徐軼 蔡耀軍 任翔 周曉明

摘要：堰塞湖潰決作為一種重大水旱災(zāi)害類型，具有突發(fā)性、不確定性、危害性、時(shí)間緊迫性等特征，其應(yīng)急處置方案的決策仍以既有經(jīng)驗(yàn)為主，決策成果的準(zhǔn)確性和應(yīng)急處置的成效性難以保障。利用情景推演法對(duì)堰塞湖險(xiǎn)情的不同應(yīng)急處置方案進(jìn)行了推演，通過(guò)分析事前、事發(fā)、事中、事后的相關(guān)影響因素，構(gòu)建了全面描述應(yīng)急處置方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其量化標(biāo)準(zhǔn)，提出了基于改進(jìn)熵權(quán)法的應(yīng)急處置方案評(píng)價(jià)方法;從堰塞湖應(yīng)急處置的必要性、可行性、方案優(yōu)選與組合3個(gè)層次出發(fā)，建立了堰塞湖應(yīng)急處置的多因素、多層次決策模型，并進(jìn)行了實(shí)例分析，得到了符合實(shí)際的分析結(jié)果。可為今后類似堰塞湖險(xiǎn)情的應(yīng)急處置決策提供依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞：堰塞湖;應(yīng)急處置;決策模型;評(píng)價(jià)方法;改進(jìn)熵權(quán)法

中圖法分類號(hào)：P642.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.12.019

文章編號(hào)：1006 - 0081（2021）12 - 0107- 07

0 引 言

堰塞湖潰決作為一種重大水旱災(zāi)害類型，具有突發(fā)性、影響范圍大、災(zāi)害鏈長(zhǎng)、對(duì)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全威脅大等特征。堰塞湖險(xiǎn)情應(yīng)急處置往往受基礎(chǔ)資料短缺、進(jìn)場(chǎng)交通不便或完全中斷、周邊地形地質(zhì)環(huán)境危險(xiǎn)、施工時(shí)間短暫等因素制約，技術(shù)難度極大，一旦處置不當(dāng)將造成災(zāi)難性的后果。當(dāng)前中國(guó)的堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及應(yīng)急搶險(xiǎn)以既有經(jīng)驗(yàn)、常規(guī)設(shè)備為主，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性和應(yīng)急搶險(xiǎn)的成效性難以保障[1-3]。

針對(duì)堰塞湖的應(yīng)急處置，其決策內(nèi)容主要包括風(fēng)險(xiǎn)決策（堰塞湖潰決洪水影響區(qū)分析、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分、安全性評(píng)價(jià)）及應(yīng)急處置方案決策（堰塞體應(yīng)急處置工程措施及非工程措施）。水利部針對(duì)堰塞湖防災(zāi)減災(zāi)制定了兩項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：SL 450-2009《堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分、洪水標(biāo)準(zhǔn)確定及堰塞體安全性評(píng)定作出了明確規(guī)定[4];SL 451-2009《堰塞湖應(yīng)急處置技術(shù)導(dǎo)則》較為全面地提出了堰塞湖應(yīng)急處置的技術(shù)方法，通盤考慮了堰塞湖排險(xiǎn)減災(zāi)相關(guān)的工程措施和非工程措施[5]。但是，由于堰塞湖安全風(fēng)險(xiǎn)管理涉及較多不確定因素，其應(yīng)急處置技術(shù)方案的決策方法仍以既有經(jīng)驗(yàn)為主，需進(jìn)一步探索。

近年來(lái)，一些學(xué)者開(kāi)始關(guān)注堰塞湖應(yīng)急處置決策方法及決策模型的研究。如李洪濤等[6]利用突變模糊理論在多準(zhǔn)則、多層次評(píng)價(jià)決策中的優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用到堰塞湖應(yīng)急處置決策方案優(yōu)選比較中，避免了人為確定權(quán)重的主觀性，并基于綿遠(yuǎn)河上堰塞湖應(yīng)急處置工程實(shí)例進(jìn)行計(jì)算與分析驗(yàn)證，結(jié)果表明該法合理可行。王紹玉[7]、黃星[8]等綜合運(yùn)用直覺(jué)模糊集理論、海明距離原理和熵權(quán)理論，將直覺(jué)模糊距離群決策方法運(yùn)用到堰塞湖減災(zāi)決策過(guò)程中，增強(qiáng)了決策的客觀性、科學(xué)性。柴福鑫等[9]開(kāi)發(fā)了堰塞湖應(yīng)急管理三維GIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了堰塞湖大場(chǎng)景三維仿真與動(dòng)態(tài)展示，并利用GIS和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)堰塞湖進(jìn)行空間分析和輔助決策。但總體而言，目前針對(duì)堰塞湖應(yīng)急處置方案優(yōu)選及決策方法的研究成果仍較少，未形成可靠的決策標(biāo)準(zhǔn)及方法體系。

