趙淑杰 ，張利 ，劉丹 ，康健

（1.遼寧省水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督中心站，遼寧 沈陽 110003；2.遼寧省水利水電科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110003）

1 防洪安全評(píng)價(jià)

目前評(píng)價(jià)方法很多，常用的是將定量和定性相結(jié)合的方法。這種方法可以更加科學(xué)、深入的分析問題，得出合理的結(jié)果。因此，文中將采用模糊層次分析法，對(duì)防洪安全進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[1]。

模糊層次分析法[2]，是將模糊數(shù)學(xué)理論引用到層次分析法中，使定性指標(biāo)和定量指標(biāo)有機(jī)地結(jié)合起來，構(gòu)造出模糊一致性判斷矩陣，計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重集。由于模糊層次分析法的判斷矩陣具有模糊性，解決了判斷矩陣的一致性問題，而一般層次分析法的一致性問題，要經(jīng)過多次調(diào)整、檢驗(yàn)才能解決[3]。

2 防洪安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

科學(xué)合理的指標(biāo)體系是評(píng)價(jià)準(zhǔn)確、可靠的基礎(chǔ)。所以防洪安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立是防洪安全評(píng)價(jià)工作中的一個(gè)關(guān)鍵問題，核心是用什么樣的指標(biāo)來反映防洪體系各個(gè)發(fā)展階段的安全程度。文中防洪安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立，應(yīng)遵循科學(xué)性、全面性、層次性、代表性、可操作性等原則，以防洪安全影響因素為基礎(chǔ)，構(gòu)建防洪安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的3個(gè)層次：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層。如表1。

上述13個(gè)指標(biāo)[4]是防洪安全評(píng)價(jià)的一般評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，在對(duì)某特定流域特定項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)針對(duì)研究流域的基本情況、資料收集的難易程度以及決策者自身偏好等因素，選擇部分有代表性的指標(biāo)進(jìn)行防洪安全評(píng)價(jià)。

表1 防洪安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 模糊層次分析法綜合評(píng)價(jià)模型

模糊層次分析法綜合評(píng)價(jià)模型的優(yōu)點(diǎn)：首先是引入了模糊理論，使得權(quán)重的計(jì)算過程更加簡捷；其次該模型把模糊層次分析法和隸屬度結(jié)合起來研究問題，使得綜合評(píng)價(jià)結(jié)果客觀，公正和準(zhǔn)確；最后該模型的評(píng)價(jià)過程是從局部到整體的評(píng)價(jià)過程，使得對(duì)問題的研究更加全面和合理，便于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

建立模糊層次分析法綜合評(píng)價(jià)模型的步驟如下：

步驟1：建立評(píng)價(jià)對(duì)象指標(biāo)集

準(zhǔn)則層指標(biāo)集 B={B1，B2，…，Bn}，i=1，2，…，n；

指標(biāo)層指標(biāo)集 C={C1，C2，…，Cm}，i=1，2，…，m。

步驟2：構(gòu)造模糊一致判斷矩陣

根據(jù)模糊層次分析法的標(biāo)度原則，標(biāo)度原則見表2，各層元素兩兩比較，根據(jù)每一層中各要素相對(duì)其上層某要素的相對(duì)重要程度，構(gòu)造模糊判斷矩陣R=（rij），即

表2 模糊層次分析法的標(biāo)度原則

利用公式（1）和（2），將模糊判斷矩陣R一致化，構(gòu)造模糊一致判斷矩陣P=（pij），即

步驟3：由模糊一致判斷矩陣P，求各要素的歸一化權(quán)重集W=（wi）

根據(jù)模糊一致判斷矩陣P，計(jì)算各要素相對(duì)于該準(zhǔn)則的相對(duì)權(quán)重，其常用計(jì)算方法是根法，即：

步驟4：建立評(píng)斷矩陣

按照五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，確立模糊評(píng)斷集V={V1（安全），V2（較安全），V3（一般），V4（較差），V5（差）}，根據(jù)指標(biāo)集B和模糊評(píng)斷集V，建立模糊評(píng)斷矩陣U：

其中：uij表示單因素Bi被評(píng)定為Vj的隸屬度，請(qǐng)各位專家給各評(píng)價(jià)指標(biāo)確定等級(jí)，用公式（3）計(jì)算各指標(biāo)隸屬度：

步驟5：綜合評(píng)價(jià)

指標(biāo)層評(píng)價(jià)：令Bi=wi×U，對(duì)Bi歸一化處理，得到，并得到指標(biāo)層綜合評(píng)價(jià)矩陣B。

準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)：S=W×B，對(duì)S歸一化處理，得到S*。

確定評(píng)價(jià)等級(jí)的加權(quán)向量，并計(jì)算目標(biāo)層的綜合評(píng)價(jià)值，一般情況下，評(píng)價(jià)集V={V1（安全），V2（較安全），V3（一般），V4（較差），V5（差）}對(duì)應(yīng)的分值集是{80～100，60～80，40～60，20～40，0～20}，加權(quán)向量賦值為 D，D=（90，70，50，30，10）。

