王 斌

(連云港市贛榆區(qū)水利局，江蘇 連云港 222100)

近年來，隨著城市發(fā)展的需要，水利工程項(xiàng)目的建設(shè)逐漸擴(kuò)大。面對復(fù)雜多變的水環(huán)境及較高的建設(shè)要求，其工程方案的慎重選擇顯得尤為重要。常見的工程比選方法即從工程內(nèi)容、建設(shè)規(guī)模、施工條件、工程投資等方面，多方面同時(shí)比較[1]。該方法的優(yōu)點(diǎn)為對各方案的整體概況一目了然，缺點(diǎn)為比選因素較多，不能突出重點(diǎn)影響因子，容易給選擇者造成選擇困難[2]?？梢娫诖蠖鄶?shù)情況下，利用傳統(tǒng)簡單的方案比較方法，不能有效地篩選出對工程有利的最佳方案。然而，隨著模糊分析方法發(fā)展，模糊層次分析方法的誕生，可以較好的處理多因素比選問題，該方法可實(shí)現(xiàn)非定量因素的比選，采用對分析目標(biāo)進(jìn)行分層分組的處理手段，進(jìn)而可以對水利工程中一些設(shè)計(jì)方案進(jìn)行更加有效的評選。目前，由于可以較好的反映影響因子間的本質(zhì)關(guān)系，該方法已經(jīng)在一些領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在較大工程項(xiàng)目方案決策方面具有重要意義。

文章主要介紹模糊層次分析法的基本原理及研究步驟，并將該方法應(yīng)用于某堤防防滲處理及農(nóng)溝設(shè)計(jì)方案優(yōu)選中，分析了4種堤防防滲方案設(shè)計(jì)，及某農(nóng)溝的排澇模數(shù)和流量測算設(shè)計(jì)，并確定相關(guān)橫斷面和縱斷面部分設(shè)計(jì)。

1 模糊層次分析方法基本原理

模糊層次分析法是一種集合定性與定量分析為一體的系統(tǒng)分析模式，該方法具有較高的邏輯性，系統(tǒng)性與實(shí)用性。

1.1 模糊層次分析方法核心內(nèi)容

模糊層次分析法是一種定性分析和定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策方法，能夠有效地綜合分析決策者的判斷及因素之間的重要性。該方法采用明確問題、確立分析結(jié)構(gòu)、設(shè)置判別陣列、層次單系列和總序列方式設(shè)計(jì)組合權(quán)重，可得多種可行方法的綜合評判值。在模糊集合理論與基準(zhǔn)的基準(zhǔn)上構(gòu)建模糊一致陣列，并將下層元素對上層元素的重要度完成兩兩對照，因而可得模糊陣列。模糊陣列首先需要構(gòu)建互補(bǔ)陣列，并對互補(bǔ)陣列完成按行求取和值的方式。

1.2 模糊層次分析方法研究步驟

通過分析水利工程的常見事故原因，發(fā)現(xiàn)其安全性影響因素眾多。根據(jù)各種因素對工程項(xiàng)目安全性的影響程度，確定其主要的影響因素包括功能復(fù)雜性、方案有效性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、技術(shù)水平、施工質(zhì)量、后期維修保養(yǎng)程度及工作載荷等。鑒于以上眾多的影響因素，根據(jù)設(shè)計(jì)人員對工程方案的模糊綜合評分，進(jìn)而層次分析法可以確定各影響因素之間的權(quán)重，制定出相應(yīng)工程方案可行性影響因素對比評分表，以便于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行評分。具體研究步驟如下。

模糊層次分析結(jié)構(gòu)模型首先應(yīng)當(dāng)對問題進(jìn)行解析，確定評判指標(biāo)，并將各個(gè)指標(biāo)所包含的因子分層。設(shè)定第一層為目標(biāo)層級，采用層次分析總排序方式測算方案各個(gè)因子的相對權(quán)值，即選取最優(yōu)設(shè)計(jì)方案；第二層為準(zhǔn)則層，為評判的指標(biāo)模型，采用單排序方式進(jìn)行排列優(yōu)選；第三層為方案層，即指多個(gè)可以選擇的水利項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法，同樣采用單排序方式進(jìn)行排列優(yōu)選。通過獲取的權(quán)值，依據(jù)大小次序排列，最終獲得最優(yōu)方案。具體分析流程詳見圖1。

圖1 模糊層次分析方法應(yīng)用流程圖

2 工程應(yīng)用

2.1 堤防防滲方案優(yōu)選設(shè)計(jì)

