班大院水库除险加固项目设计方案 40页

班大院水库除险加固项目设计方案1.3项目简介1.3.1工程概述班大院水库地处辉发河水系石道河左岸支流班大院河上，坝址位于省辉南县庆阳镇班大院村东北0.8公里处，坝址以上控制流域面积2.38平方公里，是一座以防洪、灌溉为主兼养鱼等综合利用的小（2）型水库。班大院河属于山区性河流，河口至海拔高程约在314米-352米之间，流域最高山海拔高程为360米。坝址以上流域呈扇形，平均宽度约为1千米，流域植被条件良好，有部分耕地及大部分次生林和人工林。水库始建于1959年冬季，于1960年开始蓄水灌田。1965年主体工程基本完成。1969年对该工程的土坝、溢洪道、输水洞进行了配套和扩建，1977年由辉南县水利局对该水库进行了安全复核设计，该次安全复核设计在左岸山坡上修建非常溢洪道，该非常溢洪道于1978年建成。早期建设的班大院水库枢纽工程主要由土坝、输水洞、正常溢洪道组成。该水库现有工程最大坝高5.7米，总库容33.55万立方米。该水库是以防洪、灌溉为主，结合饮水及发展畜牧等综合利用的小（2）型水库。现灌溉面积900亩。担负着下游班大院300多人及辉发城镇至庆阳镇交通道路等的防洪任务。1.3.1.1主要建筑物现状及存在的主要问题1．土坝（1）工程现状土坝为砂砾重壤土均质坝，坝顶高程100.75米，最大坝高5.7米，坝长285.3米，坝顶宽2.0米，坝顶无防浪墙，上游坝坡为1：2.8，下游坝坡为1：2.5。（2）存在主要问题①土坝坝顶宽度不满足要求，坝体无观测设备，不能保证工程的安全运行；②上游护坡受冰推力及反复冻融影响，造成护坡块石隆起、脱坡；③溢洪道冲毁，无交通桥，堰顶宽度不满足排洪要求；④输水洞闸门年久失修，有漏水现象。2．正常溢洪道n（1）工程现状溢洪道设在大坝左岸，为岸边开敞式溢洪道，溢洪道中心线与坝轴线的交角为138°。由进口段、溢流堰、陡槽段、挑流段、扩散段及泄水渠组成。长22米（不包括泄水渠）。溢流堰为实用堰，堰顶高程98.00米，净宽3米，堰上设插板闸门，挡水高度1.8米，最大泄流能力为10.87立方米/秒。（2）存在主要问题①溢流面混凝土冲毁，现为土质；②溢洪道边墙与土坝及基岩间存在接触渗流；③溢洪道两岸山体坡度较陡，节理裂隙发育，风化严重，岩块时有脱落，有不稳定岩体存在；④挑流段末端挑距较短，水流回淘危及结构安全，原结构破坏严重，挑流段后泄水渠断面小且不规则，影响行洪。3.输水洞（1）工程现状输水洞位于大坝右侧，用于灌溉。无前池、后池，洞长33米，洞身断面直径30厘米圆管。进水口底板顶高程为95.00米，设工作铸铁球阀一个，无检修闸门。（2）存在主要问题①输水洞倾斜，水位变化区局部冲刷破坏；②输水洞洞身与洞周土体脱离，形成渗水通道，洞出口渗水。③铸铁球阀设备年久失修，已无常运行。4.管理设施该水库无管理房屋，无交通工具及防汛、通讯设施。5.其它水库管理区对外交通道路及上坝道路是一条简易的土路，一到雨季，道路泥泞，交通困难，使水库的防洪抢险工作极为不便。1.3.1.2防洪要求班大院水库担负着下游班大院300多人及辉发城镇至庆阳镇交通道路等的防洪任务。n工程经过几十年的运行，建筑物不同程度上出现了险情，机电及金属结构严重老化，达到报废程度。水库的防洪能力显著下降，无法达到原设计水平，为了使水库下游免遭洪水侵害，人民生命财产安全得到保证，促进辉南县的经济发展，班大院水库除险加固是必要的。1.3.1.3灌溉要求该水库设计最大坝高5.7米，兴利库容8.7万立方米，灌溉面积900亩，现有工程由于坝体及输水洞不同程度存在险情，运行水位仅为98.00米，低于原设计水位98.40米，兴利库容减少为5.68万立方米，灌溉面积减少为700亩，使下游200亩水田无水可灌。本次设计根据洪水调节计算，正常蓄水位提高至原设计98.40米，兴利库容恢复为原设计8.7万立方米，灌溉面积恢复为原设计900亩，增加了200亩，充分发挥了水库的灌溉效益，提高了人民的生活水平。从以上两个方面分析，该水库进行除险加固事关防洪安全的大局，事关广大人民群众的生命财产安全，显得十分必要和迫切，刻不容缓。该水库除险加固后，将在防洪、灌溉方面发挥巨大效益，为促进国民经济发展、提高人民生活水平、保障社会稳定、改善生态环境作出巨大贡献。1.3.2工程特性表班大院水库工程特性如表1.1所示。表1.1班大院水库工程特性表项目单位指标原设计现状本次复核水文坝址以上控制流域面积平方公里2.382.385.5多年平均年降水量毫米780780780多年平均径流深毫米275275275多年平均年蒸发量毫米1231.21231.21231.2多年平均径流总量万立方米164.25164.25P=80%径流量万立方米83.1983.19校核洪水重现期年2020设计洪水重现期年1010校核洪峰流量立方米/秒13.25设计洪峰流量立方米/秒9.08校核洪水总量（最大24h）万立方米20.5设计洪水总量（最大24h）万立方米13.7n续表1.1班大院水库工程特性表项目单位指标原设计现状本次复核水位及库容校核洪水位米99.92设计洪水位米99.61正常高水位米98.4098.0098.40汛限水位米99.61死水位米95.0095.0095.00总库容万立方米33.5533.5533.55正常高水位库容万立方米8.7防洪库容万立方米兴利库容万立方米死库容万立方米0.050.050.05土坝坝型均质坝均质坝均质坝坝顶长度米285.3285.3坝顶宽度米24坝顶高程米100.75100.75最大坝高米5.75.7上游坡比1:2.81:2.5下游坡比1:2.51:2输水洞型式进口底板高程米95.0095.0095.00洞长米333330孔口尺寸米φ30φ30φ30闸门型式输水洞启闭机最大泄流量立方米/秒溢洪道型式宽顶堰宽顶堰宽顶堰堰顶高程米98.4098.0098.40断面尺寸启闭机最大泄流量立方米/秒39.6n1.4论文主要研究容和结构安排1.4.1主要研究容本论文主要以班大院水库的设计方案比选为主题，以水库的基础资料（如水文、工程地质、现状及存在的问题等）为基础，水库的除险加固设计为前提，对水库进行深入的剖析，做出符合该水库的三种设计方案，以施工的取材是否便捷、施工及养护是否受到天气的制约、资金的投入是否合理、施工技术要求的难易、是否利于运行期的管理等一些为考虑因素，然后用定性、定量的科学理论方法对设计方案进行比较，进而选定最优方案。从方案分析的过程中发现问题，解决问题，为今后的工作奠定基础，总结经验，使水库在建成后的运行达到较为理想的状态，同时，本论文的研究结论也可以为其他水库的设计方案比选提供参考。本论文以方案比选相关科学理论为基础，从实践情况出发，从选定的三个设计方案进行比选。将施工的取材是否便捷、施工及养护是否受到天气的制约、资金的投入是否合理、施工技术要求的难易、是否利于运行期的管理等一些客观的因素考虑到设计方案比选中去，用科学的理论方法进行定性、定量的比较分析，进而选定最优设计方案。通过项目方案比选，有利于保证项目建设能顺利完成、建成后的运行中方便管理，真正起到防洪、灌溉及养殖的作用，能够给下游受益百姓带来更大的工程效益、生产和生活效益、经济效益。1.4.2结构安排本论文主要是运用科学的理论知识及方法，对作者的实际工作进行一次分析及检验，从中摸索出一套科学地、便捷地、实际地、合理地设计理念方法。以此为中心进行构思，故将本篇论文共分为五章，其中：第一章绪论。