李巍　衣建妮　張賀祥　焦余鐵

摘 要：潰壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)是大壩管理者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)決策的基礎(chǔ)，然而潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)作為潰壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的重要內(nèi)容之一，目前尚沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。借鑒生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)中關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和當(dāng)量因子法的研究思路，對(duì)環(huán)境價(jià)值進(jìn)行量化；利用ＡＬＡＲＰ 準(zhǔn)則和Ｆ－Ｎ 曲線將潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效銜接；考慮我國不同區(qū)域環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的差異，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)偏好矩陣以確定各區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)偏好情況，進(jìn)而提出了我國潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，并以河南省陸渾水庫為例進(jìn)行了應(yīng)用說明。

關(guān)鍵詞：潰壩；環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)量因子法；風(fēng)險(xiǎn)偏好

中圖分類號(hào)： ＴＶ６９８ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０４．０２３

引用格式：李巍，衣建妮，張賀祥，等．基于生態(tài)服務(wù)價(jià)值的中國分區(qū)域潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)研究［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（４）：１３５－１４１．

近年來極端氣象事件頻發(fā)，超標(biāo)準(zhǔn)洪水發(fā)生頻率不斷提高，我國部分水庫大壩設(shè)計(jì)存在缺陷、建設(shè)質(zhì)量差和運(yùn)行管理不善等導(dǎo)致潰壩時(shí)有發(fā)生［１］ 。潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和決策的依據(jù)，制定合理的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)不僅有利于幫助決策者全面認(rèn)識(shí)大壩的風(fēng)險(xiǎn)水平，做出更科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)決策，完善潰壩風(fēng)險(xiǎn)后果評(píng)價(jià)體系及大壩風(fēng)險(xiǎn)管理理論，而且對(duì)于建設(shè)生態(tài)美好中國具有重要的意義［２－３］ 。

目前尚沒有統(tǒng)一的潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)［４］ 。因?yàn)闈苇h(huán)境涉及范圍廣，具有影響因素繁多和量綱不統(tǒng)一等特點(diǎn)，所以難以對(duì)環(huán)境價(jià)值進(jìn)行量化。相較于潰壩造成的生命損失和經(jīng)濟(jì)損失，以往研究對(duì)潰壩環(huán)境影響的關(guān)注度較低，因此導(dǎo)致目前多數(shù)研究成果集中于潰壩環(huán)境指標(biāo)體系的構(gòu)建及數(shù)學(xué)方法分析上。如：王仁鐘等［５］ 認(rèn)為常見的環(huán)境影響是指開發(fā)行為可能引起的環(huán)境條件的改變或新的環(huán)境條件的形成，影響主要體現(xiàn)在河道形態(tài)的變化、生物及其棲息地的喪失、人文景觀的破壞，以及易受影響、造成重大環(huán)境影響或污染的工業(yè)影響等，并定義了一個(gè)影響指數(shù)來評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)大?。缓螘匝嗟龋郏叮?認(rèn)為環(huán)境影響是指由水庫潰壩引發(fā)的區(qū)域環(huán)境條件的變化，具體體現(xiàn)在水、土、生態(tài)和人居環(huán)境等方面，并應(yīng)用層次分析法和模糊數(shù)學(xué)法來評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)大?。唬停牛危模希冢?Ｆ 等［７］ 認(rèn)為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主要與大壩下墊面的侵蝕、滲濾液量以及污染負(fù)荷等有關(guān)，并定義了大壩環(huán)境安全指數(shù)來計(jì)算環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；程莉等［８］ 認(rèn)為環(huán)境影響是指人類活動(dòng)包括經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的作用和導(dǎo)致的環(huán)境變化，以及由此引起的對(duì)人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的效應(yīng)，并基于現(xiàn)有研究成果選擇河道形態(tài)、水環(huán)境、土壤環(huán)境、植被覆蓋、生物多樣性、人文環(huán)境及污染工業(yè)等７ 個(gè)潰壩環(huán)境影響因素，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)理論進(jìn)行了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；Ｘｕ 等［９］ 考慮土地承載力、水質(zhì)、水庫淤積、下游河床侵蝕及地震地質(zhì)災(zāi)害等因素對(duì)環(huán)境影響進(jìn)行分析；李宗坤等［１０］ 基于集對(duì)分析－可變模糊集耦合模型，構(gòu)建并細(xì)化了潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。這類方法可有效用于潰壩環(huán)境影響嚴(yán)重程度排序，但是并不能給出評(píng)價(jià)結(jié)果具體表示什么后果（通常將評(píng)價(jià)結(jié)果分為一般、嚴(yán)重、極其嚴(yán)重等３～５ 個(gè)等級(jí)，僅能表示風(fēng)險(xiǎn)的相對(duì)大小），屬于半定量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果往往不具有通用性［１］ ，因此不適合用來制定風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的定量表征，張瑩［１１］ 將能值足跡法引入潰壩環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中。能值足跡法是生態(tài)環(huán)評(píng)領(lǐng)域常用方法之一，然而該方法的能量折算系數(shù)和能值轉(zhuǎn)換率取值科學(xué)性和準(zhǔn)確性還有待進(jìn)一步提高［１１］ ?；诋?dāng)量因子法量化的生態(tài)服務(wù)價(jià)值（Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ＳｅｒｖｉｃｅＶａｌｕｅ，ＥＳＶ）應(yīng)用廣泛，直觀易用，數(shù)據(jù)需求少，特別適用于區(qū)域或全球尺度環(huán)境價(jià)值評(píng)估［１２］ 。因此，本文在采用當(dāng)量因子法量化環(huán)境價(jià)值的基礎(chǔ)上，借助ＡＬＡＲＰ準(zhǔn)則、Ｆ－Ｎ 曲線法和風(fēng)險(xiǎn)矩陣，初步探究構(gòu)建我國分區(qū)域潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)研究提供借鑒。

