葉遠(yuǎn)鋒

(博羅縣顯崗水庫(kù)管理局， 廣東 惠州 516000)

基于層次分析法的顯崗水庫(kù)健康評(píng)價(jià)研究

葉遠(yuǎn)鋒

(博羅縣顯崗水庫(kù)管理局， 廣東 惠州 516000)

本文以顯崗水庫(kù)為研究對(duì)象，首先，對(duì)水庫(kù)健康進(jìn)行定義，分析影響水庫(kù)健康的主要因素，在熟悉水庫(kù)的運(yùn)行機(jī)制以及特征的基礎(chǔ)上，找到評(píng)價(jià)水庫(kù)健康水平的最佳方法。其次，根據(jù)影響水庫(kù)健康的主要因素，利用層次分析法構(gòu)建評(píng)價(jià)水庫(kù)健康水平的指標(biāo)體系，量化各個(gè)指標(biāo)因子，然后考慮水庫(kù)健康評(píng)價(jià)的特征，明確評(píng)價(jià)體系中各個(gè)層級(jí)因子的權(quán)重。最后，對(duì)水庫(kù)健康進(jìn)行評(píng)價(jià)。本研究從技術(shù)上可以保障水庫(kù)能夠可持續(xù)地運(yùn)行。

水庫(kù)； 健康評(píng)價(jià)； 指標(biāo)體系； 評(píng)價(jià)方法

在運(yùn)行過(guò)程中，水庫(kù)會(huì)受到很多因素的影響。自身?xiàng)l件的影響包括工程設(shè)計(jì)的合理性、施工的質(zhì)量、工程的管理情況；外部環(huán)境的影響包括地質(zhì)條件、降雨情況、水文條件等。而且水庫(kù)在運(yùn)行一段時(shí)間后可能會(huì)出現(xiàn)裂縫，或者老化、病變等其他問(wèn)題，這些情況會(huì)降低水庫(kù)的健康情況。為了保障水庫(kù)能夠安全運(yùn)行，提高水庫(kù)的效益，必須及時(shí)找到問(wèn)題所在并及時(shí)解決。所以，根據(jù)水庫(kù)特點(diǎn)，迫切需要對(duì)水庫(kù)進(jìn)行健康情況的評(píng)價(jià)。

1 評(píng)價(jià)水庫(kù)健康的必要性和目的

1.1 必要性

a.評(píng)價(jià)水庫(kù)的健康情況，可以加深相關(guān)管理部門(mén)對(duì)水庫(kù)運(yùn)行管理情況的熟悉程度，也方便管理部門(mén)管理并監(jiān)督水庫(kù)工程的運(yùn)行情況，并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定水庫(kù)工程的建設(shè)目標(biāo)、管理計(jì)劃，制定相關(guān)政策。

b.根據(jù)水庫(kù)健康的評(píng)價(jià)考核結(jié)果，水庫(kù)管理部門(mén)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并找到解決措施，保障水庫(kù)的持續(xù)運(yùn)行。

c.評(píng)價(jià)水庫(kù)的健康情況，能夠加強(qiáng)水庫(kù)的管理水平并進(jìn)行規(guī)范化處理，在保障水庫(kù)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上提高效益。

總之，評(píng)價(jià)水庫(kù)的健康情況，可以通過(guò)有針對(duì)性的監(jiān)督和檢查來(lái)規(guī)范水庫(kù)的運(yùn)行，對(duì)保障水庫(kù)的持續(xù)運(yùn)行十分必要。

1.2 目的

對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，健康是最重要的，對(duì)于工程來(lái)說(shuō)，健康是工程運(yùn)行的根本和前提，有利于保障工程的效益。因此，人的身體以及工程項(xiàng)目掌握并熟悉自身的健康情況都十分必要。評(píng)價(jià)水庫(kù)健康情況是在構(gòu)建相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，運(yùn)用科學(xué)的方法和手段，掌握水庫(kù)的運(yùn)行情況，了解水庫(kù)的運(yùn)行效果并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、測(cè)定、動(dòng)態(tài)跟蹤，其目的是通過(guò)掌握水庫(kù)工程的健康情況，科學(xué)地評(píng)價(jià)水庫(kù)工程運(yùn)行的質(zhì)量，保障工程的可持續(xù)發(fā)展以及水庫(kù)的持續(xù)運(yùn)行。

2 水庫(kù)健康情況的評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.1 評(píng)價(jià)內(nèi)容

