小型土石坝退役综合评价方法技术

本发明专利技术公开了一种小型土石坝退役综合评价方法，该方法包括：通过对小型土石坝退役影响因素指标的拟定，确定小型土石坝退役评价指标体系；参考工程安全评价等级，确定小型土石坝退役评价等级；根据定量和定性方法，确定所述工程安全、生态环境、社会环境和经济因素四个评价指标体系底层评价指标的评价值；根据主客观权重融合方法，确定小型土石坝评价指标权重；根据所述底层评价指标的评价值，通过线性插值的方法确定底层评价指标对评价等级的隶属度；根据小型土石坝退役指标的最终隶属度，由最大隶属度原则确定小型土石坝退役等级。该评价方法测量参数多，测量方法高效，可以有效地评价出小型土石坝是否该退役。

Comprehensive evaluation method for decommissioning of small earth rockfill dam

The invention discloses a small dam decommissioning comprehensive evaluation method, the method includes: through the development of factors impact on small dam decommissioning, determine the evaluation index system of small dam decommissioning; safety evaluation reference engineering level, determine the evaluation level of small earth rock dam decommissioning; according to the quantitative and qualitative methods, the determination of evaluation engineering safety, ecological environment, social environment and economic factors and four evaluation index system of the underlying index value; according to the subjective and objective weighting fusion method, determine the evaluation index weight of small earth rock dam; according to the evaluation of the underlying index value, determine the evaluation index of the underlying membership grades by linear interpolation method; according to the the final membership index of small earth rock dam decommissioning, small dam decommissioning grade is determined by the principle of maximum degree of membership. This method has many measuring parameters and high efficiency. It can effectively evaluate whether the small earth rockfill dam should be decommissioned.