本文提出了一套堰塞湖應(yīng)急處置方案評(píng)價(jià)方法及決策模型?；谇榫巴蒲堇碚摚瑯?gòu)建了全方位描述堰塞湖應(yīng)急處置技術(shù)方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;基于改進(jìn)熵權(quán)法，提出了應(yīng)急處置技術(shù)方案的量化評(píng)價(jià)方法;建立了包含必要性決策、可行性決策及技術(shù)方案優(yōu)選決策3個(gè)層次的堰塞湖應(yīng)急處置決策模型;并以某高危險(xiǎn)性堰塞湖事件為例，進(jìn)行了應(yīng)急處置決策模型實(shí)證分析，得到了有效的分析結(jié)果。

1 堰塞湖應(yīng)急處置方案及評(píng)價(jià)方法

堰塞湖應(yīng)急處置方案包括工程措施和非工程措施。工程措施主要是指針對(duì)堰塞體本身采取的工程技術(shù)措施，非工程措施包括上下游人員轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)、水庫(kù)調(diào)度、淹沒(méi)區(qū)重要設(shè)施防護(hù)等，對(duì)于較大規(guī)模堰塞湖的應(yīng)急處置，兩者往往要相互結(jié)合并同時(shí)進(jìn)行[10]。本文主要研究的決策對(duì)象為工程措施方案。

1.1 應(yīng)急處置方案

根據(jù)SL 451-2009《堰塞湖應(yīng)急處置技術(shù)導(dǎo)則》及相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，堰塞湖應(yīng)急處置工程措施方案一般包括：開(kāi)挖引流槽及泄流渠、堰塞體拆除、湖水抽排、新建泄洪洞、利用或改造已有排水通道及臨時(shí)加固等。

1.2 應(yīng)急處置方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及量化標(biāo)準(zhǔn)

利用情景推演法對(duì)堰塞湖險(xiǎn)情發(fā)生后采取的應(yīng)急處置及排險(xiǎn)避險(xiǎn)措施進(jìn)行推演，堰塞湖的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程可分為4個(gè)階段：堰塞湖形成、決策響應(yīng)、應(yīng)急處置和險(xiǎn)情消除。從方案選取、方案設(shè)計(jì)、實(shí)施效果、實(shí)施周期及可靠性等因素對(duì)全面描述應(yīng)急處置方案進(jìn)行了考慮，并詳細(xì)分析了各種方案可能導(dǎo)致的后果，初步確定了主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括適用條件、方案可控性、處置效果、技術(shù)難度、資源配置、實(shí)施周期、災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)及風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施8個(gè)指標(biāo)。同時(shí)，按照應(yīng)急處置方案在各評(píng)價(jià)指標(biāo)上關(guān)聯(lián)性的定性描述將評(píng)價(jià)指標(biāo)分為差、中、良、優(yōu)4個(gè)級(jí)別。為了能夠?qū)χ笜?biāo)所屬的不同級(jí)別給予較為準(zhǔn)確的判斷，將4個(gè)級(jí)別用0～10的數(shù)字來(lái)劃分，以便將定性判斷轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，更準(zhǔn)確地度量所屬級(jí)別，并進(jìn)一步分析該指標(biāo)級(jí)別對(duì)待評(píng)方案的影響程度。本文提出的堰塞湖應(yīng)急處置方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表1所示。該指標(biāo)體系在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)堰塞湖及應(yīng)急處置實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)增減調(diào)整和動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

需要指出的是，由于堰塞湖險(xiǎn)情處置本身的復(fù)雜性和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的特殊性，目前對(duì)于各指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)仍以定性評(píng)判為主，指標(biāo)的量化數(shù)值與堰塞湖實(shí)際規(guī)模條件和應(yīng)急處置方案的技術(shù)參數(shù)相關(guān)，仍然難以達(dá)到完全定量的程度。本文在進(jìn)行定性向定量的轉(zhuǎn)化時(shí)，應(yīng)用群決策的名義群體法（Nominal Group Technique，簡(jiǎn)稱NGT法）[11]進(jìn)行專家研判。該法常用于建立評(píng)價(jià)指標(biāo)的定性-定量轉(zhuǎn)化關(guān)系，其運(yùn)用簡(jiǎn)便且有效。

