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基于压力-状态-响应理论的水闸退役决策评价.pdf

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资源描述

1、第37 卷第5 期2023年9 月文章编号:16 7 1-35 5 9(2 0 2 3)0 5-0 5 45-0 9济南大学学报(自然科学版)Journal of University of Jinan(Science and Technology)Vol.37 No.5Sept.2023D0I:10.13349/ki.jdxbn.20221205.001基于压力-状态-响应理论的水闸退役决策评价张志成,苏晓成,刘志峰,张荣轩,杨尚朴1(1.济南大学水利与环境学院,山东济南2 5 0 0 2 2;2.山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心,山东济南2 5 0 10 0)摘要:为了给水闸退役决

2、策提供技术支撑与理论指导,建立基于压力-状态一响应理论的水闸退役决策指标体系,利用层次分析法确定指标权重,采用物元可拓评价方法确定水闸退役决策等级,构建水闸退役决策模型。结果表明:所构建模型综合考虑退役影响因子(压力)、所处退役状态(状态)、退役应对措施(响应)等子系统间的动态平衡关系,解决了单一指标难以表达各因素之间相互作用关系的缺点,系统性更强;运用物元可拓评价方法计算各评价指标相应于退役决策等级的关联度,可以解决水闸退役决策的不相容问题;运用所构建模型评价某水闸退役决策等级为退役,与实际情况相符,验证了所构建模型的科学性与可行性。关键词:水闸;退役;压力-状态-响应理论;物元可拓评价方法

3、;综合评价中图分类号:TV66文献标志码:ADecision Evaluation of Sluice Decommissioning Based on开放科学识别码(OSID码):吕Pressure-State-Response TheoryZHANG Zhicheng,SU Xiaocheng,LIU Zhifeng,ZHANG Rongxuan,YANG Shangpu(1.School of Water Conservancy and Environment,University of Jinan,Jinan 250022,Shandong,China;2.Haihe River,Hu

4、aihe River and Xiaoqinghe River Basin Water Conservancy Management and Service Center ofShandong Province,Jinan 250100,Shandong,China)Abstract:To provide technical support and theoretical guidance for sluice decommissioning decision,a sluice decommis-sioning decision index system based on pressure-s

5、tate-response framework was constructed,and analytic hierarchy processwas used to determine index weights.Matter-element extension evaluating method was used to determine the sluicedecommissioning decision level,and a sluice decommissioning decision model was established.The results show that acompr

6、ehensive consideration of the dynamic balance relationship among subsystems of decommissioning impact factors(pressure),decommissioning state(state),and decommissioning coping measures(response)by using the establishedmodel solves the disadvantage that a single index is difficult to express the inte

7、raction between all factors,making it moresystematic.Calculating the correlation degree of each evaluation index corresponding to the decommissioning decision levelby using matter-element extension theory,the incompatibility problem of sluice decommissioning decision can be solved.The decommissionin

8、g decision level of a sluice decommissioning is evaluate to be decommissioning by using the estab-lished model,which is consistent with the actual situation and verifies scientificity and feasibility of the established model.Keywords:sluice;decommissioning;pressure-state-response theory;matter-eleme

9、nt extension evaluating method;comprehensive evaluation收稿日期:2 0 2 2-0 5-12基金项目:山东省自然科学基金项目(ZR2020ME255);山东省省级水利科技计划项目(水闸降准与报废指标体系研究)第一作者简介:张志成(19 9 5 一),男,山东济宁人。助理工程师,硕士研究生,研究方向为水利工程。E-mail:2 0 2 0 2 12 0 118 5 s t u.u j n.e d u.c n。通信作者简介:苏晓成(19 8 1一),男,山东日照人。副教授,博士,硕士生导师,研究方向为水工结构、防灾减灾。E-mail:s t

10、u _s u x c u j 。网络首发地址:https:/ 0 2 2-12-0 6 T09:39:45546退役是水闸在病险老化、经济效益衰退背景下的必然过程 1-3。水利行业标准水闸安全评价导则(SL214一2 0 15)基于安全考虑对退役作出了规定,指出4类水闸应采取退役措施 4。水利部办公厅关于加强水闸安全鉴定工作的通知针对功能丧失、病险严重的水闸,指出要优先实施退役处置 5 。崔学文等 6 基于水闸安全考虑提出水闸退役管理办法,但考虑因素单一,未考虑生态环境影响。程会旗 7 基于水闸服役状态分析进行退役决策,但没有考虑除险加固等“响应”对退役的正向反馈。吴为民 8 构建了综合安全、

