水闸设计现代化综合评价模型

刘希成，田 间，李利红

（山东省水利勘测设计院，山东济南250013）

水闸设计现代化综合评价模型

刘希成，田 间，李利红

（山东省水利勘测设计院，山东济南250013）

文章对水利现代化的科学内涵进行探讨，总结归纳出水闸设计现代化的基本特征，采用定量与定性相结合的方法，建立综合评价模型和评价指标。

水闸设计现代化；评价模型；定量因素；定性因素

水闸作为河道挡蓄水建筑物及水利枢纽中的控制性建筑物，在雨洪水资源高效利用、优化配置、调度运行中具有举足轻重的作用。随着《全国大中型病险水闸除险加固专项规划》的批复和雨洪资源利用、水系连通工程的全面实施，水闸工程建设又将进入一个新阶段。新时期水闸设计应符合水利现代化的时代要求，在保证工程安全的前提下，赋予水闸更多的灵性和美学色彩，而如何评价水闸设计是否符合水利现代化的要求，目前并没有统一的评价指标，笔者结合对水利现代化的理解，建立水闸设计现代化的综合评价模型，给出直接而便于操作的评价指标，拓展水闸设计现代化综合评价新思路、新方法。

1 水利现代化的科学内涵

“十二五”规划以来，特别是2011年的中央1号文以及之后的中央水利工作会议，对加快水利改革发展、推进水利现代化建设均作出了总体部署，明确提出“努力走出一条中国特色水利现代化道路”，且东部地区要率先实现水利现代化。陈雷部长在2013年全国水利规划计划工作视频会议上的讲话中提出，“要坚持规划先行、示范引领、重点突破、全力推进中国特色水利现代化。”但是，关于什么是中国特色水利现代化，它的内涵和特征又是什么，仁者见仁，智者见智。

国内不少专家学者从不同方面和不同角度对我国水利现代化内涵、基本特征及指标体系进行了研究，围绕水发展、水安全、水科技、水环境和水管理等多方面进行了开创性和系统性的探索，并对部分典型省份进行了初步评价。新时期，我们应挖掘审视中国特色水利现代化的内涵并赋予它新的活力，要站在防洪安全、供水安全、粮食安全、经济安全、生态安全、国家安全的高度，从中国国情出发，在继承并发扬我国数千年水利建设遗产的基础上，坚持科技创新，兼收并蓄国外先进的经验和技术，做到水利改革与发展适应中国的自然条件及经济发展水平，丰富水文化、提升人水和谐意识，满足国家现代化对水利的客观需求。

2 水闸设计现代化的基本特征

水闸作为水利枢纽工程的关键节点和控制性建筑物，常常被赋予标志性建筑物的地位，现代化水闸是实现水利现代化的重要环节。我们认为现代化水闸包含人和物两方面内容，即首先是设计、评审、施工、管理等行为主体的设计理念、发展眼光、技术革新、管理模式的现代化，其次是水闸本身客体的现代化。简言之，现代化水闸就是利用先进的设计理念、高效的施工技术铸造信息量丰富、安全经济、环境优美、符合现代人水文化、水意识的拦蓄建筑物，并运用科学化管理手段服务于社会大众的过程。

水闸规划设计的现代化是实现水闸现代化的重要前提和关键环节，其基本特征主要为：一是设计理念先进，设计思路清晰，熟练掌握现代化水闸的基本内涵；二是技术手段成熟高效，利用计算机编程、三维仿真等现代化的技术手段开展设计工作；三是科技创新成果丰富，积极应用新技术、新工艺、新产品、新材料，借鉴吸收国际国内优秀的设计成果，推动科技进步和技术创新；四是安全可靠，经济耐久，严格按照规范、规程、技术标准的要求，做到设计安全，方案合理，经济适用；五是信息化、自动化程度高，管理方便、运行调度高效。

3 水闸设计现代化综合评价模型

水闸设计是否符合现代化要求，综合评价需要考虑较多因素。通过筛选与水闸设计密切相关的多项指标，以权重形式，采用定量与定性相结合方法，建立水闸设计现代化评价模型，确定评价参数和可量化指标，对水闸设计的现代化水平作出较为客观、合理的评价。