１ 潰壩環(huán)境影響的定義及環(huán)境價(jià)值的估算

１．１ 潰壩環(huán)境影響的定義

雖然各個(gè)學(xué)者對(duì)潰壩環(huán)境影響的具體定義有所差異，尚沒有形成統(tǒng)一的定義［１］ ，但是其實(shí)質(zhì)是水庫潰壩引發(fā)水庫附近自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境條件的變化［１３－１４］ 。而自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境均屬由生物和非生物組成的自然生態(tài)系統(tǒng)。人類生存所需要的水、土、空氣、食物、藥材、木材和煤炭等原料都是自然生態(tài)系統(tǒng)直接提供的。自然生態(tài)系統(tǒng)具有很多重要的功能來保證人類的健康發(fā)展，如調(diào)節(jié)氣候、凈化水體和空氣、分解廢物、涵養(yǎng)水土、緩解旱澇災(zāi)害、保護(hù)生物多樣性等［１５－１６］ 。自然生態(tài)系統(tǒng)通過其功能不斷為人類提供環(huán)境條件和物質(zhì)基礎(chǔ)，創(chuàng)造著服務(wù)價(jià)值（類似由人類勞動(dòng)創(chuàng)造的價(jià)值ＧＤＰ），因此從人類角度來看，可以將廣義的潰壩造成的環(huán)境影響定義為：潰壩破壞使得自然生態(tài)服務(wù)供給稀缺，導(dǎo)致ＥＳＶ 產(chǎn)出減少。

１．２ 環(huán)境價(jià)值的估算

當(dāng)量因子法是謝高地等［１７］ 在Ｃｏｓｔａｎｚａ 等研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建的一種基于專家知識(shí)的ＥＳＶ 量化方法，其將１ 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子（以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量）定義為１ ｈｍ２ 全國平均產(chǎn)量的農(nóng)田每年自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，以衡量生態(tài)系統(tǒng)對(duì)生態(tài)服務(wù)貢獻(xiàn)相對(duì)大小的潛在能力。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值體現(xiàn)在糧食生產(chǎn)，糧食產(chǎn)量價(jià)值主要依據(jù)稻谷、小麥和玉米三大糧食作物計(jì)算，其計(jì)算公式為