假設(shè)有n個(gè)專家，同時(shí)面對(duì)待評(píng)方案的所有資料，各獨(dú)立對(duì)該待評(píng)方案所反映的指標(biāo)級(jí)別做出判斷，給出具體指標(biāo)的量化分值[pi]，則根據(jù)式（1）可得到專家組的評(píng)價(jià)均值[p]，作為下一步的輸入，即：

[p=1ni=1npi]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

本文提出的量化標(biāo)準(zhǔn)將指標(biāo)分級(jí)的變化范圍取為0～10，每種級(jí)別的變化范圍為0～2.5，可為專家研判提供足夠的空間，能夠更準(zhǔn)確地對(duì)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)分和度量。

1.3 基于改進(jìn)熵權(quán)法的應(yīng)急處置方案評(píng)價(jià)方法

應(yīng)急處置方案評(píng)價(jià)的目的是研判處置方案排險(xiǎn)除險(xiǎn)的合理度，為堰塞湖險(xiǎn)情處置的決策選擇提供依據(jù)。由于堰塞湖險(xiǎn)情處置不確定因素多且復(fù)雜，此處借鑒國(guó)內(nèi)外安全風(fēng)險(xiǎn)管理及應(yīng)急決策中多指標(biāo)復(fù)雜性測(cè)度模型的思路，采用改進(jìn)熵權(quán)法對(duì)堰塞湖應(yīng)急處置方案的合理度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

根據(jù)信息論的基本原理，信息量是系統(tǒng)有序程度的度量，熵值是系統(tǒng)無(wú)序程度（即不確定信息）的度量。以堰塞湖應(yīng)急處置這一復(fù)雜系統(tǒng)為例，其包含的繁雜基礎(chǔ)資料中，既包括有效信息，也包括不確定信息，有效信息越多則決策有效程度越高。因此，針對(duì)決策評(píng)價(jià)指標(biāo)，若該指標(biāo)的信息熵越小，則其提供的信息量越大，在綜合評(píng)價(jià)中所起的作用理應(yīng)越大，權(quán)重就應(yīng)該越高。

熵權(quán)法是一種基于熵權(quán)理論的客觀賦權(quán)方法。在具體使用過(guò)程中，熵權(quán)法根據(jù)各指標(biāo)的變異程度，利用信息熵計(jì)算出各指標(biāo)的熵權(quán)，再通過(guò)熵權(quán)對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行修正，從而得出較為客觀的指標(biāo)權(quán)重。該法主要依據(jù)客觀資料，幾乎不受主觀因素的影響，可以在很大程度上避免人為因素的干擾。在突發(fā)事件應(yīng)急處置決策、多目標(biāo)優(yōu)化決策等領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用[12]。

基于改進(jìn)熵權(quán)法的應(yīng)急處置方案評(píng)價(jià)方法如下：

（1）構(gòu)造待評(píng)方案集對(duì)指標(biāo)體系的評(píng)價(jià)矩陣。如有m個(gè)待評(píng)方案，n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，則構(gòu)造指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣[R]：

[R=r′11r′12…r′1nr′21r′22…r′2n…………r′m1r′m2…r′mnm×n]? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

（2）對(duì)原始評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理。對(duì)評(píng)價(jià)矩陣[R]進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理得矩陣[R=rijm×n]：

j為正指標(biāo)時(shí)，[rij=r′ij-Mini（r′ij）Maxi（r′ij）-Mini（r′ij）]

j為負(fù)指標(biāo)時(shí)，[rij=Maxi（r′ij）-r′ijMaxi（r′ij）-Mini（r′ij）]

（3）計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵[Hj]：

[Hj=-ki=1mfij?lnfij]， [j=1，2，???， n]? ? ? ? ? ? （3）

其中[fij=riji=1mrij]，[k=1lnm]，[fij]為第j個(gè)指標(biāo)下第i個(gè)方案的指標(biāo)值的比重，當(dāng)[fij=0]， [fij?lnfij=0]。