绪论是对论文进行总的一个概述，主要是讲述论文的选题背景、选题的意义、项目简介和论文的主要容及结构安排。讲述出作者是在怎么样的国家形势下进行的选题及构思，作者的工作单位及工作性质，作者是按照怎么样的要求及规n进行工作的，作者对此项选题对实际的工作有何帮助，能从中总结出什么经验。还简要阐述了设计与施工相关联问题及因素，近而说明选题给以后的设计工作带来的重大意义。如结余资金的好处、工作思路的更新、方法的灵活、总结经验的意义。还对介绍说明了项目现状的情况，项目存在的主要问题及需要维修的部位，项目维修需要达到的国家要求的防洪设计标准，项目建成后应满足受益人的生产生活的灌溉要求及基本保障，项目建设时应考虑达到的一些硬性指标。第二章论文研究的理论基础。论文的理论基础主要是指本论文所研究的项目方案比选的相关理论基础。其中主要对项目方案比选相关理论和方案比选方法的选择及种类，进行一些自我观点的浅谈。对本论文的方案比选进行一些简单的介绍，主要说明了方案比选涉及到的四要素、指标体系的构建和方案比选的具体程序，其中方案比选涉及到的四要素即方案比选的目地；选定的方案（对象）；方案比选的指标；权重系数。这四要素在方案比选中的地位和作用是怎样的，在方案比选时应这样使用和选取这四要素。指标体系的构建指主要讲述指标体系构建在方案比选中的作用及意义，在指标体系构建的时候应遵循的五种原则，即指标宜少而简，不宜多而繁；指标应具有独立性；指标应具有代表性；指标之间应具有差异性；指标的可行性。方案比选的具体程序是指在使用方案比选时应遵循确定方案比选对象、确定方案比选目标、确定方案比选的指标体系、选择方案比选的方法、建立方案比选的模型和分析检验方案比选的过程并得出最优方案这六种具体的操作程序。最后论述了指标体系构建应遵循的五种原则，及这五种原则在选择指标的重要作用等。作者对自己较为熟悉的比选方法进行了简单的介绍。其中包括层次分析法、SWOT分析法、头脑风暴法、数据包络分析法及人工神经网络分析法。然后说明作者为何采用了层次分析方法，对其方法的具体介绍。主要对所选比选方法-层次分析法的研究。研究层次分析法的起源、层次分析法的主要特点及层次分析法的使用步骤，以此为基础，对整章的容进行铺垫，对方案比选的步骤做一个前期的分析。第三章项目备选设计方案及其比较。本章的论述主要是指设计方案比选的影响因素分析、三种设计方案的分析及备选方案的定性比较。在影响因素分析中根据实际经验，对本次设计影响的主要因素主要为施工取材、天气及季节、资金的投入、施工技术和运行管理五种，每种因素都会影响施工的质量、工期及受益人、业主和建设方的满意度。而备选方案的分析主要是对现有项目应解决的问题为前提下，以水文及工程地质为基础资料，针对本次项目所选定的三种设计方案，对每种设计方案的具体维修改造部位，所用的材料及技术细节进行的详细说明。最后是通过上边三种设计方案的分析，从五种影响因素入手，再以定性的角度对每个方案之间进行理论分析比较，比较出每个方案的差异性、有利性和适用性。n第四章项目备选设计方案比选。本章主要用定量的分析对设计方案进行比选。首先根据比选的方法及备选方案来确定指标体系的构建。以第三章的设计方案制定考虑的因素和项目备选的三种设计方案为指标，根据第四章第一节层析法的特点，构建一个指标体系，也是为第四章第三节的定量分析做一个基础数据的框架。最后对方案进行定量分析，确定最优方案。应用第四章第一节层次分析法的特点和步骤，在根据第四章第二节所构建的指标体系进行计算，最后选定最优方案。第五章全文总结。本章对整篇论文所涉及的概念、设计方案的分析、设计方案定性的比选、影响因素、指标体系的构建和设计方案定量比较及优选等做一个总体的结论。从论文中总结出怎样的经验，在今后的工作中应怎样做出合理的设计方案，将科学的理论知识与实际的工作结合在一起，使其本职工作发挥其最大的效用。n第2章论文研究的理论基础2.1项目方案比选相关理论本论文主要研究的理论基础是指方案比选的理论基础。在日常的生产生活中会遇到各种复杂的问题，而需解决这种复杂的问题，就会有多种解决的方案，最后将选择那种方案，这就需要用方案比选的原理及方法来解决这个复杂的问题。因此方案比选具备以下特点:方案比选的影响因素是若干个，而所有的影响因素所反映着项目的不同方面；方案比选最终要对被比选项目的所有方案做出一个整体的比较，用一个总的指标来说明被比选方案的一般水平。方案比选需解决的问题都是多因素决策中所遇到的一个具有普遍意义的问题。而且方案比选就是为了解决这个问题所下的一个决策，所以方案比选是决策的前提，方案比选是决策的基础工作。方案比选根据问题所涉及的制约性因素及一系列的条件等，选定某种方法，给每个选定的方案赋予一定的评价值，再在此基础上择优或进行排序，最终得出最优的决策方案。方案比选的目的是通过若干个方案，以原有目标为导向，按一定的意义进行排序，从中选定最优方案。对于每一种方案，通过方案比选可以找到各个方案之间的差距，便于及时的采取措施进行修订，以便于在今后同类的问题中，可以更快更好的制定选取方案。1．方案比选应涉及到以下几方面要素：（1）方案比选的目的方案比选的目的应是明确的，所有的项目都是以目标为导向的，目的是贯穿整个问题的始终，是方案比选的指导方针。在同一项目中，若要进行方案比选，所有的方案的制定都应解决同一目的而制定，每个方案所运用的材料、过程及时间等可能不同，但最终的目的是一致的。（2）选定的方案（对象）同一项目所制定的方案数量应该是多个，即方案数量大于1，如仅有一个方案的话，就没有方案比选的必要了。（3）方案比选的指标n方案比选中的每一个指标都从不同的侧面反应着每种方案所具有的某种特征。而由各个指标所构成的一个整体叫做指标体系。它能够很直观的反映出目标与方案之间的利害关系，以及每个方案之间的差异。（4）权重系数相对于方案比选来说，每个指标之间的相对重要性是不同的，对于这种重要性需要用权重来表示。所以权重就是指标对于总目标的重要程度。当指标体系构建结束后，方案比选的结果就依赖于权重系数，所以权重系数是否合理直接影响着最后方案比选的结果，在确定权重系数的时候应特别谨慎。2.指标体系的构建指标体系的构建是方案比选的基础和前提。指标体系构建的好坏直接影响着方案分析的结果，它是方案比选和比选方法的之间的桥梁，只有构建科学合理的指标体系，才会得到科学公正的方案比选结论。一般来说要在构建指标的时候应遵循以下几种原则：（1）指标宜少而简，不宜多而繁指标体系的构建不是以多指标为好，而是看指标在比选的过程中起到作用的大小。指标应看其能否达到目标所需要的基本涵，能否反映出方案比选的所有信息。而指标的选取应做到精炼，这样会在方案比选的时候大大减少时间及成本，便于方案比选的开展。（2）指标应具有独立性每个指标所要表达的涵应是独立的。在同一层次的指标它所代表的涵是独立的，这样可以防止重复性，而且每一个指标都是为完成这个共同的目标所反映着不同的某一方面，最所要表达的意图都是为完成这一目标所存在。（3）指标应具有代表性指标在这个指标体系中，所代表的是与其目标密切相关的某一方面的特征或因素。它所代表的这一特征或因素是对目标起着至关重要的作用，在整个指标体系中是不可取代的、无法替代的。（4）指标之间应具有差异性每个指标之间都是有明显差异的，它们都是客观存在的，这样方便在方案比选的过程中便于互相比较，也就是说每个指标之间应具有可比性。（5）指标的可行性n指标应是可行的，首先含义应清晰明朗，应有可靠而稳定的数据来源，取得的数据应具有规性，其次资料的收集应简单便捷。