按照評(píng)價(jià)目的以及水庫(kù)工程的實(shí)際情況，根據(jù)國(guó)內(nèi)水庫(kù)工程管理的相關(guān)法律法規(guī)，從以下三個(gè)方面對(duì)水庫(kù)的健康進(jìn)行評(píng)價(jià)：

a.功能效益。評(píng)價(jià)水庫(kù)的功能效益時(shí)，主要評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)灌溉、水庫(kù)的蓄水以及城市供水這三個(gè)方面的功能健康是否能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

b.結(jié)構(gòu)安全。水庫(kù)的結(jié)構(gòu)由進(jìn)水和出水泵站、進(jìn)水和出水涵洞、引水和輸水渠道、渠系建筑物以及圍壩構(gòu)成。健康評(píng)價(jià)時(shí)針對(duì)的是水庫(kù)的進(jìn)水和出水建筑物、圍壩的健康情況。

c.生態(tài)環(huán)境。水庫(kù)生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，主要在環(huán)境影響評(píng)價(jià)以及生態(tài)功能評(píng)價(jià)兩個(gè)方面，構(gòu)建依據(jù)包括已建成水庫(kù)出現(xiàn)的生態(tài)問(wèn)題，以及能否按照水庫(kù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范達(dá)到環(huán)境保護(hù)、水質(zhì)控制的生態(tài)目標(biāo)。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

按照前面水庫(kù)健康評(píng)價(jià)的幾項(xiàng)內(nèi)容，將評(píng)價(jià)指標(biāo)劃分成三個(gè)等級(jí)，其中3 個(gè)一級(jí)指標(biāo)、8 個(gè)二級(jí)指標(biāo)、24 個(gè)三級(jí)指標(biāo)，詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)表1。

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 對(duì)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行評(píng)價(jià)

本研究利用當(dāng)前實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用的層次分析法來(lái)確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的具體權(quán)重，該方法具有能夠?qū)⑴袛嘟Y(jié)果的主觀語(yǔ)言進(jìn)行定量的優(yōu)勢(shì)。具體過(guò)程為在評(píng)判者的思維過(guò)程一致時(shí)，運(yùn)用層次分析法對(duì)各種判斷結(jié)果之間的差別進(jìn)行賦值。在相互兩個(gè)評(píng)價(jià)因素之間對(duì)比兩者的重要程度，計(jì)算其權(quán)重值，構(gòu)建水庫(kù)健康時(shí)各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中集W。

3.1 構(gòu)造指標(biāo)比較判斷矩陣

確定權(quán)重時(shí)利用 AHP來(lái)選擇合理的標(biāo)度，評(píng)價(jià)結(jié)果用自然語(yǔ)言的形式來(lái)表現(xiàn)，自然語(yǔ)言反映的是二元對(duì)比重要性的判斷結(jié)果?！?～9標(biāo)度法”可以對(duì)該自然語(yǔ)言進(jìn)行量化，見(jiàn)表2。

表2 判斷矩陣的含義及其賦值

按照表2中的賦分原則，研究學(xué)者得出下面判斷矩陣：

3.2 計(jì)算指標(biāo)的權(quán)重值

三種判斷矩陣權(quán)重計(jì)算分別為和法(規(guī)范列平均法)、冪法以及根法(幾何平均法)，其中和法最容易，也是本文優(yōu)先采用的。運(yùn)用這三種方法以及判斷矩陣A，能夠計(jì)算各個(gè)級(jí)別相關(guān)指標(biāo)的權(quán)重。按照表2的賦分原則，對(duì)各個(gè)級(jí)別的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行賦值，最后列出12 個(gè)判斷矩陣。

4 健康等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)

劃定水庫(kù)健康等級(jí)的目的是為了評(píng)價(jià)水庫(kù)的健康情況，所以評(píng)價(jià)水庫(kù)的健康情況時(shí)需要構(gòu)建健康評(píng)價(jià)集(即指標(biāo)健康評(píng)價(jià)的集合)。本研究劃分了多個(gè)健康等級(jí)，每個(gè)都可度量水庫(kù)的健康狀況。健康等級(jí)的區(qū)間可以表示指標(biāo)評(píng)價(jià)值和水庫(kù)評(píng)價(jià)等級(jí)之間的聯(lián)系。評(píng)價(jià)值和評(píng)價(jià)等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表3。

表3 水庫(kù)健康評(píng)價(jià)值和評(píng)價(jià)等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5 實(shí)際案例