Ｄ ＝ ＳｒＦｒ ＋ ＳｗＦｗ ＋ ＳｃＦｃ （１）

式中：Ｄ 為１ 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量的生態(tài)環(huán)境價(jià)值量；Ｓｒ、Ｓｗ、Ｓｃ分別為２０１９ 年稻谷、小麥和玉米的播種面積占３ 種作物播種總面積的比例；Ｆｒ、Ｆｗ、Ｆｃ 分別為全國稻谷、小麥和玉米的單位面積平均凈利潤。

參考２０１７ 年、２０１８ 年和２０１９ 年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》［１８－２０］ 及《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》［２１－２３］ ，確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量（Ｄ）大小為１ ４８２．６７ 元／ ｈｍ２。謝高地［１７］ 等基于已有研究成果，參考相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒及各類統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)資料，使用基于改進(jìn)的ＣＡＳＡ 模型、ＮＰＰ 數(shù)據(jù)，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，確定了不同類型生態(tài)系統(tǒng)單位面積各類服務(wù)功能年均價(jià)值當(dāng)量（以下簡稱基礎(chǔ)當(dāng)量），見表１。

本文使用土地利用遙感數(shù)據(jù)，以耕地對(duì)應(yīng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、沼澤對(duì)應(yīng)濕地生態(tài)系統(tǒng)。取森林、草地、水域和荒漠的生態(tài)系統(tǒng)二級(jí)分類的基礎(chǔ)當(dāng)量平均值分別作為遙感數(shù)據(jù)中林地、草地、水域和未利用土地（除沼澤地以外）的計(jì)算因子，根據(jù)表１ 計(jì)算得到２０２０ 年全國各地區(qū)ＥＳＶ，如圖１ 所示。

２ 潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建方法

２．１ 風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建原則

由于不同國家的政治、經(jīng)濟(jì)、文化等可能存在較大差異［２４－２５］ ，因此不能將國外風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)直接套用于我國［２６－２７］ 。一些發(fā)達(dá)國家開展大壩風(fēng)險(xiǎn)管理研究較早，其成果在實(shí)際應(yīng)用中得到不斷發(fā)展與完善。因此，可參考借鑒他們?cè)谥贫ù髩物L(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的過程中所考慮的主要因素及處理關(guān)鍵問題的方法，來制定適用于我國的水庫大壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)成果和我國國情， 根據(jù)以下原則構(gòu)建我國大壩的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)［２８－２９］ ：

１）符合我國大壩的安全狀況。我國現(xiàn)役水庫大壩很多修建于２０ 世紀(jì)５０—７０ 年代，受限于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平，大量大壩存在安全隱患。若將標(biāo)準(zhǔn)定得太嚴(yán)格，會(huì)導(dǎo)致許多水庫被劃歸為“病險(xiǎn)”狀態(tài)。在當(dāng)前除險(xiǎn)加固資金相對(duì)緊缺的情況下，會(huì)造成很多水庫得不到及時(shí)的除險(xiǎn)加固，被迫改變運(yùn)行條件或者停止運(yùn)行，惡化當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境，也不利于對(duì)“病險(xiǎn)”水庫的病險(xiǎn)程度進(jìn)行有效區(qū)分。

２）與當(dāng)前的安全標(biāo)準(zhǔn)有效銜接。我國水庫大壩目前處于從安全管理向風(fēng)險(xiǎn)管理轉(zhuǎn)變的過渡期，為了避免安全標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)之間的差距太大，導(dǎo)致不能發(fā)揮有效作用，可將基于風(fēng)險(xiǎn)分析的大壩安全決策作為安全標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)與當(dāng)前安全標(biāo)準(zhǔn)有效銜接。

