基于灰關聯(lián)投影法的錦凌水庫后評價研究

姜英慧

(遼寧省錦州水文局，遼寧 錦州 121000)

基于灰關聯(lián)投影法的錦凌水庫后評價研究

姜英慧

決策思考

(遼寧省錦州水文局，遼寧 錦州 121000)

科學、有效地對水利工程后評價深入研究，在低投資高回報的基礎上，保持生態(tài)穩(wěn)定，是現(xiàn)代化水利工程的新要求。結(jié)合經(jīng)濟、社會、生態(tài)等多因素，通過構(gòu)建綜合評價指標體系，構(gòu)建出以灰色關聯(lián)投影理論為基礎的水利工程綜合評價模型。文章通過數(shù)學計算，對錦凌水庫的各效益進行了數(shù)量化。通過錦凌水庫項目的實例分析與研究，證明了評價體系的可靠性。

灰關聯(lián)投影；數(shù)學模型；后評價；綜合效益

0 前 言

在時代轉(zhuǎn)變的大背景下，中國的水利建設由工程型水利向環(huán)境友好型水利轉(zhuǎn)型，相當一部分水利工程基于生態(tài)穩(wěn)定性與經(jīng)濟循環(huán)穩(wěn)步上升，評價是否具有進一步投資的必要，以符合新時代對生態(tài)保護的要求[1]。水利工程評價模型融合眾多影響因子，具備地段化、概念化、結(jié)構(gòu)化、整體化的研究體系的評價系統(tǒng)。

對于后評價體系的探討，眾多學者進行了深入的探討，提出了許多具有建設性的評價模型及評價體系。宋洋等根據(jù)農(nóng)用小型水利建設項目評價標準，運用三級指標的方法對小型水利建立評價模型，且對影響因子權重、模型評分標準及方法進行系統(tǒng)化研究；趙江倩等對農(nóng)用水利工程建立層次分析法評價模型，將此方法與傳統(tǒng)方法相結(jié)合對水利工程進行后評價；郭成明將網(wǎng)絡分析法與模糊綜合評價法融為一體，構(gòu)建出新型評價方法，進而對東北某水利項目實行后評價研究；豐景春等構(gòu)建了基于模糊分析法的評價體系，對相關工程實例進行分析研究[2]。

雖然很多專家學者對水利工程后評價進行了許多研究，同時也取得了比較顯著的成果，但他們所運用的這些方法常需要大型數(shù)據(jù)庫的支持，并且對選取的數(shù)據(jù)有較高的要求，計算復雜，在實際工程中難以滿足如此苛刻的要求。

本文通過對錦凌水庫工程進行深入的分析與研究，基于灰關聯(lián)投影法，采用灰色理論來解決數(shù)據(jù)不足的問題，對分散性較大的數(shù)據(jù)進行分析，構(gòu)建出評價體系，為水利工程合理化建設、后期投資及工程管理提供可靠信息[3]。

1 構(gòu)建灰關聯(lián)投影法指標體系

針對錦凌水庫工程，考慮到構(gòu)建水利工程評價模型，按照“指定計劃、專家協(xié)商、最終選取”的步驟研究，構(gòu)造了擁有系統(tǒng)性、整體性及安全性的綜合評價指標體系。如圖1所示。

圖1 綜合評價指標體系

2 綜合評價模型的建立

2.1 評價矩陣的建立

關于水利工程的影響因子由m個元素，n個流域組合而成。針對現(xiàn)有的目標工程的后評價，評價矩陣A為:

(1)

2.2 評價指標體系的規(guī)范化

采用極變差法對A進行矩陣運算。

效益型：

(2)

成本型：

(3)

式中：bij為處理后指標；aij原有指標。

2.3 灰色關聯(lián)投影計算

1)關聯(lián)系數(shù)計算

處理后設{x0(k)}為參考數(shù)列，{xi(k)}為比較數(shù)列，則:

(4)

式中：r01(k)-{x0(k)}與{xi(k)}的關聯(lián)權重；λ為分辨權重，λ(0，1)，取0.5。

定義R(n+1)×m為 ：

(5)

2)灰關聯(lián)投影值的計算

將各評價指標按照重要程度進行賦值，其權值按W=(W1,W2,…,Wm)T計算。

經(jīng)W處理后，得到增廣矩陣R′：

(6)

式中：R′為加權灰關聯(lián)決策矩陣

3)將各影響因子的評價指標定義成矩陣形式，每個影響因子對應的Ai與最優(yōu)狀況A′組成的角度θi稱灰關聯(lián)投影角。令ei=cosθi，則

(7)

