基于层次分析法的农田水利建设方案优化研究 66页

目录目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯IABSTRACT⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I1绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1本文研究背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．2本文的主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．32农田水利工程、河道生态景观设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52．1概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52．2农田水利工程设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．62．2．1灌溉渠道及水力计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．2．2排水沟道系统的规划设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．3河道生态景观设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯162．3．1景观生态学简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．162．3．2滨水区特有的功能和作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．172．3．3河道景观设计的几个趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．183农田水利工程渠道建设方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．223．1工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯223．2工程建设背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯233．3水力计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯243．4设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯324综合评价理论和层次分析法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．384．1前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯384．1．1综合评价的原则与步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．384．1．2综合评价方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．394．2单指标评价及评价指标标准化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯394．2．1单指标评价(分级)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一394．2．2评价指标的归一化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．414．3运用层次分析法(AHP)确定指标的权重⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4243．1单层次模型结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．424．3．2评价的基本思路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．434．3．3构造判断矩阵⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．434．3．4层次分析法的原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．454．3．5通常情形——多个层次的结构模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．465农田水利工程建设渠道方案优选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51n华北水利水电学院硕士学位论文5．1用AHP法建立建设方案的层次模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．515．2构造比较矩阵及确定权值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯525．3专家打分和综合评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯546结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．576．1结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．576．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．59致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．61参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．62附录一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6≥附录二⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．68IVn1绪论1．1本文研究背景及意义据世行归类，基础设施包括公共工程、交通设施和公共设施等三大类llJ。其中，电信、电力、排污、固体废弃物的回收与处理、自来水、卫生设施等属于公共设施范畴；大坝、排水及灌溉的渠道工程、道路等属于公共工程范畴；城市公用交通、港口、机场、航线、城市和城市之间的铁路等属于交通设施范畴。据此可见，农田水利基础工程应归于基础设施当中的公共工程这一类。由农业生产需水相关特征可知，农田水利基础工程应该指包括水坝、水库、泵站、水闸、机井、池塘、输水管道、排水沟道、灌渠等工程在内的，具有蓄、输、配水等多种功能的农业水利工程设施。综合而言，可以将农田水利基础工程看作农业水资源的“容器”和“载体”【2|。