11、功能、管理及风险等多因素的水闸退役综合评价模型,但没有考虑生态环境问题。目前国内外关于水闸退役的研究较少,相关标准也未成体系,并且存在指标单一、对水闸状态评价能力不足等问题。国内外大坝退役决策主要考虑成本效益、工程安全、社会影响以及生态环境影响等因素 9-13。学者们综合考虑安全、效益、成本、环境与风险等诸多因素,选择网络层次分析法、和谐度方程等方法来构建大坝退役综合评价模型 14-18 。大坝退役决策需要考虑的主要因素为安全、效益、生态、环境等,并且综合评价方法已较好地应用于其中,因此,为了解决多因素影响下的水闸退役决策动态变化问题,可采用综合评价方法。本文中所采用的压力(pressure,

12、P)-状态(state,S)-响应(response,R)(PSR)理论广泛应用于生态健康评价等领域,压力、状态、响应三者之间因果关系明确,与已有的大坝退役评价体系相比,更能有效反映出所构建框架内指标综合性动态平衡过程 19 :水闸安全等级会产生退役压力,对水闸运行状态造成改变,而管理者可采取除险加固等措施来作出响应,以期减小退役压力,缓解退役状态。本文中基于PSR理论构建水闸退役决策指标体系,利用层次分析法确定指标权重,运用物元可拓评价方法对水闸退役决策进行评价,形成水闸退役决策模型。将PSR理论与物元可拓评价方法相结合,旨在将PSR理论的系统性优势与物元可拓评价方法解决不相容问题的适应性

13、2 0 相结合,综合表征水闸运行状况,有效诊断水闸退役决策等级。1PSR理论及其适用性PSR理论主要回答为何发生、如何发生、如何应对这3个问题,能够清晰描绘压力、状态以及响应三者之间的耦合关系,给出系统性的评价,反济南大学学报(自然科学版)映所构建框架内指标对事物产生的系统性动态平衡过程 2 1-2 。基于 PSR 理论建立的水闸退役决策PSR框架如图1所示。该理论的主要特点如下:压力(P)引起水闸处于退役状态的压力退役响应情况响应(R)图1水闸退役决策压力-状态-响应(PSR)框架1)综合水闸安全评价 2 3、水闸生态环境影响 2 4-2 5 、水闸经济社会影响 2 6-2 7 等研究成果。

14、水闸退役决策受多因素影响,涉及效益、生态、环境、安全、管理等诸多领域,并且各因素间相互作用与影响。水闸运行过程中难免出现一系列退役影响因子,即“压力”;当“压力”出现时,会使得水闸产生某种程度的退役需求,即“状态”;同时激发水闸退役补救手段“响应”,从而形成多层次、多回路的动态平衡系统。水闸退役决策研究具有系统性,正好对应PSR理论“为什么”“是什么”“怎么办”这3个基本问题,压力、状态以及响应之间的因果关系也适用于水闸退役决策机理。2)PSR理论的应用并非泥古不化。通过对文献 2 8-35 的分析发现,学者根据研究目的及内容的不同,将该理论适当调整,已扩展到安全、风险、效益评价等诸多领域,可

15、以充分反映所研究问题的特定状况和特征,因此基于PSR理论的内部逻辑关系,建立水闸退役决策PSR分析框架对水闸退役决策进行研究具有可行性。3)本文中构建了由目标层、准则层、指标层构成的3个层次水闸退役决策指标体系,准则层由可能引起水闸退役的影响因素(压力)、水闸退役状态(状态)以及退役响应机制(响应)构成,指标层则是对准则层的具体化表征。基于上述分析,本文中将PSR理论引入水闸退役研究中:功能、安全、生态、环境等诸多因素导致水闸处于退役状态,进而影响管理人员采取措施对退役状态的改变产生响应,而相应的响应又可以反第37 卷状态(S)水闸退役状态水闸退役第5 期作用于压力之上,如此往复循环,就形成了