实际就是说指标应是客观存在，能够事先预测的，能够避免或降低厉害关系的，即可测性。3.方案比选的具体程序方案比选的操作程序，首先是先确定方案比选的对象及目标，再构建方案比选的指标体系，选择定性或定量的比选方法，构建方案比选的综合比选模型，分析检验比选的过程并得出最后的优选方案。（1）确定方案比选对象这里的对象指的是要比选的方案，每个方案所要实施的过程或所涉及的材料，在相同的时间和环境里，所要达到的质量要求或施工工期是不同的。也就是说方案与方案之间的是有本质的区别，它所代表的某一方面是独立的、特殊的。（2）确定方案比选目标方案比选的目标是特定的，所有的方案及指标都是围绕这个特定的目标而建立的。如果目标改变的话，整个方案和指标体系将全部改变。目标就是方案比选的基本点，所有的一切都是围绕这个基本点所展开建立起来的，基本点的变化将改变其它与其相关的一切。（3）确定方案比选的指标体系所有的指标都是以目标为根本出发点，逐级逐层的发展各个子目标，发展到最后确定为各个专项的指标。指标的好坏直接影响着最后方案比选的结果，指标则代表着需完成这一目标，在方案实施过程中所受到的主要的直接影响因素，它是目标检验方案的依据，是方案与方案之间比选的准则。（4）选择方案比选的方法方案比选的方法应选择使用者较为熟悉的，大家较为公认的。方案比选方法在的约束及方案比选的角度是否符合方案比选的目标，方案比选方法的使用过程是否简单易懂等一系列相关的因素，这是在选择方法的时候应需要注意的。（5）建立方案比选的模型任何的方案比选的方法，都是依据权重系数对每一个指标进行比选，如果权重系数有所偏差，将直接影响着最终的比选结果。所以对每一个方案比选模型的建立都应谨慎，模型的恰当与否将决定着权重系数的改变，权重系数决定着最终比选结果。（6）分析检验方案比选的过程并得出最优方案n方案比选是一件以主观性为前提的科学理论基础，在方案比选使用过程中我们应以客观性为基础进行比选，所以要保证方案比选最后结果的有效性，就应用科学理论基础知识对整个方案比选过程进行检验。2.2方案比选方法的种类及选择现如今方案分析已经涉及使用于人们生活生产的各个领域，使用的方法越来越多，围越来越广。但由于每种方法的出发点不同，解决的想法就不同，适用于方案比选中的优缺点就有各自的差异，导致在使用的时候不知道应该选择哪一种方案比选的方法较为适宜，比选后的方案是否具有可靠性。所以根据方案比选的原理及应用进行整理和总结，发现方案比选方法的选择主要取决于项目的主观目的性和被比选项目本身的特点。在一般选择方案比选方法时应遵循以下几种原则：1．选择自己较为熟悉的方案比选方法。2．所选择的方案比选方法应有科学的理论基础，被人们所熟知、所信服。3．选择的方案比选方法所涉及的算法应简洁明了，降低它的复杂性。4．选择的方案比选方法必须正确的反映出目的、影响因素和方案等相关之间的关系。根据上面的概述，简单的介绍一下几种较为熟悉、认知的方案比选的方法。1．层次分析法层次分析法是美国的著名的运筹学家T.L.Satty等人在20世纪70年代提出的一种定性与定量相结合的多准则决策方法。它是指将决策问题的有关元素进行层次化（如分解成目标、准则、方案等），用一定标度对人的主观判断进行客观量化，以此为基础进行定性和定量分析的一种决策方法。层次分析法是首先将复杂的决策问题层次化，将问题的本质、影响的因素及一些相关的问题进行分析，构建分解成目标、准则、方案等几个层次，在利用较少的定量信息，将决策的思维过程转为数学化，从而获得最佳优选方案的一种简洁的决策方法。层次分析法的特点是：将人的主观思维过程转化为客观的、系统的、规的模型结构，运用数理化的运算方法对模型进行分析检验，进而得到解决问题的方法结论。在使用AHP进行决策的时候，使用者应对所要解决的问题有比较深入和更为全面的认知，这样才能使结论更为符合客观规律。反之，使用者对这个问题一知半解，只是对某个方案有所偏好，这就会使其主观判断有所偏移，也会使权重系数有所偏n差，最终结果就会倒向有所偏好的方案，这样就大大歪曲了客观规律。2．SWOT分析法SWOT分析方法是一种根据企业本身的所固有的在条件进行剖析，找出企业的优势劣态及核心竞争力之所在的企业战略分析方法。其中战略部因素（“能够做的”）：S代表strength（优势），W代表weakness（弱势）；外部因素（“可能做的”）：O代表opportunity（机会），T代表threat（威胁）。SWOT分析具有明显的结构化和系统性的特征。SWOT方法的重要贡献就在于用系统的思想将这些似乎独立的因素相互匹配起来进行综合分析，使得企业战略计划的制定更加具有科学化和全面性。所以它的意义在于：可以清晰地帮你把握总体，分析你在资源领域的所存在的优势劣态，掌握住每一次环境提供给你的机会，防可能存在或遇到的风险和威胁，对我们的成功有非常重要的意义。SWOT方法广泛应用于战略研究与竞争分析，是战略管理和竞争情报的重要分析工具及方法。分析的直观性、使用简单化是它的重要优点。即使没有精准确切的数据支持和更专业化的科学理论基础分析工具，也可以得出一定有效性的结论。就是这种直观性、使用简单化的分析方法，导致SWOT不可避免地带有精确度不够的缺陷。例如SWOT分析采用定性方法，通过罗列S、W、O、T的各种表现，会形成一种简单的、模糊的企业竞争地位的描述。以此为依据作出的判断，不免带有一定程度的主观臆断情况出现。所以，在使用SWOT方法时应注意方法所具有的局限性，在依据的事实进行判断时，要尽量保证它的真实型、客观性、准确性，必须注意完全的前提条件的适应需求。比如：补充说明；或者前条件全部描述的附件条件PPT；或者类似文件的补充和完善。3．头脑风暴法头脑风暴法又称智力激励法、BS法、自由思考法，是由美国创造学家A·F·奥斯本于1939年首次提出、1953年正式发表的一种激发性思维的方法。头脑风暴法是选定一些有一定经验或与本项目有直接和间接关系的人员，以本项目的建设方案为议题进行轮流发言，发言过程中将对所有方案进行记录，发言结束后对所有的方案进行评价，并做出评价意见，最后做出最优方案的选定。它只适用于解决一些并不复杂、规定严格的确定性问题，如商品名称、广告语、销售的种类等，以及需要大量的思维构思及一些新颖的创意行业，像广告行业。头脑风暴法实施的原则包括：n1、自由畅想。通过个人的思维及以往的经验，对所研讨的既定目标在限定的条件，自由的进行方案的实施计划及过程拟定，其中包括对可能影响的因素、实施方法等。而不受其他人或其他因素的约束和影响。2、延迟评判。将所有征集的实施方案进行记录，待全体方案记录结束后在进行归纳总结，在对所有记录的方案进行综合性的评判，做出最优方案的选定。3、追求数量。在研讨记录过程中不考虑方案实施的可行性，只要有人提出便会记录下来，而且所追求的数量越多越好。4、结合改善。鼓励与会者积极进行智力互补，善于利用别人的思想开拓自己的思路，在增加自己提出设想的同时，注意思考如何把两个或更多的设想组合成另一个更完善的设想。头脑风暴的特点是让所有参加会议的参与者敞开思想，使各种设想在相互甲流的过程中激起参与者脑海的创造型风暴，大致可将其分为直接头脑风暴法和质疑头脑风暴法。直接头脑风爆法是在会议参与者群体思维决策的基础上尽可能激发创造性，汇集大量的设想的方法及方案；质疑头脑风暴法是对直接头脑风暴法提出的方法及方案，进行逐一质疑和排除，发现与实际相符的可行性的方法。这是一种具有集体性、开发性、激发性、创造性的思维方法。