针对农村水电站水工建筑物运行状态综合评价模型研究

'小水电2010年第2期(总第152期)农村水电站安全保障技术农村水电站水工建筑物运行状态综合评价模型研究江超盛金保(南京水利科学研究院，水利部大坝安全管理中心江苏南京210029)【摘要】农村水电站水工建筑物的运行状态直接关系到水电站的经济效益与下游生命财产的安全，因此，对水工建筑物运行状态进行综合评价显得尤为重要。目前，国内外对大坝安全综合评价的相关研究成果颇多，但将各类水工建筑物作为一个整体进行综合评价的研究明显不足。在对农村水电站安全生产进行大规模调查的基础上，归纳整理出影响水工建筑物安全运行的最主要因素，然后建立综合评价其运行状态的指标体系。对各指标进行量化，同时结合层次分析法计算出各指标的权重系数，最后采用加权综合评价的方法对小水电水工建筑物运行状态进行等级分类。图l幅，表3个。【关键词】农村水电站水工建筑物运行状态综合评价模型以充分考虑到占不同权重的因素对整体造成的影响0引言’的不同。本文即在此方法的基础上建立了一个水工‘农村水电是清洁可再生能源，又是农村重要基建筑物运行状态的综合评价模型。此评价模型的关础设施和公共设施。据水利部门统计，到2008年键是评价指标体系的构建、量化以及权重的确定。底，全国已建成农村水电站4．5万多座，装机容量1评价模型的指标体系5100多万kW，年发电量1600多亿kW·h，约占中国水电装机和年发电量的30％，在建规模达在对农村水电站安全生产调研的过程中，发现2000万kW。通过开发农村水电，解决了全国近1／2影响水工建筑物安全运行的因素多集中于坝体渗的地域、1／3的县市、3亿多农村人口的用电问题。水、溢洪道基岩不稳、隧洞石块掉块、厂房防洪高尽管农村水电站为农村经济和社会发展做出了程不足等问题上。采用一定的原则筛选出最主要因巨大贡献，但由于历史原因及受经济、技术等条件素，剔除次要因素，即可构建出水工建筑物运行状的限制，大多数工程施工质量不高，运营管理水平态的安全评价指标体系。较低，工程运行管理经费不足，存在着许多安全隐1．1指标选取原则患，严重威胁着电站的稳定与安全⋯1。因此，对农指标体系的构建是建立评价模型的关键步骤，村水电站的运行状态进行综合评价，对保障及完善同时，指标选取的正确与否在很大程度上会影响最我国农村水电站的安全运行具有积极的指导意义。后的评价结果，因此，指标的选取是一个十分重要水工建筑物(如不作特别说明，文中的“水工的过程。指标的选取一般遵循以下原则【0J：建筑物”均特指“农村水电站水工建筑物”)的运1)科学性原则。指标概念必须明确，具有科行状态受多方面因素的影响，任何一个组成部分出学内涵。能够较科学合理地反应出复合系统内部的现异常都会使整体的运行受到一定程度的影响。又结构关系。由于水工建筑物各组成部分的重要性程度不同，各2)典型性原则。选用的指标体系必须是最常组成部分出现事故后对整体运行的影响不同。加权见的影响水工建筑物安全运行的因素，需要具有一综合评价法是对受多种因素影响的事物做出全面评定的代表性。价的一种十分有效的多因素决策方法，其特点是可3)系统性原则。水工建筑物运行状态评价指标体系的各个部分以及各部分之间，应形成一个有机的整体，具有一定的层次结构。基金项目：公益性行业科研专项“农村水电站安全保障关键技术研究”(200801019)。4)可操作性。在建立评价指标体系的过程中，·75· 农村水电站安全保障技术SMALLHYDROPOWER2010No2，TotalNo152图1农村水电站水工建筑物运行状态评价指标体系表1指标量化表满足防洪标准要求满足防期标准不能满足防洪要求防洪能力防洪能力严重不足坝老化程度可以忽略不计轻微中度严重体有变形、升高趋势渗流态势稳定且出露点低较靛但出露点高有毪势且出露点高结构稳定性运行正常有沉陷、稳定有沉陷、有裂缝有沉陷、有滑坡溢洪泄洪能力洪水能很的好下泄基本满足泄流要求洪水不能很好的下泄泄洪能力严重不足道结构稳定性边坡稳定且底板良好边坡稳定但底板一般边坡稳定但底板较差边坡不稳定且底板较差渠道／渗漏严重程度正常轻微中等严重建筑质量好一般差很差隧洞结构稳定性基础很稳定基础比较一般较差，有滑坡危险很差，可能坍塌压力渗漏严重程度正常轻微中等严重前池结构稳定性基础很稳定基础比较一般较差，有滑坡危险很差，可能坍塌(钢管)锈蚀／(混压力无轻微中度锈蚀／剥落严重锈蚀／剥落凝土管)剥蚀程度管道漏水情况不漏轻微中等严重防洪能力能很好的满足要求基本能满足要求不能满足要求防洪能力严重不足厂有，但近期几乎不有，近期有发生的房潜在地质灾害无有且可能随时发生可能发生可能、·76· 小水电2010年第2期(总第152期)农村水电站安全保障技术应力图选择影响水工建筑物运行的主要因素，忽略多，本文采用层次分析法[5-7]的方法来确定。各级次要因素，以便进行有效评价。指标权重(见表2)。1．2指标体系的建立3加权综合评价模型农村水电站的水工建筑物一般由挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物以及厂房等部分组成_4J。加权综合评价法[8J(WCA)是假设由于指标i农村水电站从经济考虑一般将溢洪道与挡水建筑物所占权重的不同，而使每个指标i对于整体的影响相结合，建于河床之上；因此，在本文建立的指标程度存在差别，用公式表达为：体系中，挡、泄水建筑物合为一类。