16、压力-状态-响应之间相互作用、相互制约的关系。2水闸退役决策指标体系水闸退役涉及社会、经济、自然等多重属性,因此水闸退役决策问题是效益、安全、生态、环境等多因素的耦合体。以PSR理论为基础构建水闸退役决策指标体系,可以综合考虑效益、安全、生态环境等诸多影响因素,对水闸退役状态、退役原因以及退役响应措施进行评估,更好地反映水闸退役系统间的相互关系。充分考虑各项评价指标可得性及可操作性,本文中选取了具有代表性的13项指标构建了水闸退役决策指标体系。相应指标除使用下述已给出的量化方法外,还可使用德尔菲法进行量化计算 36 。2.1指标选取原则从水闸退役压力、水闸退役状态以及水闸退役响应等3个方面入手

17、,综合考虑安全、效益、生态、环境等影响,建立水闸退役决策指标体系。指标选取原则为:1)体现水闸产生退役需求的本质;2)说明水闸退役状态;3避免重复性指标。2.2水闸退役决策指标2.2.1压力层指标水闸退役压力指标层包括水闸安全等级、功能替代程度、功能契合程度、河道连通性、运行管理水平等5 个方面,反映的是水闸退役问题产生的来源。1)水闸安全等级。病险水闸不但难以发挥应有的工程效益,而且极易发生运行安全事故,对社会安全构成威胁 5 。该项指标应基于水利行业标准SL214一2 0 15 规定,结合当地水闸安全评价成果,对水闸安全等级进行评价。2)功能替代程度。随着水利规划的改变,一些水闸的功能会被

18、其他工程所替代,继续保留可能会造成产能过剩、资源浪费等问题。该项指标的评定应根据当地实际情况,对水闸防洪、供水、灌溉等需求是否被其他工程替代,以及被替代程度进行评价。3)功能契合程度。随着地区产业结构发展调整,导致水闸无法充分发挥原先设计功能,经济价值衰退。例如,城镇化建设导致部分灌区面积萎缩,水闸灌溉功能衰退。该项指标应结合所属规划调整情况,对水闸功能的实际发挥程度进行评价,或者可用水闸功能变化函数进行量化。随着运行时间的增长,水闸的功能也随之发生张志成,等:基于压力-状态-响应理论的水闸退役决策评价数X(t)可表示为X(t)=Xo-k(p,)t。式中:X。为水闸的初始性能;k(,)为水闸性

19、能退化系数,为内部因素导致的功能衰退状态(如水闸运行能力改变),为外部因素导致的功能衰退状态(如当地规划变更:所需灌溉农田变化等);t为水闸的服役时间。其中,水闸的初始性能X。可表示为Xo=/Go,Ao,So,Qol。式中:G。为规划中防洪、灌溉、治涝、供水等功能所发挥的效益;A。为水闸初始安全类别(一般为一类);S。为规划中的生态环境效益(一般为正向,如生态流量等,部分会存在诸如对鱼类洄游影响等负向指标);Q。为上下游群众权利(如水闸做交通桥时出行利益)。4)河道连通性。主要考虑河流纵向连通性受到水闸阻隔影响而导致的生境片段化问题。分析水闸运行效率对河道连通性的影响,以及因此所产生对生态环境

20、的影响。该项指标可以根据河流健康评价等研究成果,结合闸控河段实际情况进行评价。5)运行管理水平。当水闸管理水平较低、管理经费不足时,往往导致病害隐患无法及时治理,促使破坏加剧 6 。水闸运行管理水平的评价可以考察制度建设、人员配备、监测情况、辅助设施、通信设施等5 项指标情况。2.2.2状态层指标参考大坝服役状态评估原则 37 ,本文中选取了经济效益、社会效益、生态影响与环境影响4个有代表性、无重合的影响因素。1)经济效益。经济效益是指水闸目前所能发挥的经济效益及运行所需费用,可采用效益费用分析方法,把所有效益和费用列出来并进行货币定量比较”。费用分析。水闸运行费用分析包括材料费用及时间费用。