顯而易見，0≤di≤1,ei越大，代表影響因子Ai與最優(yōu)狀況A′越朝向同一方向發(fā)展。

4)若影響因子Ai在最優(yōu)狀況A′上的投影值為灰關聯(lián)投影值Di，而Di由影響因子Ai的模di與ei做相乘運算得到:

(8)

(9)

將di與ei進行整體分析，就能夠精確地體現(xiàn)各影響因子與最優(yōu)狀況的一致性。

5)Wj稱重新定義的影響因子權重，并符合:

(10)

(11)

3 錦凌水庫工程綜合評價模型計算與分析

根據(jù)錦凌水庫工程所構(gòu)造的評價體系，對該工程的防洪效益、環(huán)境效益、社會效益進行研究，獲得各指標效益值，按照均值與方差的計算思想處理所得的效益值，能夠獲得該水庫效益評價值，如表1所示。

表1 水庫效益評價值

1)由表1的數(shù)據(jù)可得評價體系A0的各影響因子指標：

(12)

2)按照式(2)、式(3)，對AT實行標準化運算，能夠獲得AT′；

3)按照式(4)，通過分析及運算獲得判斷矩陣R；

4)按照三角分布的理論進行權值的選取。根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料及查閱相關文獻，經(jīng)研究組的探討。其可能值如表2所示。

表2 權值可能取值

根據(jù)表2的數(shù)據(jù)可得加權系數(shù)向量W：

(13)

(14)

5)將上式帶入到式(11)，即能夠求得各個流域的投影值Dj

Di=(0.2368 0.1692 0.1898)

(15)

通過錦凌水庫評價體系求出的Di大小可知:該項目綜合效益比較可觀，其中防洪效益位居第一，將錦州市主城市防洪標準從當前50a一遇升至100a一遇；其次是社會效益，調(diào)節(jié)了小凌河徑流，滿足了錦州市國民經(jīng)濟發(fā)展對水的需求；再次是生態(tài)環(huán)境效益，防治了水土流失，生態(tài)得到了保護[4]。綜上所述，加大對錦凌水庫后續(xù)項目的投資是合理可行的。

4 結(jié) 論

本文通過灰關聯(lián)投影法，建立了錦凌水庫綜合評價模型，在影響因子的原值數(shù)據(jù)匱乏且現(xiàn)存數(shù)據(jù)也有所缺失的條件下，利用灰關聯(lián)投影法的理論思想，將影響因子模數(shù)與夾角余弦融合到一起，系統(tǒng)地評價了各影響因子對應效益值的可靠度[5]。結(jié)合經(jīng)濟學、社會學、生態(tài)環(huán)境學，構(gòu)造出擁有系統(tǒng)性、整體性及安全性的綜合評價指標體系，通過數(shù)學計算，對錦凌水庫的各效益進行了數(shù)量化，這對以后其他地區(qū)水利工程的建設提供了借鑒與參考。

[1]肖宜,邵東國,張華興.基于灰關聯(lián)投影法的水利工程項目后評價研究[J].人民黃河,2013,35(04):74-77.

[2]宋洋,孫俊富.農(nóng)村水利工程項目安全管理后評價方法研究[J].中國農(nóng)機化學報,2015,36(03):335-338.

[3]趙江倩,王冠,翡青寶,等.應用層次分析法對農(nóng)田水利工程建設項目過程后評價[J].節(jié)水灌溉,2014(08):78-84.

[4]郭成明.ANP-FCE在水利工程后評價中的應用[J].水電能源科學,2013,31(03):135-138.

[5]豐景春,高佳旭.基于AHP的水利工程建設管理信息化項目模糊綜合評價[J].項目管理技術,2012,10(11):38-42.

Study on Post Evaluation of Jinling Reservoir based on Grey Relation Projection Method

JIANG Ying-hui

(Jinzhou Hydrological Bureau Liaoning Province,Jinzhou 121000,China)

To study deeply the scientific and effective post-evaluation of water conservancy project and keep the ecological stability on the basis of low funds invested and high returns is the new requirements of modern water conservancy project. Combined with the economic, social and ecological factors, a comprehensive evaluation model based on the grey correlation projection theory is constructed by constructing the comprehensive evaluation index system. Through the case analysis and research of Jinling reservoir project, it's proved that the evaluation system is reliable and will be the references for similar projects.

grey relational projection; mathematical model; post evaluation; comprehensive benefit

1007-7596(2016)11-0125-03

2016-10-28

姜英慧(1981-)，男，遼寧東港人，工程師，研究方向為水文情報預報、水文水資源勘測、整編、水文遙測設備管理。

TV51

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