３）符合社會(huì)對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的接受意愿。隨著人民對(duì)美好生活需要的日益增長、風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)的不斷提高，發(fā)生同樣嚴(yán)重的事故，群眾對(duì)于事故會(huì)更加關(guān)注。因此，在制定風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，不僅要針對(duì)工程本身，而且應(yīng)考慮群眾對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的接受意愿。

２．２ ＡＬＡＲＰ 準(zhǔn)則

任何事物都不可能徹底消除風(fēng)險(xiǎn)，只能通過預(yù)防措施來降低風(fēng)險(xiǎn)。雖然風(fēng)險(xiǎn)越低意味著越安全，但是隨著風(fēng)險(xiǎn)水平的不斷降低，要進(jìn)一步降低風(fēng)險(xiǎn)的難度就越大，甚至需要花費(fèi)的成本和努力呈指數(shù)曲線上升。結(jié)合我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展水平及群眾對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)接受意愿的實(shí)際情況，可在系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)水平和成本之間進(jìn)行折中，因此選擇ＡＬＡＲＰ（Ａｓ Ｌｏｗ Ａｓ Ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ Ｐｒａｃｔｉ?ｃａｂｌｅ）準(zhǔn)則來構(gòu)建我國的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

ＡＬＡＲＰ 準(zhǔn)則即最低合理可行準(zhǔn)則，它將風(fēng)險(xiǎn)劃分為不可容忍區(qū)域、最低合理可行區(qū)域以及廣泛可接受區(qū)域。當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)位于不同區(qū)域時(shí)，采取的措施不同。在不可容忍區(qū)域，必須采取措施降低風(fēng)險(xiǎn)；在最低合理可行區(qū)域，決策者根據(jù)獲得的收益與降低風(fēng)險(xiǎn)的成本來決定是否采取措施；在廣泛可接受區(qū)域，可不采取風(fēng)險(xiǎn)控制措施。ＡＬＡＲＰ 準(zhǔn)則如圖２ 所示［３０］ 。

２．３ Ｆ －Ｎ 曲線法

目前對(duì)于可接受風(fēng)險(xiǎn)的定量研究方法主要有成本效益法、生活質(zhì)量指數(shù)法、問卷調(diào)查法和Ｆ－Ｎ 曲線法等。成本效益法認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)由一個(gè)最大值和最小值組成，位于兩者之間的區(qū)域，風(fēng)險(xiǎn)管理者須對(duì)成本與效益進(jìn)行決策分析，一般以實(shí)現(xiàn)凈效益（收益－成本）最大為決策依據(jù)；生活質(zhì)量指數(shù)法用人均年國民生產(chǎn)總值、延續(xù)人的壽命以及人們能享受到的健康生活的有效時(shí)間來刻畫生活質(zhì)量，是符合倫理和道德標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)管理指標(biāo)；問卷調(diào)查法是通過了解公眾面對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)時(shí)的避災(zāi)意愿，讓群眾真正參與到風(fēng)險(xiǎn)決策中，進(jìn)而制定行之有效的管理措施；Ｆ－Ｎ 曲線是基于概率論提出的允許各種事故發(fā)生的限制曲線，它考慮了當(dāng)前所處的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)以及人們對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的厭惡程度。

在以上方法中，成本效益法很難量化投入成本與從環(huán)境獲得收益之間的關(guān)系；生活質(zhì)量指數(shù)法不適用于環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)制定；問卷調(diào)查法受地域范圍的影響，涉及每個(gè)區(qū)域的難度大，不適合大區(qū)域范圍的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)制定；而Ｆ－Ｎ 曲線法以概率分析和期望效益為基礎(chǔ)，科學(xué)性和通用性強(qiáng)。因此，本研究選擇Ｆ－Ｎ 曲線法來定量刻畫環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

Ｆ－Ｎ 曲線由Ｆａｒｍｅｒ 在１９６７ 年建立，其先在核電站的風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)域得到了應(yīng)用，而后被廣泛應(yīng)用在大壩風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)域社會(huì)生命風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的制定中［３１］ ，其表達(dá)式如下：