21、材料费用包括运行过程中诸如施工场地费用、外购件成本费用以及材料消耗的费用等。时间费用包括生态工程建设、除险加固等补救措施所产生的诸如工时费用和工人工作时间等成本费用等。T=(t.+Zt:)fi+tf2。547变化,其功能完成度降低。此时水闸的功能变化函(1)(2)(3)548式中:T为时间费用函数;t为水闸生态工程建设或除险加固时间;t;为水闸运行管理、维修养护、综合保障等各种工序带来的平均时间消耗,i=1,2,,m,m为水闸运行管理、维修养护、综合保障工序数;t为工人工作时间;fi为单位时间工序耗费;f2为单位时间工人工资。效益分析。总经济效益包括直接经济效益和间接经济效益,其中直接经济效益

22、包括水闸防洪、灌溉、供水、发电效益,间接效益包括水闸带来的文化、环境、生态等收益。计算公式为o Bi.+B2.(4)2)生态工程建设。鱼道等生态工程可以缓解水利工程对河流纵向连通性的影响。本项指标应结式中:B社会总经济效益;no为使用年限;Bit为第合现场实际工程情况,查看鱼道、鱼闸等生态工程的t年直接经济效益;B2.第t年间接经济效益;r为年建设情况及建设可行性。贴现率,可使用银行利率。3除险加固效果。管理单位可以通过除险加2)社会效益。社会效益是指存在工程与拆除工固等措施来缓解或解决水闸病险问题。病险水闸除程相比较的情况下,在促进社会发展、避免发生风险加固效果评价可对水闸除险加固经济合理性

23、、技险等方面的作用,如水闸防洪功能可以保障人民生术可行性、资金充足性进行评估39命财产安全等。可以依据文献37 中的计算方法,4)水量水质联合调度能力。通过水闸的优化采用Dekay-McCleland法对水闸一且失事所造成的调度38 ,可以改善物理环境及下游水质,减少水闸损失进行评价,或根据受益村庄人口数进行保护人运行对生态、环境的不利影响。可采用数值模拟方口计算。法对水闸的水量水质联合调度能力进行评价。3)生态影响。生态影响主要考虑水闸对生物2.3指标体系和生物栖息地的影响,主要评估水闸对生物物种成基于PSR理论,建立了3个层次的“5+4+4”分变化的影响,以及闸控河段水文地质条件对生物水闸

24、退役决策指标体系,如图2 所示。结合图1、2种群生存的影响,条件不足时可只作定性评价。可以看出:水闸退役响应可逆向反映水闸退役状4)环境影响。环境影响主要包括对自然环境态,水闸退役压力能正向影响水闸退役状态;同及社会环境的影响。对自然环境的影响主要包括水时,水闸退役响应在一定程度上又影响了水闸退役质污染等38 ,而对社会环境的影响主要包括水事纠压力的大小。水闸退役综合评价A济南大学学报(自然科学版)纷、人文景观等。可通过数值模拟方法进行评价,条件不足时可只作定性评价。2.2.3响应层指标水闸退役响应指标层从运行管理投入、生态工程建设、除险加固效果和水量水质联合调度能力4个方面考虑,反映的是管理

25、单位对水闸退役问题可以采取的应对措施和能力。1)运行管理投入。科学的运行管理可以通过较小的投人获得较大的收益,延长工程使用寿命。可根据水利部管理考核标准,结合管理单位实际运营能力及可能投入成本进行评价。第37 卷压力指标B水闸安全等功能替代代程级度CC状态指标B,立功能邦河道连通契合程度C响应指标B,工立运行管理社会效益经济效益性水CC4平C,水闸环境影生态C,影响Cs运行链管理投响人CCio生态卜工程建设CCi2除险加固效果水量水质联合调度能力Ci3图2 水闸退役决策指标体系第5期3水闸退役决策模型如果已给的条件无法达到需要实现的目标,即称为不相容问题39-4 1。物元可拓评价方法4 1-4

26、 4 正好可以用来解决不相容问题。其原理是:利用物元即“事物名称、特征、量值”组成的有序三元组来描述事物,通过关联度来表征元素与集合之间的关系,适用于多因子评价。基于PSR理论所构建的水闸退役决策指标体系庞大且复杂,利用物元可拓评价方法可以有效解决任一单独指标评价结果的矛盾性与不相容性问题,因此本文基于PSR理论的系统性,利用层次分析法确定影响因子权重,集合物元可拓评价方法处理不相容问题的适应性,建立水闸退役决策模型。3.1水闸退役决策模型物元水闸退役决策模型物元矩阵为(R)C1 Xi)R2C2X2R=N:(R.)CX,)式中:R为n维水闸退役决策模型物元,R,为R的分物元;N为待评事物,即水

