本发明属于防洪与金融管理交叉领域，具体涉及一种基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法。
技术背景
我国部分地区洪水灾害比较频繁和严重。水库能够主动防洪错峰，而蓄滞洪区作为防洪系统的重要组成部分，是保障重点防洪安全，减轻灾害的有效措施。目前，我国的防洪措施多以水库为主，蓄滞洪区的防洪库容在大多数情况下并没有得到有效利用，这造成了防洪资源的闲置与浪费。通常情况下，蓄滞洪区内的经济发展受到限制，而部分蓄滞洪区又过度开发，进退洪设施严重不足，当洪灾发生时，不但不能及时滞纳洪水，反而会造成更大的损失。蓄滞洪区，已成为防洪系统中的薄弱环节，制约着流域经济的可持续发展。
蓄滞洪区一次分洪后可能会淹没当地居民的土地、房屋等，给当地带来一定经济损失，却保证重点地区的防洪安全，避免了更大的经济损失。因此，蓄滞洪区的运行管理至关重要，不仅要适时分洪，还要及时进行灾后补偿，恢复蓄滞洪区的分洪能力，补偿当地居民损失。现有的补偿办法是由国家出资来对蓄滞洪区进行灾后补偿，导致国家财政负担重，且易产生地方的纠纷。鉴于此，近年开始提倡洪水保险，居民参保，洪灾发生后由保险公司来进行灾后补偿。然而洪水保险属于巨灾保险，保险公司一般不能够独立承担洪灾风险，且居民的参保率难以保证，可能导致保险公司无法积累足够的原始资金。
基于以上情况迫切需要提出一种科学系统的基金构建方法，能够综合考虑水库效益以及蓄滞洪区的分洪损失，从而保障流域经济的可持续发展。
技术实现要素：
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法。
本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：
本发明提供一种基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，收集流域内水库和的蓄滞洪区的基本信息；步骤2，根据收集到的基本信息建立流域的系统动力学模型；步骤3，提出多个风险基金运行的备选方案，将各个备选方案分别代入系统动力学模型中进行模拟运行，得到基金运行结果；步骤4，建立指标体系，对个方案的基金运行结果进行评价；步骤5，基于评价情况，从备选方案中优选基金方案。
本发明提供的基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法，还可以具有以下特征：在步骤1中，水库的基本信息至少包括：水库的入流情况、运行数据、调度规则及水利功能目标；蓄滞洪区的的基本信息至少包括：蓄滞洪区的人口、社会经济情况、分蓄洪的启用条件和历史使用情况。
本发明提供的基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法，还可以具有以下特征：在步骤2中，是以可持续发展为最终目标，建立以水库、蓄滞洪区、基金三者为主体的系统动力学模型。
本发明提供的基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法，还可以具有以下特征：在步骤2中建立的系统动力学模型包括以下模块：
(1)水库模块
式中：v为水库容量(m3)，t为时间(s)，qin、qd、qout、qp、qs分别为入库流量、调水流量、出库流量、发电流量、弃水流量(m3/s)。
(2)蓄滞洪区模块
(2.1)分洪量：
(2.2)人口数量：
式中：f为蓄滞洪区的分洪量(m3)，q'为安全流量(m3/s)，当qout＞q'时，则造成淹没，k为一次分洪后的泄洪系数；n为蓄滞洪区内人口总数(人)，r(r)为人口增长率，是风险意识r的函数，nm为环境条件可容纳的最大人口数量(人)，n0为蓄滞洪区初始人口数量(人)。
(3)基金模块
式中：c为基金的累积值(元)，μ为水库效益用以补偿蓄滞洪区损失的比例，α为单位发电量的效益(元/kwh)，e为总的发电量(kwh)，β为单位引水量的效益(元/m3)，d为水库的可调水量(m3)，cg政府每年投入的洪水补偿(元)，γ为蓄滞洪区居民的参加保险比例，f(r)为保险费率(％)，是风险意识r的函数，ξ为单位分洪损失(元/m3)，η为对蓄滞洪区中居民的单位赔偿(元/人)。
本发明提供的基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法，还可以具有以下特征：备选方案包括：(1)基金仅由国家出资；(2)基金仅由蓄滞洪区出资，蓄滞洪区提供的资金来源于蓄滞洪区的居民缴纳的保费；(3)基金仅由水库出资，从水库获取的效益中按一定比例用于建立基金；(4)基金由水库与国家共同出资，考虑洪水灾害的严重性，当基金的运行陷入困难，水库扶持能力有限时，由国家垫资补助，水库后期以分期还款的形式还款于国家；(5)基金由水库与蓄滞洪区共同出资；(6)基金由蓄滞洪区与国家共同出资；(7)基金由水库、国家及蓄滞洪区三者共同出资。
发明的作用与效果
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明提出了一种蓄滞洪区风险基金构建方法，通过基金的建立保障蓄滞洪区的正常运转，促进流域的可持续发展；