3.1 综合评价模型的建立

通过对众多实际工程的分析，将影响设计现代化水平的主要因素分为：安全性、经济性、科技创新性、信息化、耐久性及客户反馈等6类，各主因素的次子因素共3级14个。建立水闸设计现代化评价指标多层次（3级）模糊综合评价数学模型，其层次结构如图1。

3.2 影响因素评判结果的确定

3.2.1定量因素的判断

当i类评价因素共有ki个子因素且其指标值均可定量确定时，i类因素中的第t个评价单元的评价因素指标值可按下列矩阵表示：

式中，i=1，2，…n；k=1，2，…，ki；j=1，2，…t。

将上述指标取值按以下两类方法计算确定：

第一类：指标在规定范围内取值，上下封顶，越大越好。

此方法不鼓励超过上限值，但也不能低于规定下限值。其评价结果采用下式计算：

该类评价因素主要有规范符合性、规划适应性、耐久性3个主子因素。

图1 水闸现代化评价指标层次结构图

第二类：指标上封顶但下不封底，取值越大越好。

此方法不鼓励超过限值，其评价结果采用下式计算：

该类评价因素主要有科技创新、生态环境改善、人文景观协调、总体布置、方案比选、现地监控系统、通信及计算机网络系统、调度决策系统等8个主子因素。

3.2.2定性因素的判断

进行定性因素评价时，从相应的规范、人的心理活动和实践经验来看，将定性因素评判集（M）取4个等级，对应评语为：

M=（M1，M2，M3，M4）=（优，良，合格，不合格）

对应4级指标对应的量化值（F）为：

G=｛G1，G2，G3，G4｝=｛90，80，60，50｝评价结果为：

该类评价因素主要有设计进度、服务沟通、成果质量3个子因素。

3.3 评价指标的权重确定

主因素权重的确定，首先，邀请有关专家，针对各个主因素，讨论确定其重要性并排序，再由每位专家独立填写判断矩阵，然后，统计计算所有专家一致性检验满足要求的相对权重平均值，作为主因素的权重，具体方法如下：

n个主因素通过两两比较得出判断矩阵A：

判断矩阵具有以下性质：

相对权重的计算机检验采用方根法：

④一致性检验

A矩阵的最大特征根

一致性检验指标

随机一致性比率

其中R.I.为平均随机一致性指标，可由阶数n查R I值，若各因素重要性排序结果具有一致性，则其平均组合权重即为各因素集的权重。

通过以上方法可得各主因素集权重，采用专家会议或层次分析法可得各次因素、子因素权重，综合评价详见表1。

4 水闸设计现代化综合评价指标

建立综合评价指标体系和参数详见表1。

表1 水闸设计现代化评价指标表

5 结论

水闸设计现代化水平综合评价需要考虑的因素较多，本文提出的安全性、经济性、科技创新性、信息化、耐久性及客户反馈等6类、3级14个主、次因素的综合评价方法，既体现了水闸现代化的内涵和基本特征，也为评价水闸设计现代化水平提供了新思路、新办法。

数学模型的建立以及评价参数、指标的确定，基于笔者的工作实践和对水利现代化的理解，有待于作进一步的优化和研究。

［1］陈雷.抓住新机遇把握新要求推动水利规划设计工作再上新台阶［J］.中国水利，2013（03）.

［2］李原园，石海峰，李荣生，牛建盈.试论中国水利现代化［J］.水利规划与设计，2001（01）.

［3］朱党生，周奕梅，邹家祥.构建生态环境友好的水工程规划设计体系［J］.中国水利，2010（20）.

［4］陶长生.水利现代化及其指标体系研究［D］.河海大学，2001.

［5］喻君杰，欧建锋.江苏水利现代化目标内涵及指标体系研究（J）.水利发展研究，2013（03）.

［6］孙琪琦.综合评判法在水闸安全评价中的运用［D］.河海大学，2006.

［7］王维成，吴茂云，李玉梅.水利信息化建设促进水利现代化（J）.水利技术监督，2014（03）.

［8］田丰.基于层次熵变权法的水闸模糊综合评价研究［D］.天津大学，2008.

［9］郑茂海.水闸安全评价理论与应用研究［D］.山东大学，2010.

T V 66

：A

：1672-2469（2015）09-0006-03

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

刘希成（1975年—），男，高级工程师。