27、闸退役决策;C(i=1,2,n)为N的特征,即所建立的各项评价指标;X(i=1,2,n)为N关于C的量值,即为评价指标处于某一等级时对应的量值(各评价指标的实际取值)。3.2经典域及节域的确定水闸退役决策模型的经典域可表示为C,ai,b,C2a2,b,R,=(Nj,C,X,)=N,C,an,bm式中:R,为水闸退役决策模型的经典域物元;N,(j=1,2,n)为水闸退役决策模型的第j个等级;X,=a j i,b j 为经典域,表示每一退役决策等级N,关于各个退役指标C,的取值范围,pi为N,关于第i个指标的最小量值,bp为N,关于第i个指标的最大量值。水闸退役决策模型的节域可表示为C11ap1,

28、b,iC2ap2,br2R,=(N,Ci,Xp)=NPC,am,bm张志成,等:基于压力-状态-响应理论的水闸退役决策评价p(x;,X,)=(5)p(x;,Xpi)=Ix:/=|aj-b;/。式中:K()为第i个评价指标实测值x;关于等级j的关联度;p(i,X,)为点x;到经典域区X,=j,bi的距离;p(x i,Xp)为点;到节域区间Xp=(6)pi,bpi的距离。:3.4权重计算采用层次分析法(AHP)确定指标权重。AHP是美国运筹学家萨蒂提出的一种定性与定量相结合的层次权重决策分析方法,该方法可以将复杂问题分解为多指标的层次结构,以此确定各指标的主次顺序,从而合理地给出每一层次的相对权重

29、。鉴于篇幅有限,具体计算方法不再赞述。3.5综合关联度综合关联度表征了各项评价指标隶属于水闸退役决策模型各个等级的程度。(7)K(N)=Zw;K(:),:1式中:K(N)为待评事物N关于各评价等级Q;的综549式中:Rp为水闸退役决策模型的节域物元,即模型中各个指标的值域;N,为全体水闸退役决策等级;X,=a p,b p 为节域区间,即N,关于C,的量值取值范围,pi为N,关于第i个指标的最小量值,bpi为N,关于第i个指标的最大量值。3.3构建综合关联函数关联度反映某一物元隶属于某一评价等级的程度。针对水闸退役决策模型物元R建立第j个评价等级关于第i个指标的关联函数:p(xi,X,)K;(x

30、;)=K(a.)=p(a,)api一;-6Pi,(8)X;EXi,b62222ap:+bpi20:+bipi2pi2(9)2(10)(11)(12)550合关联度;为各项指标的权重。3.6确定评定等级水闸退役决策等级的最大关联度作为判断水闸退役决策的标准31。如果K,=max(K,(N),j=1,2,m,则待评事物N等级为第Q,级。水闸退役决策等级5 见表1。表1水闸退役等级与决策对应表等级Q1退役决策维持现状4案例分析选取位于山东省日照市东港区巨峰河上的刘庄拦河闸为例,对所构建的模型进行分析。4.1 指标评测4.1.1压力层1)水闸安全等级C1。根据水闸安全评价成果,水闸闸墩及闸板(不能灵活

31、启闭)已严重阻碍行洪,主体结构及消能设施损坏严重,且不满足抗震要求,综合评定为该闸为四类闸。2)功能替代程度C2。目前水闸上下游并无替代工程,但该水闸功能基本丧失,无其他可用功能。3)功能契合程度C3。原设计功能为灌溉,涉及灌溉面积16 6 6.6 7 hm,目前已无用水户使用,功能丧失。4)河道连通性C4。现状闸门、启闭机已冲毁,废弃水闸已成为阻水建筑物,影响河道连通性的同时,也带来了防洪安全隐患。5)运行管理水平Cs。水闸实际运行管理情况如下:运行管理经费没有保障;制度建设不完备;虽有专人管理,但设备操作不规范;工程设施不能得到有效维护;无独立办公、生产用房,无通信设施、水文测报系统和维修