早在30年前，中国农村地区就已经建立起了相对完善的农业水利基础工程体系，并藉此为家庭联产承包责任制实现之后的农业大增产打下了坚实基础。改革开放30年来，我国农业水利建设投入逐步进入市场和政府“双失灵”的局面。具体而言，一方面，中央政府的财政支农资金主要用于大江大河的治理，地方政府则片面追求“市场化”，更多投入那些具有较高收益的城市水利建设项目，对于小型农田水利设施的建设、管理、维护工作则有“甩包袱”倾向；另一方面，农民个体也因为农业生产的比较收益过低、农田水利设施的外部性较大、农村组织化基本解散等问题而缺乏投入农田水利建设的动力，最后逐步导致出现乡村农田水利设施损毁难以发挥作用的局面【3J。建于上世纪的农业水利基础工程经过近半个世纪的超期运行，原来的农业水利设施服务农业与抗灾的能力不断减弱。目前全国18亿多亩耕地中，其中有55％的耕地完全靠天收，国内几个大型灌区的骨干输配水工程的损坏率接近四成，中小型灌区干支渠正常运行也只有五成左右，并且我国农业灌溉用水的利用系数平均也只有O．45左右，仅仅是世界先进水平的～半，多方面缺失、薄弱造成的结果是：每年由水引起的灾害造成粮食损失大约为1000亿斤【4|。脉旺镇位于汉川市境内西南，明朝中叶因“地脉旺盛”而得名。地处汉江中下n华北水利水电学院硕士学位论文游，汉水自西向东从镇中穿过，把脉旺分成脉南和脉北两片。它西南与仙桃市接壤，东南与杨林沟镇相抵，北与里潭乡、回龙镇相依。全镇共有12个行政村，～个社区，国土面积37．26平方公里【5]o脉旺镇为江汉平原沉降地带，地表被第三系和第四系地层所覆盖，地势平坦，为平原地貌，地面一般海拔高程23．29～25．87m之间；脉旺镇地处亚热带季风气候区，日照充足，热量丰富，雨水丰沛，年平均气温16．1℃，年均降水量1200mm左右，年均蒸发量583．7mm，是极好的粮棉产区【6J。镇内绝大部分农田水利工程主要建于上世纪六、七十年代，当时土法上马，标准不高，配套不全，存在先天不足，加之年久失修，后天失调，工程老化严重，服务农业和抗灾夺丰收能力不强。目前全镇农田水利工程存在的主要问题表现在以下几个方面：第一，农田水利基础设施抗灾力差，失修老化；脉旺镇农田水利基础设施大多数是20世纪六、七十年代通过公社集体劳动建成的，灌溉排水沟道均以土渠、土沟为主，经过长期运行使用，大量输配水设施老化、损毁，渠道、排水沟道渗漏、淤塞严重，过水、排水能力严重不足导致综合效益不断衰减，有效灌溉面积、排水面积不断下降，易旱易涝耕地面积逐年加大。第二，运行恶化；长期以来，镇农业水利基础工程重新建、轻改造，重硬件、轻软件的现象严重。片面地将农业水利基础工程建设当成是大规模新建、扩建，而忽略了对已建成的各种农业水利基础工程的改造和养护。一直以来湖北省的农业水利基础工程实行是的分级管理和“谁受益，谁负担”的原则。省内绝大部分农业水利基础工程的管理费用是从征收的水费费用中列支的，但近年来由于机构和税费改革，镇政府已停止农业水费的征收工作，导致镇农业水利基础工程的维护、费用管理难以按期保量落实，镇农业水利基础工程出现了管理维护不到位的情况，农业水利基础工程的使用效率和运营寿命也大大降低。第三，投入弱化；在国家没有实施税费改革以前，全镇各小型农业水利基础工程的维护和建设主要是依靠镇政府和各村组织农民集体劳动的方式进行。税费改革以后，之前带有政府性质的基金会被撤销，导致镇政府和村级的财政收入、财政经费急剧减少，在此背景下镇政府逐步减少了小型农业水利基础工程的投资和建设费用。与此同时，国家规定不得进行群众性集资，农民义务工和劳动积累n1绪论工也被取消。在这样的大环境下，镇农业水利基础工程的投资和建设在相当长的时间内一直处于困难时期，长期以来也难以找到积极而有效的解决问题的方法。2011年，中央一号文件63年来首次聚焦水利，印发了《关于加快水利改革发展的意见》。在这份文件中，首次将水利上升到了国家安全角度，为了保证用5到10年时间根本扭转水利建设滞后的局面，文件还提出一系列含金量极高的政策举措【7J。今后10年，已有规划和正在规划的水利建设项目总投资将在4万亿元左右。湖北省委书记李鸿忠同志多次指出：“兴水利，除水害，事关人类生存，经济发展，社会进步，历来是湖北为政之要，民生之本，兴鄂之基”。按中央“一号文件”要求，湖北省政府出台了一揽子措施加大力度推进全省的水利改革和发展。未来10年湖北省全省水利年均投资将在2010年的基础上增加一倍。湖北省水利改革和发展的规划目标显示，“十二五”期间全省水利概算的总投资将达到1189亿元，包括中央投资资金635亿元，地方配套资金554亿元。据悉，这笔水利巨额资金将重点投入到实施的八大水利工程当中，包括长江、汉江的防洪安保工程、中小型河流的治理和小型水库的除险加固工程、农业水利工程建设、农村安全饮水“自来水村村通”工程、水生态修复和保护工程、水土流失综合防治工程、水资源科学配置工程、水能资源开发工程等【8|。2009年8月，脉旺镇被湖北省委省政府确定为全省88个新农村建设试点乡镇。脉旺镇通过积极争取省市政策项目，目前已有省级投资万亩土地整理项目落户，南水北调中线工程江汉平原(脉旺镇18000亩)土地整治项目正稳步推进过程中。省级投资脉旺镇新农村建设万亩土地整理项目总投资1500万元(每亩1500元)，其中农田水利建设是土地整理项目中的重要组成部分，占项目总投资的60％。选择综合效益最优的农田水利建设方案对改善项目区农田水利设施状况、人居环境，保障项目区农作物稳产、增产，为全省社会主义新农村建设树立示范典型，对促进项目区经济社会持续快速发展将产生巨大作用。1．2本文的主要内容本文以脉旺镇新农村建设土地整理项目农田水利建设方案优选为实例，主要介绍了当前基层农田水利的现状及急需解决的问题、农田水利工程的设计与计算理论、城市河道滨水生态景观设计理论、农田水利工程建设一横渠三种边坡建设n华北水利水电学院硕士学位论文方案、对方案进行分析评价的综合评价理论和层次分析法。针对脉旺镇农田水利工程的现状及存在的问题，运用层次分析法，以优化农田水利工程建设方案为目标，比较了农田水利工程渠道建设的混凝土、土质、生态-,ee边坡形式，以经济性、可靠性、社会影响和环境影响为评价准则，建立了评价的层次结构模型，采用专家打分法，确定各评价因素的权重。为了方便决策，提高决策速度，基于MatLab软件平台中的相关矩阵运算函数，对判断矩阵进行分析计算，得出了生态边坡为最优建设方案的结论。最后，为使本设计成果更清晰直观，用CAD绘制了三种设计方案的渠道断面图。n2农田水利工程、河道生态景观设计2．1概述农田水利是水利工程的类别之一，其基本任务是通过各种工程技术措施，调节和改变农田水分状况及其有关地区水利条件，以促进农业生产的发展。农业是国民经济的基础。搞好农业是关系到我国社会主义经济建设、关系到国家高速发展的全局性问题，是实现四个现代化的重要保证。历史实践证明，只有农业得到了长足发展，国民经济的其它部门才具备最基本的发展条件。我国地域辽阔，各地自然特点不同，发展农业的水利条件也有差异。秦岭淮河以南地区，通称南方，年降雨量800．2000mm，故又称水分充裕地区，多年平均无霜期为220．300天，作物以稻麦为主，一年至少两熟。其中南岭山脉以南的华南地区，年降雨量1400．2000mm，终年很少见霜，一年可三熟。南方雨量虽较充沛，但由于降雨的时程分配与田间农作物需水要求不相适应，往往出现各种程度的春早和秋早，故仍需灌溉。长江流域中下游属于平原、低洼地带，太湖流域河流密集地区以及珠江三角洲等地，每年4．10月汛期外河水位经常高于地面高程，造成垸内水无法自流外排，渍涝和洪水灾害较为严重。