【技术实现步骤摘要】
小型土石坝退役综合评价方法
本专利技术涉及土石坝
，更具体的涉及一种小型土石坝退役综合评价方法。
技术介绍
水库大坝作为国家重要的基础设施之一，长期以来担负着防洪、供水、灌溉、发电、航运等重要任务，为国家的经济社会建设发挥了重要的作用，同时，水库大坝的安全关系到社会稳定发展和人民生命财产安全的大事。我国政府历来重视大坝安全管理工作，把确保水库大坝的安全、高效运行作为水利工作的重中之重。在我国目前修建的8.7万余座大坝中，90％以上修建于二十世纪六、七十年代，这些水库大坝多数为小型土石坝，其服役期已达到40年～50年。受当时的经济条件、科学技术水平以及一些政治因素的影响，这些大坝存在不少安全隐患，使得我国大坝安全形势不容乐观。据统计，从1954年至2007年，我国共发生水库溃坝3503座，年均66.1座。近年来，我国加强了水库大坝安全管理，加快了病险水库除险加固建设，溃坝事件和人员伤亡呈逐年减少态势，2001-2007年仅发生溃坝36座，年均溃坝率低于0.06％，大坝安全状况明显改善。然而，我国现阶段只是解决了大、中型和重点小型病险水库的问题，仍有大量小型水库大坝、特别是一些病险情况严重的小型土石坝，亟待除险加固。近年来随着全球气候变化的影响，一些极端天气情况频繁出现，洪涝灾害频发，使得这些小型病险土石坝险情加剧，产生了新的工程损毁，出现新的安全隐患，其防洪、供水、发电功能也已基本丧失。因此，专利技术一种针对小型土石坝的退役方法，不但可为我国水库大坝的降等报废工作提供参考，而且可以促进我国病险水库大坝的管理沿着正确的轨道健康发展，也将有力推动我国大坝安全管理水平的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种小型土石坝退役综合评价方法，该评价方法测量参数多，测量方法高效，评价结果科学可靠，可以有效地评价出小型土石坝是否该退役。本专利技术实施例提供一种小型土石坝退役综合评价方法，包括：步骤1：通过对小型土石坝退役影响因素指标的拟定，确定小型土石坝退役评价指标体系；步骤2：确定小型土石坝退役评价等级，底层评价指标量化值和评价指标权重；步骤3：根据底层评价指标的量化值，通过线性插值的方法确定底层评价指标对评价等级的隶属度；步骤4：确定小型土石坝退役指标的最终隶属度，由最大隶属度原则确定小型土石坝退役等级。优选地，所述的小型土石坝退役评价指标体系的确定，其步骤是：1)通过对小型土石坝三类破坏因素，即漫顶破坏、渗流破坏和失稳变性破坏的确定，建立小型土石坝退役评价指标体系中的工程安全评价指标体系；2)通过对小型土石坝中的水质、水量和泥沙运动的确定，建立小型土石坝退役评价指标体系中的生态环境评价指标体系；3)通过对小型土石坝中的社会资源、社会公平以及公众价值观的确定，建立小型土石坝退役评价指标体系中的社会评价指标体系；4)通过对小型土石坝的成本和效益的确定，建立小型土石坝退役评价指标体系中的经济因素评价指标体系。优选地，小型土石坝退役底层评价指标量化方法包括：定量指标的量化和定性指标的量化。优选地，所述小型土石坝退役评价等级的确定，将小型土石坝退役评价等级确定为三级：G＝{g1,g2,g3}＝{不退役，部分退役，全部退役}(1)对于小型土石坝，不退役(继续运行)包括因大坝安全原因进行的除险加固，以及为提高大坝运行和管理的效率而进行的升级改造；部分退役又可以分为两种，一种是降低运行水位或坝高，另一种是拆除部分附属建筑物；全部退役是指拆除工程及其所有附属建筑物，包括对相关影响工程区的恢复或复原。在采取[0,1]区间量化评价指标时，可以将小型土石坝退役评价等级划分为：G＝{g1,g2,g3}＝{[0.4,1.0],[0.2,0.4),[0,0.2)}(2)优选地，所述定量指标的量化，是采用直线型无量纲化方法解决定量指标的量化；通过极大值因子无量纲化函数：极小值因子无量纲化函数：式中：y为因子的评价值；x为影响因子的实际值：xmax为影响因子的最大值；xmin为影响因子的最小值；确定设计水位为其最大值，正常蓄水位为其最小值，利用公式(3)对水位进行量化处理；确定设计洪水位加超高为坝顶高程最大值，设计水位为其最小值，利用式(4)进行标准量化处理；确定设计泄洪能力为最大值，利用式(4)进行标准化处理；根据设计的级配要求，对符合要求的颗粒所占百分比进行量化；采用渗透系数的设计值与实测值之比进行量化；采用实测值与设计值进行比较对其进行量化。优选地，所述定性指标的量化，是针对工程安全评价指标体系通过模糊集值统计方法进行量化分析。优选地，小型土石坝退役评价指标权重方法为主客观权重的融合赋权法；融合优化后评价指标的权重向量可表示为W＝(w1,w2,…,wm)T(5)其中，则各方案i的综合加权评价值为为了既兼顾主观偏好，又充分利用主客观赋权法各自所带的信息，达到主客观的统一，在改进的理想解方法基础上引入离差函数式中，表示对评价方案i而言，第k种主观分析法的决策与融合后的权重向量所作决策的离差；表示对评价方案i而言，第k种客观分析法的决策与融合后权重所作决策的离差；显然，希望得到合理的权重向量，使其总的离差和最小，为此构造目标规划优化模型Min式中：ck(k＝1,2,…,p)和dk(k＝p+1,p+2,…,q)分别为p种主观赋权法和q-p种客观赋权法的系数，由决策者根据各方法的重要性程度确定，且而μ为离差函数的偏好因子，如果0＜μ＜0.5，说明决策者希望客观所得的权重向量与融合后的权重向量越接近越好，当μ＝0.5时，决策者认为主观赋权法与客观赋权法是同等重要的，当0.5＜μ＜1时，决策者认为主观赋权法得到的权重向量与融合优化后的权重向量越接近越好；如果则优化模型(9)有唯一最优解，其解为B'＝(w′1,w′2,…,w′m)(10)其中：表示p种主观赋权法对评价指标所确定的权重向量的加权平均，表示q-p种客观赋权法对评价指标所确定的权重向量的加权平均，w'j则是表示p种主观赋权法所确定的权重向量和q-p种客观赋权法所确定的融合后权重向量。优选地，所述的底层评价指标对于评价等级的隶属度，其采用的方法是线性插值的方法，其采用的方法是线性插值的方法，包括如下步骤：1)建立单层次模糊综合评价模型设因素集为U＝{u1,u2,…,un}，评价集V＝{v1,v2,…vm}；首先对U中的ui(i＝1,2,…n)作单因素评价，考虑因素ui对决策评价vj的隶属度rij，因此第i个因素ui的单因素评价集为：ri＝(ri1,ri2,…,rim)；根据n个因素的评价集，形成总的判断矩阵R，R代表因素论域U到决策论域V的一个模糊关系，可表示成R＝(rij)n×m的n×m阶矩阵；既由于因素集U中，各因素ui(i＝1,2,…n)在决策中所起的作用不同，所以定义一个权重集ω，并将其称为因素集U的重要度模糊子集，可表示为：A＝(ω1，ω2，…，ωn)(12)其中ωi表示因素ui在综合评价中的重要性；通过对模糊子集ω和模糊矩阵R作模糊变换进行综合评价其中：bi＝∨(ωi∧rij)，即取大取小运算，则B＝(b1,b2,…,bm)为决策评语集V上的等级模糊子集，最后，根据模糊子集B，由最大隶属度原则确定其类别，即评语b＝max{bi}2)建立多层次模糊综合评价模型首先将各因素集划本文档来自技高网...