头脑风暴法的优点具体如下：（1）操作简单易行，在一定的领域具有很强的实用性。（2）增加团队的合作性，体现出团队的集体合作精神，是团队智慧的结晶。（3）使团队每一个人的思维潜能得到开拓和激发，能有效的集思广益，创造灵感。（4）在有效的时间，用最短的时间激发出尽可能多的灵感，会产生意想不到的收获。（5）头脑风暴法的可以锻炼一个人或一个团队的整体创造力，团队成员之间彼此的沟通及协作性。（6）可以从团队中发现有思维敏捷、思路开拓的创造性人才。（7）可以增加个人的自信，是每一个参与者都更有责任心，增加责任感。能够大大提高今后工作中的工作效率，更好更快的解决所遇到的问题。反之，头脑风暴法存在一定的优点，也会有它的弊端，具体缺点如下：（1）n使用性具有很大的局限性。若遇到的问题较大、较为复杂，涉及因素较多，就不适用头脑风暴法。（2）头脑风暴法的主观性思维较强。所有的方案、方法都是由参与者的主观思维激发、创造而成，再由主观的判断进行筛选排除。整个过程基本全部由主观性所占主导，缺少客观判断的科学理论依据。（3）与客观事实的偏差性较大。每个参与者都不一定对本项目有彻底深入的了解，大部分参与者所做的方案和方法都随之喜好而定，具有一定的偏差，这样会对结果有一定程度的影响。4．数据包络分析法数据包络分析（dataenvelopmentanalysis,DEA）是著名运筹学家A.Charnes和W.W.Copper等学者以“相对效率”概念为基础，根据多指标的投入和产出对同一类型的单位或部门进行相对有效性或效益评价的一种新的系统分析方法。它是处理决策问题中含有多个目标的一种比较好的方法。它应用数学规划模型进行计算和比较，决策每个单元之间的相对效率问题，而针对评价对象所做出的最终评价。数据包络分析法是对一组已经给定或选定的决策单元，选择一组输入、输出的指标做为评价的指标，求得这一特定决策单元的相关有效性系数，以此为依据来评价这一特定决策单元的优质劣汰，即被评价单元相对于这一特定的那组决策单元中所具有的相对有效性。也就是说，它不仅可以对同一类的各决策单元所具有的相对有效性做出评价，而且还可以分析这一特定决策单元非DEA有效的原因和今后可以改进的方向，决策者能够从中获得一些重要的管理信息和管理相关的决策信息。数据包络分析法的优点：（1）数据包络分析法避免和减少了一些主观因素，显示出本身具有很强的客观性。数据包络分析法不需要任何权重的假设，每一次输入、输出的权重不是根据评价者的主观意识而判定的，而是有这一特定决策单元的实际数据获得的最优权重。（2）数据包络分析法是以多个输入、输出的实际数据为主的一种有效性综合评价。（3）数据包络分析法结构简单，使用比较方便。它是将相对效率概念作为基础，利用凸分析和线性规划作为评判工具的一种评价方法。而数据包络分析法缺点就是对有效决策单元所能给出的信息太少，应于其他综合评价方法一起使用。5．人工神经网络分析法n人工神经网络（artificialneuralnetwork，缩写ANN），简称神经网络（neuralnetwork，缩写NN），是一种模仿人的大脑或生物神经网络的结构和功能的一种经验模型。一般情况下人工神经网络改变部结构是在以外界信息为依据的情况下，是一种自适应系统。现代神经网络是用输入和输出间复杂的关系进行求得数据，解决问题的一种模式，是一种非线性统计性数据建模工具。神经网络是一种运算模型，由很多的节点或神经元和之间相互关联组成。而在这种运算模型中人工神经网络的记忆是由激励函数（activationfunction）和权重（weight）组成，激励函数是指每个神经元代表一种特定的输出函数；权重是指每两个神经元之间的连接都赋予一定的该连接信号的加权值。它的构筑理念是受到人的大脑神经网络功能的运作启发而发明创造的。人工神经网络通常是运用数学统计学类型的学习方法进行优化，所以人工神经网络也是数学统计学方法的一种计算与运用，以统计学的标准数学方法为依据，我们可以把局部结构空间用大量的函数来表达，另一方面利用统计学的方法，人工神经网络能够像人一样具有简单的决定能力和判断能力，这种方法比起逻辑学的推理演算更具有一定的优势。神经网络的特点是：神经网络将所有相关的信息或知识储存在神经元或整个神经网络系统中。它具有将所有信息联想的特征，具有高速运算及很强的适应的能力，自我学习和组织的潜力。另外，它还具有一定的容错能力，能够处理那些有错误或不完整的数据。基于上述人工神经网络具有的特征，所以可构建基于人工神经网络的多指标综合评价方法。人工神经网络解决有关神经网络等方案这一类问题的方式与层次分析法和模糊理论分析法孑然不同。人工神经网络的使用性主要在于它是一个能够自我学习，能够自我总结归纳的系统，也就是说它能够利用原有已知数据的实验运用来自我学习和自我归纳总结。人工神经网络通过对某一部分情况的对照相互比较，它能够推理出一个可以自动辨别的系统。而人工神经网络的推理功能，是建立在逻辑算法的基础上，而这个基础是需要有一个推理算法则的集合。6.模糊综合评判法在客观世界中存在很多的不确定性，这种不确定性表现在两个方面：一是随机性－事件能否发生，在什么时间发生，发生在什么地点等不确定性；二是模糊性－事物本身是处于什么状态而发生的不确定性。n在客观世界中，存在着许许多多的模糊概念及模糊现象。一个概念和与其相反的概念两者之间无法划出一条明确清晰的界限，它们是随着量的变化，当量达到一定的临界点，就会产生质变。例如“少年”和“青年”、“运行期”和“达产期”、“善良与邪恶”等没有准确清晰界限的一些对立概念都是所说的模糊概念。而这些所有涉及模糊概念的所产生的现象则被称为模糊现象。现实生活中的绝大多数现象，存在着临界状态，并非非此即彼，存在着许许多多的，甚至无穷多的中间状态。总之，模糊性是某一事件本身壮态所存在一定的不确定性，或者说是指某些事物或者概念的界定界限的不清楚，而这种界限的不清楚，则不是由于人的主观认识不能达到实际客观存在的事物所造成的，而是这个事物本身的客观属性，是这个事物从量变到质变，再有质量到量变的中间过渡过程质的结果。模糊综合评价是利用模糊数学的一些相关概念，对实际的模糊综合评价相关问题提供一些有关联的评价方法。即模糊数学是模糊综合评价的基础，利用模糊关系构成的一些有关原理，将一些临界不清晰及无法定量的一类因素进行定量，从多方面的因素对被评价事物归属等级所存在的状况进行综合性的、有效的一种评价方法。模糊数学利用数学的原理及计算为依托，将数学的应用围，从精确计算的现象转化至模糊现象的围，去处理一些复杂的、模糊的系统问题。模糊数学决不是把数学变得模糊，而是用精确的数学方法来计算、整理那些无法用数学所表述的模糊事物及现象。从某种角度上来说，模糊数学是将形式化思维和复杂系统联系起来，在两者之间架起的一座桥梁，通过模糊数学可以把精确数学的计算方法及运用等所有一系列成果，转化并应用到一些不清晰、复杂的系统里去。模糊数学着重研究事物的一些不确定性的这一类的问题，其研究对象所具有的特点是：“涵明确，外延不明确”。我们都了解，一个事物一般都需要用很多个指标来描述它原有的本质和特征，而且人们对这一事物的评价又是会很简单直接明了的说出它的好与不好、坏与不坏，而通常是采用模糊语言作出含糊其辞的不同程度的评价表述。由于评价出这个事物好坏之间，所存在的相互关系是模糊不清的，没有绝对的做出一条清晰的界限，因此具有模糊性。显而易见，对于这类模糊评价的问题，利用一般的其他方法评价是不合理性、不适用的。