□李文慶（安陽(yáng)縣水務(wù)局）

1.引言

堤防工程在我國(guó)防洪體系中發(fā)揮著巨大的作用，但隨著環(huán)境等方面的影響，不同地域地質(zhì)情況復(fù)雜，運(yùn)行條件多變，各種不確定性因素影響眾多，工程一旦失事，將會(huì)給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成極其嚴(yán)重的損失，如何合理的評(píng)價(jià)堤防工程風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而提出降低風(fēng)險(xiǎn)的措施，是一項(xiàng)意義重大的工作。

目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于堤防綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的研究較少。文獻(xiàn)分別從防洪堤岸坡滑動(dòng)失穩(wěn)、滲透破壞等方面建立了評(píng)價(jià)模型；評(píng)價(jià)的角度也均是從隨機(jī)性和模糊性等方面獨(dú)立考慮，沒(méi)有考慮到堤防工程風(fēng)險(xiǎn)因子的相互聯(lián)系及相互作用。擬利用系統(tǒng)工程學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)分析法建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，從而對(duì)堤防工程風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。

2.網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP）相關(guān)原理

網(wǎng)絡(luò)分析法（ANP）由T.L.Saaty教授于1996年提出，與層次分析法（AHP）視各準(zhǔn)則為獨(dú)立不同，ANP考慮了元素間存在的相互聯(lián)系及相互作用。能夠精確評(píng)價(jià)出相互作用下的各群組、元素的權(quán)重。

ANP將系統(tǒng)元素劃分為兩大部分：第1部分稱(chēng)為控制元素層，包括問(wèn)題目標(biāo)及決策準(zhǔn)則。所有的決策準(zhǔn)則均被認(rèn)為是彼此獨(dú)立的，且只受目標(biāo)支配。第2部分為網(wǎng)絡(luò)層，它是由所有受控制層支配的元素組成的，元素之間互相依存、互相支配，元素和層次間內(nèi)部不獨(dú)立，根據(jù)這個(gè)原理可以建立堤防工程風(fēng)險(xiǎn)因素的ANP層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

ANP方法的決策過(guò)程與運(yùn)算中，第1階段為準(zhǔn)則間的比較，依次以各個(gè)評(píng)價(jià)元素為評(píng)價(jià)構(gòu)面分別進(jìn)行本群組內(nèi)元素間重要度成對(duì)比較，成對(duì)比較矩陣的形式一般為：

圖1 堤防風(fēng)險(xiǎn)分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

其中，Wij表示第i層上各元素對(duì)第j層的影響作用，稱(chēng)為超矩陣中的塊，具有如下矩陣形式：

層次內(nèi)部各元素對(duì)某個(gè)準(zhǔn)則的排序，可用超矩陣來(lái)表示，即超矩陣中每個(gè)層次的每一列是歸一化的，但這并沒(méi)有顧及其它層次對(duì)此準(zhǔn)則的影響，因此超矩陣的每一列并不是歸一化的。將加權(quán)超矩陣多次相乘之后，將會(huì)收斂至一固定值，即此時(shí)矩陣的行向量相同，而列向量之和為1，則為極限超級(jí)矩陣，從極限超級(jí)矩陣中可得各元素的相對(duì)權(quán)重，即一個(gè)元素對(duì)最高目標(biāo)的最后影響。

3.實(shí)例分析

沙潁河干流漯河陳灣～省界河段，河道長(zhǎng)度約185.5km，兩岸現(xiàn)有堤防長(zhǎng)度349.4km（含周口市后王營(yíng)圩區(qū)內(nèi)堤）。堤防頂寬多為5～8m，局部堤段為2～5m；堤防邊坡多為1：3，局部為1：2，大部分堤段有植被護(hù)坡。左岸107+000以上堤防養(yǎng)護(hù)較好，堤面平整，以下堤身低矮單薄，斷斷續(xù)續(xù)，填筑質(zhì)量較差；右岸140+000以上堤防養(yǎng)護(hù)較好，以下段缺乏養(yǎng)護(hù)，局部堤段有人為毀壞現(xiàn)象。

周口城區(qū)段堤頂高程約51.2～51.8m，頂寬約6m，堤外分布多級(jí)陡坎，岸坡坍塌，灘地寬約0～100余米，河底高程36.7m。堤內(nèi)為周口市區(qū)，地面高程約46.0m。工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為Ⅵ度。周口城區(qū)段堤防工程地形地質(zhì)水文條件復(fù)雜，岸坡上部重粉質(zhì)壤土,局部粘粒含量低為輕粉質(zhì)壤土，夾粉土質(zhì)砂薄層，抗沖能力差。

參考以往的一些文獻(xiàn)資料，文章主要將堤防工程風(fēng)險(xiǎn)因素歸類(lèi)為滲透破壞失事風(fēng)險(xiǎn)、漫頂破壞失事風(fēng)險(xiǎn)和失穩(wěn)破壞失事風(fēng)險(xiǎn)3個(gè)方面。在遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、層次性和可操作性的原則下，并考慮風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型應(yīng)用上的兼容性，本文根據(jù)上述情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)因素分析，建立了如圖2所示的堤防工程風(fēng)險(xiǎn)多層次綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

圖2 堤防風(fēng)險(xiǎn)多層次綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)因素圖

采用語(yǔ)意變量尺度來(lái)描述各準(zhǔn)則間及指標(biāo)間成對(duì)比較時(shí)的相對(duì)重要度，參照AHP方法中的1-9評(píng)判準(zhǔn)則確定，分別以各個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則及各個(gè)指標(biāo)為評(píng)估對(duì)象，建立決策準(zhǔn)則間及指標(biāo)間的成對(duì)比較矩陣。

通過(guò)SD（superdecisions）軟件計(jì)算，加權(quán)超級(jí)矩陣可變換為極限超級(jí)矩陣，最終可得指標(biāo)間權(quán)重總排序。見(jiàn)表1

表1 風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重排序表

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素權(quán)重排序計(jì)算可知，堤頂超高及洪水位還有堤身變形是主要風(fēng)險(xiǎn)因素，進(jìn)而可以有針對(duì)性的進(jìn)行單個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子的分析，并采取相應(yīng)的措施減免相應(yīng)的損失。

4.結(jié)語(yǔ)

將網(wǎng)絡(luò)分析法評(píng)價(jià)模型應(yīng)用于堤防工程風(fēng)險(xiǎn)分析研究，相對(duì)于其它評(píng)價(jià)方法，它將定性的問(wèn)題用數(shù)量的形式表達(dá)出來(lái)，在一定程度上能減少個(gè)人的主觀判斷錯(cuò)誤，使評(píng)價(jià)更加全面、客觀、科學(xué)化、合理化，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

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