（4）計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)[wj]：

[wj=1-Hjj=1n（1-Hj）=1-Hjn-j=1nHj]? ? ? ? ? ? ? ? ?（4）

（5）熵權(quán)的修正。熵權(quán)法可用于確定復(fù)雜系統(tǒng)中評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，剔除指標(biāo)體系中對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果貢獻(xiàn)不大的指標(biāo)。與主觀賦權(quán)法相比，熵權(quán)法精度高、客觀性強(qiáng)、適用性廣，能夠較好地解釋系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果。但該法忽略了指標(biāo)本身的重要程度，導(dǎo)致確定的權(quán)重?zé)o法從整體上反映備選決策方案的情況。

堰塞湖潰決屬非常規(guī)突發(fā)事件，應(yīng)急處置經(jīng)驗(yàn)性仍較強(qiáng)。為充分考慮專家給予的主觀權(quán)重，對(duì)熵權(quán)法進(jìn)行修正，得到綜合權(quán)重系數(shù)。假設(shè)專家根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)、目的和要求，將指標(biāo)重要性的權(quán)重確定為[λ′j]，j=1，2，…，n，結(jié)合指標(biāo)的熵權(quán)[wj]就可以得到指標(biāo)j的綜合權(quán)重系數(shù)[λj]：

[λj=λ′jwjj=1nλ′jwj]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（5）

（6）計(jì)算待評(píng)方案的綜合屬性度。對(duì)于第i種待評(píng)方案，其綜合屬性度[Zi]為：

[Zi=j=1nλjrij]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（6）

（7）對(duì)待評(píng)方案綜合屬性度[Zi]的大小進(jìn)行排序，綜合屬性度越大，說(shuō)明該方案的合理度越優(yōu)。

2 堰塞湖應(yīng)急處置決策模型

從堰塞湖應(yīng)急處置的必要性、可行性及技術(shù)方案優(yōu)選3個(gè)層次出發(fā)，綜合考慮相關(guān)影響因素，采用不同方法予以評(píng)價(jià)，分別進(jìn)行決策，建立了1套多因素、多層次的堰塞湖應(yīng)急處置決策模型。該決策模型的總體技術(shù)路線如圖1所示。

（1）應(yīng)急處置必要性決策。在獲取堰塞湖水文、地形、地質(zhì)及其他必要資料的基礎(chǔ)上，初步確定堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，共4級(jí)），作為堰塞體應(yīng)急處置的依據(jù)。根據(jù)SL 450-2009《堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》，堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分主要依據(jù)查表法和計(jì)算分析法。查表法基于堰塞體危險(xiǎn)性和堰塞湖淹沒(méi)及潰決損失嚴(yán)重性兩方面進(jìn)行綜合評(píng)判;計(jì)算分析法是基于風(fēng)險(xiǎn)分析理念，通過(guò)模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)堰塞湖的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)判[4]。堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)亦可根據(jù)實(shí)際情況采用其他方法確定。

根據(jù)堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)對(duì)應(yīng)急處置的必要性進(jìn)行決策（決策結(jié)果可分為：必要，必要性不大，不必要）。如風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)，應(yīng)盡快采取應(yīng)急處置措施;如風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅲ級(jí)，應(yīng)視情況決定是否采取應(yīng)急處置措施;如風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅳ級(jí)，不采取應(yīng)急處置措施，可通過(guò)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

（2）應(yīng)急處置技術(shù)可行性決策。如應(yīng)急處置必要，應(yīng)對(duì)堰塞體的可能潰決形式、施工條件、處置時(shí)間等因素進(jìn)行分析，研判應(yīng)急處置工程措施的可行性。在上述應(yīng)急處置可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)中，對(duì)堰塞體可能潰決形式的研判應(yīng)包括堰塞體整體穩(wěn)定性及抗沖刷特性;施工條件包括場(chǎng)地條件（現(xiàn)場(chǎng)地形地質(zhì)條件是否滿足施工要求）、進(jìn)場(chǎng)條件（人員及施工設(shè)備是否具備陸路、水路或空中運(yùn)輸條件）及供應(yīng)條件（人力及設(shè)備資源、給養(yǎng)是否充足）;處置時(shí)間應(yīng)根據(jù)水文、氣象條件和險(xiǎn)情狀況等因素綜合確定。應(yīng)急處置技術(shù)可行性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