n应用模糊集合论方法对需要做出决策活动所关联的一些有关的人或事及方案等，进行多因素和多目标的评价和判断，就是模糊综合评判。而模糊综合评判的基本原理是：应先明确并确定被评判对象的多因素、多指标及评价等级；再对每一个因素确定它的权重和每个因素之间的隶属度向量，并获得模糊评判矩阵；然后对此模糊评判矩阵中各因素的权向量进行归一化运算，最后得出最终模糊评判的结果。根据上述对模糊评判方法的介绍，得出模糊评判方法的优点有两点。第一点是模糊数学模型较为简单，很容易被人们所掌握并运用；第二点是对于解决那些对多因素、多层次的不清晰、较复杂的问题评判效果比较好，是其它评判方法及模型难以替代的方法。根据上述六种方案比选的方法简单介绍，结合本篇论文的实际情况，以选择方案比选方法的原理为依据，本论文决定采用层次分析法，对本论文所论述的项目进行定性、定量分析论证。采用层析分析法做为此次比选方案的分析方法的主要原因如下：1．层次分析法是本篇论文作者较为熟悉、熟练的一种比选方法。2．层次分析法做为分析方法的一种，主要使用于方案比选的案例中较多，是大家所公认、所熟知的。3．本项目的目标是唯一的，存在着多因素及多方案。是与层次分析法的基本框架构造相符的。4．本项目的目标、多因素和多方案是清晰的，所以不适用模糊综合评判法。2.3层次分析法的特点及应用步骤层次分析法是美国的著名的运筹学家T.L.Satty等人在20世纪70年代提出的一种定性与定量相结合的多准则决策方法。它是一种强有力的系统分析-运筹学方法，对多因素、多准则、多方案的综合评价及趋势预测相当有效。AHP从本质上讲是一种科学的思维方式。将科学性与艺术性有机的结合在一起去处理定性与定量相结合的问题，可以将决策者的主观思维判断政策及方法、经验导入层次化的模型，并加以量化处理的一种十分有效的系统分析和科学决策方法。它在运用和操作中简化了系统的分析和相关的计算，使相关决策者保持了思维过程的一致性。它将个人的思维通过数学的方式来表达和进行处理，这是一种科学和艺术的结合体，是一种非常有效的系统分析和科学决策的方法。层次分析法为多因素、多准则、多方案的复杂的社会、经济、科学和管理领域中的问题，提供了一种既简洁有实用的决策方法。通过这n种决策方法使我们解决了很多方案比选的问题，其主要特点：1．面对具有层次结构的整体问题综合评价，采取逐层分解，变为多个单准则评价问题，在多个单准则评价的基础上进行综合。2．为解决定性因素的处理及可比性问题，以重要性比较为统一处理格式，并将比较结果按重要程度以1-9级进行量化标度。3．检验与调整比较链上的传递性。4．对汇集全部比较信息的矩阵集，使用线性代数理论与方法加以处理。在现实生活和工作中经常会遇到各种各样的复杂设计问题，而面对这个复杂的设计问题将会有多个解决的设计方案，在无法确定使用哪种设计方案的情况下，这时就需要用层次分析法来解决很多一部分这个复杂的、多方案的设计问题。而本论文设计方案比选所涉的影响因素、制约条件较为复杂，方案的选取又较多，正符合层次分析法的特点。完全可以将第三章所分析的影响因素及设计方案，利用层次分析法的方法将其分为目标层、准则层和方案层，再将其转变为数字化，利用量化处理的方式，简单快捷的得出最优方案。根据层次分析法的原理，我们进一步来分析使用操作层次分析法的步骤，只有掌握了层次分析法的步骤，才会在使用时能够得心应手，不会扭曲层次分析法的原理和特点，不会让使用者进入一个误区。层次分析法都应按照以下几个具体基本步骤来完成。1．建立研究问题的递阶层次结构。对于一般的问题来说，构建问题的层次结构模型是AHP法中最重要的一步，而构建好的层次结构模型对于解决这个复杂的问题更是极为重要，它将决定每一步的分析，直至最后的结果的有效程度。2．建立两两比较判断矩阵。在此步骤中，是通过人的主观判断思维，将每两两元素之间的“重要性”赋予一定的数值，构建成比较判断的矩阵，即将人的主观思维转为数量化。所以层次分析中，判断矩阵给层次分析提供了最基本的依据及基本的信息。3．计算权向量并做一次性检验。它是对上述已构建的矩阵是否保持判断思维的一致性进行检验。当根据实际问题建立起来的判断矩阵满足一致性，说明矩阵是合理的。反之，不满足一致性说明矩阵有问题存在，就要更改判断矩阵，直至满足一致性为止。4．计算组合权向量并做一次性检验。组合权向量是通过各准则对目标的权向量和各方案对每一准则的权向量计算各方案对目标的权向量。n第3章项目备选设计方案及其比较3.1设计方案比选的影响因素分析3.1.1施工取材材料分析指项目建设期所需的原材料是否便于取材？不同的材料取材地点不同他所带来的成本是否会增加，增加的成本有多大？所取材料是否能满足防汛抗洪的要求？同等部位所用的原材料不同，但所起到的效果相同，哪个造价低，哪个便于施工？不同的材料使用在同等位置，所受当地气候的影响哪个更加耐久等？这一系列的对材料的要求，在项目设计中都是应考虑的主要因素。材料的选用直接影响着质量、资金及运行期后的管理，他是整个项目的根本，是项目建设的前提，是项目的基础，它将质量、资金及运行期后的管理联系在一起，它给受益人的需求提供最坚实的保障。3.1.2天气及季节在北方一年四季分明，一年总共有八个月的施工时间，在这八个月农忙耕作的时间大部分分部工程是无法施工的，而实际的施工期最多也就四个月，这四个月还要受到天气的影响。如果在正常的施工过程中，恶劣的天气较为频繁，将大大影响施工的进度。而在施工过程中和项目建成后运行期，随着季节的变化，像混凝土工程需要使用不同程度的养护及保养措施。所以说，天气及季节很大程度的直接影响本项目的施工及运行，它是不可预见、不可抗力的，只有在选材时尽量减小天气及季节的制约。3.1.3资金的投入一个项目的可行性，是看他的经济效益、社会效益和生态效益这三方面是否都满足。就是在满足投资回收期的前提下，怎么能用最少的资金而发挥水库最大的能效性，这是很关键的。水库的运行时间是有限的，如果水库在发挥相同的能效下，投入的资金越多，投资回收期越长，这样既浪费资金也浪费时间，既而大大缩短了达产期。因本项目是属于国家农、林、水基础设施建设，每年的资金投入是固定的。这就要求在保证施工的质量相同、建后水库产能相同、运行期相同的情况下，怎么样将投入资金最小化、节约化，就可将其剩余资金用于更多的其他附属设施建设，更加完善的美化项目区的生态环境。n3.1.4施工技术施工技术要求的难易直接影响着施工的质量、工期的长短、资金的开支。因技术的要求不同，所需的工种不同，每个相应的工种所对应的工资也不相等。技术要求越高，所要求的工序就越复杂，相应的质量要求也就越高，而且还会大大延长施工的工期。在项目建成后，受天气及季节和其他条件影响，也可能会破坏工程的整体质量。既而缩短工程的使用年限，防止二次整体投资维修重建的发生。如冻涨、洪水冲刷会使坝前护坡出现冻裂、倒塌等现象，致使坝体起不到防水的作用，会出现坝体渗漏情况，随后将出现溃坝決堤的现象，将给水库下游百姓带来灾难及损失。3.1.5运行管理这里的运行管理分析是指在项目建成后，水库在正常运行期，水库的看护人员对水库新建的设施日常正常运转的管理行为是否便捷。如下游农作物需要灌溉时，能否满足灌溉？能否在库区大量发展养殖鱼业？水库的蓄水能否满足附近居民的日常饮用？更主要的是在汛期，是否便于管理控制库区水位的高低，而且不至于出现溃坝的险情，给下游的财产及人身安全带来危害。项目的运行管理不当的话，还会影响正常的施工工期，其主要相关问题如下：1．