32、养护设备,无安全监测设施。4.1.2状态层1)经济效益C6。根据水闸管理单位所提供材料,目前刘庄水闸效益实际发挥程度m=0.2,实际的经济效益Bm=60.15万元,水闸运行费用Cm=248万元,效费比仅为0.2 4 3。2)社会效益C7。根据水闸安全鉴定报告及专家论证,水闸所保障洪水风险人口为0.31万。3)水闸生态影响Cg。存在阻碍鱼类洄游现象,鱼因水闸的修建而无法洄上游产卵,近几年已不见踪迹。该水闸闸门及启闭设备已经冲毁,无法正常工作,成为阻水建筑物,影响纵向连通性,对生物济南大学学报(自然科学版)多样性产生影响。4)水闸环境影响Cg。闸前河道杂草丛生,河道内水下渗,影响河道内水流流态。闸

33、前垃圾淤积,水质情况不佳。4.1.3响应层1)运行管理投人C10。无筹措运行管理投入的能力与计划。2)生态工程建设C11。未建设生态工程且无其Q2Q3大修除险加固第37 卷Q4他补偿措施。退役3)除险加固效果C12。目前水闸主体结构水毁严重,闸门及启闭机已损毁,工程现状为基本废弃。4)水量水质联合调度能力C13。闸门及启闭机已损毁,不具备联合调度能力。4.2经典域的确定参考文献6 对水闸退役决策模型经典域进行划分,指标等级及其对应分级区间如表2 所示,其中各分值即为所评价指标的现状水平值。表2 水闸退役决策模型经典域优良0.75,1.000.50,0.75】0.2 5,0.50 4.3节域的确

34、定该水闸退役决策模型的节域为0,1.0 0 。4.4待评价物元的确定根据已有数据资料,分析水闸退役决策各项指标,通过专家评测得到待评物元的各评价指标数值,如表3所示。表3水闸退役决策模型指标值评价指标现状水平C10.854C20.457C30.935C40.747Cs0.812C60.926C70.834注:Ci一水闸安全等级;C2一功能替代程度;C3一功能契合程度;C4一河道连通性;Cs一运行管理水平;C一经济效益;C一社会效益;Cg一水闸生态影响;Cg一水闸环境影响;Cio一运行管理投入;Ci一生态工程建设;C12一除险加固效果;C13一水量水质联合调度能力。4.5权重系数采用AHP法计算

35、评价体系各指标权重系数,结果如表4 所示。中评价指标CCC1oCl1C12C13差0,0.25 现状水平0.7740.7960.8350.8470.9120.897第5期4.6 计算结果根据式(4)一(7)计算水闸退役决策等级Q;的关联度,评价结果见表5。经刘庄拦河闸退役评价,K,=0.2717,决策等级为应退役。评价结果符合工程实际状况,所建立评价体系合理可行。表5水闸退役决策等级关联度等级Q1关联度-0.736 8-0.605 6-0.2842现阶段水闸退役工作主要依据为水利行业标准SL214一2 0 15水闸安全评价导则中的部分条文。由于该导则适用于水闸安全评价,因此无法科学指导水闸退役

36、工作,适用性较差。就刘庄拦河闸而言,安全评价结论为水闸重建或退役,仅凭该结论无法作出是否退役的直接判断,从而无法进一步指导决策工作。同时,水闸安全评价仅仅基于水闸安全状态考虑,并未涉及水闸效益发挥程度以及所处环境(自然环境与社会环境)状态影响与改变,因此其所得结论也只是针对水闸安全而言,并不适用于水闸退役决策工作。相比而言,本文中所构建水闸退役决策模型综合考虑了社会、经济、生态、环境等诸多因素,评价成果可以对水闸是否退役作出决策。就刘庄拦河闸而言,本模型所得成果判定该水闸应作退役处理,与张志成,等:基于压力-状态-响应理论的水闸退役决策评价表4 水闸退役决策指标体系各指标权重系数总目标一级指标

37、压力刘庄拦河闸退役决策注:Ci一水闸安全等级;C2一功能替代程度;C3一功能契合程度;C4一河道连通性;Cs一运行管理水平;C经济效益;C,社会效益;Cg一水闸生态影响;Cg一水闸环境影响;C1o一运行管理投人;Ci1生态工程建设;C12一除险加固效果;C13一水量水质联合调度能力。5结论本文中将PSR理论引人到水闸退役决策中,建立了水闸退役决策指标体系,结合AHP方法及物元Q2Q3551权重系数二级指标C1C20.443C3C4CsC6C7状态0.387响应0.169Q40.271 7权重系数0.1510.2480.4260.0680.1070.3620.326Cs0.175C0.137Ci

