小(二)型水庫除險加固工程中層次分析法的應用

龔傲龍 普千益 包 磊

(1.國家林業局昆明勘察設計院，云南 昆明 650216; 2.昆明和筑工程技術咨詢有限公司，云南 昆明 650032)

·水利工程·

小(二)型水庫除險加固工程中層次分析法的應用

龔傲龍1普千益2包 磊1

(1.國家林業局昆明勘察設計院，云南 昆明 650216; 2.昆明和筑工程技術咨詢有限公司，云南 昆明 650032)

通過系統分析影響小(二)型水庫正常運行的諸多因素，利用改進的層次分析法建立層次目標體系，并對各影響因素的權重值進行了評估。最后運用專家打分法對實例小(二)型水庫除險加固工程中安全檢查所發現的主要問題進行了多層次的綜合評估，從而定量化的確定了實例小(二)型水庫工程現狀的質量等級。

小(二)型水庫，除險加固，層次分析法，庫容

0 引言

庫容大于或等于10萬m3而小于100萬m3的水庫即為小(二)型水庫[1]。以云南一省為例，截至2013年，在云南省境內的水庫中，數量最多的就是小(二)型水庫，達到了4 442座[2]。這些水庫大多建于二十世紀五六十年代，防滲、輸、泄水系統等方面的工作并不完善，同時由于缺乏必要的管護，導致多數水庫出現了無法滿足水庫正常運行需要等問題，甚至部分水庫大壩已經發生了流土、管涌等滲透破壞現象[3]。據云南省水利廳統計，在4 442座小(二)型水庫中，存在病險的水庫就有3 420座[4]。因此，對小(二)型水庫展開除險加固工作就顯得十分必要和迫切。目前，實際在小(二)型水庫除險加固工程的安全評價環節中，缺乏規范的安全評價流程，主要依據設計人員的經驗主觀做出定性判斷，存在一定的片面性。針對這一問題，本研究采用改進的層次分析法，探索病險小(二)型水庫的定量安全評價模型，為規范化的小(二)型水庫除險加固安全評價過程提供參考理論支持。

1 研究方法

1.1 安評指標體系

小(二)型水庫的安全評價體系可以由大壩，輸、泄水建筑物，近壩庫岸，金屬結構4個子系統組成。建立的小(二)型水庫現狀安全評價指標體系如圖1所示。

1.2 改進的層次分析法

在對層次分析法研究過程中，發現該方法也存在明顯的不足[5-7]。因此,根據心理學中比較判斷矩陣所反映的人的“差別感覺”，引入了指數型標度[8-10]。在指數型標度中，將標度1定義為同樣重要，將標度9定義為極端重要，但中間標度則綜合根據傳遞性原則而使用指數標度法。

1.3 指標權重確定

經咨詢國家林業局昆明勘察設計院相關工程專家后，構造如下判斷矩陣。其中，表1給出了第一層次單排序權重W，表2～表5給出了第二層次單排序權重W，并分別驗證了所構造的各判斷矩陣均具有合適的一致性。

表1 A—B判斷矩陣及一致性檢驗

表2 B1—C判斷矩陣及一致性檢驗

表3 B2—C判斷矩陣及一致性檢驗

表4 B3—C判斷矩陣及一致性檢驗

表5 B4—C判斷矩陣及一致性檢驗

1.4 定量評分

針對所建立的小(二)型水庫現狀安全評價指標體系中各項指標，咨詢專家后進行定量打分，然后通過構造判斷矩陣所得出的各指標相應權重，可以得到小(二)型水庫現狀安全評價的定量描述。現擬定，小(二)型水庫現狀安全評價定量得分滿分為100分，以60分為合格線，低于60分以下，即代表該水庫需要進行除險加固處理。

2 實例研究

2.1 水庫現狀

以國家林業局昆明勘察設計院所承接的龍排雙河閘水庫除險加固工程為依托，進行實例研究。龍排雙河閘水庫位于云南省楚雄州牟定縣西北約18 km處的江坡鎮龍排村，至今已投入運行57年。水庫大壩壩型為均質土壩，主要建筑物包括：大壩、輸水涵洞、溢洪道等。經2016年9月國家林業局昆明勘察設計院工程技術人員現場檢查，該水庫工程已暴露出較嚴重的安全隱患，水庫不能正常蓄水，大壩處于帶病運行狀態，需進行除險加固處理。