是否能满足他们的生活用水需要；2．是否能满足他们的畜牧养殖用水需要；3．是否能满足他们的生产耕作用水需要；4．在防汛抗旱时期，是否会给他们带来水灾水患问题；5．是否会影响他们的正常的文化生活问题；6．是否会破坏他们美丽家园生态环境问题等。上述几点只要有一点不满足，他们都会阻止你的施工，进而影响你的施工进度，延误工期。3.2项目备选设计方案分析3.2.1方案一1．坝体n坝顶设计以现有坝顶最高点为设计坝顶高程，高程为100.75米，坝顶设计宽4米，长285.3米，最大坝高5.7米。坝顶路面设计采用泥结碎石结构，厚25厘米。因坝体无渗漏情况，坝体断面采用前削后填形势。坝前迎水坡比降为1∶2.5，坝脚用铅丝石笼，石笼规格为50厘米×100厘米，护坡采用25厘米干砌石，下设15厘米砂砾垫层，砂砾垫层下再铺设400g/米2无纺布；坝后背水坡比降为1∶2，主要采用黄粘土填筑，填筑后应夯实，夯实后在撒上草籽绿化。2．正常溢洪道溢洪道设计采用开敞式结构，整体采用钢筋混凝土结构，基础为浆砌石，全长22米，堰顶高程为98.75米，宽6米。进口段长3米，采用八字形结构，边墙与轴线相交角为300。溢流堰长4米，溢流堰顶上设有交通桥，交通桥也为钢筋混凝土结构。陡槽长5米，斜坡比降为1∶2。消力池长10米，后设50厘米高消力坎，消力坎与排洪渠道相接。3．输水洞输水洞设计为坝后闸阀式结构，全长33米，进口高程为95.00米，出口高程为94.90米。进口采用八字墙结构为钢筋混凝土结构，边墙与轴线相交角为300，与洞身相接处设拦鱼栅。洞身为外径355毫米PE1.0米Pa给水管，给水管下为20厘米素混垫层，下设50厘米浆砌石，洞身设三处截水环，截水环高216厘米,宽160厘米，厚30厘米。闸室为钢筋混凝土结构房，房高3米，共10平方米，设放水、检修12寸闸阀二个。出水池长5米，后设50厘米高消力坎，消力坎与输水渠道相接。4．管理设施新建管理房一座，管理房为60平方米。5．其他修建防汛道路一条。道路长150米，宽4.5米，路面采用18厘米厚混凝土，下设20厘米砂砾垫层，道路每隔4米设一切缝。设计的道路路面比两边农田高50厘米。3.2.2方案二1．坝体坝顶设计以现有坝顶最高点为设计坝顶高程，高程为100.75米，坝顶设计宽4米，长285.3米，最大坝高5.7米。坝顶路面设计采用水泥路面结构，厚18厘米。因坝体无渗漏情况，坝体断面采用前削后填形势。坝前迎水坡比降为1∶2.n5，枕梁用混凝土，混凝土规格为20厘米×40厘米，护坡采用18厘米混凝土板，下设15厘米碎石垫层；坝后背水坡比降为1∶2，主要采用黄粘土填筑，填筑后应夯实，夯实后再撒上草籽绿化。2．正常溢洪道正常溢洪道设计采用闸门结构，整体采用钢筋混凝土结构，基础为浆砌石，全长22米，堰顶高程为98.75米，宽5米。进口段长3米，采用八字形结构，边墙与轴线相交角为300。溢流堰长4米，溢流堰顶上设有交通桥，交通桥也为钢筋混凝土结构。陡槽长5米，斜坡比降为1∶2。消力池长10米，后设50厘米高消力坎，消力坎与排洪渠道相接。3．非常溢洪道非常溢洪道设计采用开敞结构，整体采用钢筋混凝土结构，基础为浆砌石，全长22米，堰顶高程为99.55米，宽5米。进口段长3米，采用八字形结构，边墙与轴线相交角为300。溢流堰长4米，溢流堰顶上设有交通桥，交通桥也为钢筋混凝土结构。陡槽长5米，斜坡比降为1∶2。消力池长10米，后设50厘米高消力坎，消力坎与排洪渠道相接。4．输水洞输水洞设计为坝后闸阀式结构，全长33米，进口高程为95.00米，出口高程为94.90米。进口采用八字墙结构为钢筋混凝土结构，边墙与轴线相交角为300，与洞身相接处设拦鱼栅。洞身为外径355毫米PE1.0MPa给水管，给水管下为20厘米素混垫层，下设50厘米浆砌石，洞身设三处截水环，截水环高216厘米,宽160厘米，厚30厘米。闸室为钢筋混凝土结构房，房高3米，共10平方米，设放水、检修12寸闸阀二个。出水池长5米，后设50厘米高消力坎，消力坎与输水渠道相接。5．管理设施新建管理房一座，管理房为60平方米。6．其他修建防汛道路一条。道路长150米，宽4.5米，路面采用18厘米厚混凝土，下设20厘米砂砾垫层，道路每个4米一切缝。设计的道路路面比两边农田高50厘米。3.2.3方案三1．坝体n坝顶设计以现有坝顶最高点为设计坝顶高程，高程为100.75米，坝顶设计宽4米，长285.3米，最大坝高5.7米。坝顶路面设计采用水泥路面结构，厚18厘米。因坝体无渗漏情况，坝体断面采用前削后填形势。坝前迎水坡比降为1∶2.5，枕梁用混凝土，混凝土规格为20厘米×40厘米，护坡采用18厘米混凝土板，下设15厘米碎石垫层；坝后背水坡比降为1∶2，主要采用黄粘土填筑，填筑后应夯实，夯实后在撒上草籽绿化。2．非常溢洪道非常溢洪道设计采用开敞结构，整体采用钢筋混凝土结构，基础为浆砌石，全长22米，堰顶高程为99.55米，宽5米。进口段长3米，采用八字形结构，边墙与轴线相交角为300。溢流堰长4米，溢流堰顶上设有交通桥，交通桥也为钢筋混凝土结构。陡槽长5米，斜坡比降为1∶2。消力池长10米，后设50厘米高消力坎，消力坎与排洪渠道相接。3．输水洞输水洞设计为坝前闸门式结构，输水洞参与泄洪，全长33米，进口高程为95.00米，出口高程为94.90米。进口采用八字墙结构为钢筋混凝土结构，边墙与轴线相交角为300，与洞身相接处设拦鱼栅。洞身为100厘米×100厘米钢筋混凝土方洞，洞身壁厚30厘米，洞身每个5米做一分缝处理，洞身设二处截水环，截水环高240厘米,宽240厘米，厚30厘米。闸室为钢筋混凝土结构，位于坝前1米处，设放水、检修100厘米×100厘米闸门二个，检修平台一个，进口采用60厘米×90厘米钢板，钢板四周应做好防水处理。出水池长5米，后设50厘米高消力坎，消力坎与输水渠道相接。4．管理设施新建管理房一座，管理房为60平方米。5．其他修建防汛道路一条。道路长150米，宽4.5米，路面采用18厘米厚混凝，下设20厘米砂砾垫层，道路每个4米一切缝。设计的道路路面比两边农田高50厘米。表3.1水库维修改造方案容一览表名称坝体正常溢洪道非常溢洪道输水洞管理设施其他n方案一坝顶路面设计采用泥结碎石；坝前迎水坡干砌石护坡，下设砂砾垫层，砂砾垫层下铺设无纺布，坝脚用铅丝石笼；坝后背水坡主要采用黄粘土填筑，草籽绿化。溢洪道设计采用开敞式结构，整体采用钢筋混凝土结构，基础为浆砌石，全长22米，堰顶宽6米。溢流堰顶上设有交通桥，溢洪道由进口段、溢流堰、陡槽段、消力池四部分组成。输水洞设计为坝后闸阀式结构，全长33米，由前池、洞身、闸室和后池四部分组成。洞身为外径355毫米PE1.0米Pa给水管，给水管下为素混垫层及浆砌石基础；前池、闸室和后池均为钢筋混凝土结构，基础为浆砌石。60平方米管理房一座。修建防汛道路一条。道路路面为厚混凝土，下设砂砾垫层。方案二坝顶路面设计采用水泥路面；坝前迎水坡混凝土板护坡，下设碎石垫层，坝脚及坝顶枕梁采用混凝土；坝后背水坡主要采用黄粘土填筑，草籽绿化。溢洪道设计采用闸门结构，整体采用钢筋混凝土结构，基础为浆砌石，全长22米，堰顶宽5米。溢流堰顶上设有交通桥，溢洪道由进口段、溢流堰、陡槽段、消力池四部分组成。溢洪道设计采用开敞式结构，整体采用钢筋混凝土结构，基础为浆砌石，全长22米，堰顶宽5米。溢流堰顶上设有交通桥，溢洪道由进口段、溢流堰、陡槽段、消力池四部分组成。输水洞设计为坝后闸阀式结构，全长33米，由前池、洞身、闸室和后池四部分组成。