１ － ＦＮ（ｘ） ＜ Ｃ ／ ｘｎ （２）

式中：ＦＮ（ｘ）為年死亡率分布函數(shù)，表示死亡人數(shù)為ｘ的概率；１－ＦＮ（ｘ）為死亡人數(shù)不大于Ｎ 的概率；Ｃ 為常數(shù)，決定了風(fēng)險(xiǎn)控制線的起始位置；ｎ 為斜率，ｎ 越大意味著對(duì)風(fēng)險(xiǎn)越厭惡，風(fēng)險(xiǎn)越不能被接受。

文獻(xiàn)［４］根據(jù)國務(wù)院《生產(chǎn)安全事故報(bào)告和調(diào)查處理?xiàng)l例》，按照１ 人對(duì)應(yīng)４００ 萬元的比例，將生命損失的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，還提出了對(duì)于社會(huì)和環(huán)境的影響，為了避免標(biāo)準(zhǔn)過于復(fù)雜，可將其簡化為彌補(bǔ)上述風(fēng)險(xiǎn)而需要投入的資金，從經(jīng)濟(jì)角度進(jìn)行分析。因此，可在生命風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上構(gòu)建潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，以Ｆ－Ｎ 曲線表示環(huán)境價(jià)值損失與其超過概率之間的關(guān)系，對(duì)此可將式（２）中ＦＮ（ｘ）理解為彌補(bǔ)生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)而需要投入的資金小于ｘ 的概率分布函數(shù)，Ｃ 為常數(shù)，ｎ 為標(biāo)準(zhǔn)線的斜率。

３ 潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建

３．１ Ｃ 值的確定

Ｃ 決定了標(biāo)準(zhǔn)線的起始位置。部分國家或機(jī)構(gòu)對(duì)可容忍風(fēng)險(xiǎn)Ｃ 的取值見表２［其中包括了核電站、危險(xiǎn)化學(xué)品、工廠、各類房屋（醫(yī)院、學(xué)校和住宅等）、邊坡和大壩等多種應(yīng)用類別］。由表２ 可知，Ｃ 多采用１０－３?？紤]到危險(xiǎn)化學(xué)品、工廠和房屋等發(fā)生事故主要是人為因素引起的，而水庫大壩施工、運(yùn)行過程中不受人為控制的自然因素（如暴雨洪水等）是事故發(fā)生的重要因素，因此根據(jù)李宗坤等［４］ 的建議適當(dāng)降低其標(biāo)準(zhǔn)，?。?＝１０－２，可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)可取比其低一個(gè)數(shù)量級(jí)，即Ｃ ＝１０－３。

３．２ ｎ 值的確定

ｎ 值代表著風(fēng)險(xiǎn)偏好程度?？紤]到我國疆土遼闊，不同地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、社會(huì)和文化背景等存在較大差異，因此不同地區(qū)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)偏好程度理應(yīng)是不一樣的，進(jìn)而引入風(fēng)險(xiǎn)偏好矩陣判斷各地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)偏好。風(fēng)險(xiǎn)偏好矩陣方法于２０ 世紀(jì)９０年代提出，最早被應(yīng)用于美國軍方武器系統(tǒng)研制項(xiàng)目中，經(jīng)過幾十年的應(yīng)用和發(fā)展，目前已成為判斷項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)重要性的一種結(jié)構(gòu)性方法，被廣泛應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定和管理研究領(lǐng)域［３２］ 。

