水利工程风险分析(绪论)课件

1、2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论2第一章 绪论1、1 概述世界充满着不确定性： 自然界中 水循环、热循环、碳循环、生态循环、及环境变化都充满不确定性。 天气的变化、植物的生长、人的成长及生老病死也都充满了不确定性。2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论31.1概述人类社会 历史、经济、政治、文化等也充满不确定性。2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论41.1概述 不确定性就孕育着风险，风险来自于不确定性。 人类自诞生以来，无时无刻不面临着风险，同时也不知不觉地进行着风险识别、风险评估和风险决策，实际上这都是在进行风险分析。2022-2-6水利工程风险分析 第一章

2、绪论51.1概述 风险是自然界的不确定性与人类社会耦合形成的，风险因素可能来自自然界，也可能来自人类社会。但风险产生的危害的对象主要是人类社会。在人类出现以前，自然界中的洪水、地震等自然现象也频繁发生，但由于没有人类，也就无所谓风险。所以，风险是对人类社会而言的，当洪水、地震等自然现象对人类产生危险或伤害时，就会形成风险或灾害。因而，风险分析具有自然和社会双重属性，是自然科学和社会科学交叉的学科。2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论61.1概述 风险分析的对象 自然灾害分析、工程设计、建设和管理、产品设计、银行投资、保险设计、系统工程和政府管理等等。2022-2-6水利工程风险分析

3、第一章 绪论71.1概述 风险分析的主要内容 判断风险产生的原因和因素，估算风险的大小，评估风险可能带来的影响和损失，然后采取措施减小风险或转移风险。2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论81.1概述 风险分析的目的 评价风险和预测风险，在安全与经济之间取得平衡，采取综合应对措施，将不确定的因素变成为可预见或可控的事物，通过风险管理和制度化建设将风险减小到最低程度或使其按预定方案转移。2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论91.2 国内外的研究和应用现状 风险的概念虽然很早就提出来了，但其作为一门学科只有几十年的发展历史。风险的概念最早出现在19世纪末西方经济学领域中。2022

4、-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论10 1895年，美国经济学家J.Haynes 在其著作Risk as an Economic factor中将风险定义为损失的概率 1901年AH威雷特在其博士论文风险及保险的经济理论中认为风险是关于不愿发生事件的不确定性的客观体现 奈特则认为风险是“可测定的不确定性”，而“不可测定的不确定性”才是真正意义上的不确定性；willianms的风险定义是，在给定情况下的特定时间内，那些可能发生的结果间的差异 罗祖德认为风险是指某种损失的不确定性1.2 国内外的研究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论11 日本学者Saburo lkeda认

5、为风险是由于自然或人类的行为所导致的不利事件发生的可能性，并强调风险由两部分组成：不利事件发生的概率及造成的后果；国际地质科学联合会(IUGS)滑坡研究组风险评价委员会把风险定义为对健康、财产和环境不利事件发生的概率及可能后果的严重程度，用发生概率与可能后果的乘积来表示、即 RiskProbabilityCnsequences。目前普遍认为，风险应包含3个基本要素：不利事件、不利事件发生的概率和不利事件所导致的损失。1.2 国内外的研究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论12 在工业和工程技术领域，风险分析是从产品的可靠性和建筑物的可靠性设计和研究开始的。 可靠性理论的研究

6、在20世纪30年代就开始了，当时主要是围绕飞机失效问题开展研究的，德国在第二次世界大战期间针对V-1导弹的可靠性首先开展研究。20世纪50年代，美国在朝鲜战争中发现不可靠设备的维护费用很大，开始按失效概率、寿命期望和成功率等概念研究武器和装备元件的可靠性。20世纪60年代，可靠性理论开始在机械、电气、液压元件和航空等领域应用。2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论13 20世纪70年代，风险分析开始在核电站、化学工业和银行投资等领域应用。 在西方发达国家，对于重要投资项目或大型系统工程，由于许多不确定性因素导致投资存在风险，无一例外地都要进行风险分析，如阿波罗登月计划、原子弹工程、航天

7、工程等，甚至一个新产品的投资项目，都要进行风险分析。1.2 国内外的研究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论14 近30年来，可靠性理论迅速发展，几乎在各个工业领域中都得到了广泛的应用。 在结构工程应用领域，自从1946年Freudenthal提出“结构的安全度”概念以来，人们已经充分认识到实际工程的随机因素，将概率分析和概率设计的思想引入工程设计和建设中。 1997年在日本京都市召开了结构安全性和可靠性国际会议，所涉及的内容十分丰富，其中奥地利Innsbruck大学的Schueller做了题为结构可靠度的研究进展的特邀报告。 1997年底，Structure Safety

8、（结构可靠性）国际期刊的编委们联合撰写了题为计算随机力学的研究动态一 文，从多个角度综述了计算随机力学的最新研究进展。1.2 国内外的研究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论15 1998年在上海召开的中美日三国土木与基础工程系统交流大会上，又有多位国际知 名专家作了内容广泛的报告。 1999年在澳大利亚召开了第八届统计概率应用国际会议，该会议的主题之一就是探讨将工程可靠性理论及概率分析方法引入设计规范的修改和基于全概率理论进行结构设计的研究。1.2 国内外的研究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论16 在水利工程中，洪水风险分析早已在国内外的水工建筑物