洞身为外径355毫米PE1.0米Pa给水管，给水管下为素混垫层及浆砌石基础；前池、闸室和后池均为钢筋混凝土结构，基础为浆砌石。60平方米管理房一座。修建防汛道路一条。道路路面为厚混凝土，下设砂砾垫层。续表3.1水库维修改造方案容一览表名称坝体正常溢洪道非常溢洪道输水洞管理设施其他n方案三坝顶路面设计采用水泥路面；坝前迎水坡混凝土板护坡，下设碎石垫层，坝脚及坝顶枕梁采用混凝土；坝后背水坡主要采用黄粘土填筑，草籽绿化。溢洪道设计采用开敞式结构，整体采用钢筋混凝土结构，基础为浆砌石，全长22米，堰顶宽5米。溢流堰顶上设有交通桥，溢洪道由进口段、溢流堰、陡槽段、消力池四部分组成。输水洞设计为坝前闸门式结构，全长33米，由前池、洞身、闸室和后池四部分组成。洞身为为100厘米×100厘米钢筋混凝土方洞；前池、闸室和后池均为钢筋混凝土结构，基础为浆砌石。60平方米管理房一座。修建防汛道路一条。道路路面为厚混凝土，下设砂砾垫层。3.3项目备选设计方案定性比较根据第三章所述“设计方案必选因素分析”及“项目备选设计方案分析”确定本项目主要方案比选影响指标为：施工取材、天气及季节、资金的投入、施工技术和运行管理共五个，设计备选比较方案为三个。经上述资料对三个备选设计方案进行分析比较具体容如下：方案一：坝体的护砌主要材料为料石砌筑，而料场的运距较近，所以施工材料取材方便，资金投入小。而且料石的砌筑质量要求标注较低，施工简单，施工方在施工时能达到设计的标准及要求。坝体为干砌石，受当地气候及气温影响，长时间会出现分化及损坏的情况，而且管理不善的话，还会出现块石丢失的现象，基本不需要保养及养护，但耐久性不强。溢洪道为开敞式溢洪道，便于管理。在汛期，当库区水位达到汛限水位，水会自动从溢洪道流出进行排洪，即满足排洪要求，保证下游生产生活的正常运转。方案二：因坝体护砌为混凝土结构，混凝土较比料石运距远，所以施工材料取材较为不便，资金投入比方案一较大，但和方案一的干砌石护坡一样能达到水库运转的标准及要求。但混凝土较比干砌石施工较为复杂，技术要求高。虽能达到施工质量的要求，也能达到设计的要求n，但混凝土需定期保养及养护，才能进行下一步施工工作，这样就导致施工期的延长。坝体为混凝土板结构，受当地气候影响，易出现冻涨冻裂现象，需长时间进行养护保养，但不会出现人为的破坏，更不会因长时间受季节变化而出现风化的情况。溢洪道设正常溢洪道和非常溢洪道两种，施工期长。正常溢洪道有闸门控制，在运行期管理方便。而且还有非常溢洪道在排洪，更增加了安全可靠性，增加管理的安全保障。在汛期如果库区达到汛限水位，将闸门抬起，正常排洪，保证水位调节，使坝体不受洪水侵害，不会出现溃坝等险情，不会使下游百姓的生产生活受到危害。方案三：坝体的施工与方案二一样，但输水洞改为灌排结合，材料为钢筋混凝土结构，增加混凝土及钢筋的用量，这样导致施工材料取材极为不便，资金投入比前两个方案大，能达到水库运转的标准及要求。施工复杂，技术要求高，能达到施工质量的要求，也能达到设计的要求，但施工时间会增加。坝体为混凝土板结构，受当地气候影响较大，易出现冻涨冻裂现象，但不会出现人为的破坏，更不会因长时间受季节变化而出现风化的情况。溢洪道为非常溢洪道，管理方便。输水洞为方洞结构，参与泄洪，灌溉水田时，闸门不能随意抬起，抬起高度受到控制，抬起过高会对下游渠道产生影响，渠道会出现塌方情况，不利于生态环境，破环水土流失。在汛期如果需排洪时，应有人控制溢洪道闸门和输水洞闸门的起降，保证水位调节，不受洪水侵害，不会出现溃坝等险情。而且输水洞闸门为电动和手动两用的，起落时只需要按下电钮的开关，闸门就可自动起落，这样的运行管理极其便捷，这样大大的满足了受益人的生产生活安全需求。综上所述，以设计方案比选的五种因素（施工取材、天气及季节、资金的投入、施工技术和运行管理）为指标，对上述三种设计方案进行比较分析，从中可以总结归纳出三种方案之间相对比的优劣关系，从中可分析出每个方案在某一方面所存在的优胜劣汰，具体的比较结果如表3.2所示。表3.2水库维修改造备选方案对比表名称施工取材天气及季节资金的投入施工技术运行管理方案一便捷影响很大小低方便方案二不便捷影响稍大稍大稍高方便方案三极不便捷影响较小大高极为便捷n第4章项目备选设计方案比选4.1项目备选设计方案比选指标体系构建本论文以“班大院水库除险加固设计方案比选”为总目标，施工的取材是否便捷、施工及养护是否受到天气的制约、资金的投入是否合理、施工技术要求的难易、是否利于运行期的管理五种影响因素为准则，制定三种实施设计方案构建层次结构模型，进而运用理论基础知识的分析方法—“层次分析法”选出最优设计方案。选择设计方案施工取材天气及季节资金的投入施工技术运行管理方案一方案二方案三目标层准则层方案层根据上述已知给定指标构建设计方案比选的层次排序模型（见图4.1）。（z）（x）（y）图4.1设计方案比选层次结构图根据图4.1的层次结构模型，在对每一个层次的指标赋予一定的权重系数，权重系数应根据它的重要性的大小来确定，而这个权重系数值的尺度应根据表4.1，1.9比例尺度表来赋值。表4.11.9比例尺度表尺度Xi/Xj含义1Xi与Xj的影响相同3Xi比Xj的影响稍强n续表4.11.9比例尺度表尺度Xi/Xj含义5Xi比Xj的影响强7Xi比Xj的影响显得强9Xi比Xj的影响绝对得强2,4,6,8Xi与Xj的影响之比在上述两个相邻等级之间1,1/2,…,1/9Xi对Xj的影响为上面值的倒数4.2项目备选设计方案的定量比较及优选根据上述构建的层次结构模型和1-9比例尺度表得下列A、B1、B2、B3、B4、B5共六个矩阵：上述矩阵中的a13=7/1表示施工取材X1于资金的投入X3对选择设计方案Z的重要性之比为7∶1，就可以认定为施工取材X1比资金的投入X3更为重要，其它与其同理。用上边相同的方法就可同理得出准则层的每一个准则与方案层的每一个方案之间的关系，得出的五个矩阵具体如下：施工取材从施工角度可以看出，方案一坝体为干砌石衬砌护坡，主要材料为块石，而块石的取材主要在施工附近就有石场，可以就地取材。而方案二为混凝土板护坡，混凝土的取材运输较比块石要远，运距增加了50多公里，所以运输不便捷。最后方案三的输水洞由PE管改为混凝土方洞，这样就大大增加了混凝土及钢筋的用量，这样运距也随之增加，取材与方案一和方案二相比较极为不便捷。n方案一从坝体上看为干砌石护坡，施工不会受到气候的影响，但是随着季节的变化，雨水的冲刷，干砌石会出现脱落或风化的现象，没有方案二和方案三的混凝土牢固，更加失去一定的美观效果。方案二为溢洪道排洪，整体裸露在外部，会受到长年雨水冲刷，在季节变化，慢慢会风化脱落，但比方案一使用时间较长。方案三主要为输水洞泄洪，它基本深埋坝体，不会受到气候及季节变化的影响，可保持长时间的正常泄洪。所以说方案三在天气及季节的因素中，远远优于方案一和方案二，而方案二从坝体的角度要优于方案一。方案一为坝体干砌石结构护坡，溢洪道为正常溢洪道，输水洞为PE管，施工较为简单，用料便捷，技术要求低，相对施工人员工资叫小，所以整体资金投入要小。方案二坝体为混凝土护坡，设正常溢洪道及非常溢洪道两个，输水洞为PE管，从整个是施工角度来说，用料价格照比方案一要贵，施工技术高，相对人员的工资就高，所以方案二的整个资金投入比就高于方案一。而方案三的坝体为混凝土护坡，设非常溢洪道，而输水洞为混凝土方洞，与方案一和方案二相用料为混凝土多，资金就高于前两个方案。