目標(biāo)層綜合評(píng)價(jià)：N=S×D。

4 實(shí)例分析

4.1 項(xiàng)目背景

遼河是我國七大江河之一，發(fā)源于河北省承德地區(qū)七老圖山脈的光頭山，流經(jīng)河北、內(nèi)蒙古、吉林、遼寧四省區(qū)，至盤錦市注入渤海，全長1390 km。全流域面積21.96萬km2，其中遼寧省境內(nèi)的面積為6.92萬km2，占流域面積的31.6%。

遼河流域防洪規(guī)劃的防洪保護(hù)區(qū)范圍包括遼河、渾河、太子河、繞陽河及大遼河。保護(hù)區(qū)內(nèi)含9個(gè)地級(jí)市，即沈陽、遼陽、鞍山、盤錦、營口、鐵嶺、撫順、錦州、阜新。下轄7個(gè)縣級(jí)市，即新民、燈塔、海城、開原、鐵法、北寧、凌海。13個(gè)市轄縣，即遼中、康平、法庫、遼陽、臺(tái)安、盤山、大洼、營口、鐵嶺、昌圖、黑山、阜新、彰武。9個(gè)市轄郊區(qū)，即東陵、蘇家屯、于洪、新城子、太子河、老邊、銀州、雙臺(tái)子、興隆臺(tái)。有159個(gè)鎮(zhèn)，172個(gè)鄉(xiāng)。該地區(qū)城鎮(zhèn)密集、人口集中、交通發(fā)達(dá)，是遼寧省工農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)地區(qū)。

近60年來，遼寧省對(duì)遼河流域幾經(jīng)整治，基本形成了以水庫調(diào)蓄和堤防抵御相結(jié)合的防洪工程體系。在加強(qiáng)防洪工程體系建設(shè)的同時(shí)，借鑒國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，逐步探討并成功地加強(qiáng)了非工程防洪體系的建設(shè)，從而形成了工程措施和非工程措施相結(jié)合的防洪體系。在抗御遼河流域歷次洪水中發(fā)揮了巨大減災(zāi)效益，為保障國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起到了重要作用。

4.2 根據(jù)指標(biāo)體系，確定權(quán)重集

1）計(jì)算準(zhǔn)則層指標(biāo)相對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重集

根據(jù)標(biāo)度原則，建立模糊判斷矩陣R

有公式（1）和（2）計(jì)算模糊一致判斷矩陣P

計(jì)算得準(zhǔn)則層指標(biāo)相對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重集W=（0.242，0.264，0.268，0.226）

2）計(jì)算指標(biāo)層指標(biāo)相對(duì)準(zhǔn)則層的權(quán)重集

w1=（0.365,0.045,0.370,0.220）

w2=（0.710,0.146,0.144）

w3=（0.516,0.304,0.180）

w4=（0.288,0.384,0.328）。

4.3 綜合評(píng)價(jià)

4.3.1 指標(biāo)層評(píng)價(jià)

根據(jù)專家咨詢法，采用公式（3）計(jì)算各指標(biāo)隸屬度。邀請(qǐng)20位專家和遼河流域管理單位人員對(duì)遼河流域防洪安全情況進(jìn)行評(píng)斷，評(píng)斷是在評(píng)價(jià)集V中（安全、較安全、一般、較差、差）選擇。根據(jù)每一級(jí)別中的選擇人數(shù)確定隸屬度，得模糊評(píng)斷矩陣U：

利用 B1=w1U1，得 B1=（0.4245，0.4220，0.1535，0，0）

同理計(jì)算得到其他指標(biāo)層的評(píng)價(jià)結(jié)果：

B2=（0.129，0.4566，0.4144，0，0）

B3=（0.018，0.200，0.482，0.300，0）

B4=（0.256，0.4000，0.2728，0.0712，0）

4.3.2 準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)

有S=W×B，歸一化處理，得：

S*=（0.1995，0.3667，0.3374，0.0965，0）

4.3.3 遼河流域防洪安全綜合評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)結(jié)果：N=S*×D=65.15

從評(píng)價(jià)結(jié)果來看，遼河流域的防洪安全評(píng)價(jià)是“較安全”。多年來遼河流域防洪體系建設(shè)成效顯著，雖然社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)防洪安全造成了較大壓力，但在工程、非工程措施的保障下，防洪安全程度得到了提高，說明防洪體系的安全效果在不斷加強(qiáng)。

5 結(jié)語

1）目前，防洪體系的安全評(píng)價(jià)研究較少，文中建立的模糊層次分析法綜合評(píng)價(jià)模型，具有實(shí)用可靠，數(shù)據(jù)處理方便，結(jié)論客觀合理等特點(diǎn)，可以在防洪體系安全評(píng)價(jià)中推廣應(yīng)用。

2）遼河流域防洪體系經(jīng)過多年建設(shè)，防洪安全明顯提高，為其他流域防洪體系建設(shè)提供了很好的借鑒。

[1]王怡.基于模糊層次分析法的環(huán)境綜合評(píng)價(jià)[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，32（2）.

[2]楊綸標(biāo).模糊數(shù)學(xué)原理及應(yīng)用[M].廣州∶華南理工大學(xué)出版社，2004：21-23.

[3]張吉軍.模糊層次分析法[J].模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué)，2006，14（2）.

[4]趙洪杰，唐德善.流域防洪體系防洪安全評(píng)價(jià)研究[J].災(zāi)害學(xué)，2006，21（4）.