淮河以北地区通称北方，年均降雨量少于800mm，该地区属于半干旱或干旱地区。其中属于干旱地区的有甘肃、陕西北部、宁夏、新疆、青藏高原、内蒙古西部和北部地区以及云南贵州高原的部分区域，上述地区降雨量少，而蒸发量大，大部分的干旱地区年均降雨量为100．200mm，有的地区几乎全年无雨，而年均蒸发量却达到了1500．2000mm，远远超过了当地年均降雨量，因此造成这些地区相当程度的干旱以及土壤出现盐碱化的现象。大部分干旱地区主要是农牧兼作区，种植的主要作物有棉花、小麦和杂粮等，灌溉在农牧业生产上占有极为重要的作用。此外，有些排水不良的半干旱地区，地下水位较高，地下水矿化度大，土壤盐碱化威胁较重。由以上内容可知，发展农业生产，一方面具有良好的自然条件，但另一方面也存在不同种类、不同程度的不利因素。农田水利建设是指为发展农业生产服务的水利事业，其基本任务是通过水利工程技术措施，改变不利于农业生产发展的自然条件，为农业高产高效服务。农田水利建设就是通过兴修为农田服务的水利n华北水利水电学院硕士学位论文设施，包括灌溉、排水、除涝和防盐、渍灾害等，建设旱涝保收，高产稳定的基本农田。因此，兴修水利，大力开展除涝、灌溉、治盐碱等水利工作对发展农业生产具有十分重要的意义【91。2．2农田水利工程设计2．2．1灌溉渠道及水力计算农作物需水量是农业用水的主要组成部分，也是整个国民经济中消耗水分的最主要部分。因此，它是水资源规划与开发利用时的必需资料，同时也是灌溉排水系统工程的规划设计和管理的基本依据。农田水分的消耗主要包括3部分：一是植株蒸腾，二是株间土壤蒸发，三是深层渗漏。通常把一、二部分消耗的水量称为作物需水量。作物需水量的多少通常与温度、日照、湿度、风速、土壤的含水状况、种植作物的种类以及作物的生长发育阶段、农业种植技术和灌溉排水措施等相关。计算作物需水量的方法，大致可归纳为两类；一类是直接计算出作物需水量，另一类是通过计算参照作物需水量来推算实际作物需水量。在实际工程设计中较常采用第二类计算方法。农作物的灌溉制度是指作物播种前(或水稻栽秧前)及全生育期内的灌水次数、每次的灌水日期和灌水定额以及灌溉定额。灌水定额是指一次灌水单位面积上的灌水量，各次灌水定额之和，叫灌溉定额。灌溉制度是灌区规划设计的主要内容和组成部分，也是水土资源平衡计算和渠系设计的基本依据，还是灌区运行管理的重要依据。由灌溉制度确定灌水率是计算灌区渠首的引水流量和灌溉渠道的设计流量。灌溉渠道的设计流量Q设=Q皂=Q净+Q损(2．1)Q净=g净’09Q损=crLQ净仃：』t⋯Y／o)仃=——，缀(2．2)(2．3)(2．4)n2农田水利工程、河道生态景观设计09一一渠道控制的灌溉面积，万亩；0辐一一渠道损失的流量，用3／s：仃一一每公里渠道渗漏损失水量占渠道净流量的百分数；L一一渠道长度；A、历一一渠床土壤的透水系数及透水指数，o净一一设计净灌水率或称设计净灌水模数K历3／s)·万亩j要满足自流灌溉要求，各级渠道入口均应有足够的水位，该水位应根据其所辖灌溉面积上所控制点的高程，加上控制点以上渠道的沿程水头损失及各建筑物的局部水头损失，即；H、：A。+△办+2Li+∑占(2．5)式中Ⅳ。．一渠道入口处水位，m；A。．．渠道所辖灌溉面积上控制点高程，m；△11．．所选控制点与末级固定渠道出口处地面高程差，一般取0．1--一0．2m；L．．计算渠道入口下游各级渠道的长度，m；i一．计算渠道入口下游各级渠道的比降；占．．水流通过渠系建筑物的水头损失，m，取值可参见灌溉排水设计规范；渠道纵断面图包括：沿渠地面高程线、渠道内设计水位线及最低水位线、渠底及渠道堤顶高程线、分水口及渠系建筑物的位置。柒底鬲程渠道比降图2—1干渠纵断面示意图Fi92-1MainCanalverticalsectiondiagram7n华北水利水电学院硕士学位论文灌溉渠道大多在一定长度内具有相同的流量、底坡、断面尺寸及相近的渠床糙率，渠内水流符合明渠均匀流条件，渠道横断面尺寸按明渠均匀流公式计算，即[10]：Q=AC、／Ri(2．6)式中9、彳一．渠道设计流量(脚3／s)及过水断面面积，m2；R、i．．水力半径(所)及渠道比降；．1C．．谢才系数，一般采用c：土Ri：刀”一一渠床糙率系数，参见相关设计规范；渠道断面宽深比即渠道底宽与水深的比值b／h，它影响到渠道性能和造价。选择b／h时常应考虑以下几个方面因素。1．水力最优断面当渠底比降和糙率一定时，通过某一规定流量所需的最小过水断面称水力最优断面，此时渠道工程量最小。对于梯形渠道，水力最优断面的宽深比为：_b：2(而一聊)(2．7)门式中m一一渠道边坡系数；不同边坡系数下，渠道水力最优断面的宽深比见表表2．1不同边坡系数m下水力最优断面宽深比值表Table2-1Optimalhydrauliccrosssectionofwidthtodepthratioofthetableunderadifferentslopecoefficient2．渠道的不冲不淤流速为保持渠道的纵向稳定，所断面还应使渠道的设计流速V设计满足不冲、不淤流速要求，即：V不於Q排水，因此采用Q灌溉设计的渠道断面尺寸均能满足灌溉与排水要求。现针对一横渠的现状以及存在的问题，结合新农村建设的要求和工程投资情况，有三种形式的边坡可供选择。n华北水利水电学院硕士学位论文3．4设计方案(1)混凝土边坡由上节水力计算可知，用渠道引水流量Q=6．4m3／S设计的渠道断面尺寸能满足排水及灌溉要求。查阅一横渠现状的基本资料，其底宽为仁8m，两侧边坡1：1．5，纵坡比降％ooo，运用明渠均匀流公式Q=彳c√面及c=i1尺％设计渠道的断面尺寸。为提高渠道的灌排效率，改善渠道沿线生态环境，经分析研究，本方案拟对渠道边坡采用混凝土衬砌，为方便农民取水，每间隔200米设置踏步，具体设计如下图，一攒渠护痨标准餐面匿1：i00图3．1一横渠护砌标准断面图Fig3-1Yihengquembankmentstandardsectionaldrawingn渠项农田水利工程渠道建设方案1-i剖面图l：100图3．2剖面图Fig3-2SectiondiagramProfile苍．二芝．=运凝：：=葚互壹餐，五互蟹：n÷／——’～／．——P，、＼、i子瓷善寰o里程o—●o誊原状瓢高程设汁瓢穰设计水住癌程{雠土护镢郁高程沟底}惮．113000一一横渠衬砌纵断面图1：1∞图3．3一横渠衬砌纵断面图Fig3—3Yihengqulininglongitudinalsectionn华北水利水电学院硕士学位论文(2)土质边坡运用明渠均匀流相关公式的计算方法，确定渠道断面结构尺寸和不冲不淤的约束条件渠道断面形式。经研究分析，选用弧形坡脚的土质梯形断面，因该断面形式接近水力最佳断面，满足水力最佳断面的相关条件，所以具有水流条件好，流速快，输沙能力较强，防渗效果好，抗冻性能较强等优点。根据渠道挖填平衡原则，确定了灌溉渠道工程量和渠道填方量、挖方量、渠道比降。通过实例比较证实，采用土质边坡的设计方法可以大幅度节省工程投资。结合汉川地区多项工程中的实践经验和当地土质，取糙率门=0．019，比降为／／55000，运用蛛淤=c√瓦，咏冲=KQ01校核渠道流速。经比较研究各种防渗材料，拟采用5002／mz二布一膜作防渗体，为了防止防渗体下植物杂草生长，避免穿透二布一膜防渗体，对于边坡上有植物杂草的要彻底清除，并喷洒灭草剂。为减少土方使用量和工程建设投资，将渠底清淤的土壤晾干后覆盖二布一膜并压实，覆盖层厚度为0．5m。