5.1 顯崗水庫(kù)概況

顯崗水庫(kù)是博羅縣綜合開(kāi)發(fā)利用沙河水資源的骨干工程之一，水庫(kù)是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪，兼顧發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大(2)型水利工程；水庫(kù)始建于大躍進(jìn)時(shí)代的1959年8月，1963年7月竣工發(fā)揮效益；主壩壩址位于博羅縣湖鎮(zhèn)鎮(zhèn)林屋村，距縣城25km，屬珠江流域東江水系沙河支流，水庫(kù)集雨面積295km2；水庫(kù)大壩原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為：500年一遇設(shè)計(jì)，2000年一遇校核。水庫(kù)校核洪水位28.00m，相應(yīng)總庫(kù)容為13829萬(wàn)m3；設(shè)計(jì)洪水位27.08m，相應(yīng)庫(kù)容11175萬(wàn)m3；正常蓄水位24.00m，相應(yīng)正常庫(kù)容6660萬(wàn)m3；死水位15.55m，相應(yīng)死庫(kù)容41.40萬(wàn)m3。水庫(kù)大壩加固設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為：水庫(kù)大壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇，設(shè)計(jì)洪水位27.30m，相應(yīng)庫(kù)容12555萬(wàn)m3；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇，校核洪水位28.01m，相應(yīng)庫(kù)容14065萬(wàn)m3，正常蓄水位24.0m，相應(yīng)庫(kù)容6875.0萬(wàn)m3，死水位15.55m，相應(yīng)庫(kù)容226萬(wàn)m3,興利庫(kù)容為6649萬(wàn)m3。水庫(kù)共有土壩10座，總長(zhǎng)度2138.8m，有泄洪閘2座，溢洪道按500年一遇洪水設(shè)計(jì)，2000年一遇洪水校核，閘門(mén)形式均為鋼板弧形閘，其中，一座為單孔弧形閘(新閘)，堰頂高程18m，最大下泄流量576.4m3/s；另一座為12×5.3m的九天二孔弧形閘，堰頂高程20m，最大下泄量982.2m3/s。主要保護(hù)省道(S224)、國(guó)道324及廣惠高速公路、廣梅汕段和廣九鐵路石龍段，石龍鎮(zhèn)及下游湖鎮(zhèn)、龍華、龍溪、長(zhǎng)寧、園洲等鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和30多萬(wàn)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。防洪保護(hù)面積20.6萬(wàn)畝。

5.2 健康評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)顯崗水庫(kù)的運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)價(jià)后，健康評(píng)價(jià)值是73.29，結(jié)構(gòu)安全的評(píng)價(jià)值是74.76，功能效益的評(píng)價(jià)值是77.39，總的評(píng)價(jià)等級(jí)以及結(jié)構(gòu)安全、功能效益均為亞健康。但是，生態(tài)環(huán)境效益的值是65.12，評(píng)價(jià)等級(jí)達(dá)到了輕度病變。對(duì)圍壩結(jié)構(gòu)安全的評(píng)價(jià)值是74.84，其中出水建筑物的評(píng)價(jià)值是76.43，進(jìn)水建筑物的評(píng)價(jià)值是75.89，評(píng)價(jià)等級(jí)均為亞健康。對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉的評(píng)價(jià)值是 71.58，城鎮(zhèn)供水的評(píng)價(jià)值是82.98，水庫(kù)蓄水的功能效益評(píng)價(jià)值是72.55，評(píng)價(jià)等級(jí)均為亞健康，目前發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題并不嚴(yán)重，加強(qiáng)管理及維護(hù)即可解決。對(duì)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)值是66.56，生態(tài)功能的評(píng)價(jià)值是65.10，發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題相對(duì)嚴(yán)重，水庫(kù)很大程度上影響了周邊的環(huán)境，生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)等級(jí)均為輕度病變。管理、維護(hù)水庫(kù)的運(yùn)行時(shí)，問(wèn)題主要因?yàn)楣δ苄б婧徒Y(jié)構(gòu)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求而引起，且環(huán)境效益方面最嚴(yán)重。

6 主要結(jié)論

按照各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，本文構(gòu)建了評(píng)價(jià)水庫(kù)健康情況的模型，在分析水庫(kù)健康評(píng)價(jià)特征的基礎(chǔ)上，通過(guò)較為精確、科學(xué)的層次分析法，求出各個(gè)級(jí)別指標(biāo)的權(quán)重，并依據(jù)水庫(kù)健康的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，劃分出五個(gè)等級(jí)對(duì)水庫(kù)的健康等級(jí)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

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Evaluation and research on Xiangang Reservoir health based on the analytic hierarchy process

YE Yuanfeng

(BoluoCountyXiangangReservoirAdministration,Huizhou516000,China)

In the paper, Xiangang Reservoir is adopted as a research object. Firstly, reservoir health is defined for analyzing main factors affecting reservoir health. The best method of evaluating reservoir health level can be discovered on the basis of being familiar with reservoir operation mechanism and features. Then, analytic hierarchy process is utilized to construct an indicator system of evaluating reservoir health level according to main factors affecting reservoir health. Then, features of reservoir health evaluation are considered. Weights of factors at all levels in the evaluation system are made clear. Finally, the reservoir health is evaluated. The research can ensure sustainable operation of reservoir technically.

reservoir; health evaluation; index system; evaluation method

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.04.022

TV213

A

2096-0131(2017)04- 0073- 04