摘要：随着社会的发展，各种类型的水利工程和配套设施的小型水利工程以及一些水利设施逐渐增多，这也使得国内的一些施工单位建设任务加大，建设的发展势头良好。就目前的情况来看，在水利工程设计中输排水工程的设计合理，才能使抗旱排涝能力显著增强、水资源利用率有效提高，使用FAHP法在水利工程设计方案优选中的应用能够进一步促进农田水利设施建设、确保农业可持续发展，因此进一步加强对其的研究非常有必要。基于此本文分析了FAHP法在水利工程设计方案优选中的应用。
关键词：FAHP法；水利工程设计；应用
1、水利工程的发展以及特点
水利工程的发展，对于促进经济发展，提高人们的生活水平，起到了极大的推动作用。而水利工程建设，也因水利工程技术的提升，在工程质量和施工效率上获得很大的提高。
1.1、需控制工程所在地的水流
水利工程的施工地点通常是在湖泊和河流等处，在这些场所，很容易受到水流的影响，给施工带来风险。因此，为了减少安全隐患的出现，必须及时采取有效的措施控制水流。水利工程地基的稳定性决定了水利工程的安全性，因此在施工中一定要处理好地基，以保障流域内人们的生命和财产安全。在建筑实体正式投入使用前，应采取有效措施控制水流，防止因水流冲刷作用给建筑实体带来的损害。此外，对于水利工程的关键部位，如耐磨、承压和防渗部位，应着重做好处理工作，从而提高水利工程整体施工质量。
1.2、要应对气候的变化
气候的变化，如酷暑、暴雨和强风天气等，会对水利工程的质量造成很大影响，这是因为水利工程通常在露天的环境下施工，因此受到气候变化的影响很大，为了应对气候变化带来的影响，必须采取行之有效的措施。在水体常年的浸泡下，水利工程的地基不可避免地受到侵蚀，因此对地基的施工有着更高的要求。在施工中，应采取不同的方法进行地基的处理，并且取决于水利工程各部位的相关功能和工程所处的地质条件。
1.3、对于工程质量要求极高
水利工程的质量如何，直接影响到流域内人们生命和财产安全，并且由于水利工程的工期长、所需投资巨大，因此同普通的工程相比，对水利工程的质量有着更为严格的要求。水利工程具有很强的系统性，工程较为复杂，施工地貌的变化也较为频繁。目前，很多新的工程机械应用于水利工程施工中，施工的机械化程度获得很大提升，施工效率和施工质量也日益提高。
1.4、涉及面广
水利工程建设有着很高的复杂性，需要满足不同的使用功能，如防洪、发电、交通运输，以及人们生产生活用水的需求，在建设过程中，很多单位和部门都会参与其中。为了防止和减少在施工中水流造成的影响，通常将江河等的枯水期作为主要的施工期。在施工开始前，明确安排好施工的进度。需要注意的是，如果是在冬季施工，施工难度较大，因此对施工技术水平有着更高的要求。
2、模糊层次分析法（FAHP）
2.1、模糊层次分析法基本原理
模糊层次分析法最早是模糊集合理论，其主要是根据模糊一致关系与模糊一致矩阵所进行的，在整个过程中最为主要的部分是构建模糊一致矩阵，主要的构建方法是将下层元素相对于上层元素两两进行比较得出模糊矩阵。
2.2、FAHP的步骤
2.2.1、层次结构模型建立。主要根据问题进行相关指标的评价，然后将各评价指标所含因素分层。其顺序为目标层、准则层、方案层，每一层都代表了各自的特点，目标层主要是进行设计方案的选择。准则层是对相关指标进行评价。而方案层主要是进行水利工程设计方案的选择。整个过程上层能够支配下层。
2.2.2、模糊优先关系矩阵构造。主要是对比相关因素，并根据标准进行模糊判断矩阵的构造。
2.2.3、模糊一致矩阵构造。将构造完成的模糊互补矩阵进行数学变换可构造出模糊一致矩阵。