l：l∞图3—4一横渠土质边坡标准断面图Fig3-4SectionaldrawingofYihengqusoilslopestandardsn3农田水利工程渠道建设方案(3)生态边坡生态边坡的设计特点：1、“人本”的设计理念“人”是景观的使用者，在设计时应首先考虑使用者的各种要求、做好总体布局。人本的景观设计就是以周边居民为第一服务对象，为不同年龄层次的人群提供不同的设施、场所以满足他们不同的需求。创造出适宜他们休闲、娱乐的空间和环境，从而改善附近居民的生活条件以及丰富他们的精神生活。2、设计具有亲水特性渠岸每隔50一100米建成多阶段形式，通过层层平台将居民活动的平台延伸到水上，增加了居民的亲水性。渠道一侧连接张蛤新村这一地区设有延伸至渠道中的栈桥，也使居民的亲水体验更加直接、生动。3、“因地制宜”是植物造景的根本在景观设计中，“因地制宜”应是“适地适植物”、“适景适树”最重要的条件。选择适生树种和乡土树种，要做到宜树则树，宜花则花，宜草则草，充分体现地方特点与文化，做到这两点就能以最经济最节约的方式发挥最大的景观生态效益。4、自然景观与人工景观相结合张始新村广场是附近居民休憩的主要场所。设计中主要采用以植物造景为主，“以绿为主”，最大限度提高绿化程度，体现自然生态。绿地中配置高大乔木，茂密的灌木，营造出令人心旷神怡的环境。周边建有大小广场三处，设置的人工景点能增添了这一地区的活力，也为附近居民的休闲娱乐提供了场所。这种人工景观与自然景观的完美结合，使人们能体会到生活在水边的清新与惬意。5、“崇尚自然”寻求人与自然的和谐纵观中外古今的庭院设计，都本着“接近自然，回归自然”的设计理念，把这一理念贯穿于整个设计与建造过程中。只有在有限的生活空间中学习自然、依托自然，寻求人与建筑小品、植物之间、山水的和谐相处，才能使环境有融于自然之感，从而达到人与自然的和谐。根据中央提出的新农村建设“生产发展、生活富裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”20字要求，参照城市河道景观设计原理、运用景观生态学基本原理，n华北水利水电学院硕士学位论文拟对荷沙沿线5．6km长渠段进行景观生态设计，主要内容如下；(1)结合渠道灌溉、排水等治理措施，确定渠道的断面尺寸。(2)通过水力计算求出校核水位，确定亲水平台的高程。(3)渠道的断面形式采用不对称的复式结构，增加附近居民的活动空间。(4)对渠道边坡进行混凝土衬砌。(5)渠堤两岸绿化(6)缓冲带景观建设。渠岸一侧连接张蛤新村广场的建设。(7)亲水平台的设计。在己完成的渠岸基础上每隔50—100米，将渠岸改成多阶段形式，通过层层平台将附近居民活动的平延伸到水上，增加了居民的亲水性。(8)景观桥梁的设计。为方便沿线居民及生产机械通行，在渠道上新建6座便桥，修复4座，体现新农村建设“以人为本”的理念。由上节计算出一横渠灌溉流量Q灌溉=6．4m3／s，排水流量Q排水=1．55m3／s，一横渠设计为灌排两用渠道，经灌溉流量设计的断面尺寸能满足灌溉、排水要求。经计算得出的渠底宽度和水深与一横渠现状尺寸进行对比分析，取底宽6：6．0聊，水深力：1．7朋，安全超高0．5m，为方便施工确定亲水平台的高度为h：2．5m。具体断面设计及效果图如下所示：一j6鹳雕E撩霭设计标准断面图l：1∞图3-5一横渠生态景观设计标准断面图Fig3-5SectionaldrawingofYihengquecologicallandscapedesignstandardsn3农田水利工程渠道建设方案图3-6一横渠生态景观设计实际效果图Fig3-6TheYihengquecologicallandscapedesignoftheactualrenderings37n华北水利水电学院硕士学位论文4．1前言4综合评价理论和层次分析法～般来讲，评价工作就是按照事先确定的目标，在对待评价对象进行系统分析基础之上，确定待评对象的相关属性以及把这些属性转变成主观效用的过程。因此，评价工作应包括两个基本方面：①在评价目标的指导下，对待评对象进行系统分析，确定评价的指标体系和权重体系；②对待评对象相关性质进行评定，并转化成为评价者的主观效用。所以，评价过程就是客观和主观结合的过程，评价结果是决策者决策的基础。系统评价是方法系统工程学中的一种基本评价方法，这种方法将研究的对象作为～个系统来分析，并对分析结果进行综合，在该基础上，在对系统进行多角度、多方面评价，如此重复进行这个过程直到有效实现预期设定的目标。总而言之，评价工作贯穿整个系统开发的过程，在系统的分析、设计、实施阶段均要进行系统评价工作，系统评价的内容一般可用图4．1所示【2川。一技术评价卜_力_一经济评价j卜综案△口评价一政策评价卜价一社会评愉L图4．1系统评价的内容Fig．4—1Thecontentsofthesystematicreviews4．1．1综合评价的原则与步骤对工程项目进行综合评价的工作虽然随着具体的评价模型不同而不一样，但是评价工作一般都应遵循以下几个基本原则：①确保评价的客观公正性；②确保评价方案之间的可比较性；③确保评价指标体系的全面性；④确保评价目标与国家法律、法规的一致性。综合评价工作的一般步骤：①首先要明确系统评价的总体目标，了解并熟悉各待评方案的基本情况：②其次在分析系统的要素，找出评价项目；③确定评价n4综合评价理论和层次分析法的指标体系；④制定出相应的评价结构与评价的准则；⑤根据实际情况，选出相应的评价方法；⑥进行单项评价；⑦最后进行综合评价。4．1．2综合评价方法目前，多目标多层次的综合评价已经渗透到人们的各个方面，其应用的范围也越来越广泛，可以使用的方法也越来越，对于应用者而言，如何从纷繁复杂的备选方法中选择最适宜的方法。所以，对综合评价的理论和方法进行整理总结具有很重要的现实意义。根据评价方法的理论基础，可分为以下四大类：(1)专家评价法。例如：优序法、综合评分法、专家评分法。(2)运筹学方法。例如：DEA分析法，多目标决策方法，专家最优综合评价模型。(3)其他数学方法。例如：层次分析法(AHP)，模糊综合评价法，可能．满意度模型，数理统计方法，灰色评价方法。(4)混合方法。这是以上几种方法共同使用的方法。例如：FHW方法，模糊聚类分析方法，主成份加权线性分析方法，PC—AHP方法[281。根据本文工程设计方案的特点，以下两节将详细介绍专家评价方法和层次分析法(AHP)。4．2单指标评价及评价指标标准化综合评价指标体系主要有定量和定性两种指标。在评价过程中一般采用专家(分级)评分方法将定性指标数量化。对于定量的指标则在原有各标值的基础上给予无量纲化和归一化，之后统一转化成标准值进行综合评价。4．2．1单指标评价(分级)单定性指标的数量化，一般都是邀请经验丰富的专家，对各方案的不同指标进行分级评分，通常应用方法是直接打分法。这是一种经验评分法或感觉评分法。如果要对不同方案的某一个指标进行比较、评价，可邀请部分专家，按照各位专家的主观经验，对各种方案的同一指标按一定的分级进行计分(分良、中、差三个等级，相应的分数为3、2、1，当然也可以分成五级、七级等不同的记分形式)记入表格中，然后加以统计综合。例如：以下五个方案的某一个指标，邀请了15位专家给予评分，如表4—1所示。n华北水利水电学院硕士学位论文表4-1单指标直接打分法示例表Table4-1Singleindexscoringmethodthesampletable评分者方案I方案II方案III方案rv方案V1差中差中良15小(a)良(b)中计(C)差S，=3(a)+2(b)+(C)Fl=S么s百分制B，十分制Bj中474302．