徐 瑾

(新疆維吾爾自治區(qū)烏魯瓦提水利樞紐管理局，新疆 和田 848000)

1 工程概況

烏魯瓦提水庫(kù)壩址以上控制面積19983km2，控制全河徑流量97%，該工程位于喀拉喀什河中游，屬于一座集防洪發(fā)電、生態(tài)保護(hù)、農(nóng)業(yè)灌溉等功能的大(2)型工程?？κ埠影l(fā)源于山勢(shì)陡峭險(xiǎn)峻的昆侖山區(qū)，地處外力強(qiáng)烈沖擊和構(gòu)造隆起的中高山地帶，工程地質(zhì)以礫巖、粉砂巖、石膏巖、砂頁(yè)巖、砂礫巖、碳系灰?guī)r、粉砂巖及砂礫為主。水利樞紐包括升壓變電站、開(kāi)關(guān)樓、水電站廠房、發(fā)電引水洞、泄洪排沙洞、沖沙洞、大壩、溢洪道等建筑結(jié)構(gòu)，總庫(kù)容3.336億m3，裝機(jī)容量60MW，年發(fā)電量1.97億kW·h，設(shè)計(jì)和校核洪水位為1962.65、1963.29m，正常蓄水位1962.00m。工程投入運(yùn)行后可改善、擴(kuò)大灌溉面積7.5萬(wàn)hm2和4.6萬(wàn)hm2，通過(guò)對(duì)水庫(kù)的調(diào)節(jié)每年平均向塔里木河供水10.57億m3。烏魯瓦提水庫(kù)工程顯著提升了下游河段的防洪能力和周邊地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，有利于減輕洪水災(zāi)害和維護(hù)和田河下游綠色廊道生態(tài)環(huán)境，對(duì)保障該地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和水資源合理發(fā)揮著重要的作用[1-3]。

為了提高水利樞紐綜合應(yīng)用能力和大壩安全管理水平，實(shí)現(xiàn)大壩安全管理和運(yùn)行自動(dòng)化，針對(duì)儀器報(bào)廢、技術(shù)落后、設(shè)備老化的原監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的繞壩滲流、內(nèi)部和外部監(jiān)測(cè)部分進(jìn)行升級(jí)改造，拆除已報(bào)廢且與該工程相關(guān)的混凝土結(jié)構(gòu)、廢舊線纜、設(shè)備等，加強(qiáng)對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)和測(cè)控的完善，建設(shè)數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸系統(tǒng)和新建壩區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備及配套土建的工程。大壩安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)投運(yùn)后狀況良好，為檢驗(yàn)該工程是否滿足設(shè)計(jì)要求，從檔案管理、項(xiàng)目實(shí)施、建設(shè)管理、前期工作和投資執(zhí)行5個(gè)方面綜合評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)監(jiān)控工程狀況[4]。

2 DEA-AHP評(píng)價(jià)模型

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)相關(guān)研究成果和文獻(xiàn)資料構(gòu)建包括指標(biāo)層、準(zhǔn)則層和目標(biāo)層的綜合評(píng)價(jià)體系，其中準(zhǔn)則層涉及檔案管理、建設(shè)管理、項(xiàng)目實(shí)施、前期工作和投資執(zhí)行5個(gè)方面，將其進(jìn)一步細(xì)分為22項(xiàng)指標(biāo)。安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工程評(píng)價(jià)體系，見(jiàn)表1。

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

針對(duì)目標(biāo)層識(shí)別出的準(zhǔn)則層n項(xiàng)評(píng)價(jià)因子為c1、c2、…、cn，每?jī)梢豤i與cj之間的相互影響程度利用aij表征，以此類推確定其它各項(xiàng)因子的相對(duì)重要性并構(gòu)造判斷矩陣A=(aij)n×n，其中aij=1/aij、aii=1。在大壩安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工程評(píng)價(jià)過(guò)程中確定最優(yōu)決策單元，即最優(yōu)決策單元的最大值作為每個(gè)決策單元的輸入值，最大值為1。