方案一为坝体干砌石结构护坡，溢洪道为n正常溢洪道，输水洞为PE管，施工较为简单，技术含量较低，只要控制住高程点就可以。方案二坝体为混凝土护坡，设正常溢洪道及非常溢洪道两个，输水洞为PE管，从整个是施工角度来说，混凝土要比干砌石的要求质量要高，施工中要有一定的技术人员才能施工，而且高程要控制的绝对严格，控制不好会出现溃坝的危险。而方案三的坝体为混凝土护坡，设非常溢洪道，而输水洞为混凝土方洞，与方案一和方案二相比较混凝土方洞的施工比PE管施工技术难很多，而比正常的混凝土施工较复杂一些，所以方案三比方案二的技术要求稍高。方案一和方案二基本为溢洪道正常排洪，运行管理较为便捷，虽然方案二正常溢洪道有闸门控制，比方案一稍微复杂些，但基本没有太大的变化。而方案三为输水洞泄洪，在正常泄洪时极为方便，因现有启闭机为手电两用，泄洪时只需按下电钮开关就可以，操作简单易行，而且输水洞泄洪水位较低，排量大，流速快，泄洪时间较短，不会对坝体产生较大的影响，这样也会保证下游百姓的生产生活不受水涝灾害的影响，不会造成经济损失。根据给定的上述六组矩阵来计算权向量并做一致性检验。而检验应根据以下几个步骤进行，我们以矩阵A为例来说明。（1）先将矩阵A的每一列向量进行归一化，而每一列归一后的和应为整数1。得：（2）在将（1）中求得的继续按行求和。得：（3）在将（2）中求得的进行归一化计算。得：就为近似特征根（权向量）。（4）计算矩阵A的最大特征值。公式为：（5）进行一致性检验。n公式为：当时，即可认定矩阵A是合理的。计算过程及结果如下：n分别计算以上各矩阵的最大特征值并做一致性检验：矩阵A的最大特征值为：λmax=1/5×(2.39/0.47+1.33/0.26+0.27/0.05+0.49/0.10+0.54/0.11)=5.08C.I.=(5.08-5)/（5-1）=0.02矩阵B1受益人的需求的最大特征值为：nλmax=1/3×（1.8/0.59+0.835/0.28+0.388/0.13）=3.01C.I.=(3.01-3)/（3-1）=0.005矩阵B2资金的最大特征值为：λmax=1/3×（0.25/0.08+0.71/0.24+2.04/0.68）=3.03C.I.=(3.03-3)/（3-1）=0.015矩阵B3质量的最大特征值为：λmax=1/3×（1.92/0.63+0.58/0.19+0.53/0.18）=3.01C.I.=(3.01-3)/（3-1）=0.005矩阵B4管理的最大特征值为：λmax=1/3×（1.92/0.63+0.58/0.19+0.53/0.18）=3.01C.I.=(3.01-3)/（3-1）=0.005矩阵B5材料的最大特征值为：nλmax=1/3×（0.505/0.17+0.505/0.17+2.02/0.66）=3C.I.=(3-3)/（3-1）=0由以上计算结果可知A、B1、B2、B3、B4、B5的一致性指标都小于0.1，即都通过一次性检验，因此可以断定各层次排序权重都具有满意的一致性。在由各个属性按列组成矩阵C由上可知组合权向量为CW方案一：P1=0.59×0.47+0.08×0.26+0.63×0.05+0.63×0.10+0.17×0.11=0.42方案二：P2=0.28×0.47+0.24×0.26+0.19×0.05+0.19×0.10+0.17×0.11=0.24方案三：P3=0.13×0.47+0.68×0.26+0.18×0.05+0.18×0.10+0.66×0.11=0.34最后，通过计算结论得出，方案一占有较大的比重，方案一为最优设计方案。故设计方案比选选定方案一为本项目的实施设计。n第5章全文总结与展望5.1全文总结本篇论文是以一个水库的设计方案比选为目标，进行的总的概述及论证。第一章讲述了本篇论文的选题背景、选题意义，并对水库的基本情况进行了简明扼要的介绍。这一章总结性的说明了作者是在怎样的背景进行选题，而选择此次题目会对现有及将来的实际工作有何种意义，再对此次项目进行基础介绍，对接下来的设计方案选取做好铺垫。最后对整篇论文主要容做了介绍和结构的安排，贯穿与整篇文章，是整片文章的大纲，使读者很能轻而易举的看清整篇文章的基本框架。第二章对本篇论文的论证做了一个基础性理论的介绍。使读者可以清晰的理解和运用方案比选的理论知识及原理，从中了解一些方案比选的方法及作者为何使用这种方法（层次分析法），在使用层次分析法时应注意它所固有的特点，应使用怎样的操作步骤进行理论分析。即便于读者掌握层次分析法，又对下文的论证做好了理论基础的铺垫。第三章是作者根据以前总结的实际工作经验，及日常工作中遇到的相关问题为根本，确定的影响因素，为准则层，对本篇论文的项目可能涉及设计方案比选的影响因素进行分析。再根据第一章讲述的水库水文、地质、调洪演算、存在的问题等一些基础资料为前提，制定并选取的三种设计方案，为方案层。最后利用方案层和准则层之间相互影响及制约的关系进行定性比较分析。第四章根据前三章所做好的铺垫构建一个结构框架，并建立了1-9比例尺度表来赋值。运用层次分析法的计算步骤进行定量分析，最后选定最优方案。5.2展望通过论文的绪论、研究理论基础、影响因素分析、方案的选定，到最后的定性及定量论述的整个过程，发现对其在以前的工作学习中存在的不足及缺陷进行总结，具体结论如下：1.工作中的设计方案没有经过科学的分析方法进行检验，至使会经常出现设计与实际想脱离的现象发生。2.实际的设计工作中对于影响因素不会去界定其存在具体概念。n3.在设计的时候对其因素没有具体的将主观性的思维转化为客观性的数理化进行分析。4.无综合评价体系，无设计方案的检验方法。对于上述工作中的不足及缺陷，我们应认真的反思，端正以后的工作态度。特别是在现有的大好形势下，国家加大对农、林、水基础设施建设投资的今天，我今后的任务还很重，而“班大院水库除险加固设计方案比选”这只是工作中的一个小小的部分，我应该通过这次的方案比选总结经验，甚至在今后的每次工作中，都应用科学的理论基础知识检验自我、引导自我，以至于能更好的完成自己的本职工作。这只是用科学的基础理论只是对自我实际工作的一次检验。是否学会、学懂了科学的理论基础知识，是否能把科学理论基础知识真正的运用于实际工作中去，是否能更进一步加深对理论知识的理解及运用，是我本篇论文最大的收获。而层次分析法的计算结果是比较粗略的，计算过程是比较简单的，它只适用于简单的方案比选定量分析的问题，如要涉及到定量较高、因素较复杂的问题时就无法使用，所以通过本篇的论证后，应将今后论证发展的目标进行更深一步的探析和研究，如将层次分析法和数据包络分析法相结合，进行综合比选分析。今后的工作任重而道远，我们应保持一种良好的工作状态，就要将这次的收获进行总结、归纳，在将其运用于将来的工作，给以后的工作进行一次科学性的改变。在今后的工作中应以科学理论为根本、为依托，进行方案分析比选，做出最为合理、符合实际的工作，即可保证工作的质量，又可提高工作的效率。n参考文献[1]世伦．用1—9标度法确定功能评价系数[J]．价值工程．1989(01)．[2]贾东远，阴可，艳华．岩石边坡稳定性分析方法[J]．地下空间，2004(02)．[3]桂庆，申向东，雅静．哈拉沁水库泄洪洞进水塔静动力分析[J]．水力发电，2007(01)．[4]兰华，王秀茹，丽，文姬．土地整理中雨水集蓄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