079．17．91得分系数厂o．132o．1640．2000．2300．224_———————————————————————————————————————————————————一最后综合评分结果，可分别用以下的几种方法计算：(1)总分制，如表中的S，；(2)平均得分，如表中F；(3)100分制耻乏×100，‘。=253-(4)10分制，如表中Bj={L×10；1max76中差中中中中良良良中良良良良86。”M叽卯差中中中中良良中良良良良良良95，弘瑚㈣m：9差良良中良中中良中差良良中中663粥勉跹嘶差差中差中差中中中中良中中良中中差中差中良差中中良良23456789m¨他BM中。加4"mⅢ川n4综合评价理论和层次分析法(5)得分系数，如表中∥=嘉，∑F=11；以上是对各个方案的同一个指标的评分值，同理可对其它的指标进行评分，最终可得到一综合评价矩阵见表4-2。表4-2不同方案各个指标的评价矩阵Table4-2Evaluationoftheindexmatrixofthedifferentoptions～J2⋯j⋯m⋯JY11Y12⋯Y}i．．．Ylm2Y2iY22⋯Y2h．Y2m●ZYtiYi2⋯K，．．．K。●门K，K2⋯L，．．．K埘表中n为方案数(i-1，2，⋯n)；m指标数(j=1，2，⋯m)r，第i方案第j项指标的评价值。若为定性指标，则r，为评分值，若为定量指标则为各指标的物理或货币量数值。4．2．2评价指标的归一化基于以上评价中各个指标的量纲不尽相同，并且各个指标优化准则也不一致。有些是愈小愈好，比如成本、费用、对环境的不利影响等等。有些则是愈大愈好，比如产值、内部收益、率效益等等；为了用统一的综合指标以便于计算，用插值法把】j，标准化成为X。。若指标j为越小(越大)越好，可令各个方案中第j指标的最大(最小)值n华北水利水电学院硕士学位论文为最差值k，相应的赋其指标值x。，=1；再令同一指标的最小(最大)值定为最佳值％，相应的赋予它的标准值彳坷=100。即：max溉}=k专Xw=1．0，min慨}=％．。x机=100(j=1j2，⋯m)(越小越好)mm慨}=■jXw=1．0，max{f,j}=矗．，斗x如．=100(j=1,2，⋯m)(越大越好)任一指标Z，的标准值【29]。X一1+生当×99iYw|一Yb|(i=1,2，⋯胛；J=1,2，⋯聊)4．3运用层次分析法(A肿)确定指标的权重不同方案进行比较和多目标的综合评价，经常会涉及到各个指标权重(加权系数)杉的确定，指标权重的确定对方案选优和综合评价都有很大的影响。在实际工程中常常运用层次分析法(AHP)来确定指标权重[30]。层次分析法分析问题的常用思路是把将要分析的问题层次化；根据问题的有关特性和要达成的总目标，把问题分解为不同类型的组成因素，并按照这些因素间的关联影响及其隶属关系，将因素按不同层次凝聚组合，形成一个多层次分析结构模型；最后，对问题进行优劣比较并排列‘311。层次分析法的运用给决策者解决诸如那些难以定量描述的问题提供了很大的方便[321。4．3．1单层次模型结构如图4．2所示，该模型是由一个目标C以及隶属它的n个评价元素彳。，A：?⋯，么。和决策者组成。让决策者在这个目标下对1"1个元素进行评价，对这些元素进行优劣排序并做出相对重要的权衡，但在实际操作过程中，往往由于决策者能力的限制很难一次性做出判断，不过如果仅对两个元素的优劣程度进行比较则是切实可行的[33]。n4综合评价理论和层次分析法图4-2单层次模型结构Fig．4—2Single—levelmodels!．rucRITe4．3．2评价的基本思路层次分析法的基本思路就是将决策者对这n个元素的重要程度的整体判断转变成对这n个元素的两两相互比较，然后再对这11_个元素的整体重要程度判断排序，即确定各个元素的权重[34】。4．3．3构造判断矩阵(1)构造成对比较判断矩阵是在单层次模型结构中，假设目标元素C"同与它相连的元素A，jA：，⋯，彳。有隶属关系。假设上一层次某个目标元素C。作为准则，通过询问决策者在原则C。下元素么，的优劣程度比较，构造出一个判断矩阵，其形式为[35]：表4-3判断矩阵Table4-3Judgmentmatrix其中臼。表示对于C。来说，A，对A，相对重要性的数值体现，通常臼。可取1、2、⋯9以及它们的倒数作为标度，含义如下表4．4所示[36]。n华北水利水电学院硕士学位论文表4．4判断矩阵的比例尺度及其含义Table4-4TodeterminethematrixoftheproportionofscaleandtheirmeaningsR度Q。含义2，4，6，8．11．——．···．一。2。9元素i与元素i的影响相同元素i比元素j的影响稍强元素i比元素j的影响强元素i比元素j的影响明显的强元素i比元素i的影响绝对的强元素i与元素{的影响之比在上述两个相邻等级之间元素i与元素j的影响之比为上面臼，，的互反数从心理学的观点来分析，过多分层既增加了作判断的难度，又容易因此而造成提供互相矛盾的结果。Saaty等人还采用了实验方法比较在各种不同标度下的判断结果的正确性，其实验结果也证明，采用1～9的比例尺度最为适宜【37][38]。判断矩阵的元素具有如下性质，①日。)O；②a。=土；③日，，=1；“、／i(2)计算单一准则下元素的相对重要性计算判断矩阵A的最大特征根五。。和其对应的经归一化后的特征向量形=[CO。CO：⋯CO。]7。第一步先对判断矩阵A求解最大特征根么∥=五。。W得特征向量W后将其归一化，将归一化后所得的特征向量∥=[qCO：⋯COn]7作为本层次4彳：⋯⋯4。对于目标元素C。的排序权值咧。五。。和∥的计算可采用以下一种近似计算的方根法，其步骤如下：①将判断矩阵A中元素按行相乘：即兀日。(k1．2．⋯．船)；，=l②计算CO．=③将石归一化得缈，=-生，∥：CO，CO：⋯％]7为所求特征向量：兀虿j=ln4综合评价理论和层次分析法④计算最大特征根旯。。=喜等竽，其中。∥)，表示向量么∥的第i个元素【40】；(3)单层次判断矩阵A的一致性检验在单层次判断矩阵A中，当口。：垒时，称判断矩阵为一致性矩阵。但在实njk际计算过程中往往由于客观事物的复杂性和决策者主观意见，所得的判断矩阵一般很难满足一致性矩阵，但是其偏差应不宜过大。因此，在得到判断矩阵的最大特征值五。。后，还要求对判断矩阵的一致性进行检验【41]。一致性检验的基本方法如下所示：①计算一致性特征指标c．，．：譬，”为判断矩阵的阶数；②计算平均随机一致性指标R．，．是对此重复进行随机判断矩阵特征值的计算后取算术平均数得到的，表4．5给出1～15维矩阵重复矩阵计算1000次的平均随机一致性指标值：表4-5一致性指标值Table4-5Consistencyindexvalue③计算一致性比例c．R．：垡，R．』．当C．R．<0．1时，一般认为判断矩阵的误差范围是可以接受的，否则应该对判断矩阵重新取值直到符合要求[42]。4．3．4层次分析法的原理把判断矩阵A的最大特征根允。。对应的特征向量经归一化后得∥=b，缈：⋯缈。]r，将∥当作本层次的各元素A，．彳：，⋯?A。相对于目标元素c。的排序权值，其原理为：假设1"1个元素经归一化而得的向量分别为q09：⋯⋯∞。，其两两之间的比较n华北水利水电学院硕士学位论文相对向量用矩阵表示为若用向彳∥=么：陉致荔l％，％：⋯％。缓麴％。％：⋯％。㈦％，％：⋯％。pJ船陉=咒∥即得么形=船∥；根据矩阵论原理可以证明，这个矩阵必定有唯一且不等于零的最大特征值名。。