38、o0.403C10.105C120.339C130.153水闸现状相符。由此可见,基于PSR理论运用物元可拓评价方法对水闸退役决策进行评价,结果准确可靠,更具可行性。可拓评价方法,提出了水闸退役决策模型。与单一指标相比,引入PSR理论构建的指标体系能够综合反映水闸所处状态及退役影响因素之间的动态平衡关系。为了解决水闸退役决策的不相容问题,采用物元可拓评价方法进行评价。1)本文中充分考虑水闸退役影响因素、水闸所处退役状态、水闸退役响应措施之间的相互作用关系,将PSR理论引人水闸退役决策领域,构建水闸退役决策指标体系,强调了压力指标、状态指标、响应指标之间的关系。基于PSR理论形成5+4+4”的三

39、层次评价体系,涵盖水闸安全等级、功能替代程度、水闸生态影响等13个指标,综合考虑水闸退役影响因素(压力)、水闸退役状态状态(状态)、退役应对机制(响应)等3个子系统间的动态变化关系,结合物元可拓评价方法进行评价,解决水闸退役决策的不相容问题。2)结合PSR理论的系统性原则、AHP法确定总权重系数0.066 8930.109 8640.188 7180.030 1240.047 4010.140 0940.126 1620.067 7250.053.0190.068 1070.017 7450.057 2910.025 857552影响因子权重以及物元可拓评价方法处理不相容问题的适应性,所构建水

40、闸退役决策模型可行性与适用性较强。通过理论分析,选取一座处于退役状态的水闸作为评价案例,通过AHP法确定各指标权重,利用物元可拓评价方法计算得到该水闸处于退役状态,评价结果与工程实际一致。3)本文中对水闸退役指标体系和评价模型进行了探讨,与以往仅根据安全评价等单一指标判定水闸退役相比,该模型考虑因素更加周全,更具有系统性与可行性。参考文献:【1中华人民共和国水利部全国水利发展统计公报M北京:中国水利水电出版社,2 0 2 0.2李李火坤,余杰,王刚,等软基水闸底板脱空动力学反演模型构建与试验验证J农业工程学报,2 0 2 0,36(2 1):14 5.3赵海超,苏怀智,李家田,等基于多元联系数

41、的水闸运行安全态势综合评判J长江科学院院报,2 0 19,36(2):39.4中华人民共和国水利部.水闸安全评价导则:SL2142015S.北京:中国水利水电出版社,2 0 15.5名.水利部办公厅关于加强水闸安全鉴定工作的通知EB/OL.2022-04-10.http:/ 崔学文,张向东,吴纪宏大中型水闸报废原因分析与对策研究J水利建设与管理,2 0 0 1,2 1(2):4 9.7程会旗病险水闸服役状态分析研究D扬州:扬州大学,2015.8吴为民水闸报废熵值模糊综合评价方法研究J福建水力发电,2 0 18(2):4.9王毅鸣,王富强,储小钊,等水电工程退役方式研究与决策J.水力发电,2 0

42、 2 2,4 8(6):12.10向衍,盛金保,杨孟,等水库大坝退役拆除及对生态环境影响研究J岩土工程学报,2 0 0 8,30(11):17 58.11 BROWN R L,THOMAS C C,CUBLEY E S,et al.Does largedam removal restore downstream riparian vegetation diversityTesting predictions on the Elwha River,Washington,USAJ.Ecological Applications,2022,32(6):e2591.12DUDA JJ,TORGERSE

43、N C E,BRENKMAN S J,et al.Recon-necting the Elwha River:spatial patterns of fish response to damremovalJ.Frontiers in Ecology and Evolution,2021,9:765488.13 向衍,盛金保,袁辉,等中国水库大坝降等报废现状与退役评估研究J中国科学:技术科学,2 0 15,4 5(12):1304.14杨孟,水库大坝退役的多准则决策研究D南京:南京大学,2 0 11.15任亚周国内外水库退役标准对比与水库退役评估方法研究D咸阳:西北农林科技大学,2 0 15.1

