李沖

（北京中鐵生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)院有限公司，北京 102612）

蓄水壩類型的選擇通常結(jié)合多種因素考慮，諸如：河道的實(shí)際情況、治理目的、防洪要求、景觀效果、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)情況、建設(shè)工期、使用壽命、后期維護(hù)等。在以往的設(shè)計(jì)工作中，通常以專家和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)選擇直接壩型，這種方案選擇的方式主觀因素占有很大的比重，缺乏對(duì)各影響因素的綜合評(píng)價(jià)，缺乏說(shuō)服力。筆者結(jié)合以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，采用模糊評(píng)價(jià)理論，以防洪能力，景觀效果，工程投資，使用壽命，運(yùn)行維護(hù)為影響因素，建立模糊綜合評(píng)價(jià)模型，借助該模型為河道整治工程中的蓄水壩類型選擇提供一條新的途徑。

1 工程概況

石川河新建液壓壩布設(shè)目的為了保證與上游兩座已建溢流堰相接，在城區(qū)段形成連續(xù)水面，滿足景觀布設(shè)及游客親水需求。石川河新建液壓壩寬120m，高4m。

鶴市河新建橡膠壩和高南河新建溢流堰的建設(shè)目的為了能給水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建提供良好的水力基礎(chǔ)，按蓄水深度的不同分別種植適宜生長(zhǎng)的挺水、沉水、浮葉等水生植物。堰后水體的跌落、撞擊，可以增加水與空氣的接觸，提高水體含氧量，從而改善河道水質(zhì)。鶴市河新建橡膠壩壩高1.6m，壩寬40m。高南河新建溢流堰壩高0.7m，壩寬8m。

2 模糊綜合評(píng)價(jià)流程

確定因素集U={u1，u2...，un}，表示為刻畫被評(píng)價(jià)對(duì)象的n 種影響因素；確定評(píng)語(yǔ)集V={v1，v2...，vn}，表示評(píng)價(jià)者對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象可能做出的評(píng)價(jià)結(jié)果而組成的評(píng)語(yǔ)等級(jí)集合；進(jìn)行單因素模糊評(píng)價(jià)，構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣R；確定各因素的權(quán)重A=（a1，a2，...，an），表示各影響因素在綜合評(píng)價(jià)中的重要程度，各因素滿足歸一性和非負(fù)性；采用合適的模糊合成算子將模糊權(quán)重A與模糊關(guān)系矩陣R 合成得到被評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果矢量B；確定綜合評(píng)價(jià)值μ，根據(jù)最大隸屬度原則，確定被評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)級(jí)等級(jí)。

圖1 模糊評(píng)價(jià)流程圖

3 模糊綜合評(píng)價(jià)模型的建立

3.1 確定因素集

對(duì)于蓄水壩類型的選擇，需要從多方面進(jìn)行綜合評(píng)判，結(jié)合以往項(xiàng)目情況總結(jié)，并征詢專家意見，選取防洪能力，景觀效果，工程投資，使用壽命，運(yùn)行維護(hù)作為評(píng)價(jià)因素。這些因素構(gòu)成了評(píng)價(jià)體系集合，即因素集：U=（防洪能力、景觀效果、工程投資、使用壽命、運(yùn)行維護(hù)）。

3.2 確定評(píng)語(yǔ)集

基于淺埋偏壓大跨度隧道開挖面合理間距的研究分析…………………………………………… 安豐強(qiáng)，安豐軍（7-117）

對(duì)于影響蓄水壩類型的各個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)劃分為5 個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，構(gòu)成模糊綜合評(píng)語(yǔ)集V=（好、較好、一般、較差、差），為更直觀的表現(xiàn)，對(duì)5 個(gè)等級(jí)進(jìn)行賦值Wv=（100 75 50 25 0）。

3.3 構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣

單獨(dú)對(duì)一個(gè)影響因素進(jìn)行評(píng)價(jià)，被評(píng)價(jià)對(duì)象的影響因子ui對(duì)評(píng)語(yǔ)集V的隸屬程度，為單因素評(píng)價(jià)，以ri=（ri1，ri2，...，rim）表示。被評(píng)價(jià)對(duì)象從每個(gè)影響因素u 對(duì)于評(píng)語(yǔ)集的隸屬度可以構(gòu)建一種評(píng)判局勢(shì)，即模糊關(guān)系矩陣。即：

對(duì)于三種不同壩型，可得出模糊關(guān)系矩陣:

3.4 確定權(quán)重集

針對(duì)不同的工程存在不同的設(shè)計(jì)目的，在因素集中各因子的影響程度是不同的，有不同的側(cè)重，這種衡量影響程度的參數(shù)為權(quán)重，即A=（a1，a2，...，an）。為了反應(yīng)各因子的影響程度，對(duì)各因素應(yīng)當(dāng)滿足歸一性和非負(fù)性：

本文權(quán)重值結(jié)合3 條河道的蓄水壩建設(shè)目的進(jìn)行確定，對(duì)于5 種影響因子（防洪能力，景觀效果，工程投資，使用壽命，運(yùn)行維護(hù)），采用專家估計(jì)法，由專家對(duì)各自影響權(quán)重進(jìn)行賦值：