基于一致性原則，對(duì)堰塞湖的應(yīng)急處置可行性進(jìn)行決策。上述應(yīng)急處置可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)如同時(shí)具備條件，則應(yīng)急處置可行;如有一項(xiàng)因素不具備條件，則應(yīng)急處置不可行;其他情況下，則應(yīng)急處置基本可行。對(duì)于應(yīng)急處置不可行的情況，應(yīng)盡快采取下游緊急避險(xiǎn)等非工程措施。

（3）應(yīng)急處置技術(shù)方案優(yōu)選決策。堰塞湖應(yīng)急處置方案決策是在必要性及可行性決策后對(duì)應(yīng)急處置的具體工程措施進(jìn)行優(yōu)選決策。根據(jù)堰塞湖實(shí)際情況，選取若干備選方案，建立應(yīng)急處置方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用改進(jìn)熵權(quán)法對(duì)各方案進(jìn)行綜合評(píng)判和優(yōu)選排序。

結(jié)合上述3個(gè)層次的決策過(guò)程制定了相應(yīng)程序，實(shí)現(xiàn)了多指標(biāo)、多層次的堰塞湖排險(xiǎn)減災(zāi)全過(guò)程決策，為堰塞湖應(yīng)急處置的必要性、可行性決策及擬定有限技術(shù)方案的優(yōu)選排序提供直接支持。

3 案例應(yīng)用與分析

白格堰塞湖堰塞體平均堰高96～100 m，堰塞體體積約為2 000萬(wàn)m3，最大庫(kù)容（最大蓄水量）7.7億m3。堰塞體由高速基巖滑坡形成，物質(zhì)組成以碎石土夾塊碎石為主，土石比例約為7∶3，細(xì)顆粒含量較多。堰塞體埡口高程2 966 m，堆積體頂部順河向長(zhǎng)約195 m，底部約300 m，上下游斜坡坡比1∶4左右。堰塞湖上游來(lái)水量約700 m3/s，堰塞體導(dǎo)致上游水位持續(xù)上漲，部分村莊、房屋、道路、橋梁、耕地被淹（涉及人口約1 700余人）。堰塞體發(fā)生漫頂潰決如不采取人工措施干預(yù)會(huì)導(dǎo)致洪水淹沒(méi)范圍廣，將涉及4個(gè)市、10個(gè)區(qū)縣，影響約10.7萬(wàn)人。堰塞湖潰決產(chǎn)生的洪水將對(duì)下游沿岸重要城鎮(zhèn)和數(shù)萬(wàn)人民群眾、重要基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成嚴(yán)重威脅，并導(dǎo)致河岸沖刷、河道淤積、農(nóng)田沙化等生態(tài)影響。該堰塞體形態(tài)如圖2所示。

3.1 應(yīng)急處置必要性決策

應(yīng)急處置必要性決策中，堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定選用8項(xiàng)指標(biāo)，即堰塞湖庫(kù)容、上游來(lái)水量、堰塞體物質(zhì)組成、堰塞體幾何形態(tài)、影響區(qū)風(fēng)險(xiǎn)人口、重要城鎮(zhèn)和公共或重要設(shè)施、生態(tài)環(huán)境影響。決策結(jié)果如表3所示，堰塞湖風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅰ級(jí)，堰塞體危險(xiǎn)級(jí)別為高危險(xiǎn)，堰塞體淹沒(méi)和潰決損失級(jí)別為極嚴(yán)重，應(yīng)盡快采取應(yīng)急處置措施。

3.2 應(yīng)急處置技術(shù)可行性決策

經(jīng)初步分析，該堰塞體主要由碎石土夾塊碎石組成，下部結(jié)構(gòu)密實(shí)，不存在發(fā)生流土破壞的可能，管涌破壞可能性小，整體穩(wěn)定性好，不存在整體潰決的危險(xiǎn)，預(yù)判堰塞體發(fā)生漫潰的可能性大，具備緊急處置條件;堰塞體平面上呈舌狀，頂部順河向長(zhǎng)約195 m，底部約300 m，具備場(chǎng)地條件;施工人員及設(shè)備可通過(guò)陸路、水路或空運(yùn)抵達(dá)堰塞體，其中運(yùn)輸最為便捷且受氣象因素影響相對(duì)較小的是陸路;堰塞湖位于邊遠(yuǎn)山區(qū)，救援救災(zāi)基礎(chǔ)條件較為薄弱，人員、設(shè)備、材料供應(yīng)條件一般;按堰塞湖上游入庫(kù)流量700 m3/s估算，預(yù)計(jì)堰塞湖水位將在12～13 d漲至堰塞體埡口高程，相應(yīng)庫(kù)容約7.7億m3，完成施工的時(shí)間十分有限。綜合上述因素，對(duì)堰塞湖應(yīng)急處置技術(shù)可行性進(jìn)行決策，如表4所示。堰塞湖應(yīng)急處置工程措施基本可行，應(yīng)盡快制定工程措施技術(shù)方案并根據(jù)需要采取人員轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)等非工程措施。