，且有力。。=∥431。若形为未知，在矩阵A已给定的情况下，可先求矩阵A的最大特征值旯。。以及其对应的特征值向量，把得出的特征向量经归一化后的向量∥当作n个元素的相对权重。同理，对于那些诸如社会、管理、经济等复杂的问题，也可通过构建问题的层次分析模型，做出与之相对应的判断矩阵，运用介绍的有关原理确定各种措施、成果、方案等对于总目标的重要程度的权重，从而为决策、评价提供参考依据㈣。4．3．5通常情形——多个层次的结构模型运用层次分析法求解常见的多个层次结构的有关问题其一般步骤如下：(1)建立问题的阶梯状层次结构46n4综合评价理论和层次分析法目标层准则层子准则层；方案层方案1|；r——————————]r——————————_I『方案2⋯『方案n图4-3梯阶层次结构Fig．4—2Ladder-levelstructure第一步先对决策目标所涉及的相关元素进行归类，构造一个各元素相互联系的阶梯状层次结构模型。处于最上面的一层通常是预定目标，一般只有一个元素，中间层的各元素通常是准则、子准则，最低层通常是决策的待选方案【45]。典型的层次结构模型如图4．3所示。(2)构造两两比较判断矩阵按单层次结构模型的方法构造各层次元素的两两比较判断矩阵。(3)确定单一准则层下元素的权重这个过程是：对上一层次的某个元素来讲本层次与该元素相关联的各个元素的相对重要程度的权值，要依据构造的判断矩阵进行计算。将每个判断矩阵当成单层次的子模型，按上节介绍的单层次结构模型的有关方法求判断矩阵的最大解特征根：即AW=五。。W。将计算出的特征向量W归一化后当作本层次元素A1A：，⋯，A。相对上一层次某个元素的重要程度排序权值。力。。和形计算方法参照前面已经介绍的内容。(4)判断矩阵的一致性检验在得到z。。和其特征向量∥=[09，09：⋯09n]7后，还需要对做出的判断矩阵进行一致性柃骀。n华北水利水电学院硕士学位论文(5)计算各层次上元素的组合权重(层次总排序)层次总排序需要从上到下逐层进行。对于最高层，它的层次单排序即为总排序[461。如果上一层所有元素彳，彳：⋯⋯彳。的组合权重已知，权值分别为臼，、以：、日，、⋯⋯、口。，与么，相应的本层元素B。、B：、⋯⋯、B。的单排序结果67，6i，⋯⋯6：(忙1，2，⋯，聊)。若B，与么，无联系，则bj=0，本层次元素的组合权重可根据表4-6演示的方法进行计算。表4-6元素组合权重Table4．6ElementcombinationweightsB1B．b?b!b12b；6，67b，=∑臼，b?b，：y臼，6j二』一‘一B。6：．．．．．．6：7b，，=∑以，6：———————————————————————————————————————————————————一』=I由此可知，显然有∑b，=1。(6)一致性检验为检验层次总排序的计算结果是否具有一致性，也要进行与层次单排序项一样的检验过程。定义C．I．为层次总排序的随机一致性指标，其计算公式为C．I．=∑d?C．I．f『-1C．，．，为么，相应的B层次中判断矩阵的一致性指标。R。I．：■GjR。I．J‘．一‘48n4综合评价理论和层次分析法R．，．，为彳，相对应的B层次中判断矩阵的随机一致性指标。并取C．R．：三±R．』．当C．R．<0．10，认为层次总排序的结果满足一致性要求。否则，需对判断矩阵重新取值【471。运用层次分析法计算的结果是相对于总目标的各个决策方案的优先顺序权重，可以以此为依据做出相关决策[48]。(7)层次分析法(AHP)的总结T．L．Saaty等人在七十年代正式提出AHP之后，由于其对处理难度较大的目标决策问题具有很强的有效性和实用性，因此在全世界范围内很快得到了高度的重视和广泛的应用。近年来它的应用范围已遍及到能源的分配和相关政策、行为科学、运输、教育、医疗、人才、农业、环境、经济管理和计划、军事指挥等领域‘491。层次分析法处理的问题主要是分析、预测、评价、决策等。层次分析法在上个世纪八十年代初被引入我国，在数学工作者和技术人员当中得到广泛的认同和应用。从层次分析法的原理、步骤、应用等方面的分析我们不难得出层次分析法有以下优点：(1)系统性层次分析把研究对象当成一个整体，按照分解、比较判断、综合的思维方式进行决策，成为继机理分析、统计分析之后发展起来的又一个系统分析的重要工具。(2)实用性层次分析法把定性分析和定量分析的方法结合起来，可以解决很多用以往的最优化技术无法解决的问题，因此具有相当的应用范围。而且，层次分析法在决策者与决策分析者之间架构了一座沟通的桥梁，使决策者可以直接应用，这样直接就提高了决策的科学性和有效性。(3)简洁性即便只具有中等文化程度的人也可以掌握层次分析的基本原理和并能进行实际运用，并且其计算过程也很简便，所得的结果简单易懂，很容易被决策者了解和掌握f50]。层次分析法的局限性可以用囿旧、粗略、主观等词来概括。首先，层次分析法只能从原有的方案中选择，而不能形成新的方案；其次，通过比较判断而得的结论都略显粗糙，不能适用于要求精度很高的决策问题；再者，从建立的层次结49n华北水利水电学院硕士学位论文构模型中倒推出的成对比较阵，决策者主观因素的影响偏大，这样往往造成决策的结果难以被众人所认同。当然，运用专家打分法是克服这个问题的一种有效途径【51]。n5农田水利工程建设渠道方案优选5．1用AHP法建立建设方案的层次模型用AHP法分析问题时，第一步就是合理的建立所要分析的问题的层次模型，层次模型建立的科学与否直接决定着层次分析法应用的成功与否。因新农村建设农田水利影响范围广、涉及因素多，所以在建立此次工程设计方案的层次模型时，经与业主及当地居民代表充分协调沟通的情况下，邀请了十五位专家进行座谈，大家集思广益，充分讨论，最终取得了如下一致意见。目标层的最终目标是选取农田水利工程渠道边坡建设方案，目标层的准则主要有经济性、可靠性、社会影响和环境因素四个方面。由于脉旺镇新农村建设土地整理项目的工程投资费用已经确定，因而方案的费用显得尤为重要；但新农村建设农田水利工程的最终目的是粮食增产、农业增效、农民增收，树立新农村建设农田水利工程示范典型，社会影响是基于第一位的；由于脉旺镇新农村建设土地整理项目是省级投资，可靠性也显得较为重要；在设计中充分考虑了环境影响问题，因而这方面比较有把握。各准则下还有对应有若干子准则，如图5．1所示。对于经济性，重点考虑建设费用，降低运营管理费用，保证经济寿命三个方面。对于可靠性，要从工程建设的设计、施工难易以及施工工期进行分析，重点考虑了整体设计可靠性，技术可靠性、工期可靠性三个方面。对于社会影响，主要考虑了农业增效、水利安全、新农村建设示范典型三个方面的因素。对于环境影响，主要考虑了淤泥处理、建筑垃圾处理、改善生态环境三个方面的因素。最后一层是方案层，农田水利建设渠道边坡设计形式详见第三章。n华北水利水电学院硕士学位论文混凝土边坡土质边坡生态边坡图5．1建设方案层次Fig．5—1Buildingprogramlevel5．2构造比较矩阵及确定权值对照上节建立的层次分析模型，我们组织专家讨论并建立了各个层次的比较矩阵，并用Matlab(美国MathWorks公司出品的商业数学软件)建立了矩阵计算的程序【52]，计算各个比较矩阵的权值。如下各表：A—BB、B3B4n5农田水利工程建设渠道方案优选C7C8C9％1％A。。=3．308C．1．=0．019C．R．=0．033W=[o．1050．6370．258]753巧3n华北水利水电学院硕士学位论文五。。=3．009CI．