控。对此，本文从风险演化的角度进行研究，分析时间变化条件下风险的动态传递规律、广义空间上风险的横向关联传递作用以及综合作用下的风险耦合演化规律，为长距离调水工程安全运行风险管控提供理论支持。本文的主要研究工作和结论如下
（1）识别了影响长距离调水工程安全运行的风险因素。首先梳理了风险识别的一般方法，给出了长距离调水工程的定义，分析了长距离调水工程的系统组成；根据长距离调水工程安全运行的要求给出了长距离调水工程安全运行风险的定义，针对长距离调水工程的特点，通过文献分析、资料阅读和现场调研，识别出了长距离调水工程安全运行风险因素，共计6大类、17种、58个风险因素。该部分识别出的风险因素是第3、4、5章研究的基础
（2）构建了长距离调水工程安全运行风险的二维测度模型和动态传递演化模型。风险测度是风险传递演化的基础，以风险发生概率和风险后果损失两个维度作为风险测度的维度，将DS证据理论引入贝叶斯网络中，建立了风险发生概率的测度模型；分析了长距离调水工程安全运行风险的损失类别，基于损失当量阀建立了风险后果量化模型，并给出了风险测度的等级划分。综合风险的概率和后果确定风险的传递参数，构建了长距离调水工程安全运行风险动态传递演化模型，并给出了风险动态传递演化的分析过程，包括信息收集、风险概率估计及演化分析、风险损失估计及风险演化分析。以南水北调中线一期工程为例，分析了风险的演化情况，结果表明工程整体运行处于不稳定状态；从概率维度看，关键风险因素是干旱导致受水区严重缺水、外部电力通信系统故障、建筑物受到洪水淘刷失稳破坏、人为操作失误和渠道边坡失稳破坏；从损失维度看，关键因素是恐怖袭击、地震破坏、渠道边坡失稳破坏、洪水漫顶和地基塌陷；从风险值的大小来看，关键因素是渠道边坡失稳破坏、建筑物受到洪水淘刷失稳破坏、洪水漫顶、渠道地基不均匀沉降、渠水漫顶、建筑物下部地基不均沉降和干旱导致受水区严重缺水；从风险演化角度来看，关键影响因素有渠道工程风险、洪水灾害风险、管道工程风险和输（排）水交叉建筑物风险。
参考文献（略）