(2)采用系统动力学方法模拟基金的运行，能够更加灵活地模拟不同基金的可能结果，为风险基金的建立提供科学的研究方法和技术支撑。
附图说明
图1为本发明实施例中的基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明涉及的基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法的具体实施方案进行详细地说明。
<实施例>
如图1所示，本实施例所提供的基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法包括以下步骤：
步骤1，收集水库和的蓄滞洪区的基本信息，包括：水库的入流情况、运行数据、调度规则及水利功能目标等；和蓄滞洪区的人口、社会经济情况、分蓄洪的启用条件和历史使用情况等。步骤1是本技术领域内的常规步骤。
步骤2，根据收集到的基本信息建立流域的系统动力学模型。具体是以流域的可持续发展为最终目标，建立以水库、蓄滞洪区、基金三者为主体的系统动力学模型：
(1)水库库容(v)计算
式中：v为水库容量(m3)，t为时间(s)，qin、qd、qout、qp、qs分别为入库流量、引水流量、出库流量、发电流量、弃水流量(m3/s)；
(2)蓄滞洪区分洪量(f)计算
式中：f为蓄滞洪区的分洪量(m3)，q'为安全流量(m3/s)，当qout＞q'时，则造成淹没，k为一次分洪后的泄洪系数；
(3)风险意识(r)计算
ε(ft)＝n(ft-fc)(4)
式中：r为居民的风险意识；ε为风险意识的累加或减小的速率，n为折算系数，ft为一年内蓄滞洪区的分洪总量(m3)，fc为触发风险意识的分洪量(m3)；
(4)蓄滞洪区内人口(n)计算
r(r)＝r0+loga(r),0＜a＜1(6)
式中：n为蓄滞洪区内人口总数(人)，r(r)为人口增长率(％)，是风险意识r的函数，nm为环境条件可容纳的最大人口数量(人)，n0为蓄滞洪区初始人口数量(人)；r0为蓄滞洪区人口的基本增长率(％)；
(5)基金的建立
f(r)＝f0+logb(r),b＞1(8)
式中：c为基金的累积值(元)，μ为水库效益用以补偿蓄滞洪区损失的比例，α为单位发电量的效益(元/kwh)，e为总的发电量(kwh)，β为单位引水量的效益(元/m3)，d为上游水库的可调水量(m3)，cg政府每年投入的洪水补偿(元)，γ为蓄滞洪区居民的参加保险比例，f(r)为保险费率(％)，是风险意识r的函数，ξ为单位分洪损失(元/m3)，η为对蓄滞洪区中居民的单位赔偿(元/人)；f0为基本保费费率(％)；
(6)发电量(e)计算
e＝∑(k×qp×h×δt)(9)
式中：k为出力系数，qp为引水流量(m3/s)，h为水头(m)，δt为计算时段(s)；
(7)可调水量(d)计算
d＝∑(qd×δt)(10)
式中：qd为调水流量(m3/s)。
步骤3，提出多个风险基金运行备选方案，将各个备选方案分别代入系统动力学模型中进行模拟运行，得到基金运行结果。基金的资金来源主要包括水库的部分效益以及蓄滞洪区内居民交纳的保费，还可包括国家的适时资助。共有七种备选方案，包括：(1)基金仅由国家扶持，模拟《蓄滞洪区运用补偿暂行办法》的运行；(2)基金仅由蓄滞洪区扶持，通过提倡蓄滞洪区的居民参与洪水保险来模拟洪水保险的运行；(3)基金仅由水库扶持，从水库获取的效益中按一定比例用于建立基金，维持基金的运行；(4)基金由水库与国家共同扶持，考虑洪水灾害的严重性，当基金的运行陷入困难，水库扶持能力有限时，由国家垫资补助，水库后期以分期还款的形式还款于国家；(5)基金由水库与蓄滞洪区共同扶持，二者以流域经济发展为共同目标，互相协调发展，保证基金的稳定运行；(6)基金由蓄滞洪区与国家共同扶持，国家强制要求蓄滞洪区的居民参与洪水保险，为基金积累初始资金，再在基金运转出现问题时进行资助；(7)基金由水库、国家及蓄滞洪区三者共同扶持，基金资金来源主要是水库的效益及蓄滞洪区居民缴纳的保费，国家处于宏观调控的地位，并适当资助。
水库效益用以补偿蓄滞洪区损失的比例、蓄滞洪区居民参与洪水保险的比例、国家的洪水补偿投入均为变量，以上7种方案均可通过变量的不同设置得到。
步骤4，建立指标体系，对基金的运行结果进行评价。通过建立指标体系，来对步骤3中各个方案的运行结果进行评价，可以稳定运行年限，蓄滞洪区保险费率的大小，国家资助年数等为指标，对各个方案的可操作性、经济性、合理性等进行多方位的考察。
步骤5，基于评价情况，从备选方案中，优选基金方案。根据建立的指标体系，对各个方案进行全面分析，综合考量指标体系中每个指标，优选出水库、蓄滞洪区、基金都满意的方案。
通过基金的建立，将上游水库与下游蓄滞洪区的效益、损失综合起来，得到流域的综合效益，采用系统动力学方法，计算不同保险费率下基金的稳定运行年限，即流域的稳定发展年限。
以上实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的基于系统动力学的蓄滞洪区风险基金构建方法并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的内容，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。