水利水电工程规划方案多目标决策方法研究
来源：UC论文网2016-06-23 09:28
摘要：
水利水电工程因其广泛的经济影响和社会影响，受到了越来越多的关注。而环境的污染、经济的发展、以及人民生活的变化加剧了人们对水利水电工程的方案规划方法的关注。
近年来，我国水利水电有了极大地发展，其在工程规模上、技术上、社会以及环境影响上均有较大的提高。这就要求在水利水电工程的方案规划时，考虑其社会、人文、环境、技术等因素的影响。因此单一目标规划已经不能满足要求，多目标方案决策成为水利水电方案决策的新的方法。
1.多目标决策方法在水利水电工程方案规划中应用的必要性
方案规划是水利水电工程的基础以及灵魂之所在，它是整个水利水电的重中之重。中国正处在经济和社会飞速发展的时期，而在发展过程中对电力的需求也愈来愈大。水利水电工程的建设可以填补电力的空缺。水利水电的良好发展会给社会经济带来极大地效益,但是过度的水利水电建设会给经济以及社会造成负面影响。水利水电工程的建设需要大量的投资，若规划不合理，会造成施工导流难以实现、工程投资加大、工程安全问题以及工程运行后难以产生经济社会效益。同时,资源性能源短缺，知识国家大力开发各种能源,水利水电工程具有保护水资源以及发电的功效，是人们的目光聚集于此。水利水电工程发电具有无污染可再生性，减少了不可再生资源的使用，有利于可持续发展。水利水电工程的建设对生态环埦也会有一定得影响。水利水电工程的建设可能会对周边区域以及工程下游的生态环境造成影响。规划不合理可能会造成水质污染，周围地质条件改变甚至是发生地震等不利影响。以此合理规划时水利水电工程的关键。最早我国使用的是单一的以经济效益为目标的方案决策，但是在经济、社会、环境、技术等因素的影响下，单一目标已经不能满足需求，多目标决策的重要组成就是综合评价，故而多因素分析在水利工程中的应用也越来越重要。对水利水电工程方案进行优选，将工程的不利影响减至最少。
2.多目标决策方法的建立
水利水电工程方案优选涉及社会、经济、生态环境、技术开发等方面，并且需要决策人员参加的复杂的多层次多目标决策问题。其主要特点是（1)备选方案有限离散；（2)只有完备决策指标体系才能比较优劣；（3)决策指标指标数目多，定性与定量相结合；（4)要比较方案间的优劣需要确定决策指标权重。（5)对方案集优化排序时，需要一个或一组附加准则[11。根据其特点水利水电工程方案优选需建立一个具有科学性、完整性和实用性的综合决策指标体系。一般会经过三个阶段，首先，深入系统的综合分析评价对象，确定其特点功能、关键问题、影响范围、项目目标等要素;然后，对项目目标按逻辑关系进行分解，并确定每一分解项目的评价指标，初步构成项目评价体系;最后对建立起的评价体系进行筛选和优化通过合并、剔除、替换对指标体系进行修改和完善,从而确定多目标评价体系。
3.多目标决策方法在水利水电方案规划方面的发展与研究现状
随着人们对社会和生态环境的重视，多目标因素在水利水电工程方案规划中的应用越来越广泛。同时人对多目标规划的方法要求也越来越高。
3.1多目标决策方法在水利水电方面的发展
多目标决策是将给出的具有多个指标的方案进行排序和优选，经过多年的发展已成为决策、管理、运筹、系统工程等学科的重要研究课题。在决策理论、方法的研究方面取得了很大的进展。多目标决策的重点是综合评价，其在社会经济等各个方面普遍存在并得到广泛应用。在水里工程中的投资决策、项目评估、方案优选，工程选址、经济效益综合评价等方面。目前水利工程方案选择时需要将科技创新、经济发展、社会进步、环境保护相结合，实现可持续发展。多目标决策已成为人们争相研究的热点。多目标决策的模糊综合平判法、层次分析法、灰色关联投影法、人工神经网络法等理论及方法在水利水电规划决策中都起到了积极的作用。
3.2多目标决策方法的研究现状
作为水电开发研究的热点，水利水电规划方案优选是一个涉及经济技术、水资源的开发利用、生态环境保护与工程建设风险等诸多因素的系统问题。目的在于综合诸多因素影响在众多备选方案中选出一个最合理的方案,并用于作为决策时的依据。
近几十年，许多研究者采用了不同的方法，路金喜[2]在对水库正常蓄水水位方案进行优选时采用了灰色层次分析的新方法。并应用该方法对三峡蓄水水位方案进行了分析研究。且这种方法各种指标权重值是通过挖掘、观测、捕捉水库正常蓄水位方案指标形成过程中的深层信息确定的，建立在事实、客观、公正的基础上，淸晰简便实用。吴泽宁等人⑺研究水电规划方案的优选问题时采用了人工神经方法。李朝霞等人在研究水利水电方案多目标决策时[4]采用了系统分层理论。该理论将水利水电工程系统分为独立的不同层次。采用定量定性结合的系统思想和方法来处理,通过若干个因素或指标的特征值描述系统方案的优劣。这些不同层次独立系统的最底层开始,逐一的对每一层进行灰色评价，选出优势的独立系统，通过逐层迭加得到系统方案的优劣排序。谢秋菊〔5]通过建立灰局势决策模型并应用变异系数法确定评价指标权重，对灌溉区改建扩建规划方案进行优选。门宝辉等人[6]建立了多目标决策灰色关联投影模型。大连理工的陈守煜教授[7]建立了结构性、非结构性、半结构性模糊多目标决策单元系统理论、模型与方法，在水利水电工程中得到广泛使用。张坤业等人利用属性识别的理论和方法，以变异系数为权重，建立了减少权重主观性的水利水电规划方案综合优选的属性识别模型。这些多目标决策方法和模型的建立，表明了我国对水利水电工程方案规划的重视。我国在水利水电方案规划的多目标决策研究已具有一定规模。
总之，由于水利水电工程是一个庞大的复杂系统,大多数数据难于收集或难与之接收集，所以使得指标大多数限于定性的描述，、概括和总结，因此，研究人员经常采用对其他专家的评估意见，引人各种集值方法更客观、真实的对定性指标进行量化处理，然后建立各种决策方法和模型来对工程方案进行排序优选。使工程的经济、社会、环境协调，符合可持续发展战略。
4.多因素决策方法在水利水电工程中的应用前景
由于中国水资源不均衡甚至是不足，环境污染严重以及能源资源型紧张等问题，而水利水电能具有保护水源、提供电力，且清洁无污染可再生等优势。中国的水利水电必将高速发展，水电也会成为重要电源之一。水利水电工程方案规划多目标决策的方法研究也会一直是理论界的研究热点。虽然现在还依然存在许多问题，但是随着更深人的研究，水利水电工程方案规划的多目标决策体系将会被不断的完善，新的多目标决策模型理论及方法也将随之诞生，从而更适合应用在水利水电方案规划有优上。多目标决策也将成为水利水电工程方案规划筛选的必要方式。
张延明，许刚
(四川蜀禹水利水电工程设计有限公司)