9、的规划和设计中应用 美国从20世纪50年代未就开始绘制洪水风险图。 1.2 国内外的研究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论17 20世纪70年代初期，洪华生(Ang.A.H.S)、颜本琦(Yen B.C.)、邓汉忠(Tang.W.H.)等以雨水排水系统为例，将水力不确定性与水文内在随机性综合考虑首先介绍了风险及可靠度分析在防洪系统上应用的可行性。 1.2 国内外的研究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论18 1976年,颜本琦和邓汉忠在详细分析了涵洞排水量不确定性、雨强不确定性和设计流量不确定性的基础上，研究建立风险-安全系数关系。 1.2 国内外的研

10、究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论19 1979年，基于水文不确定性的一阶分析、预计损失的评估和优化等概念，在涵洞的优化设计中综合考虑了水文、水流和经济的风险。 1981年Tung Y. K.和Mays L.W. 分静恋和时变两种情况，考虑了水文、水力的不确定性，建立了漫堤风险模型，提出了风险安全系数概念，两人1981年又研究了堤防系统优化设计的方法和模型中耦合风险的概念，对于不确定性的考虑主要反映在期望损失函数之中。1.2 国内外的研究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论20 1990年， Tung Y. K.以堤防系统设计为例，详细研究了水工结构

11、基于风险的优化设计中水文的不确定性、参数的不确定性以及水力的不确定性。1.2 国内外的研究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论21 1990-1995年，同时考虑水文不确定性和水利不确定性进行防洪、施工导流、大坝安全等进行风险分析的研究成果不断涌现，风险计算的方法也多样化。主要的学者有朱元生、肖焕雄、姜树海、王卓甫等，主要方法有极限状态法、全概率法、随机微分方程法及蒙特卡洛法（随机模拟法）1.2 国内外的研究和应用现状2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论22 风险并不仅仅是技术问题，也是经济问题和文化现象。不确定性是一种客观才存在，但是风险则是认识者的主观判断。1

12、.3 风险的认识2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论23 不同的人和人群，对风险的感觉和警觉会不同。极地登山运动员明明知道登山死亡的风险是乘火车死亡风险的1000倍以上，但因为极地登山运动具有常人无法想象的乐趣，登山运动员愿意承担这种风险。尽管车祸的概率比高架桥塌毁的概率大100万倍以上，但人们仍然不希望看到高架桥塌毁的事件，却较容易忍受车祸的发生。因为公众一般容易忽视只造成个别死亡的小事件，而特别关注造成大量人员死亡的大事件。所以，建筑物的设计一般都需要有较高的安全系数和极小的破坏概率。个人或社会对风险的反应就是一种文化现象。1.3 风险的认识2022-2-6水利工程风险分析 第一

13、章 绪论24 由于不确定因素的广泛存在，无论你是否感觉到，生活中总是要面临着各种风险，无论一个人的生活方式如何，都不能保证其生命的绝对安全，天灾人祸都有出现的概率。一年中某一事件所造成的风险小于10-6时，人们一般便不会对它表示担心。如入患感冒而死亡的概率大约为10-6 ，飞机失事的概率也大约为10-6 。在生活中对于概率特别小的事件，由于不会影响正常生活，人们会感觉不到或淡忘。1.3 风险的认识2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论25 2004年和2005年，我国的车祸死亡率达到1.310-4，社会仍然能够接受，说明对于概率不太小的特殊事件，社会仍然可以接受，而极地登山运动的死亡概

14、率达到10-2，登山运动员仍然可以接受。 一般来说，人们愿意接受事前已预知风险的事件，而不愿意接受事前不知或没有意识到的风险。登山或到危险地方探险，探险者和社会预先知道风险很大，但探险者愿意承担。而水库失事，尽管概率很小(一般小于10-6)，但水库下游居民事先不知道有多大风险，或者无法预计风险有多大，所以，他们希望水库具有很高的安全性，根本不希望有失事的可能，尽管这是不可能办到的。1.3 风险的认识2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论26 风险是不可避免的，绝对的安全不可能做到。水利工程亦如此。 正确对待和认识风险是人类化解风险的前提，应该通过各种措施，包括工程技术措施和非工程措施来

15、减小和转移风险。1.3 风险的认识2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论271.4风险分析的主要内容 风险识别：描述可能的事件对系统的负面作用或影响，包括对风险事件因素、事件发生方式和范围的确定 风险估算：定量地描述风险事件发生的概率和相应的后果及损失。 风险评价：解决“怎样才算安全”的问题，为决策者提出建议，包括项目、社会和个人可接受的风险评价、风险分类和分级以及方案选择 风险决策：风险控制或转移方案选择、风险监测、维护计划、应急预案或应急计划等 2022-2-6水利工程风险分析 第一章 绪论28 风险分析需要运用自然科学解决风险频率或事件失效概率的计算问题需要运用经济学解决事件发生的经济损失的评估问题，需要运用社会学和心理学解决社会和个人可接受风险的调查和评价问题，需要运用管理学解决风险管理和控制问