解析水利水电工程施工最优方案

解析水利水电工程施工最优方案

梁智用

广西正好建设工程有限公司

摘要：近年来，随着社会的进步和经济的发展，我国水利水电事业也取得了巨大成就，工程建设投入不断加大，水利水电工程在经济发展中越来越重要。水利水电工程具有工程量大、施工技术复杂、工程周期相对较长等特点，所以其工程质量的控制就显得十分重要。为了有效提高其施工质量，首先必须保证期施工方案的最优化。因此，本文通过耦合熵权法与模糊层次分析理论，构建了水电工程施工方案优选模型，并通过某水利水电工程为例，进行验证。

关键词：水利水电工程；施工质量；最优方案

引言

水利水电工程承担着重要的发电任务，整个建设过程是一个复杂的施工体系，工程建设包含了多个施工环节，每一个环节的施工质量都需要得到保证。只有确保水利水电工程的施工质量，才能实现整个系统的良好运行。由于水利水电工程建设具有环境影响大、能源消耗多、施工技术复杂和不确定性影响因素多等特征，在施工建设过程中涉及到的内容繁多且比较复杂。因此，选取科学合理的施工方案不仅可提升工程项目的综合效益、降低投资成本，而且对于保证居民生活用水和促进城市未来发展具有重要的现实意义。

1水利水电工程的基本施工特点

建筑工程施工中常见的工程类型之一就是水利水电工程，在其施工中主要是受到以下几方面因素的影响。

第一，受到外界干扰因素较大。在水利水电施工中经常会受到水文条件、地质条件、天气状态等外界因素的干扰，导致施工进度、施工质量、技术选择、工程导流、排水设置等存在难题。

第二，施工建设成本较高。在水利水电施工过程中，其因运输设备、机械设备、技术操作等因素的影响往往需要较大的成本投入。同时因涉及点面较多、工程量大、易受环境影响等，施工难度大大加大，不仅需要施工过程中的投资同时需要一定的前期投资、质量检测投资、安全保障投资等。在此基础上，需要对相关技术、方案进行不断的优化、论证、比较等，均增加了施工建设的成本投入比例。

第三，具有一定的危险性。在水利水电施工中，往往是要进行水上水下同时作业、高空作业等，部分时候还需进行隧道开挖、石方爆破等，由此可见，水利水电施工具有一定的施工难度，需要严格保证操作质量，进而保证工程的安全性。

构建水利水电工程待选方案结构体系

水电工程建设施工是一项涉及施工、监理、设计和业主等单位的复杂系统工程，影响施工质量的因素较多且各因素之间具有较为密切的关联特征。全面、系统的分析施工方案各影响因素，对于保证施工方案的顺利开展和实施具有重要意义。因此，为准确反映水电工程建设对环境、社会与经济等方面的影响作用，并体现工程项目的综合效益，指标的选取应充分考虑建设项目的特征，而且还应涉及建设施工的各个方面，同时还要反映各影响因素之间的相互作用关系。评价指标应尽可能的内涵丰富、度量简便、灵敏性强，并且能够最大限度的反映水电工程项目特征，因此建立指标体系应遵循如下原则：

全面性：将指标体系作为一个整体来分析和评价建设施工特征，体系应包含各个构成要素和子系统之间的影响作用，特别是要重点考虑具有重要信息和能够反映项目技术难度的关键指标。

显著性。指标应能够最大程度反映施工过程对生态环境的影响，发电、防洪、供水等效益与工程投资之间的关系，指标体系中单一指标能够尽可能替代的原的贡献概率，并且所包含的信息应尽可能的丰富。

可行性。建设施工的影响因素较多，在实际应用时不可能考虑所有指标数据，因此应充分利用现有资料和技术条件，使指标值便于量化，具有可操作性。

科学性。所选取的指标应按照一定的准则和要求进行选取，而不能盲目的依据个人偏好进行选择，指标内涵明确并且具有一定的科学性，客观、科学的反映水电项目施工管理目标和影响作用之间的关系。

理论方法

熵权法

设m、n分别水电工程建设待评价方案与评价指标，其中第i个指标的在j个方案中的初始值利用xij进行表示。因此可构建指标初始矩阵X，其表达式为：X=［xij］m×n。建设施工方案各评价指标的量纲和单位存在差异，在方案优选评价前应先进行标准化处理，从而消除各指标之间的不可对比性，标准化矩阵采用Y表示，表达式为：Y=［yij］m×n。根据指标熵的具体含义，可利用下述公式，对第项评价指标的熵进行计算：

指标耦合权重的确定

利用模糊层次分析法确定指标权重时往往因到个人经验、阅历、认知的不同而存在较大的差异，因此该方法确定的权重系数具有较大的主观性。熵权法是以各指标数据值为计算依据，各指标对优选方案的影响程度可通过熵权表示，因此利用熵权法确定的指标权重具有一定的客观性。然而，对于客观数据相对较少或初始数据存在一定误差时，利用该方法确定的权重误差通常较大。综合考虑以上情况，本文考虑集成模糊层次分析与熵权法确定指标权重，即利用相对熵作为指标重要性判断依据。通过耦合熵权法与模糊层次法，确定指标权重，其计算方法如下：

3案例概述

某水电工程建设项目位于大河支流，该地形比较复杂，总属山地，山脉绵延，溪沟较多。年降水量在460～920mm范围，其中65%以上发生在6～9月，并且多以强降雨的形式出现。该水电工程主要有拦河大坝、输水洞、开敞式溢洪道组成，设计洪水位50年依据，校核标准为500年依据，主要功能是以灌溉、供水为主，同时具有一定的防洪、养殖和旅游等作用。综合考虑了该水电工程设计标准、施工技术条件、坝址地质状况以及功能作用等因素，初步拟定了4种施工方案，利用标准化处理公式，统一各指标的单位与量纲，并得到标准化数值，然后对这四种方案利用文中所述耦合赋权法进行评价，并最终得到各方案的优劣排序结果，选出了最优施工方案。

4结束语

以某水电工程项目为例，利用耦合赋权法确定了该水电工程最优方案，且实际建设工程应用与该评价结果保持一致，由此表明，本文所构建的指标体系和耦合模型具有良好的适用性与科学性。

参考文献：

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