增建船闸导流建筑物级别研究

2020-09-07陈锦宏广西西江集团投资股份有限公司桂平郁江电厂

珠江水运 2020年15期

陈锦宏广西西江集团投资股份有限公司桂平郁江电厂

1.长洲水利枢纽三线四线施工导流建筑物

长洲水利枢纽三、四线船闸工程,位于长洲水利枢纽工程外江的右岸台地上。原长洲水利枢纽工程为一等工程，大（1）型工程规模，主要建筑物为2级。设计院依据《船闸总体设计规范》以及《船闸水工建筑物设计规范》，长洲水利枢纽三、四线船闸为Ⅰ级船闸，闸首、闸室为1级，临时建筑物为4级。考虑与原枢纽的挡水建筑物级别一致，三、四线船闸闸首、闸室取2级，导航墙、靠船墩等建筑物取3级，临时建筑物取4级。

根据上述规定确定有关工程及建筑物级别后，设计院根据《水利水电工程施工组织设计规范》的规定，按围堰保护对象、失事后果、使用年限及工程规模等确定，施工导流建筑物级别取IV级。

西江干流上的贵港二线船闸、西津二线船闸等增建船闸的导流建筑物大体采用了上述设计思路。此设计思路未对《船闸总体设计规范》、《船闸水工建筑物设计规范》和《水利水电工程施工组织设计规范》两个体系的规范是否一致，有关规定、结论是否可以互相通用做说明分析，亦未考虑增建船闸和水利水电工程在等（级）别划分的差异。以下用改进层次分析法（IAHP）对此问题进行研究讨论。

2.船闸等级和水利水电工程等别之间的关系

船闸规范根据设计最大船舶吨级将船闸级别分为Ⅰ～Ⅶ级。水利规范从水库总库容、防洪、治涝、灌溉、供水、发电等7类功能或效益指标划分了Ⅰ～Ⅴ等。为了应用改进层次分析法找出两本规范划分的等级之间的联系，假设水利规范等别划分7个指标中的发电（装机容量）指标和表船闸规范的船舶吨级从Ⅰ至Ⅴ及一一对应（亦可以假定与水库库容指标一一对应，这并不影响比较的分值的计算。Ⅴ级以下的船闸不在本次对比范围内），3000吨Ⅰ级船闸的分值为30分，以此类推Ⅱ至V级分别为20、10、5和3分，则表水利规范中的中I至V等发电这一项指标分别30、20、10、5和3分。

水利规范中，水库总库容和发电（装机容量）这两个指标与水利水电工程等别关系最为密切，水库总库容是决定了流域区域的防洪、灌溉范围和发电等功能的直接因素；装机容量则是以发电为主的水利工程直接追求的效益指标，是项目财务评价和经济评价的关键，是项目立项的决定性指标。两者应列为以发电为主的水利工程等级划分的关键性指标，互相影响，同等重要。

另外五个指标则是工程建成以后发挥的附属功能，对以发电为主的水利工程而言，应列为非关键性指标，重要性低于水库总库容和发电装机容量。保护成镇的重要性一般而言要大于保护农田，同时为了简化计算，假设保护农田，治涝，灌溉，供水等附属功能重要性程度一致（本处假设对计算结果影响不大），根据上述分析，拟定与水利规范等别划分有关的7个指标的重要性程度为：

水库总库容=发电（装机容量）＞保护城镇＞保护农田=治涝=灌溉=供水。

下面利用IAHP法用于确定上述指标权重，以下介绍IAHP法基本原理与方法。层次分析法在应用过程中存在两个问题，一是标度多，给元素之间的对比增加难度，二是要进行一致性检验，在应用中，一般都凭着大致的估计来调整判断矩阵，因此带有一定的盲目性，而且不能排除需经过多次调整才通过一致性检验的可能性。而改进层次分析法（IAHP）很好的解决了上述两个问题。

IAHP方法采用-1，0，1三个标度，能使得决策者很容易做出比较判断，避免不易确定标度的臆断性。同时，利用最优传递矩阵的概念，对AHP进行改进。该方法先采用自调节方式建立比较矩阵，然后将其转化成一致性判断矩阵，不需要进行一致性检验，使之自然满足一致性要求，直接求解得到导流方案各目标的权重值。采用IAHP法，大大减少了导流方案决策中目标权重的计算工作量和盲目性，使得目标权重计算简捷、实用、准确。

改进层次分析法（IAHP）计算步骤

步骤一：构造判断矩阵，用1、0和-1三个标度作为各因素之间的比较值，得Cij，如下：