农业水利工程的建设风险

摘 要：农业水利工程建设是一项开放的综合项目,该项目的特点集中表现在投入的资金量大、整个工程跨越时间范围宽、工程的机构框架繁杂、参与方比较多等等,另外时间、外部环境和资源对其建设的影响很大.该研究选择层次分析的手段来构建农业水利建设的三重框架风险系统,用MonteCarlo模拟的方法,分析具体的农业水利工程建设的风险.该论文的研究表明：该项建设的风险集中在坝体的渗漏和变形、坝基的渗漏和渗透物.所以,应该在避免坝体变形和渗漏上下功夫,采取强有力的措施,尽可能降低工程的风险,使得农业水利工程在增加生态和社会效益上继续发挥积极作用.

关 键 词：农业水利工程；风险评估；层次分析法；蒙特卡洛模拟

中图分类号：TV93文献标识码：A文章编号：1674-1723（2013）03-0243-03

一、引言

农业水利工程建设是一项投入资金大、繁杂、建设周期长、需要一定的创新思维、对技术要求比较高、投入的人力巨大的项目,同时还会受到资源、外部环境、政策、资源的限制和制约,水利工程是规模大、时间跨度大、工程质量比较高,是一个开放且复杂的体系.影响该工程的因素比较多,各种因素关系复杂且密切,由此引起在建设过程中会引发各式各样的风向,另外需要注意的是各种影响因素的影响程度和效果也是不尽相同的.所以,在水利工程建设的过程中存在着各种不可预知性,分析和评估工程建设过程中出现的各种风险,我们通常以风险理论作为理论基础.作为一种成熟的技术手段,风险分析已经在证券、工程建设、金融等各行各业得到了广泛的应用,就本文研究的水利工程来讲,它比一般常见的工程的人力物力的投入都要大,项目的风险也相对来说大了很多.现阶段,在国内外本领域中,存在着诸多风险分析和风险管理的手段和方法,究其本质,大多都是从定性和定量的角度进行探讨.其中定性分析的手段主要有层次分析法、矩阵表示法、坐标曲线发等等,定量研究的手段有诸如GERT、PERT、VERT的活动网络、模糊数学法、CIM模型、影响图等等.作为项目风险研究的一个主要的分支,投资风险分析发挥的作用越来越大,本研究选择了层次分析法这种简单的定性分析的方法分析水利工程投资的风险.

二、工程项目风险与风险分析

(一)项目风险的概念

风险始终存在于工程建设的各个环节,我们可以这样概况风险的概念,影响到项目在计划的范畴内如期完成的一切有可能存在的所有的全部因素.所谓风险,是指凡是预测到可能出现的不良影响的不稳定性.工程项目目标是投入到项目的所有资金、工程完成的进度、工程的质量以及安全问题.每个项目风向都有三个基本的部分组成：（1）风险结果的不可预知性；（2）风险因素的普遍性；（3）风险事件发生的不稳定性.风险因素是能够引发项目的最终目标达到的一切有可能发生的事情,该因素的发生与否存在很大的不稳定性,不可预知的,它是由瞬息万变的外部大环境、项目本质的繁杂性以及人物对未来狭隘的预测共同决定的.

(二)评估农业水利工程建设风险的全过程

通常情况下,作为一个系统的过程,风险管理涵盖了风险的辨别、探讨工程风险,其中还有最大化全部工程的积极事件概率和最小化消极事件的概率.它包括了风险管理、风险辨别、风险探究、风险策划、风险监控.风险管理中,风险策划是增进优化、增加决定行为可能,尽可能降低威胁工程目标的步骤.这也对应着风险的严重性以及成本的利润的考验以及是不是可以如实完成等等.本论文主要是依靠以评估风险软件为基础的账单和细节监督来评估建设的工具和技术手段的.

无论是哪一项农业水利工程,其中都含有巨大的信息,在调查工程信息风险的时候,一定要注意把工程的种类和规模弄明白,当然也不要忽略了工程建设的基本的信息,包括建设方法、时间、建设者的业务能力的高低、是否具备一定的建设经验,监督方的任务和责任,开发者的资金能力,场地的基本情况.整个工程的风险大小直接由调查的信息的可信度决定.同时还有对水利工程建设的历史数据进行排查,在专家分析这些得到的历史数据后,我们就可以了解到那一部分信息的风险更大还以它的风险的周期有多长等数据,通过分析数据的过程,我们可以克服和制约风险发生的频率,对于风险的降低和预测有着积极的作用.