A石=（0.4 0.2 0.2 0.1 0.1）

A鶴=（0.25 0.2 0.35 0.1 0.1）

A高=（0.2 0.25 0.35 0.1 0.1）

3.5 模糊綜合評(píng)價(jià)（以石川河為例）

利用M（∧，∨）算子將權(quán)重集合A與模糊關(guān)系矩陣R 合成得被評(píng)價(jià)對(duì)象得模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果向量B。R 中的不同行表示被評(píng)價(jià)對(duì)象從不同的評(píng)價(jià)因素來(lái)看對(duì)于各等級(jí)模糊子集的隸屬程度，A 表示各不同的評(píng)價(jià)因素在綜合評(píng)價(jià)中的重要程度，二者合成后得到模糊評(píng)價(jià)結(jié)果向量B，表示被評(píng)價(jià)對(duì)象從總體上來(lái)看對(duì)各等級(jí)模糊子集的隸屬度。

式中：B 為模糊綜合評(píng)價(jià)集即綜合評(píng)定向量；bj為評(píng)價(jià)指標(biāo)，，j=1，2，...，m，表示被評(píng)價(jià)對(duì)象從整體上看對(duì)Vj等級(jí)模糊子集的隸屬程度；∧表示交運(yùn)算兩中取小，∨表示交運(yùn)算兩中取大。

經(jīng)計(jì)算，B石=[0.3 0.4 0.2 0.2 0.1]。

3.6 模糊綜合評(píng)定值

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果及評(píng)語(yǔ)集的5 級(jí)賦值，計(jì)算橡膠壩綜合評(píng)定值

同理可計(jì)算液壓壩綜合評(píng)定值為77.5，溢流堰綜合評(píng)定值為52.5。根據(jù)最大隸屬度原則，液壓壩綜合評(píng)定值最高，評(píng)價(jià)為好。

根據(jù)以上計(jì)算方法，鶴市河項(xiàng)目中，橡膠壩、溢流堰綜合評(píng)定值分別為71.25 和72.5，評(píng)價(jià)為較好，液壓壩綜合評(píng)定值為62.5，評(píng)價(jià)為一般；高南河項(xiàng)目中，橡膠壩和溢流堰綜合評(píng)定值分別為75 和71.25，評(píng)價(jià)為較好，溢流堰評(píng)定值為60，評(píng)價(jià)為一般。

4 結(jié)論

根據(jù)以上模糊評(píng)價(jià)結(jié)果表明，石川河項(xiàng)目首先要考慮防洪問題，其次注重景觀效果，液壓壩方案優(yōu)于橡膠壩，橡膠壩優(yōu)于溢流堰，能夠充分反映出三種壩型在河道防洪中的能力。鶴市河和高南河項(xiàng)目首先要考慮投資問題，而防洪能力和景觀效果作為次要因素考慮，橡膠壩和溢流堰方案無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)，均優(yōu)于液壓壩，這也能夠說(shuō)明液壓壩的投資偏高，不適用于有投資限制的項(xiàng)目。結(jié)合兩河道實(shí)際情況，鶴市河較大，防洪標(biāo)準(zhǔn)和要求相對(duì)較高，在方案評(píng)定差別不大的情況下，選擇更有利于防洪的橡膠壩更合適。而高南河河道較窄，僅8m 左右，防洪標(biāo)準(zhǔn)和要求相對(duì)較低，且缺少橡膠壩建設(shè)場(chǎng)地，選擇溢流堰更合適。

5 結(jié)論

5.1 由于把模糊綜合評(píng)價(jià)法引入蓄水壩選擇中時(shí)綜合考慮了多種因素影響，能夠通過數(shù)字手段處理模糊的評(píng)價(jià)對(duì)象，對(duì)呈現(xiàn)模糊性的資料作出比較科學(xué)、合理、貼近實(shí)際的量化評(píng)價(jià)，將定性分析轉(zhuǎn)化成定量分析，基本可以反映出壩型選擇的合理性。

5.2 在使用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)蓄水壩方案進(jìn)行優(yōu)選時(shí)，在確定指標(biāo)權(quán)重向量、因素集U 對(duì)于評(píng)語(yǔ)集V的隸屬程度時(shí)，不僅需要充分?jǐn)U大調(diào)查樣本，使權(quán)重和隸屬度確定的主觀影響最大化消除，還要讓調(diào)查的專家和設(shè)計(jì)從業(yè)者對(duì)項(xiàng)目的基本情況有充分的了解和認(rèn)識(shí)，確保評(píng)價(jià)成果客觀有效。

5.3 模糊綜合評(píng)價(jià)法可以作為設(shè)計(jì)工作中蓄水壩優(yōu)選的一種途徑，不僅僅限于文中所選指標(biāo)，若有其他相關(guān)要求，可調(diào)整評(píng)價(jià)因素，建立符合要求的因素集。在具備投資、工期等具體的數(shù)據(jù)時(shí)，也可以采用定性和定量相結(jié)合的方法，構(gòu)建模型求解。