經(jīng)初步論證之后，確定四組防滲對比方案：多頭小直徑的深層攪拌樁方案、垂直鋪塑的方案、高噴型灌漿方案、混凝土防滲墻設(shè)計(jì)方案。綜合堤防特征與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對4個(gè)方案完成優(yōu)選決策，模式如下：

構(gòu)建綜合評判指標(biāo)模型，能夠衡量方案的優(yōu)劣如防滲作用，技術(shù)可行度，工程整體投資，環(huán)境作用與功效等因素；依據(jù)專家建議值構(gòu)建模糊評判體系，進(jìn)而將模糊互補(bǔ)陣列轉(zhuǎn)換為模糊一致陣列；設(shè)定層次單層排序模式，依據(jù)準(zhǔn)則層將各個(gè)因子權(quán)值進(jìn)行設(shè)定，并采用渠道縱橫斷面測算填挖土方的工程狀況。

2.2 農(nóng)溝排澇模數(shù)優(yōu)選設(shè)計(jì)

目前多數(shù)需要構(gòu)建排水溝渠的區(qū)域，常將農(nóng)田積水從農(nóng)溝排放到斗溝，進(jìn)而從斗溝排放到主干排水溝渠中。采用模糊層次分析方法，整個(gè)項(xiàng)目的排澇標(biāo)準(zhǔn)選取10a一遇3d內(nèi)暴雨，并將雨后3d排水到淹沒農(nóng)作物的深度。由于該區(qū)域積水面積不大，洪峰的流量往往通過3d內(nèi)暴雨所構(gòu)成，因而通過3d暴雨雨歷并將點(diǎn)雨量替代面雨量。結(jié)合區(qū)域變差參量，線模比值獲取排洪撈模參量。

2.3 農(nóng)溝流量測算及斷面優(yōu)選設(shè)計(jì)

流量測算往往依據(jù)匯水面積與排澇流量把農(nóng)溝劃分為A與B兩個(gè)型號，采用模糊層次分析方法，分別對A型和B型農(nóng)溝進(jìn)行分析測算排澇流量，依據(jù)匯水面積與排澇流量把劃分農(nóng)溝，斗溝，確定農(nóng)溝整體排澇流量。

橫斷面設(shè)計(jì)主要參考典型斗溝斷面形式，并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用模糊層次分析方法，斗溝選用混凝土襯砌的方式，農(nóng)溝則采用土質(zhì)溝襯砌的方式。使其新建與改建的斗溝、農(nóng)溝，均采用相同的斷面形式。通常在測算的過程中將斗溝和農(nóng)溝的渠底比值降低1/995，斗溝則通過混凝土襯砌的方式，粗糙系數(shù)采用0.023，農(nóng)溝則通過土質(zhì)溝的模式，粗糙系數(shù)采用0.026-0.031。斗溝邊坡參量選取0.52，農(nóng)溝是土質(zhì)溝，并設(shè)置邊坡參量，底寬，超高參量。

縱斷面設(shè)計(jì)主要以新建的農(nóng)溝為主測算相關(guān)排澇水位，依據(jù)新建農(nóng)溝的長度、沿程水頭損失等進(jìn)行測算，以此確定排水溝的縱斷面尺度。

3 小 結(jié)

1)模糊層次分析方法的方案判別包含4個(gè)步驟，即方案給定，設(shè)計(jì)，評測與選擇，該方法可充分考量實(shí)物復(fù)雜度，不確定度和人類思維特征，給水利工程設(shè)計(jì)提供了優(yōu)選設(shè)計(jì)方法。

2)水利工程項(xiàng)目方案優(yōu)選設(shè)計(jì)是土地整頓項(xiàng)目工程的重要板塊，渠道和排水溝流量測算能夠判別溝渠的橫斷面和渠中建筑物的尺度，可提升水資源的利用度。

3)采用模糊層次分析法的水利工程項(xiàng)目，可對研究目標(biāo)進(jìn)行方案優(yōu)選，為工程設(shè)計(jì)提供重要參考價(jià)值。

[1]劉永強(qiáng)，張洪瑞，錢璧君.基于FAHP的水利工程項(xiàng)目成本風(fēng)險(xiǎn)管理研究[J]．水電能源科學(xué)，2009,9(04):151-154．

[2]孫淑俠．多層次模糊綜合風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型在水利工程中的應(yīng)用[J]．水電能源科學(xué)，2008，26(02):88-90，106．