2.2 專家打分

經咨詢相關專家后，按照龍排雙河閘水庫各項工程現狀實際情況，進行打分，得分如表6所示。

表6 龍排雙河閘水庫安評得分情況

2.3 安評定量描述

依次可得到大壩B1、輸、泄水建筑物B2、近壩庫岸B3與金屬結構B4的綜合安評得分：

故龍排雙河閘水庫綜合現狀安全評價得分：

從結果上看，龍排雙河閘水庫綜合現狀安評得分為52.65分，小于及格分60分，即表明龍排雙河閘水庫現狀工程安評等級不合格，需要進行除險加固處理。同時，根據最大隸屬度原則，可以追溯影響龍排雙河閘水庫工程安全的最主要指標為大壩B1子系統下的排水設施C4及輸、泄水建筑物B2子系統下的輸水設施C6和溢洪道C7。因此，在除險加固工程經費一定的情況下，應優先考慮對這三項設施進行完善處理。

3 結論與討論

本文采用改進的層次分析法所構造的評價指標體系與構造矩陣能夠比較全面的反映小(二)型水庫工程現狀的實際情況，并依據專家打分法，從而客觀、真實的對小(二)型水庫現狀安全等級作出定量評估和判斷。同時，通過將各項影響小(二)型水庫現狀安全的工程因素進行量化打分，使其更為直觀，指導除險加固經費的使用。本文結果顯示，結合改進的層次分析法和專家打分法的小(二)型水庫現狀安全評價指標體系，是小(二)型水庫除險加固前期安評調研工作中一個較好的發展方向。

[1] 周 全，候建國.小流域水庫設計洪水計算與調洪演算[J].中國農村水利水電,2014(5):42-44.

[2] 上官志堅.楚雄州小(二)型水庫主要病險及除險加固措施探討[A].云南省水利學會2015年度學術年會論文集[C].2015.

[3] 何 玲.淺談小(二)型水庫管理[J].廣西水利水電,2002(4):64-66.

[4] 云南網.云南省4 442座小二型水庫八成存在病險情況[EB/OL].http://www.yn.xinhuanet.com/topic/2012-02/27/c_131433040.htm，2012-02-27.

[5] 余剛剛.深基坑工程支護方案優選與可靠性分析研究[D].西安:西安建筑科技大學,2014.

[6] 王永祥,陳 進,黃 瀅.層次分析法在深基坑支護方案優選中的應用[J].華東交通大學學報,2004(2):31-34,40.

[7] 楊海林.建筑深基坑支護優化設計研究及應用[D].武漢：中國地質大學(北京),2013.

[8] 吳殿廷,李東方.層次分析法的不足及其改進的途徑[J].北京師范大學學報(自然科學版),2004(2):264-268.

[9] 儲 敏.層次分析法中判斷矩陣的構造問題[D].南京:南京理工大學,2005.

[10] 周紅波，趙 林，鄧紹倫.層次分析法在工程項目風險評估中的應用研究[J].土木工程學報，2005,38(sup)：72-77.

Application of Analytic Hierarchy Process (AHP) to reinforcement of a small reservoir type Ⅱ

Gong Aolong1Pu Qianyi2Bao Lei1

(1.KunmingSurvey&DesignInstituteofStateForestryAdministration,Kunming650216,China;2.KunmingHezhuEngineeringTechnologyConsultingCo.,Ltd,Kunming650032,China)

By analyzing the factors which affect the normal operation of a small reservoir type Ⅱ, improved Analytical Hierarchy Process was used to establish level target system and evaluate the weight of each factor. Then using expert scoring method for comprehensive evaluation of these problems which was found when checking reinforcement of a small reservoir type Ⅱ, the integrated quality level of the reservoir has been quantitatively defined.

small reservoir type Ⅱ, reinforcement, Analytic Hierarchy Process(AHP), capacity of reservoir

1009-6825(2017)21-0209-02

2017-04-07

龔傲龍(1992- )，男，碩士，助理工程師

TV621

A