2.3 DEA模型確定矩陣權(quán)重

運(yùn)用DEA方法計(jì)算矩陣權(quán)重序列，即以線性規(guī)劃問(wèn)題替代權(quán)重的計(jì)算，該方法應(yīng)用較為廣泛且理論成熟。然而，因各決策單元從自身的角度獲取最有利的權(quán)重，從而使得不同DMU獲取的權(quán)重存在較大差異，各決策單元之間的可比性缺乏。鑒于此，設(shè)定輸入值全部為1的理想決策單元，DEMU模型決策單元，見(jiàn)表2，即大壩安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控各決策單元最大值為輸出值，該方法能夠更好的反映專家項(xiàng)目工程的偏好、決策和服務(wù)。DMU決策單元的每一列作為輸出，由此可實(shí)現(xiàn)單個(gè)指標(biāo)DMU輸出替代權(quán)重運(yùn)算的問(wèn)題，DEA模型C2R輸入為1時(shí)的模型如下：

表2 DEMU模型決策單元

2.4 模糊矩陣及綜合評(píng)價(jià)

目前，水庫(kù)主、副壩壩體穩(wěn)定，水工建筑、機(jī)電設(shè)備維護(hù)到位，通訊設(shè)施完備可靠，大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施完善且道路交通暢通，應(yīng)急物資儲(chǔ)備充足，各項(xiàng)規(guī)章制度齊全并落實(shí)到位，大壩整體處于完整的可運(yùn)行狀態(tài)，能夠滿足本年度度汛要求。水庫(kù)出庫(kù)流量由烏魯瓦提專用水文站報(bào)送，目前運(yùn)行良好；托滿水文站位于烏魯瓦提水庫(kù)上游63km處，洪水傳播歷時(shí)(以500m3/s計(jì)算)約為6h，可以為洪水調(diào)度提供時(shí)間，喀拉喀什河托滿水文(專用)站自2009年至2010至改為駐汛站，5-8月觀測(cè)，該站從2015年購(gòu)置使用了先進(jìn)的雷達(dá)水位計(jì)，通過(guò)北斗衛(wèi)星傳輸信息，最高可以達(dá)到每6min發(fā)送1次采集的水位信息數(shù)據(jù)，為了避免儀器故障出現(xiàn)問(wèn)題，保證達(dá)到水位數(shù)據(jù)不中斷，在原水位觀測(cè)斷面安裝了2套該設(shè)備；建立了大壩監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)、閘控系統(tǒng)以及水情自動(dòng)化系統(tǒng)，目前各統(tǒng)軟件運(yùn)行良好，硬件設(shè)備運(yùn)行正常，能正常發(fā)揮預(yù)報(bào)預(yù)警功能。同時(shí)配備了固定電話、對(duì)講機(jī)、手機(jī)以及衛(wèi)星電話等多種途徑的通信手段，為大壩安全度汛提供可靠通信保障[5-7]。

文章根據(jù)綜合評(píng)價(jià)隸屬度和指標(biāo)權(quán)重運(yùn)算結(jié)果，按照算子M(·,+)、M(·,?)、M(·,∨)、M(∧,?)中的M(·,∨)確定模糊評(píng)價(jià)矩陣，然后對(duì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)分值利用加權(quán)求和法確定。

3 大壩安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工程評(píng)價(jià)

3.1 指標(biāo)權(quán)重及隸屬度

采用專家評(píng)判法量化處理定性指標(biāo)，結(jié)合大壩安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工程實(shí)際情況和專家意見(jiàn)將評(píng)價(jià)等級(jí)分為較差、差、中等、較好、好5個(gè)等級(jí)，所對(duì)應(yīng)的分界值依次為20、40、60、80、100分，安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工程各因子評(píng)分如表1。將綜合評(píng)價(jià)體系中各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重利用以上方法求解，結(jié)果如表3。

表3 評(píng)價(jià)因子權(quán)重值

3.2 準(zhǔn)則層隸屬度

依據(jù)各評(píng)價(jià)因子權(quán)重及其相應(yīng)的賦分值，利用文中所述相關(guān)公式獲取準(zhǔn)則層各因子賦分值，其中B1、B2、B3、B4、B5指標(biāo)賦分為82、86、88、82、60分，具體計(jì)算過(guò)程如下：

3.3 綜合評(píng)價(jià)