=0．022C．R．=0．005W=【0．633o．193o．174]，由计算结果，经综合各比较矩阵，我们建立了各个指标相对于总目标的权值，如图5—2所示。5．3专家打分和综合评价在获得了权重计算的结果后，我们又组织了12位专家，对三种边坡建设方案进行综合评定。12位专家对每一个方案相对于12个准则(C，一一C，：)的每一准则进行了打分。其中，C，、C：、C。、C。为定量指标运用第四章中第二节插值法，并结合具体数据进行计算打分。n5农田水利工程建设渠道方案优选建设方案彳专篓E<爱c：晨厂整体设计可靠性c。0．09可靠性B：．』技术可靠性c，。．。24。．，25L工期可靠性c：。．。，。r，农业增效c，o·055社会影响B，<水利安全cso．1350．212L新农村建设示范典型C。0．022厂建筑垃圾处理c1。。·。15环境影响B。<淤泥处理c1】0．049o．077L改善生态环境c，：o．013对于定性的指标我们设定了优、良、中、差四个等级，对应的分数分别为100、80、60、40。15位专家对每一个定性的指标都给予了评分，最后平均各位专家的得分(见附录二)，具体打分情况如下表。由表5-1中计算结果可知，生态边坡建设方案的综合得分最高，最后确定农田水利工程渠道建设采用生态边坡的形式。厂flllllIlJ＼、＼1lJlIIlfI＼n华北水利水电学院硕士学位论文表5-1直接打分法计算示例表Table5-1scoringmethodthesampletable0．37l0．1520．0620．090．0240．010．055O．1350．022O．0150．04980．0090．1388．5287．7376．3075．0070．0060．0080．3581．330．01375．0011总评F=∑w，∥79．3290．0078．4060．0075．2084．3685．0070．0062．1460．0083．5682．6470．0075．0080．5087．3590．1380．3560．1292．7487．3985．4775．4280．0086．2078．4482．2356G已厶．乙己已GG厶“∞on6结论与展望6．1结论本文是层次分析法(AHP)在新农村建设农田水利设计方案优选中的一次尝试，虽然这种方法在科学分析上还存在一些不全面的地方，但毕竟是在科学目标决策方面迈出了重要一步。通过对农田水利建设方案各指标体系的分析研究得出以下结论：(1)应用了方案评价的层次分析法。层次分析法作为方案评价的经典方法，能够科学的、系统的分析影响多目标方案评估目标的关键因素，并赋予权重，通过检验，所得可信的评估结果。(2)构建了农田水利建设渠道边坡设计方案的层次结构模型。(3)构建了农田水利建设渠道边坡设计方案的评价指标体系。组织了15位专家对各个指标相对总目标的重要程度进行打分，计算各指标权重，并进行一致性检验，从而确定各个指标对于总目标的百分制分值。(4)采集并整理了基本信息。本论文从建设方案的各个指标角度对建设方案的基础信息进行整理与综合，整理所得的系统化资料作为提供给专家的评估打分的背景资料。(5)进行了以“脉旺镇新农村建设土地整理农田水利工程渠道边坡建设方案”为例的研究，选取了生态边坡为综合效益最佳的建设方案。研究成果在汉川市乃至全省新农村建设示范点方面、汉川市小型农田水利建设方面提供了有价值的基础资料。(6)本研究成果采用了具有先进水平的层次分析法AHP，结合被称为第四代计算机语言的MATLAB工具软件及基于矩阵理论基础的严格的一致性检验[52]，可以普遍应用于设计优化和各种多目标、多方案分析决策领域[53]。该方法很有可能在公司相关专业得到极有价值的推广应用，前景看好酬。6．2展望(1)对于评估指标体系的研究，在建立层次结构模型时，仅仅是通过主要依靠咨询专家来确定影响建议方案的主要因素，这样是不够科学、不够全面的。希望在今后的建设方案选取研究中，在确定关键因素时，可以结合评估的定量分n华北水利水电学院硕士学位论文析方法，比如对潜在因素进行因子分析。(2)本论文仅从建设方案选取角度对各建设方案进行分析与研究，所得结论只是为选取最终建设方案服务的。并未从项目建成后产生的社会、经济、生态效益等角度入手。将来只有从这些方面着手挖掘研究成果的价值，才能供有关部门参考，充分发挥该研究成果的价值。(3)在计算建设方案总得分时，只是累加了专家对各个指标打分的平均值，这种算法比较粗略。更为科学的方法是对每一位参与打分的专家都要进行重要程度排序，并计算出每个专家的重要程度权重，最后在对各个专家打分的结果进行计算。希望在今后的研究过程中对选取结果的处理计算要更加精确、科学。n攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目1攻读硕士学位期间发表的学术论文[1]康迎宾，郑艳丽，王威威，论石河水库溢流坝的加固设计，《山西建筑》，2010．2[2]王威威，郑艳丽，安阳众乐水库安全评价渗流稳定的分析，《山西建筑》，2010．62攻读硕士学位期间参加的科研项目[1]2008年9月参加了河南省水利厅对口支援江油市恢复重建水利的工作，完成了幸福、和平等21座高危及次危小型水库的除险加固勘察设计工作。[2]2009年4月完成了河南省安阳市海河流域杏园沟、岳飞河、王庄沟等5条沟的规划报告及初步设计工作。[3]2009年12月完成了安阳市安阳县水浴、众乐两座小型土石坝的大坝安全鉴定工作，参与了安阳市安阳河豆公闸的闸门安全评价工作。[4]2010年5月一9月参与了河北省秦皇岛市石河水库混凝土坝的大坝安全评价工作，完成了河南省鹤壁市山城区温家沟水库、马村水库的除险加固勘察设计工作。nn致谢致谢三年的研究生学习生活，很快就要画上句号，再过两个月，就要离开可爱的校园，告别可爱的老师、同学们，用在学校学习的知识、结成的友谊去适应社会，去搏击生命中的一个个挑战。忆往昔岁月，顿时感慨颇多!本文从选题到定稿，历时一年之多。由于已参加工作，不能长时间、系统的在校学习，接受导师指导。工作与专业学习的矛盾自始至终存在。从湖北到河南遥远的路途，没有能阻挡我求学的热情，相反更激励了我上进的决心。我一直本着实际行动践行“情系水利，自强不息”之华北水院校训。论文的写作过程中，得到了导师康迎宾教授的悉心指导，得到了脉旺镇党委书记周忠厚同志、孝感市政府办公室王成宏同志的大力支持，得到了同门师兄弟、学姐学妹、单位同事的热心帮助。汉JII市国土资源局土地整理中心相关人员提供了大量基础资料，脉旺镇水利站同志提供了水利年鉴。在此，对在论文写作过程中给予帮助的各位老师、领导、同学、同事致以最诚挚的谢意。最后要特别感谢郑艳丽的无私帮助，真诚奉献。在春回大地的日子里，愿大家一生平安!n华北水利水电学院硕士学位论文参考文献[1]广东省科技厅．广东2008年科技工作总结[EB／OL]．www．most．gov．vn，2009．2．『2]广东省农业科学院科技情报研究所．依靠科技发展现代农业和提高农业综合生产能力．广东省调研报告．[R]．2008f3]郑凤田．中国人民大学农业与农村发展学院调研报告．[R]．2011[4]罗兴佑．⋯渠成’为何不能‘水到”．[J]．中国改革，2006(4)[5]汉川市水利局统计年鉴．[M]．2010[6]武汉大学资源与环境学院．汉川市脉旺镇新农村建设土地整理项目设计报告．[R]，2009f7]中共中央．力口快水利改革发展，2011f8]中共湖北省委、湖北省人民政府．关于加快水利改革发展的决定，2011．01．12[9]史海滨．田军仓，刘庆华．灌溉排水工程学．