水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化綜合評價模型

劉希成，田 間，李利紅

（山東省水利勘測設(shè)計(jì)院，山東濟(jì)南250013）

水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化綜合評價模型

劉希成，田 間，李利紅

（山東省水利勘測設(shè)計(jì)院，山東濟(jì)南250013）

文章對水利現(xiàn)代化的科學(xué)內(nèi)涵進(jìn)行探討，總結(jié)歸納出水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的基本特征，采用定量與定性相結(jié)合的方法，建立綜合評價模型和評價指標(biāo)。

水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化；評價模型；定量因素；定性因素

水閘作為河道擋蓄水建筑物及水利樞紐中的控制性建筑物，在雨洪水資源高效利用、優(yōu)化配置、調(diào)度運(yùn)行中具有舉足輕重的作用。隨著《全國大中型病險水閘除險加固專項(xiàng)規(guī)劃》的批復(fù)和雨洪資源利用、水系連通工程的全面實(shí)施，水閘工程建設(shè)又將進(jìn)入一個新階段。新時期水閘設(shè)計(jì)應(yīng)符合水利現(xiàn)代化的時代要求，在保證工程安全的前提下，賦予水閘更多的靈性和美學(xué)色彩，而如何評價水閘設(shè)計(jì)是否符合水利現(xiàn)代化的要求，目前并沒有統(tǒng)一的評價指標(biāo)，筆者結(jié)合對水利現(xiàn)代化的理解，建立水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的綜合評價模型，給出直接而便于操作的評價指標(biāo)，拓展水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化綜合評價新思路、新方法。

1 水利現(xiàn)代化的科學(xué)內(nèi)涵

“十二五”規(guī)劃以來，特別是2011年的中央1號文以及之后的中央水利工作會議，對加快水利改革發(fā)展、推進(jìn)水利現(xiàn)代化建設(shè)均作出了總體部署，明確提出“努力走出一條中國特色水利現(xiàn)代化道路”，且東部地區(qū)要率先實(shí)現(xiàn)水利現(xiàn)代化。陳雷部長在2013年全國水利規(guī)劃計(jì)劃工作視頻會議上的講話中提出，“要堅(jiān)持規(guī)劃先行、示范引領(lǐng)、重點(diǎn)突破、全力推進(jìn)中國特色水利現(xiàn)代化。”但是，關(guān)于什么是中國特色水利現(xiàn)代化，它的內(nèi)涵和特征又是什么，仁者見仁，智者見智。

國內(nèi)不少專家學(xué)者從不同方面和不同角度對我國水利現(xiàn)代化內(nèi)涵、基本特征及指標(biāo)體系進(jìn)行了研究，圍繞水發(fā)展、水安全、水科技、水環(huán)境和水管理等多方面進(jìn)行了開創(chuàng)性和系統(tǒng)性的探索，并對部分典型省份進(jìn)行了初步評價。新時期，我們應(yīng)挖掘?qū)徱曋袊厣F(xiàn)代化的內(nèi)涵并賦予它新的活力，要站在防洪安全、供水安全、糧食安全、經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)安全、國家安全的高度，從中國國情出發(fā)，在繼承并發(fā)揚(yáng)我國數(shù)千年水利建設(shè)遺產(chǎn)的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持科技創(chuàng)新，兼收并蓄國外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，做到水利改革與發(fā)展適應(yīng)中國的自然條件及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，豐富水文化、提升人水和諧意識，滿足國家現(xiàn)代化對水利的客觀需求。

2 水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的基本特征

水閘作為水利樞紐工程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和控制性建筑物，常常被賦予標(biāo)志性建筑物的地位，現(xiàn)代化水閘是實(shí)現(xiàn)水利現(xiàn)代化的重要環(huán)節(jié)。我們認(rèn)為現(xiàn)代化水閘包含人和物兩方面內(nèi)容，即首先是設(shè)計(jì)、評審、施工、管理等行為主體的設(shè)計(jì)理念、發(fā)展眼光、技術(shù)革新、管理模式的現(xiàn)代化，其次是水閘本身客體的現(xiàn)代化。簡言之，現(xiàn)代化水閘就是利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、高效的施工技術(shù)鑄造信息量豐富、安全經(jīng)濟(jì)、環(huán)境優(yōu)美、符合現(xiàn)代人水文化、水意識的攔蓄建筑物，并運(yùn)用科學(xué)化管理手段服務(wù)于社會大眾的過程。

水閘規(guī)劃設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化是實(shí)現(xiàn)水閘現(xiàn)代化的重要前提和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其基本特征主要為：一是設(shè)計(jì)理念先進(jìn)，設(shè)計(jì)思路清晰，熟練掌握現(xiàn)代化水閘的基本內(nèi)涵；二是技術(shù)手段成熟高效，利用計(jì)算機(jī)編程、三維仿真等現(xiàn)代化的技術(shù)手段開展設(shè)計(jì)工作；三是科技創(chuàng)新成果豐富，積極應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品、新材料，借鑒吸收國際國內(nèi)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)成果，推動科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新；四是安全可靠，經(jīng)濟(jì)耐久，嚴(yán)格按照規(guī)范、規(guī)程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，做到設(shè)計(jì)安全，方案合理，經(jīng)濟(jì)適用；五是信息化、自動化程度高，管理方便、運(yùn)行調(diào)度高效。