總體目標(biāo)覆蓋工程建設(shè)檔案管理、項(xiàng)目實(shí)施、建設(shè)管理、投資執(zhí)行和前期工作5個(gè)方面，對(duì)烏魯瓦提水利樞紐大壩安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工程完成情況運(yùn)用評(píng)價(jià)模型分析。依據(jù)各項(xiàng)評(píng)價(jià)因子賦分值和準(zhǔn)則層各因子權(quán)重最終確定綜合賦分為86分，按照差、較差、中等、較好、好5個(gè)等級(jí)賦分界限20、40、60、80、100分，可認(rèn)為該工程達(dá)到較好等級(jí)，詳細(xì)計(jì)算結(jié)果如下：

從以上結(jié)果可以看出，烏魯瓦提水利樞紐大壩安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工程綜合賦分為85分，達(dá)到較好等級(jí)，除檔案管理子系統(tǒng)為中等外其它各指標(biāo)均達(dá)到較好水平。該項(xiàng)目竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)良，可見(jiàn)工程建設(shè)實(shí)際情況與評(píng)價(jià)結(jié)果保持較高的一致性，所構(gòu)建的評(píng)價(jià)體系和模型具有較強(qiáng)的可行性與有效性。另外，考慮到各評(píng)價(jià)因素之間內(nèi)在的復(fù)雜關(guān)系和人為因素、專家意見(jiàn)的主觀不確定性，未來(lái)仍需要進(jìn)一步完善和修正評(píng)價(jià)體系，逐漸提升評(píng)價(jià)體系的普遍適用性和科學(xué)合理性[8-9]。

文章結(jié)合工程運(yùn)行實(shí)際情況和評(píng)價(jià)結(jié)果，在監(jiān)測(cè)監(jiān)控過(guò)程中采取的運(yùn)行與保養(yǎng)措施為：①烏魯瓦提水利樞紐大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作環(huán)境潮濕惡劣，監(jiān)測(cè)內(nèi)容齊全且采集設(shè)備繁多，為延長(zhǎng)設(shè)備服役壽命及確保儀器工作狀態(tài)完好，實(shí)施修養(yǎng)并重、加強(qiáng)管理措施；②水庫(kù)大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)不僅要求從業(yè)人員具備精密儀器、電子元件、計(jì)算機(jī)等操作技能和相關(guān)知識(shí)，而且還要掌握水利工程有關(guān)理論，從復(fù)雜的系統(tǒng)工程和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確判定結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)；③升級(jí)改造工程應(yīng)考慮原設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)和工況條件，從而為引入成熟、先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)方法提供依據(jù)。

4 結(jié) 論

文章以烏魯瓦提水利樞紐為例，從檔案管理、建設(shè)管理、項(xiàng)目實(shí)施、前期工作和投資執(zhí)行5個(gè)方面構(gòu)建大壩安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工程綜合評(píng)價(jià)體系，然后將DEA數(shù)據(jù)包絡(luò)法和AHP層次分析法相耦合建立評(píng)價(jià)模型，綜合評(píng)價(jià)該工程的建設(shè)狀況，得出的主要結(jié)論如下：

1) 烏魯瓦提水利樞紐大壩安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工程綜合賦分為85分，達(dá)到較好等級(jí)，除檔案管理子系統(tǒng)為中等外外其它各指標(biāo)均達(dá)到較好水平。該項(xiàng)目竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)良，可見(jiàn)工程建設(shè)實(shí)際情況與評(píng)價(jià)結(jié)果保持較高的一致性，所構(gòu)建的評(píng)價(jià)體系和模型具有較強(qiáng)的可行性與有效性。

2) 為延長(zhǎng)設(shè)備服役壽命以及確保儀器工作狀態(tài)完好，結(jié)合工程運(yùn)行情況和評(píng)價(jià)結(jié)果提出要實(shí)施修養(yǎng)并重、加強(qiáng)管理措施；同時(shí)，從業(yè)人員要具備相應(yīng)的操作技能和專業(yè)知識(shí)，能夠從復(fù)雜的系統(tǒng)工程和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確判定結(jié)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)；綜合考慮原設(shè)計(jì)指標(biāo)和運(yùn)行工況，為引入成熟、先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備提供支撐。