在一般情況下，一個(gè)區(qū)域人均ＧＤＰ 越高，人們對(duì)生活質(zhì)量要求越高，越注重周圍的生態(tài)環(huán)境，越厭惡風(fēng)險(xiǎn)；生態(tài)環(huán)境質(zhì)量越高，災(zāi)害發(fā)生時(shí)造成的環(huán)境損失越高，越厭惡風(fēng)險(xiǎn)。單位面積平均生態(tài)環(huán)境價(jià)值和人均生態(tài)環(huán)境價(jià)值從不同角度反映了區(qū)域生態(tài)環(huán)境情況。人均ＥＳＶ 越高，區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力越強(qiáng)，但是并不能說明災(zāi)害發(fā)生后造成的生態(tài)環(huán)境損失越嚴(yán)重。例如在一些貧瘠的土地上發(fā)生洪災(zāi)，雖然并不會(huì)造成很嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境損失，但是由于人口稀少，人均ＥＳＶ 反而不低，因此使用人均ＥＳＶ 并不合適。單位面積平均ＥＳＶ 則可以很好反映出該區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境的重要程度，單位面積平均ＥＳＶ 越高，發(fā)生洪災(zāi)造成的損失往往越大。因此，本文選擇人均ＧＤＰ 和單位面積平均ＥＳＶ 來構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)偏好矩陣。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，２０２０ 年各省（區(qū)）人均ＧＤＰ 和單位面積平均ＥＳＶ 見表３。

根據(jù)２０２０ 年世界銀行對(duì)收入的分類標(biāo)準(zhǔn)［３３］ ，我國大部分省份每年人均收入位于中高收入?yún)^(qū)間（４ ０４６～１２ ５３５ 美元），少數(shù)省份人均收入位于高收入?yún)^(qū)間（＞１２ ５３５ 美元）。為了更細(xì)致區(qū)分各?。?區(qū)） 人均ＧＤＰ 收入，將中高收入?yún)^(qū)間平均劃分為２ 個(gè)區(qū)間，則人均ＧＤＰ 劃分標(biāo)準(zhǔn)為［２．５８，５．２９］萬元、（５．２９，８．００］萬元和＞８．００ 萬元。將各省份單位面積平均ＥＳＶ 最高值和最低值分別設(shè)為區(qū)間上下限，將區(qū)間劃分為［０．８８，１．４６］元、（１．４６，２．０５］元和（２．０５，２．６３］元。最終構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)矩陣見表４。

當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)偏好為Ｚ 時(shí)，可取ｎ ＝ ２．０，為風(fēng)險(xiǎn)厭惡型；當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)偏好為Ｙ 時(shí)，可?。?＝ １．５，為風(fēng)險(xiǎn)輕微厭惡型；當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)偏好為Ｘ 時(shí)，可?。?＝１．０，為風(fēng)險(xiǎn)中立型。由此根據(jù)２０２０ 年各?。▍^(qū)） 人均ＧＤＰ 和單位面積平均ＥＳＶ，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)偏好矩陣判斷各?。▍^(qū)）風(fēng)險(xiǎn)偏好，如圖３ 所示。

由圖３ 可知，風(fēng)險(xiǎn)偏好為Ｘ 的地區(qū)主要包括我國西部省份和中部省份以及吉林省。西部地區(qū)如新疆、西藏、青海、甘肅和寧夏，經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后，較生態(tài)環(huán)境而言，人們會(huì)更注重經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此風(fēng)險(xiǎn)偏好為Ｘ。中部省份如河北、河南、山西、山東，雖然經(jīng)濟(jì)總量較大，但是人口眾多，人均ＧＤＰ 偏小，因此風(fēng)險(xiǎn)偏好也為Ｘ。東北三省中只有吉林省的風(fēng)險(xiǎn)偏好為Ｘ，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，雖然吉林省的人均ＧＤＰ 高于黑龍江省的，但是黑龍江省有大興安嶺和小興安嶺等重要的生態(tài)保護(hù)區(qū)，其生態(tài)價(jià)值較高，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)容忍度較低，因此東北三省中僅吉林省風(fēng)險(xiǎn)偏好為Ｘ。

我國大多數(shù)?。▍^(qū)）的風(fēng)險(xiǎn)偏好為Ｙ，其中一些省份雖然經(jīng)濟(jì)比較落后，但是生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較高（如黑龍江、遼寧、云南、廣西和江西等）；一些省份經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，然而生態(tài)環(huán)境質(zhì)量一般（如北京、天津、澳門和江蘇等）；還有一些省份經(jīng)濟(jì)總體發(fā)展不錯(cuò)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量也較好（如湖南、湖北、四川和重慶等），然而人口較多導(dǎo)致人均ＧＤＰ 沒有邁入高收入?yún)^(qū)間，因而風(fēng)險(xiǎn)偏好為Ｙ。