3 水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化綜合評價模型

水閘設(shè)計(jì)是否符合現(xiàn)代化要求，綜合評價需要考慮較多因素。通過篩選與水閘設(shè)計(jì)密切相關(guān)的多項(xiàng)指標(biāo)，以權(quán)重形式，采用定量與定性相結(jié)合方法，建立水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化評價模型，確定評價參數(shù)和可量化指標(biāo)，對水閘設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化水平作出較為客觀、合理的評價。

3.1 綜合評價模型的建立

通過對眾多實(shí)際工程的分析，將影響設(shè)計(jì)現(xiàn)代化水平的主要因素分為：安全性、經(jīng)濟(jì)性、科技創(chuàng)新性、信息化、耐久性及客戶反饋等6類，各主因素的次子因素共3級14個。建立水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化評價指標(biāo)多層次（3級）模糊綜合評價數(shù)學(xué)模型，其層次結(jié)構(gòu)如圖1。

3.2 影響因素評判結(jié)果的確定

3.2.1定量因素的判斷

當(dāng)i類評價因素共有ki個子因素且其指標(biāo)值均可定量確定時，i類因素中的第t個評價單元的評價因素指標(biāo)值可按下列矩陣表示：

式中，i=1，2，…n；k=1，2，…，ki；j=1，2，…t。

將上述指標(biāo)取值按以下兩類方法計(jì)算確定：

第一類：指標(biāo)在規(guī)定范圍內(nèi)取值，上下封頂，越大越好。

此方法不鼓勵超過上限值，但也不能低于規(guī)定下限值。其評價結(jié)果采用下式計(jì)算：

該類評價因素主要有規(guī)范符合性、規(guī)劃適應(yīng)性、耐久性3個主子因素。

圖1 水閘現(xiàn)代化評價指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)圖

第二類：指標(biāo)上封頂?shù)虏环獾祝≈翟酱笤胶谩?/p>

此方法不鼓勵超過限值，其評價結(jié)果采用下式計(jì)算：

該類評價因素主要有科技創(chuàng)新、生態(tài)環(huán)境改善、人文景觀協(xié)調(diào)、總體布置、方案比選、現(xiàn)地監(jiān)控系統(tǒng)、通信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、調(diào)度決策系統(tǒng)等8個主子因素。

3.2.2定性因素的判斷

進(jìn)行定性因素評價時，從相應(yīng)的規(guī)范、人的心理活動和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，將定性因素評判集（M）取4個等級，對應(yīng)評語為：

M=（M1，M2，M3，M4）=（優(yōu)，良，合格，不合格）

對應(yīng)4級指標(biāo)對應(yīng)的量化值（F）為：

G=｛G1，G2，G3，G4｝=｛90，80，60，50｝評價結(jié)果為：

該類評價因素主要有設(shè)計(jì)進(jìn)度、服務(wù)溝通、成果質(zhì)量3個子因素。

3.3 評價指標(biāo)的權(quán)重確定

主因素權(quán)重的確定，首先，邀請有關(guān)專家，針對各個主因素，討論確定其重要性并排序，再由每位專家獨(dú)立填寫判斷矩陣，然后，統(tǒng)計(jì)計(jì)算所有專家一致性檢驗(yàn)滿足要求的相對權(quán)重平均值，作為主因素的權(quán)重，具體方法如下：

n個主因素通過兩兩比較得出判斷矩陣A：

判斷矩陣具有以下性質(zhì)：

相對權(quán)重的計(jì)算機(jī)檢驗(yàn)采用方根法：

④一致性檢驗(yàn)

A矩陣的最大特征根

一致性檢驗(yàn)指標(biāo)

隨機(jī)一致性比率

其中R.I.為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，可由階數(shù)n查R I值，若各因素重要性排序結(jié)果具有一致性，則其平均組合權(quán)重即為各因素集的權(quán)重。

通過以上方法可得各主因素集權(quán)重，采用專家會議或?qū)哟畏治龇傻酶鞔我蛩亍⒆右蛩貦?quán)重，綜合評價詳見表1。

4 水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化綜合評價指標(biāo)

建立綜合評價指標(biāo)體系和參數(shù)詳見表1。

表1 水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化評價指標(biāo)表

5 結(jié)論

水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化水平綜合評價需要考慮的因素較多，本文提出的安全性、經(jīng)濟(jì)性、科技創(chuàng)新性、信息化、耐久性及客戶反饋等6類、3級14個主、次因素的綜合評價方法，既體現(xiàn)了水閘現(xiàn)代化的內(nèi)涵和基本特征，也為評價水閘設(shè)計(jì)現(xiàn)代化水平提供了新思路、新辦法。

數(shù)學(xué)模型的建立以及評價參數(shù)、指標(biāo)的確定，基于筆者的工作實(shí)踐和對水利現(xiàn)代化的理解，有待于作進(jìn)一步的優(yōu)化和研究。

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［3］朱黨生，周奕梅，鄒家祥.構(gòu)建生態(tài)環(huán)境友好的水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)體系［J］.中國水利，2010（20）.

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：1672-2469（2015）09-0006-03

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.09.002

劉希成（1975年—），男，高級工程師。