[M]．北京：中国水利水电出版社，2006[10]吴持恭．水力学．[M]．北京：高等教育出版社，2008[11]马文英．渠道和渠系建筑物．[M]．北京：中国水利水电出版社，2011[12]魏永霞，王丽学．工程水文学．[M]．北京：中国水利水电出版社，2005f131郭元裕．农田水利学．[M]．北京：中国水利水电出版社，1997[14]许迪．平原地区明渠排涝流量的两种计算方法．[J]．水利水电科技，1994，23(11、：52-55[15]孙景．城市微观尺度人造水景研究．[J]．南方大学，2007[16]杨志强．城市次自然环境的整合研究．以滨水城市为例[J]．同济大学，2003[17]段天顺，朱晨东．试谈水利在美化城市中的作用．[J]．北京水利，2003[18]谷玉文．浅谈城市河道景观设计的趋势．[J]．魅力中国，2011[19]李海燕．从城市河道治理浅谈人与自然和谐相处．[J]．第三届长三角论坛，2005f20]赵海波．基于河流健康生态内涵的城市空间规划策略研究．[D]．重庆大学学位论文，2009[21]戴梅．对河道治理及生态修复的思考．[J]．水科学与工程技术，2010[22]乔起峰．关于滨水区域通道设施设计理念的探讨．[J]．山西建筑，2006[23]虞文胜．聚类分析在航材料分类上的应用．[J]．价值工程，2011[24]马海涛．浅谈河道生态型护岸．[J]．科学信息，2011n参考文献[25]乔光建．基于水资源短缺地区的城市滨水景观设计规划研究．[J]．水科学与工程技术，2010262728康静．农田水利工程在土地整理项中的作用．[J]．水科学与工程技术，2008徐一飞，周斯富主编，统工程手册．[M]一匕京：煤炭工业出版社．1992张于心，智光明，综合评价指标体系和评价方法．[J]一匕方交通大学学报，1995．9[29]孙章权，层次分析法在海底管道方案优选中的应用研究．[D]．天津大学学位论文，2004[30]戴杰，运筹学理论在重大施工方案决策中的应用．[J]．石油工程建设，2003[31]孙伟．层次分析法的应用研究．[J]．理论与方法，2008，12：35—38[32](美)T．L．萨蒂(Saaty，Y．L．)著，许树柏等译，层次分析法在资源分配、管理和冲突分析中的应用．[M]一匕京：煤炭工业出版社，1988．150．178[33]姜启源．数学模型．[M]．北京：高等教育出版社，1993【34]JohnMGleason．Fuzzysetcomputationalprocessesinriskanalysis．IEEETransactionsonEngineeringManagement，1991．38(2、：177—178[35]AmudioBilbaoSpamCOTSEvaluationUsingDesmetMethodologyandAnalyticHierarchyProcess(AHP)．[M]．LectureNotesinComputerScience，2002，(2559／2002)：485．493[36]KwiesielewiczM．，EvanUden(2004)．InconsistenetandcontradictoryjudgementinpairwisecomparisonmethodintheAHRcomputersandOperationResearch31[37]MohammadTaleai，AliMansourianandAliSharifi．SurveyinggeneralprospectsandchallengesofGISimplementationindevelopingcountries：aSWOT—AHPapproach．[J]．OumalofGeographicalSystems，2009(69)：291．310[38]Saab?TL．TheAnalyticHierarchyProcess．[M]．McGraw—Hill，NewYork，1980[39]JianCao，GenguiZhouandFengYe．ATFN．BasedAHPModelforSolvingGroupDecision—MakingProblems．[M]．LectureNotesinComputerScience，2006：121．126[40]Denizli，Turkey．ComparisonoffuzzyAHPandfuzzyTOPSISmethodsforfacilib7locationselection[J]．TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology，2007(39)：783—795[41]TomoeEntaniandMasahiroInuiguchi．GroupDecisionsinIntervalAHPBasedonIntervalRegressionAnalysis．[M]．AdvancesinSoftComputing，n华北水利水电学院硕士学位论文201O(68)：269—280[42]SyamSiddharthaS．AModelandMethodologiesfortheLocationProblemwithLogisticalComponents．[J]．Computer&OperationReserch，2002，(29)[43]丁琨．改进的层次分析法及其在城市水工程方案优选中的应用．[J]．合肥工业大学，2007[44]赵焕臣等．层次分析法[M]一匕京：科学出版社，1986．[45]王力平．模糊层次分析法在实际工程中的应用[J]．山西建筑，2009，35：209—210[46]蒋得江．层次分析法在小流域坝系总体布局合理性评价中的应用．[J]．甘肃高师学报，2009，14(5)：33．37[47]张笃涛，郭天虎，董振旗．层次分析法在军事风险投资项目中的应用．[J]．中国西部科技，2009，8(19)：23．24[48]谢承华．AHP及其应用．[J]．兰州商学院学报，2001，(2)：79-82[49]Dey，PrasantaKumar，Anintegratedassessmentmodelforcross—countrypipelines，EnvironmentalImpactAssessmentReview，2002，22(6)：703—721[50]Cagno，E．；Caron，F；Manchi，M．；Ruggefi，F，UsingAHPindeterminingthepriordistributionsongaspipelinefailuresinarobustBayesianapproach，ReliabilityEngineeringandSystemSafety，2000，67(3)：275-284[51]Dey，PrasantaKumar，Processre—engineeringforeffectiveimplementationofprojects，InternationalJournalofProjectManagement，1999，17(3)：147—159[52]焦树锋．AHP法中平均随机一致性指标的算法及MATLAB实现．[J]．太原师范学院学报(自然科学版)，2006，5(4)：45．47[53]苏金明，阮沈勇．MATLAB6．实用指南．[M]一匕京：电子工业出版社，2002[54]郭东硕，程正敏，彭茜．基于Matlab的层次分析法及其运用浅析．[J]．信息技术，2010．