我國僅有上海、香港、廣東、福建、浙江和臺(tái)灣風(fēng)險(xiǎn)偏好為Ｚ。這些區(qū)域集中在我國東南部沿海，特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較高，因此對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的容忍程度較低。以上風(fēng)險(xiǎn)偏好的分布劃分較為科學(xué)客觀地反映了我國各?。▍^(qū)）的實(shí)際情況。

３．３ 極值線的確定

大部分國家或地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定了極值線，極值線有概率極值線和事故極值線兩種類型。澳大利亞等國家或地區(qū)認(rèn)為事故概率小于某值則無須考慮事故后果，這種類型的極值線稱為概率極值線；我國香港和一些國家認(rèn)為事故損失大于某值則無須考慮事故概率，這種類型稱為事故極值線?？紤]到我國大壩安全狀況、管理水平及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展水平，設(shè)置事故極值線在當(dāng)前并不可行［４］ ，因此根據(jù)以下兩點(diǎn)，可考慮設(shè)置概率極值線。

１）我國大壩事故概率。根據(jù)文獻(xiàn)［３４－３５］，可容忍風(fēng)險(xiǎn)的極值可取年均潰壩概率的１０％，可接受風(fēng)險(xiǎn)一般比可容忍風(fēng)險(xiǎn)低一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此可接受風(fēng)險(xiǎn)的極值可取年均潰壩概率的１％。１９５４—２０１８ 年，我國發(fā)生了３ ５４１ 起潰壩事件，其中大中型水庫潰壩１３２座，年均潰壩率２．３４×１０－５，因此可容忍和可接受的極值分別為２．３４×１０－５和２．３４×１０－６；小型水庫潰壩３ ４０９座，年均潰壩率６．０５×１０－４，因此可容忍和可接受的極值分別為６．０５×１０－４和６．０５×１０－５。

２）我國的可靠度標(biāo)準(zhǔn)。假設(shè)可靠度功能函數(shù)Ｚ符合正態(tài)分布，則失事概率Ｐｆ ＝ １ － Φ（β） 。文獻(xiàn)［３６］規(guī)定了我國可靠指標(biāo)β 的取值：大（１）型水庫可取４．２，大（２）型和中型水庫可?。常?，小型水庫可?。常?。

我國當(dāng)前的可靠度標(biāo)準(zhǔn)與大壩安全情況較為一致，因此也可?。校?的１０％和１％分別作為可容忍風(fēng)險(xiǎn)和可接受風(fēng)險(xiǎn)的極值?？紤]到人們對(duì)于潰壩造成的環(huán)境損失（生態(tài)環(huán)境受到損害、服務(wù)功能喪失導(dǎo)致的損失）關(guān)注程度明顯低于生命損失和經(jīng)濟(jì)損失，且在１９８１—２０１８ 年共計(jì)５６４ 座潰壩中，無大型水庫，有１３座中型水庫，其余為小型水庫［３７］ ，因此可適當(dāng)降低要求，大型水庫和中型水庫采用一樣的標(biāo)準(zhǔn)，以避免標(biāo)準(zhǔn)過于復(fù)雜。對(duì)于大中型水庫，其可容忍和可接受的風(fēng)險(xiǎn)概率極值分別為１．０８×１０－５ 和１．０８×１０－６，小型水庫可容忍和可接受的風(fēng)險(xiǎn)概率極值分別為７．００×１０－５ 和７．００×１０－６。

為同時(shí)滿足根據(jù)大壩安全水平和當(dāng)前可靠度標(biāo)準(zhǔn)確定的極值線，取其較小值作為風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。最終確定大中型水庫的可容忍和可接受風(fēng)險(xiǎn)概率極值分別為１．０８×１０－５ 和１．０８×１０－６，小型水庫的可容忍和可接受風(fēng)險(xiǎn)概率極值分別為６．０５×１０－５和６．０５×１０－６。

