[发明专利]一种基于重要贡献度的中小型水库大坝安全评价指标体系构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及系统评价及水库大坝安全风险研究技术领域，特别是一种基于重要贡献度的中小型水库大坝安全评价指标体系构建方法，广泛适用于各类中小型水库大坝的安全评价，为构建合理的大坝安全综合评价指标体系提供了新的思路。

背景技术

我国已有水库总数9万8千多座，是世界上水库大坝数量最多的国家。已建成的大坝中96％都是中小型大坝，为我国的城市及周边的防洪、灌溉及发电起到了重要的作用。这些中小型水库大坝大多运行时间超过30～40年，坝龄长、运行不当、环境变化等因素使得相当一部分大坝存在安全问题，中小型水库大坝中约36％属于病险水库大坝，这不仅影响了工程效益的发挥，还严重威胁着下游人民的生命和财产的安全。因此，对水库大坝的安全性做出科学合理的评价，为水电管理工作提供决策依据，确保水库大坝安全运行，是关系到国民经济发展和人民生命财产安全的重要课题。构建一套合理高效的大坝安全评价指标体系是大坝安全评价的前提与关键，建立一种科学有效的指标筛选方法，甄选影响中小型水库大坝安全的重要程度高、贡献率大的因素，对于及时准确地分析大坝病险状态并进行预警预报、除险加固具有重要意义。

水利部颁布的《大坝安全评价导则》中的指标类型多、数量大，适用于所有类型大坝，缺乏针对性，目前尚没有专门针对中小型大坝的安全评价指标体系。针对指标筛选方法的研究也取得了一定进展，例如利用最小均方差法和极大极小值法做出指标筛选；利用相关系数分析和偏相关分析相结合的方法，筛除显著相关性最高的指标；还有基于偏最小二乘回归法，筛除回归系数相对较小、对评估结果的影响较小的指标等方法。但是，由于中小型水库大坝安全评价指标体系是一个具有多层次、多指标、不确定性特点的复杂指标体系，现有方法在指标的筛选上存在两方面问题：(1)定性判断，存在较大的主观随意性，(2)定量分析，主要进行数据分析，存在对专家经验和知识考虑不足的缺陷，目前缺乏将定性方法和定量分析合理结合的科学方法。本发明针对影响因素类型多数量大相关性复杂的状况，提出“重要贡献度”的概念，提出一种将专家知识和数据分析相融合的“定性+定量”的指标遴选方法，将指标相对重要性程度和结果敏感性程度进行综合辨识，以“重要贡献度”作为指标筛选依据，确定指标筛选的准则和阈值，从而对比出对评价重要度和贡献率不等的因子，最终优选出主要影响因素，精简指标数量，建立科学、高效的指标体系，为保证评价的科学性和有效性奠定基础。因此，建立一种基于重要贡献度的中小型水库大坝安全状态评价指标体系具有重要的现实意义。

发明内容

发明目的：针对上述问题和现有技术的不足，提出一种基于重要贡献率的中小型水库大坝安全评价指标体系构建方法，其提出了重要贡献度的概念，计算指标重要度，进行了评价指标初选；采用灰色关联度分析法计算指标贡献度；将指标重要度和贡献率综合集成为指标重要贡献度，并以此为依据确定指标筛选准则和阈值，筛选重要评价指标，构建中小型水库大坝安全评价指标体系，为后续中小型水库安全评价提供基础。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种基于重要贡献度的中小型水库大坝安全评价指标体系构建方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：计算指标重要度，进行评价指标初选；

步骤2：采用灰色关联度分析法计算指标贡献度；

步骤3：将指标重要度和贡献率综合集成为指标重要贡献度；

步骤4：确定指标筛选的准则和阈值；

步骤5：遴选对评价结果的重要贡献度较大的指标，构建中小型水库大坝安全评价指标体系。

所述步骤1具体步骤为：统计文献数据，分析中小型水库大坝安全特性，以《大坝安全评价导则》为基础，采用德尔菲法进行专家问卷调查，计算指标重要度W₁，从7个一级指标，24个二级指标中初选中小型大坝安全评价的21个主要影响因素，初选评价指标。

所述步骤2进一步为：选择大坝安全评价结果为参考数列x_o(k)，将初选指标监测数据经处理后组成的数列作为比较数列x_i(k)；计算比较数列x_i(k)对参考数列x_o(k)的关联系数ξ_oi(k)；计算比较数列x_i(k)对参考数列x_o(k)的关联度γ；以关联度量化计算评价指标对评价结果的贡献率W₂。

所述步骤3进一步为：将重要度和贡献率的归一化值W₁、W₂组合赋值为评价指标的重要贡献度W。