2.2.4、层次单排序。计算模糊一致矩阵，在一个层次中上层某元素就是对本层次的有限选择，其也被叫做层次单排序。根据模糊一致判断矩阵目前会常常用到根法进行计算，然后得到各要素权重，然后将其进行排列，从而得到结果。
2.2.5、层次总排序。
根据计算出的每一个因素相对应的解层排序，得到总序级的权重，得到目标级。以单级排序为基础，可以计算每个方案的总权重，根据目标层的标准，对单层元素和元素的排序结果进行层次化，规则层的单个结果可以按权重计算。选择最优解的阶的大小。
3、工程应用
3.1、工程概况
某水库位于黄河流域洛河一级支流甘水河上游，其主要是一座以防洪、灌溉为主，兼顾水产养殖等综合利用的中型水库。水库控制流域面积30.1km2，总库容1026万m3，大坝完工后还存在很多质量问题，在其运行的时候也经过几次的险情检查，虽然能够及时的进行水位的处理，并合理的控制了险情，但是还是埋下了很多的安全阴性。根据运行以来的检查及2008年地质勘探，大坝存在渗漏问题，使该工程无法正常发挥效益。
3.2、方案的优选
经对该工程进行初步论证后，拟定了4个方案对大坝进行防渗处理，即多头小直径深层搅拌桩，垂直铺塑，高喷灌浆和混凝土防渗墙方案等。结合大坝的特点及技术要求，对4个方案优选决策过程如下：
建立评价指标体系。作为衡量方案好坏的准则：防渗效果（S1），技术可行性（S2），工程总投资（S3），环境影响（S4）以及工效（S5）。层次结构模型如图1所示。
图1大坝加固防渗方案层次结构模型
3.3、排水工程
3.3.1、设计流量计算
对其进行计算的时候需要根据汇水面积或排涝流量进行农沟的分类，将其分为了A、B两个型号，斗沟不分型。以改建斗沟3、新建农沟15和新建农沟20分别作为典型斗沟、A型农沟、B型农沟计算设计排涝流量。由于典型斗沟、A、B型农沟汇水面积分别为16.18、7.2和4.7hm2，经计算，它们的设计排涝流量分别为0.14、0.06和0.04m3/s。
3.3.3、横断面设计
在设计的过程中主要是使用典型斗沟、A型农沟、B型农沟的设计流量进行排水沟横断面设计。根据群众要求，斗沟采用混凝土衬砌，农沟采用土质沟。新建及改建斗沟采用相同的断面；新建及改建农沟采用相同的断面。
典型斗、农沟渠底比降取1/1000。斗沟采用混凝土衬砌，其糙率系数取0.014，农沟采用土质沟，其糙率系数0.025～0.03，此项目采用0.03。斗沟边坡系数取0.5；农沟为土质沟，其边坡系数取1。
其具体设计同斗、农渠设计，计算结果如表1所示。
表1 排水沟横断面设计
3.3.4、纵断面设计
以新建农沟79为例，计算排涝水位。新建农沟79长222.31m，△Z按沿程水头损失的10%计算。A0=20.67m，经计算，新建农沟79的排涝水位Z排涝=20.22m。
其余斗沟及农沟用同样方法可计算。以此可确定排水沟的纵断面设计。
总之，加强对水利工程设计的完善，提升水利水电工程设计质量，确保水利水电工程能够发挥其使用功能非常重要。本文分析了FAHP法在水利工程设计方案优选中的应用，以期提供一些借鉴。
参考文献
[1]张鲁鲁，常英英，孟现岭.AHP法在水利工程设计方案优选中的应用[J].山西建筑，2013，35:237-238.
[2]杨慧娟，李宁，杜子璇.理想方案法在水利工程方案优选中的应用[J].华北水利水电学院学报，2005，04:66-68.
[3]陈仁杰.浅谈水利水电工程设计[J].科技信息，2010，2（17）：348.
论文作者:邱斌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/24
标签：水利工程论文; 模糊论文; 矩阵论文; 层次论文; 方案论文; 设计方案论文; 水流论文; 《防护工程》2018年第2期论文;