根据指标体系C一Qvi的构建原则，本文选定了15个影响水工建筑物安其中，G是评价结果的总值，Q；是指标量全运行的典型因素，根据其组成部分，划分成3个化后的值(Qi>0)，j是指标i的权重系数(0大的层次，所构建的指标体系(见图1)。≤i≤1)，通过层次分析法(AHP方法)计算得1．3各指标的量化出，m是评价指标个数。在对农村水电站各水工建筑物进行现场检查之加权综合评价法综合考虑了各个因子对总体对后，可以对照表1对各个指标进行打分，将其量化。象的影响程度，是把各个具体的指标的优劣综合起来，用一个数量化指标加以集中，表示整个评价对2指标权重的确定象的优劣，因此，这种方法特别适用于对技术、决在评价水工建筑物运行状态时，各个因素集及策或方案，进行综合分析评价和优选，是目前最为其影响因素对水工建筑物的安全运行影响程度不常用的计算方法之一。利用(1)式计算得到的c是一个介入0—20同。对主要影响因素应赋予较大权重值，次要影响的数值，根据c值的不同，将水工建筑物运行状因素则取较小的权重值，这样才能更好地反映水工态分成4个等级(见表3)。建筑物运行的实际情况。确定指标权重的方法很表3水工建筑物运行状态等级划分表表2各级指标权重4结语在建立此模型的过程中，权重的确定至关重要，利用AHP方法构造出来的判断矩阵，必须进行一致性检验，如果不满足一致性指标要求，则AHP方法就失去了作用，得出的权重将是不合理的。时至今日，小水电站依然是生产安全事故多发领域。利用本文提供的方法对水工建筑物的运行状态进行综合评价，简单实用，可以及早发现问题，及早解决，将损失减少到最小。同时为后期的除险加固提供一定的技术支持。参考文献：[1]钮顺发．农村水电站的技术改造和技术发展趋势[J]．小水电，2007，(3)：36-38．[2]程翠云，钱新，万玉秋．水库大坝突发事件应急预案可行性评价方法初探[J]．水利水运工程学报，2009，(1)：71．75．(下转第98页)·77· 技术改造S~_LLHYDROPOWER2010No2．?4o152从装机规模看，广西壮族自治区农村水电站拟实施，关键取决于水电站更新改造规划编制工作的更新改造电站装机容量97．49万kw。其中，1990质量。因此，务必高度重视，认真组织。按照规划年及以前建成的66．25万kw；1991年至2008年建编制大纲的要求，根据总目标和任务，确定电站技成的31．24万kW。分别占广西地方小水电站拥有改总体思路，明确重点，优化布局，制定全面、科总量的29．33％、占广西地方小水电站水电装机的学实用的技改规划，分解制订出具体实施的年度计18。70％。划，变规划总目标为逐年的实施任务。2)统一规划，分步实施。广西农村水电站更通过分析，根据广西的实际，水电站更新改造新改造工作能否全面启动，电站技改项目能否顺利拟分6年进行，分年度实施方案(见表3)。表3广西农村水电更新改造项目分地区实施方案表确定技改规划项目，要突出重点，遵循以下原改造有序进行。建立由水利局具体负责技改建设的则：消除安全隐患，保障公共安全，兼顾综合功管理组织，对技改工程的规划安排实行统一领导。能。优先实施增效减排效益明显、安全隐患严重的第二，加强对电站建设的项目法人制、工程监项目。理制、招投标制和合同管理制的执行落实。3)优化设计，获取最大的经济效益。为了做第三，统一政策、统一标准、统一验收。好水电站的技术改造，一定要委托有资质的单位进第四，通过技改推广应用先进技术，强化业务行技术咨询并做到优化设计，还要请专家对改造设培训，提高农村水电站的自动化和信息化水平，达计方案进行审查，因为一个好的设计方案，可以出到水利部农村水电技术现代化的要求。水平、出效益，反之，不重视设计，容易出纰漏，●造成不必要的返工和经济损失。杨静(1963一)，女，MBA硕士。广西水利厅农村水5．2实施中应注意的问题电及电气化发展局电气化办副主任，高级工程师，主要从第一，要加强农村水电更新改造的技术指导、事设计、技术管理工作。Email：yj2006(~16sina．eom规范建设程序、强化质量管理，确保农村水电更新责任编辑赵建达(上接第77页)[8]张会，张继权，韩俊山．基于GIS技术的洪涝灾害风[3]何晓燕，孙丹丹，黄金池．大坝溃决社会及环境影响评险评估与区域研究[J]．自然灾害学报，2005，14(6)：价[J]．岩土工程学报，2008，30(11)：1752-1757．141—145．[4]刘洪林，肖海平．水电站运行规程与设备管理[M]．北■京：中国水利水电出版社，2006：1-13．[5]黄贯虹，方刚．系统工程方法与应用[M]．广州：暨南大江超(1984一)，男，硕士研究生。学出版社，2005，5：78—106．Email~290280772@qq．eom[6]李雷，王仁钟，盛金保等．大坝风险评价与风险管理盛金保(1966一)，男，教授级高级工程师，主要从事[M]．北京：中国水利水电出版社2006：89-91．大坝安全与管理工作。[7]常本春，耿雷华，刘翠善等．水利水电工程的生态效应评责任编辑赵建达价指标体系[J]．水利水电科技进展，2O06，26(6)：11．15．·98·'