【技术保护点】
小型土石坝退役综合评价方法，其特征在于，包括步骤1：通过对小型土石坝退役影响因素指标的拟定，确定小型土石坝退役评价指标体系；步骤2：确定小型土石坝退役评价等级，底层评价指标量化值和评价指标权重；步骤3：根据底层评价指标的量化值，通过线性插值的方法确定底层评价指标对评价等级的隶属度；步骤4：确定小型土石坝退役指标的最终隶属度，由最大隶属度原则确定小型土石坝退役等级。

【技术特征摘要】
1.小型土石坝退役综合评价方法，其特征在于，包括步骤1：通过对小型土石坝退役影响因素指标的拟定，确定小型土石坝退役评价指标体系；步骤2：确定小型土石坝退役评价等级，底层评价指标量化值和评价指标权重；步骤3：根据底层评价指标的量化值，通过线性插值的方法确定底层评价指标对评价等级的隶属度；步骤4：确定小型土石坝退役指标的最终隶属度，由最大隶属度原则确定小型土石坝退役等级。2.如权利要求1所述的小型土石坝退役综合评价方法，其特征在于，所述的小型土石坝退役评价指标体系的确定，其步骤是：1)通过对小型土石坝三类破坏因素，即漫顶破坏、渗流破坏和失稳变性破坏的确定，建立小型土石坝退役评价指标体系中的工程安全评价指标体系；2)通过对小型土石坝中的水质、水量和泥沙运动的确定，建立小型土石坝退役评价指标体系中的生态环境评价指标体系；3)通过对小型土石坝中的社会资源、社会公平以及公众价值观的确定，建立小型土石坝退役评价指标体系中的社会评价指标体系；4)通过对小型土石坝的成本和效益的确定，建立小型土石坝退役评价指标体系中的经济因素评价指标体系。3.如权利要求1所述的小型土石坝退役综合评价方法，其特征在于，将所述小型土石坝退役评价等级分为三级：G＝{g1,g2,g3}＝{不退役，部分退役，全部退役}(1)对于小型土石坝，不退役包括因大坝安全原因进行的除险加固，以及为提高大坝运行和管理的效率而进行的升级改造；部分退役又可以分为两种，一种是降低运行水位或坝高，另一种是拆除部分附属建筑物；全部退役是指拆除工程及其所有附属建筑物，包括对相关影响工程区的恢复或复原；在采取[0,1]区间量化评价指标时，可以将小型土石坝退役评价等级划分为：G＝{g1,g2,g3}＝{[0.4,1.0],[0.2,0.4),[0,0.2)}(2)。4.如权利要求1所述的小型土石坝退役综合评价方法，其特征在于，所述小型土石坝退役底层评价指标量化方法包括：定量指标的量化和定性指标的量化。5.如权利要求4所述的小型土石坝退役综合评价方法，其特征在于，所述定量指标的量化，是通过极大值因子无量纲化函数和极小值因子无量纲化函数来确定；所述极大值因子无量纲化函数为：所述极小值因子无量纲化函数为：式中：y为因子的评价值；x为影响因子的实际值：xmax为影响因子的最大值；xmin为影响因子的最小值；根据历史评价指标参数，拟定评价指标体系中指标的最大值、最小值，得到各指标的上下限后，亦即各指标的最大值xmax和最小值xmin，从而利用公式(3)或(4)计算出各指标的评价值。6.如权利要求4所述的小型土石坝退役综合评价方法，其特征在于，所述定性指标的量化，是针对工程安全评价指标体系通过模糊集值统计方法进行量化分析。7.如权利要求1所述的小型土石坝退役综合评价方法，其特征在于，所述小型土石坝退役评价指标权重方法为主客观权重的融合赋权法；融合优化后评价指标的权重向量可表示为W＝(w1,w2,…,wm)T(5)其中，则各方案i的综合加权评价值为为了既兼顾主观偏好，又充分利用主客观赋权法各自所带的信息，达到主客观的统一，在改进的理想解方法基础上引入离差函数式中，表示对评价方案i而言，第k种主观分析法的决策与融合后的权重向量所作决策的离差；表示对评价方案i而言，第k种客观分析法的决策与融合后权重所作决策的离差；显然，希望得到合理的权重向量，使其总的离差和最小，为此构造目标规划优化模型

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，梁蔚，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42