3.3 應(yīng)急處置方案優(yōu)選決策

針對(duì)應(yīng)急處置的具體工程措施進(jìn)行決策。根據(jù)堰塞湖險(xiǎn)情的具體情況進(jìn)行初步研判，擬選取爆破、水沖、人工開(kāi)挖、機(jī)械開(kāi)挖形成引流槽等幾種方案并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)選排序。

（1）爆破開(kāi)槽是人工沿引流槽軸線分上、下游區(qū)分別挖裝藥坑，采用爆破的方式形成泄流通道，降低堰塞湖過(guò)流水位和庫(kù)容。爆破方案的優(yōu)勢(shì)是可由人工迅速進(jìn)場(chǎng)、實(shí)施周期短。但目前的共識(shí)是，按加強(qiáng)拋擲爆破設(shè)計(jì)，爆破形成的渠槽最大深度僅2.3 m左右，超過(guò)這個(gè)深度時(shí)，被爆土體無(wú)法被拋擲到開(kāi)挖輪廓線外，開(kāi)槽效果有限。而且，大規(guī)模爆破引起的震動(dòng)不利于兩岸及堰塞體的邊坡穩(wěn)定，存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

（2）水沖開(kāi)槽是利用高壓噴射設(shè)備（如消防水泵）射流沖刷破壞堰塞體土體以迅速形成溝槽。如在引流槽首部與尾部臨空條件好的部位作業(yè)，借助地勢(shì)能夠?qū)崿F(xiàn)高效率沖土成流。但該方案在實(shí)際中應(yīng)用不多，效果有待檢驗(yàn)，且需要大量水泵沿引流槽軸線全面鋪開(kāi)，人力物力投入較大。

（3）人工開(kāi)槽是在大型機(jī)械設(shè)備無(wú)法進(jìn)入的情況下，采用人力開(kāi)挖堰塞體形成引流槽。該方案適用于堰塞體塊石含量不高、開(kāi)挖方量不大的情況，且其對(duì)進(jìn)場(chǎng)交通及場(chǎng)地條件要求不高。但人力開(kāi)挖的施工效率低，施工周期較長(zhǎng)，大量人員投入施工現(xiàn)場(chǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)高。

（4）機(jī)械開(kāi)槽是采用挖掘機(jī)、推土機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)開(kāi)挖堰塞體形成引流渠。該方案的優(yōu)勢(shì)是可大規(guī)?？焖僮鳂I(yè)，用高強(qiáng)度施工贏得施工進(jìn)度，是實(shí)現(xiàn)快速搶險(xiǎn)的關(guān)鍵手段。但前期需開(kāi)通陸路、水路運(yùn)輸條件，必要時(shí)采取空中運(yùn)輸?shù)踹\(yùn)進(jìn)場(chǎng)，設(shè)備、材料、物資供應(yīng)困難是該方案的主要制約因素。

此外，在采取上述方案實(shí)施開(kāi)槽引流措施的同時(shí)，需對(duì)引流槽采取必要防護(hù)，加強(qiáng)兩岸地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警，制定人員避險(xiǎn)預(yù)案，進(jìn)一步減小災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)以上4種方案，邀請(qǐng)具有豐富堰塞湖應(yīng)急搶險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)的專家進(jìn)行打分。應(yīng)急處置方案評(píng)價(jià)打分過(guò)程涉及的因素較多，為便于說(shuō)明，以“資源配置”指標(biāo)為例。假定引流槽開(kāi)挖方量一定（按3.5萬(wàn)m3計(jì)），若采用爆破開(kāi)槽，其成槽最大深度僅2.3 m左右，需要爆破專業(yè)技術(shù)人員約300人，各類特種車輛、爆破搶險(xiǎn)專用器材及炸藥約10 t;水沖開(kāi)槽按1人1班的清挖量約14 m3，取1 d 2班，每班350人，約需700人，同時(shí)需要大量大型水泵及電力供應(yīng);人工開(kāi)槽按1 d 2班，每班800人，約需1 600人;機(jī)械開(kāi)槽開(kāi)挖量按1.75萬(wàn)m3/d計(jì)，共需各類挖掘機(jī)12臺(tái)左右，按停人不停機(jī)考慮，約需操作人員72人。根據(jù)各方案資源配置情況，4種方案分別評(píng)為“中、中、中、良”，平均打分結(jié)果“5.0，4.5，4.0，7.0”。