44、6姜露露小型土坝退役评价分析研究D.扬州:扬州大学,2019.济南大学学报(自然科学版)17成荣亮,杨正华,王昭升,等水库降等与报废评估指标体系与评判方法J水利水电科技进展,2 0 14,34(2):6.18 成荣亮,杨正华。小型水库降等与报废成本效益评价模型研究J人民长江,2 0 16,4 7(2 4):10 1.19文艳芳,陈敬配.地铁隧道施工塌风险耦合机理研究J地下空间与工程学报,2 0 2 1,17(3):94 3.20 王润英,廖朴讷,韩孝峰基于物元可拓模型的流域治理综合效益评价J水利水电技术,2 0 18,4 9(1:2 9.21SUN F H,LAI X P,SHEN J Q,e

45、t al.Initial allocation of flooddrainage rights based on a PSR model and entropy-based matter-element theory in the Sunan Canal,China J.PLoS One,2020,15(6):0233570.22 LIU C L,LI W L,XU J.Global trends and characteristics ofecological security research in the early 21st century:a literaturereview and

46、 bibliometric analysis J.Ecological Indicators,2022,137:108734.23 李娜,汪自力,郭博文,等,影响三四类水闸判定的关键因素及对策J人民黄河,2 0 2 1,4 3(10):119.24 左其亭,刘静,窦明闸坝调控对河流水生态环境影响特征分析J水科学进展,2 0 16,2 7(3):4 39.25刘悦忆,朱金峰,赵建世河流生态流量研究发展历程与前沿J.水力发电学报,2 0 16,35(12):2 3.26 秦毅,顾群全国病险水闸成因分析及加固的必要性J.水利水电工程设计,2 0 10,2 9(2):2 5.27王红民国时期汉川和丰皖

47、港家嘴和曾家径建闸纠纷考察J.中国农村水利水电,2 0 10(11):12 9.28 LI Q J,CHEN S Z,ZHAO R.Study on evaluation of timber se-curity in China based on the PSR conceptual modelJ.Forests,2020,11(5):517.29 WANG D,SHEN Y,ZHAO Y Y,et al.Integrated assessmentand obstacle factor diagnosis of Chinas scientific coal productioncapacity

48、 based on the PSR sustainability framework J.Resources Policy,2020,68:101794.30 CHENG L H,ZHANG Y H,WANG Z Y.Construction of risk eva-luation index system of housing construction project based on PSRtheory J.IOP Conference Series:Materials Science and Engi-neering,2019,592(1):012121.31张彦,李明然,寇利卿。基于P

49、SR-PCA-ANFIS模型的保定市中心城区水资源安全评价J中国农村水利水电,2 0 2 2(2):68.32曾雅婕,傅红,税玥.基于PSR-SPA模型的成都市文化遗产洪涝灾害风险研究J水土保持通报,2 0 2 1,4 1(5):2 96.33 宿国瑞,贾宝山,王鹏,等.基于多源异构数据的煤矿安全管理效果评估J中国安全科学学报,2 0 2 1,31(6:6 4.34黄曦涛,李怀恩,张瑜,等.基于PSR和AHP方法的西安市城市内涝脆弱性评价体系构建与脆弱度评估J自然灾害学报,2 0 19,2 8(6):16 7.35 1任秋实旧工业建筑再生利用施工期碳足迹分析与评价研究D.西安:西安建筑科技大学

50、,2 0 2 1.【36 余少华,吴廷楹,德尔菲法在水利枢纽工程景观桥方案比选中的应用J华东交通大学学报,2 0 13,30(6):6 7.(下转第558 页)第37 卷558保护和修复为主,适当恢复和保护原生植被,加强生态林建设,提高生物多样性,并将此类区域设为保护区,严格限制人为活动干扰该敏感区,严格控制土地的使用与管理。对于中度敏感区,生态环境易受到干扰和破坏,属于脆弱的生态环境区,在坡度适宜、土层厚度允许的情况下可以修建梯田以保持水土并获得更多的土地资源,坡度较大的山地应禁止开发;对于轻度敏感、不敏感区,应在严格遵循水土保持规律基础上进行适度的开发,提高生态环境承载能力,在加强生态环境

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