三、项目投资分解体系

通常情况下,工程投资均由若干个子项目组合而成,以实现投资的总目标为目的,一般采用项目工作分解（WBs）和风险分解（RBs）两者相互结合的手段,这给开展子项目和整个工程建设都起到了促进作用.所谓的工程结构分解,就是结构分解整个工程的项目,第一部是分解工程项目,分解的内容大体如下：总工程一子工程一孙工程一曾孙工程-等-基本活动,其中我们可以明显的看到,基本活动是分解后的最低层内容.在目标的投资方面,风险分解结构即RBs按类别种类将风险因素分解,分层分析探讨其投资影响风险的因素的相关体系,直至到最低层的基本活动结束.如图1、表1所示：

四、分析水利工程建设的风险手段

层次分析法即AHP是由著名运筹学家satty在上世纪七十年代提出的,广泛应用在分析决策风险中.该分析法以系统分析思想为基础,将比较繁琐的问题化解成许多个有顺序的、相互之间有联系的层次,综合比较每一层次中的每一个相关联的的因素,定量分析每一个因素,再采用数学运算的手段将所有的因素进行排序,然后再进行统一的测验,来评估是不是人的感性判断和实际相符,从而选择一种多重目标的评价体系来找出最佳的实施方案.运用该方法来分析探讨改进的模型,建立一个递阶层的机构框架,把全部的水利工程因素按相互联系范畴填入其中.

（l）以水利工程建设层级为基础,比较同一层次内相邻的元素之间的重要性,再建立判断矩阵.因为变化始终存在于水利工程组合中,就像通货膨胀、设备损坏、设计变更等都存在着安全威胁以及不稳定性,该领域的权威人士以知识经验为基础,两两比较B、C层级上的相邻的两个元素,建立了风险因素位于不同层次上的相对矩阵.构造B层矩阵,B等于（ry）n×n,其中,ry等于ri÷rj,ry等于1÷rji,rij等于1.表2展示了1-9级标度法,综合评判工程项目风险的理论基础是将各位权威人士判断的矩阵平均权重结果,按照抽样和整体分布之间的联系以及大数定理的相关理论可知,各位权威人士计算结果的平均值和各个风险因素的实际权重大体相当.表2判断矩阵标度及其含义

标度矩阵标度判断和含义的概括

1i因素与j因素的重要性相当

3i因素重要性稍微大于j因素

5i因素重要性明显大于j因素

7i因素重要性强烈大于j因素

9i因素重要性极端大于j因素

2.4、6、8上述两相邻判断的中值

上述数的倒数因素i与j的比较判断得rji,则因素j与

i的比较判断得rji等于1÷rij

（2）对于上一层次中某元素,用矩阵判断的方法计算本层次与其有联系的的元素重要性顺序的权值.位于同一个层次中的各个元素的重要性的排序和其一致性的判断,也就是说确定同一层次的各个元素和上一个层次的某些元素的重要性进行比较并排序,然后检测矩阵是否保持一致.

一些文献的观点是,不能将风险投资的风险忽略掉,每个元素在；B层中的单排序权值为ωk,其中k可以取到1,2,等,n.其中n代表大会是可能会给投资元素运行带来影响的各种因素,且满足∑ωk等于1以及ωk>0.

根据判断矩阵的相关概念,则有bij等于ωi÷ωj,其中,

i,j等于l,2,等,n.（l）

可以得出一些判断矩阵的特征：

bij等于ωi÷ωj等于1,bji等于ωj÷ωi等于1÷bij,bij×bjk等于ωi÷ωj,ωj÷ωk等于ωk÷ωk等于bik

我们判断矩阵求每一层中各元素的排序权值ωk（k等于l,2,等,n）.倘若判断矩阵B可以满足（l）式,那么投资者可以准确测得bij等于ωi÷ωj,则可以说明判断矩阵保持了高度的一致性,则有

∑bik（bik×ωk）等于∑（ωi÷ωk）×ωk等于n×ωi,其中

i等于1,2,等,n（2）

（3）

这里对投资者的素质提出了很高的要求,工程施工单位的对工程的风险认识直接决定了矩阵能否保持一致性或一致性的程度高低.倘若投资方的认识能力很高,掌握和化解风险的可能就很大,矩阵的一致性判断程度就高.单排序相似,当CR<0.10时,层次的总排序的结果为让人满意的高度的一致性,否则就需要对判断矩阵的因素的取值进行一定程度的调整.当（3）式成立时,也就是说判断矩阵B有保持完全一致性的趋势时,B层各元素的一致性检验问题和单排序问题就能优化为：

（4）

式中是一致性指标函数.（4）式是一个非线性函数,其优化处理可以采用MonteCarlo模拟.当一致性指标值<0.10时,就实现了满意的一致性,如果没有达到,则需要继续对判断矩阵进行调整,直至达到满意时方可结束.

