□李文慶（安陽縣水務(wù)局）

1.引言

堤防工程在我國防洪體系中發(fā)揮著巨大的作用，但隨著環(huán)境等方面的影響，不同地域地質(zhì)情況復(fù)雜，運(yùn)行條件多變，各種不確定性因素影響眾多，工程一旦失事，將會給國家和人民生命財產(chǎn)安全造成極其嚴(yán)重的損失，如何合理的評價堤防工程風(fēng)險，進(jìn)而提出降低風(fēng)險的措施，是一項意義重大的工作。

目前，國內(nèi)關(guān)于堤防綜合風(fēng)險評價方面的研究較少。文獻(xiàn)分別從防洪堤岸坡滑動失穩(wěn)、滲透破壞等方面建立了評價模型；評價的角度也均是從隨機(jī)性和模糊性等方面獨立考慮，沒有考慮到堤防工程風(fēng)險因子的相互聯(lián)系及相互作用。擬利用系統(tǒng)工程學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)分析法建立風(fēng)險評價模型，從而對堤防工程風(fēng)險因素進(jìn)行客觀評價。

2.網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP）相關(guān)原理

網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP）由T.L.Saaty教授于1996年提出，與層次分析法（AHP）視各準(zhǔn)則為獨立不同，ANP考慮了元素間存在的相互聯(lián)系及相互作用。能夠精確評價出相互作用下的各群組、元素的權(quán)重。

ANP將系統(tǒng)元素劃分為兩大部分：第1部分稱為控制元素層，包括問題目標(biāo)及決策準(zhǔn)則。所有的決策準(zhǔn)則均被認(rèn)為是彼此獨立的，且只受目標(biāo)支配。第2部分為網(wǎng)絡(luò)層，它是由所有受控制層支配的元素組成的，元素之間互相依存、互相支配，元素和層次間內(nèi)部不獨立，根據(jù)這個原理可以建立堤防工程風(fēng)險因素的ANP層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

ANP方法的決策過程與運(yùn)算中，第1階段為準(zhǔn)則間的比較，依次以各個評價元素為評價構(gòu)面分別進(jìn)行本群組內(nèi)元素間重要度成對比較，成對比較矩陣的形式一般為：

圖1 堤防風(fēng)險分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

其中，Wij表示第i層上各元素對第j層的影響作用，稱為超矩陣中的塊，具有如下矩陣形式：

層次內(nèi)部各元素對某個準(zhǔn)則的排序，可用超矩陣來表示，即超矩陣中每個層次的每一列是歸一化的，但這并沒有顧及其它層次對此準(zhǔn)則的影響，因此超矩陣的每一列并不是歸一化的。將加權(quán)超矩陣多次相乘之后，將會收斂至一固定值，即此時矩陣的行向量相同，而列向量之和為1，則為極限超級矩陣，從極限超級矩陣中可得各元素的相對權(quán)重，即一個元素對最高目標(biāo)的最后影響。

3.實例分析

沙潁河干流漯河陳灣～省界河段，河道長度約185.5km，兩岸現(xiàn)有堤防長度349.4km（含周口市后王營圩區(qū)內(nèi)堤）。堤防頂寬多為5～8m，局部堤段為2～5m；堤防邊坡多為1：3，局部為1：2，大部分堤段有植被護(hù)坡。左岸107+000以上堤防養(yǎng)護(hù)較好，堤面平整，以下堤身低矮單薄，斷斷續(xù)續(xù)，填筑質(zhì)量較差；右岸140+000以上堤防養(yǎng)護(hù)較好，以下段缺乏養(yǎng)護(hù)，局部堤段有人為毀壞現(xiàn)象。

周口城區(qū)段堤頂高程約51.2～51.8m，頂寬約6m，堤外分布多級陡坎，岸坡坍塌，灘地寬約0～100余米，河底高程36.7m。堤內(nèi)為周口市區(qū)，地面高程約46.0m。工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為Ⅵ度。周口城區(qū)段堤防工程地形地質(zhì)水文條件復(fù)雜，岸坡上部重粉質(zhì)壤土,局部粘粒含量低為輕粉質(zhì)壤土，夾粉土質(zhì)砂薄層，抗沖能力差。

參考以往的一些文獻(xiàn)資料，文章主要將堤防工程風(fēng)險因素歸類為滲透破壞失事風(fēng)險、漫頂破壞失事風(fēng)險和失穩(wěn)破壞失事風(fēng)險3個方面。在遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、層次性和可操作性的原則下，并考慮風(fēng)險評價模型應(yīng)用上的兼容性，本文根據(jù)上述情況進(jìn)行風(fēng)險因素分析，建立了如圖2所示的堤防工程風(fēng)險多層次綜合評價指標(biāo)體系。

圖2 堤防風(fēng)險多層次綜合評價指標(biāo)因素圖

采用語意變量尺度來描述各準(zhǔn)則間及指標(biāo)間成對比較時的相對重要度，參照AHP方法中的1-9評判準(zhǔn)則確定，分別以各個評價準(zhǔn)則及各個指標(biāo)為評估對象，建立決策準(zhǔn)則間及指標(biāo)間的成對比較矩陣。

通過SD（superdecisions）軟件計算，加權(quán)超級矩陣可變換為極限超級矩陣，最終可得指標(biāo)間權(quán)重總排序。見表1

表1 風(fēng)險因素權(quán)重排序表

根據(jù)風(fēng)險因素權(quán)重排序計算可知，堤頂超高及洪水位還有堤身變形是主要風(fēng)險因素，進(jìn)而可以有針對性的進(jìn)行單個風(fēng)險因子的分析，并采取相應(yīng)的措施減免相應(yīng)的損失。

4.結(jié)語

將網(wǎng)絡(luò)分析法評價模型應(yīng)用于堤防工程風(fēng)險分析研究，相對于其它評價方法，它將定性的問題用數(shù)量的形式表達(dá)出來，在一定程度上能減少個人的主觀判斷錯誤，使評價更加全面、客觀、科學(xué)化、合理化，具有重要的理論意義和實用價值。

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