洪文浩，周清勇，胡國平，2，熊 磊，胡 楊

（1.江西省水利科學研究院，江西 南昌 330029；2.江西省水工安全工程技術研究中心，江西 南昌 330029）

近年來，國家投入巨資對病險水庫進行除險加固，在較短的時期內完成了數量龐大的病險水庫加固項目，但隨著這些加固項目的完成，對其加固后工程效益發(fā)揮的改善及提升程度進行客觀評價，均沒有一套較為合適的理論及方法對其進行評判，基于此，本文在模糊綜合評判理論[1]的基礎上，建立病險水庫加固后工程效益評價指標體系，制定病險水庫加固后效益指標評分標準，結合專家觀點及意見，同時重點查閱水庫實際運行資料并結合現場考察調研，對病險水庫加固后的工程效益改善或提升做出相應的評價。

1 模糊綜合評判法

模糊綜合評判法[2]是一種基于模糊數學的綜合評價方法。通過結合層次分析法構建判斷矩陣、分配權重等環(huán)節(jié)，依據模糊數學的隸屬度理論[3]把定性評判轉化為定量分析，即用模糊數學對受到多種因素制約的事物或對象做出一個總體的評價。它具有結果清晰、系統(tǒng)性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合解決病險水庫加固后工程效益等非確定性問題。

1.1 指標體系的建立

根據層次分析法[4]的相關理論，收集病險水庫相關資料，結合工程實際，對病險水庫加固后工程效益進行分類，對影響其效益指標及因素進行深入分析，選取其關鍵影響因子，并建立影響因素遞階層次關系，為進一步構建判斷矩陣奠定基礎（見表1）。

表1 病險水庫加固后工程效益評價指標體系表

1.2 判斷矩陣的構建

判斷矩陣的構建主要通過對某一層次影響因素指標進行相對重要性[5]的比較，從而得到兩兩比較的系數，由此得到一個N×N的方陣，該方陣稱為某一層因素的判斷矩陣。本文采用“0.1 ～ 0.9”標度系數比較法構造判斷矩陣（見表2）。

表2 判斷矩陣元素標度量化取值表

1.3 各指標的相關權重計算

1.3.1 判斷矩陣的構建

通過對某一層次影響因子兩兩之間相對重要性的比較，參照表2中的“判斷矩陣元素標度量化取值”，得到如下判斷矩陣M1：

1.3.2 判斷矩陣的一致化

判斷矩陣是各層次各因素之間進行兩兩比較相對重要性得來。一方面，由于客觀世界的復雜性和人們認識問題的多樣性；另一方面，由于n個元素兩兩比較時沒有固定的參照物，在進行比較時有可能做出反常識的判斷，當這種違背常識的判斷出現時，判斷矩陣就不完全一致了。為了保證評價結果的客觀性，要求判斷矩陣具有大體的一致性，需要進行一致性處理，因此采取下列方法構建模糊一致性判斷矩陣W。

通過上述得到的判斷矩陣M1，按下面的步驟將該矩陣一致化，從而得到模糊一致判斷矩陣W：

1.3.3 權重的求解

通過模糊一致判斷矩陣W，求出權重集A，A=（A1，A2....An）表示各因素的權數分配，其中，權重A可通過下列公式求解得到：

式中：n為矩陣階數；li為指標i相對于上層目標的重要性，對li歸一化便可得各指標權重。

1.4 模糊映射關系矩陣的構建

模糊映射關系矩陣是指針對某一層影響因素的各個指標，通過專家評分，結合評分等級統(tǒng)計結果所得到的矩陣。具體步驟如下：①提供病險水庫加固的相關資料給專家閱覽，必要時，聘請專家前往水庫實地考察調研；②制定各指標因素評分標準及評分（加固效果）等級參照表；③根據專家評分結果，統(tǒng)計各個指標下對應等級所占的比列；④得到模糊映射關系矩陣。指標因素評分等級參照見表3。

表3 指標因素評分等級參照表

將指標因素評分等級參照表中的“對應評分”進行區(qū)間加權平均，即可得到分值矩陣，即分值矩陣Fi=UT=[90+100/2，80+89/2，70+79/2，60+69/2，0+59/2]T= [95，84.5，74.5，64.5，29.5]T。按照上述步驟，對照表3可得到模糊映射關系矩陣Ri（i= 1，2，…，n）。

1.5 評判原理及方法

通過本文構建的病險水庫除險加固后工程效益評價指標體系，借助評判矩陣推求相關權重，在此基礎上，進一步構建模糊映射關系矩陣，通過矩陣乘法運算，得到目標矩陣，將目標矩陣與分值矩陣進行乘法運算，得到病險水庫加固后工程效益總得分，在此基礎上，對照病險水庫加固后工程效益評語集對應的相關表格，即可判定其加固后工程效益的改善情況。具體實施步驟及方法見圖1。病險水庫加固工程效益評價等級及其涵義見表4。

圖1 病險水庫加固后工程效益綜合評價步驟圖

表4 病險水庫加固工程效益評價等級及其涵義表

2 病險水庫加固后工程效益評價

2.1 指標體系的構建

評價病險水庫加固后，其工程效益發(fā)揮的程度，主要考察以下幾個指標：灌溉效益、供水效益、發(fā)電效益、防洪效益、養(yǎng)殖效益、旅游效益等。其評價指標見表1。

2.2 評分準則

針對上述病險水庫加固后工程效益的評價指標體系，結合“三級指標”，提出如下評分細則（見表5）。

表5 病險水庫加固后工程效益（三級指標）評分細則表

3 工程應用

3.1 工程簡況

某水庫位于江西九江境內，是一座以灌溉為主，兼固防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐工程。該水庫是列入江西省第二批大中型病險水庫除險加固規(guī)劃的工程，于2005年9月完成安全鑒定工作，2006年2月完成除險加固設計工作，2007年8月開工建設，2010年11月完工并投入運行[6]。

3.2 評價結果

依據本文提出的病險水庫加固后工程效益評價指標體系及評分細則，并采用模糊綜合評判法，結合水庫運行現狀及資料記錄情況對其加固后工程效益的改善情況做出相應評價（見表6）。

表6 某病險水庫加固后工程效益評價結果表

3.2.1 加固后工程效益總體計算結果

根據上述方法及步驟，計算得到的工程效益指標權重集、工程效益相關指標模糊映射矩陣，可計算某水庫加固后工程效益實際總得分：

從上述計算結果看出，該水庫加固后，其工程效益實際得分80.54分，處于“較好”水平。大部分現有主要工程效益（灌溉效益、發(fā)電效益、防洪效益、養(yǎng)殖效益）均得到較大的提高，基本達到或接近原設計指標，說明水庫加固后，總體效益處于“較好”水平。但水庫也有發(fā)揮其他效益（如旅游開發(fā)，供水效益等）的潛力。

4 結 語

以九江某水庫為工程實例，對其加固后工程效益構建了相關評價指標體系，并制定相關評分細則，結合模糊綜合評價理論及方法對其進行相應的計算分析，得到該水庫加固后工程效益總得分。根據對工程實例的現場調研及資料分析，結果表明，加固后工程效益的改善與實際運行情況基本吻合，驗證了模糊綜合評判法在病險水庫加固項目后工程效益評價應用中的可行性及合理性，為類似工程項目的評價提供相應的參考。