（3）一致性检验和总层次排序.以一层次中各个元素单排序计算的最终结果为基础,合成和上一层次元素相对应的权重,最终构成该层次中全部元素重要性权值,然后检验各判断矩阵是否具有一致性.一般情况下,我们是从高到低逐层检验层次总排序问题,倘若B层次某些因素Amj单排序的一致性指标是Cij,与之相对应的随机性平均指标为Rij,则B层的随机总排序一致性比率CR是：

（5）

和单排序向类似,在CR<0.10的情况下,我们通常断定该层次总排序的结果存在满意的一致性,否则需要对判断矩阵的元素取值进行一定程度的调整.在分析工程投资风险中,在风险因素的风险度排序中,一般只需要将风险概率和风险损失两项内容考虑进去,这两种分析方法通常情况下是存在一定的风险响应误导和评价偏差.所以,我们倘若选择层次分析法来有效控制水利工程建设,就必须要对总层次排序并进行完整的一致性检验.在总层次排序中,通常的顺序是A层即目标层→B层即准则层→C层即指标层.我们以B层为例,B层具有相同的总排序权值和单排序权值,由此亦可以得出,总排序一致性和单排序一致性也是一样的,这些都是已知的.但是C层总排序权值和一致性指标需要通过数学的方法求算出.通过（6）式,我们可以计算出C层的总排序权值和一致性指标.检验判断矩阵的一致性,如果满足要求就可以结束计算,否则需重新对判断矩阵的取值进行一定程度的调整.

（6）

（4）采用同样的计算方法,可以求出C层次总排序权值ωiA（i等于l,2,等,m）.按照大小将各项建设风险要素进行排序.将排名前几项风险大的元素进行模拟,这样可以方面进一步建设风险分析,可以有针对性的采取必要的措施.

（5）风险分析步骤：因为水利工程建设存在着一定的繁琐性和非重复性等特点,运用MonteCarlo模拟技术,通过以上步骤,研制计算软件,在软件的帮助下计算得出最终结果.其步骤如图2所示.

图2工程风险分析流程图

五、实例

为了更加详细展示以上分析农业水利工程风险方法,我们举一个关于山西省某农业水电工程的例子,根据上述方法,采用文献分析工程建设存在的风险.该项工程的运行资金由市、县两级级政府结合而成,主要的功能为防洪、排灌、堤围.以该项工程的投资风险资料为研究的理论基础,创建该项工程的风险因素的集合.运用层次分析法判断该项农业水利工程建设投资是否具有实际可行性.

图3农业水利工程建设风险

如图3所示,创建与之相对应的判断矩阵,将最大特征根、特征向量和随机致性比率以数学的方法计算出来.

创建A层判断矩阵,

Ra等于[0.43,0.43,0.14]Tλmax等于3CR等于0

创建B层判断指标的相应的判断矩阵,和前面步骤类似,接着将最大特征根、特征向量和随机一致性比率按照数学的方法计算出来,指标层即C层的判断矩阵是

其中各特征向量、最大特征根和随机一致性比率分别为：

Rb1等于[0.43,0.43,0.14,0,0,0,0,0,0,0]Tλmax等于4CR等于0

Rb1等于[0,0,0,0,0.125,0.373,0.125,0,0,0]Tλmax等于4CR等于0

Rb1等于[0,0,0,0,0,0,0,0.42,0.43,0.14]Tλmax等于3CR等于0

由此得出,计算出该工程的建设风险总排序权值最终结果为

RaT×（Rb1,Rb2,Rb3）等于（0.184,0.184,0.061,0.054,0.162,0.162,0.054,0.054,0.061,0.061,0.02）T

从以上的各种准确且科学的计算中,我们不难看出该项工程建设的风险主要存在于第一、二项,尤其以坝体变形、坝体渗漏较为严重（其值分别为0.184、0.184）,另外第五、六坝体中的渗漏、渗透物风险分别是0.162和0.162,风险也比较大.

六、结论

本论文以用层次分析法作为理论基础,创建了水利工程建设风险研究的三层结构系统.与现实中具体的实例相结合,通过排序权值和检验的判断矩阵的一致性,我们可以得出结论为该水利工程的风险主要体现在坝体变形和渗漏、坝基渗漏以及渗透物.作为工程的施工方、投资方以及管理监督方,应该采取强有力的措施,尽可能降低工程的风险,使得农业水利工程在增加生态和社会效益上继续发挥积极作用.