按照類似思路，對(duì)4種方案進(jìn)行綜合打分，如表5所示。

根據(jù)表5中給出的評(píng)價(jià)矩陣，計(jì)算得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)為

[wj]={0.146 5，0.100 5，0.129 8，0.135 5，0.162 1，0.118 5，0.113 0，0.094 1}

堰塞湖屬突發(fā)事件，應(yīng)急處置的經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)。為此引入專家主觀權(quán)重，由具備堰塞湖搶險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)的專家給出各指標(biāo)的權(quán)重如下：

[λ′j]={0.10， 0.10， 0.20， 0.10， 0.10， 0.15， 0.15， 0.10}

據(jù)此計(jì)算得到各處置方案的綜合屬性度，如表6所示。

堰塞湖應(yīng)急處置方案的合理度排序?yàn)椋孩贆C(jī)械開(kāi)槽;②人工開(kāi)槽;③水沖開(kāi)槽;④爆破開(kāi)槽。因此，可以得出機(jī)械開(kāi)挖引流槽為最優(yōu)方案，相關(guān)決策主體可依據(jù)此進(jìn)行應(yīng)急處置決策。

4 結(jié) 論

本文提出的堰塞湖應(yīng)急處置方案評(píng)價(jià)方法及決策模型，可有效解決堰塞湖應(yīng)急處置中決策主觀性較強(qiáng)、決策成果準(zhǔn)確性和應(yīng)急處置成效性難以保障等難題?；谇榫巴蒲堇碚摚瑯?gòu)建了全方位描述堰塞湖應(yīng)急處置技術(shù)方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并基于改進(jìn)熵權(quán)法提出了應(yīng)急處置技術(shù)方案的量化評(píng)價(jià)方法;建立了包含必要性、可行性及技術(shù)方案優(yōu)選3個(gè)層次的堰塞湖應(yīng)急處置決策模型，能夠充分利用專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行可靠決策;以白格堰塞湖高危險(xiǎn)性堰塞湖事件為例，進(jìn)行應(yīng)急處置決策模型實(shí)證分析，得到了符合實(shí)際的分析結(jié)果。該堰塞湖應(yīng)急處置方案評(píng)價(jià)方法及決策模型可為類似險(xiǎn)情的應(yīng)急處置決策提供參考。

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（編輯：高小雲(yún)）

Research on evaluation method and decision-making model of emergency

disposal schemes for barrier lakes

XU Yi 1，2，CAI Yaojun 1，2，REN Xiang 1，2，ZHOU Xiaoming 1，2，3

（1. Changjiang Survey， Planning， Design and Research Co.， Ltd.， Wuhan 430010， China;? ?2.National Dam Safety Research Center，

Wuhan 430010， China;? ?3. Hubei Key Laboratory of Basin Water Security， Wuhan 430010， China）

Abstract：As a major flood and drought disaster， barrier lake has the characteristics of suddenness， uncertainty， harmfulness， time urgency and so on. The decision-making of its emergency disposal schemes is still based on the existing experience， so， there existed uncertainties in the accuracy of decision and the effect of emergency management. In this paper， the scenario deduction method is used to deduce the different emergency disposal schemes of barrier lake disaster. The relevant influential factors before， during， and after the event are analyzed. The evaluation index system and quantitative standard for comprehensively describing the emergency disposal schemes are constructed. The evaluation method of the schemes based on the improved entropy weight method is proposed. From 3 levels of necessity， feasibility and optimal selection of disposal schemes， a decision-making model based on multi-factors and multi-levels for emergency disposal schemes of barrier lakes is established. A practical example is provided accordingly， and the results were in accordance with the facts. The proposed evaluation method and decision-making model of emergency disposal schemes of barrier lakes could be a basis and reference for emergency disposal decision-making of similar barrier lake disasters in the future.

Key words：barrier lake; emergency disposal; decision-making model; evaluation method; improved entropy weight method