綜上所述，我國水庫大壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)如圖４ 和圖５ 所示。

４ 實(shí)例分析

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)判斷具體水庫的環(huán)境損失是否可接受或容忍，需要對(duì)其失事概率和環(huán)境損失進(jìn)行定量計(jì)算。一般失事概率可通過事故樹等方法進(jìn)行分析；環(huán)境損失量化可結(jié)合潰壩洪水演進(jìn)模擬，分析不同類型土地在潰壩洪水下的損失率，進(jìn)而確定ＥＳＶ 的損失大小。受限于具體資料的缺乏，本文以陸渾水庫為例僅進(jìn)行大致計(jì)算。

陸渾水庫位于河南省洛陽市嵩縣境內(nèi)，是一座以防洪為主，兼具灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖、供水和旅游功能的大（１）型水庫。參考文獻(xiàn)［３８］取該水庫的事故超過概率為１．７９×１０－４。根據(jù)洪水演進(jìn)模擬結(jié)果得到下游潛在淹沒范圍的土地利用情況，如圖６ 所示；文獻(xiàn)［３９］給出了各類型土地在不同淹沒水深下的損失率，見表５；基于ＧＩＳ 統(tǒng)計(jì)得到各類型土地在不同淹沒水深下的面積，見表６；最終計(jì)算得到ＥＳＶ 的損失大小，見表７。

陸渾水庫位于河南省，河南省對(duì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)偏好為中立型，因此?。?＝１。當(dāng)ＥＳＶ 損失為３４ １１０ 萬元、事故超過概率為１．７９×１０－４時(shí)，其潰壩環(huán)境損失風(fēng)險(xiǎn)如圖７ 所示?？梢?，其位于最低合理可行區(qū)域，管理決策者可根據(jù)降低風(fēng)險(xiǎn)的成本與所獲得的收益來決定是否采取風(fēng)險(xiǎn)控制措施。

５ 結(jié)論

合理的潰壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)是準(zhǔn)確進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。本文引入ＥＳＶ 且針對(duì)我國不同?。▍^(qū)）的差異，分區(qū)域分特點(diǎn)進(jìn)行了劃分，對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的確定提出了實(shí)際且具有可操作性的方法。利用風(fēng)險(xiǎn)矩陣確定了不同區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，建立了更有針對(duì)性的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，并以河南省陸渾水庫為例進(jìn)行了分析。研究成果可幫助決策者全面認(rèn)識(shí)大壩風(fēng)險(xiǎn)管理水平，為后續(xù)潰壩環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究提供參考和借鑒。

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［３８］ ＺＨＡＮＧ Ｊ，ＹＡＮＧ Ｚ，ＪＩＡＮＧ Ｊ．Ａｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｌａｗｓ ｏｆ Ｒｅｓ?ｅｒｖｏｉｒ Ｄａｍ Ｄｅｆｅｃｔｓ ａｎｄ Ｂｒｅａｃｈｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ［ Ｊ］． ＳｃｉｅｎｔｉａＳｉｎｉｃａ（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａ），２０１７，７（１２）：１３１３－１３２０．

［３９］ 王健．基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析的潰壩洪水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［Ｄ］．鄭州：鄭州大學(xué)，２０２１：６．

【責(zé)任編輯 張華巖】

基金項(xiàng)目： 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（５２０７９１２７，５２１７９１４４，Ｕ２０４０２２４，５１２３４５６７）； 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（２０１６ＣＢ００００００）；河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（２０２１０２３１０３９４）；河南省高校科技創(chuàng)新人才計(jì)劃項(xiàng)目（２２ＨＡＳＴＩＴ０１１）；河南省青年人才支持項(xiàng)目（２０２１ＨＹＴＰ０２４）；國家大壩安全工程技術(shù)研究中心２０２１ 年開放研究基金項(xiàng)目（ＣＸ２０２１Ｂ０１）；河南省教委科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（２０２１０２３１０３９４）