引言

水是社会经济可持续发展的关键资源，我国“南丰北缺、东多西少”的水资源分布特征，推动了长距离输水工程的建设。作为跨区域调水核心的长距离输水渠道，对保障受水区用水至关重要^[1]。但这类渠道因穿越复杂地形气候区，线路长、影响因素多，运行中面临漏水、溃堤、水质污染等安全风险，可能引发重大事故。为此，本文围绕长距离输水渠道运行安全风险评估与防控策略展开研究，旨在通过分析风险因素、构建评价体系、选择评估方法、提出防控策略，为渠道安全稳定运行提供支持。

一、长距离输水渠道运行主要安全风险因素分析

长距离输水渠道运行面临的安全风险因素复杂多样，主要涉及自然环境、工程自身及运行管理三个维度。自然环境方面，气象灾害影响显著，暴雨和洪水可能导致渠道水位骤升引发溃堤，干旱会减少水量并增加淤积风险，大风易吹入杂物堵塞通道且破坏设施，高温与严寒则通过热胀冷缩降低衬砌材料强度；地质灾害中，滑坡、崩塌会使土石方进入渠道，泥石流冲击力强且破坏结构，地震可能造成渠道断裂变形；水文条件的不稳定与水位剧烈变化会干扰输水调度并冲击边坡和衬砌；生物侵蚀表现为杂草阻碍水流、影响水质，动物打洞破坏防渗性能与结构稳定性。工程自身因素同样关键，渠道结构若存在边坡过陡、底坡不合理等缺陷，会影响水流状态与稳定性，引发滑塌、淤积；衬砌质量不佳会导致裂缝、空鼓等问题，造成水资源渗漏与边坡侵蚀；防渗设施失效会增加渗漏量，引发土壤盐碱化、地基沉降；建筑物长期受水流冲刷等影响会出现老化损坏，输水设备故障则可能影响流量控制甚至导致输水中断。运行管理因素中，调度不合理时流量与水位的不当控制会冲击结构，增加风险；维护保养不到位会加速设备老化、积累病害，影响输水能力与设施运行；监测预警不力会延误隐患处置；人为破坏如非法采砂、乱搭乱建、排放污染物等，会破坏边坡稳定、干扰运行维护并污染水质^[2]。

二、输水渠道运行安全评价指标体系及评价标准及评估方法选择

（一）评价指标体系构建原则

评价指标体系的构建需遵循多项原则。科学性原则要求指标选取基于科学认知，定义与计算方法合理；系统性原则需全面涵盖自然环境、工程自身、运行管理等方面；可操作性原则强调指标的可测性与数据可获得性；动态性原则使体系能随运行条件调整；重点性原则则在全面基础上突出关键指标，提升评价效率与准确性^[3]。

（二）评价指标体系构建

依据上述原则，结合实际构建三级评价指标体系。该体系分为目标层、准则层和指标层三个层次。

目标层（A）：输水渠道运行安全状况。

准则层（B）：包括自然环境风险（B1）、工程自身风险（B2）、运行管理风险（B3）三个方面。

指标层（C）：

自然环境风险（B1）：暴雨频率（C11）、洪水发生概率（C12）、滑坡崩塌发生频率（C13）、地震烈度（C14）、生物侵蚀程度（C15）。

工程自身风险（B2）：渠道边坡稳定性（C21）、衬砌完好率（C22）、防渗性能（C23）、建筑物完好率（C24）、输水设备完好率（C25）。

运行管理风险（B3）：调度合理性（C31）、维护保养及时率（C32）、监测预警准确率（C33）、人为破坏发生次数（C34）、水质达标率（C35）。

（三）评价标准

为量化评价，参考行业规范、研究成果及工程经验，将各指标分为安全（Ⅰ级）、较安全（Ⅱ级）、一般（Ⅲ级）、较危险（Ⅳ级）、危险（Ⅴ级）5个等级，并制定相应评价标准（详见表格1）。

表1评价标准

（四）输水渠道运行安全风险评估方法

因长距离输水渠道运行安全风险评估涉及因素多、关系复杂，且存在模糊性与不确定性，故选用层次分析法与模糊综合评价法相结合的方式。层次分析法用于确定各评价指标权重，模糊综合评价法处理评价中的模糊性，二者结合可提升评估的科学性与准确性。具体步骤为：建立基于评价指标体系的层次结构模型；构造判断矩阵，通过专家打分确定指标相对重要性；计算指标权重并检验一致性；确定评价等级和隶属度，构建隶属度矩阵；进行模糊运算得出评价结果和风险等级^[4]。

三、案例分析

（一）案例简介

某长距离输水渠道为区域水资源调配核心工程，全长320公里，2010年建成，设计输水流量50立方米/秒，服务沿线3个城市的工、农、生活用水。渠道穿越平原、丘陵、山地，沿线气象差异大，年均降水量600-900毫米，丘陵与山地过渡段降水波动大，易引发水文灾害。中段约40公里为地质不稳定区域，存在风化岩层和松散堆积体。运行以来，发生2次山地段边坡滑塌和3次丘陵段衬砌破损渗漏，虽未造成重大输水中断，但存在安全隐患，对其评估具有实践意义。

（二）建立层次结构模型

依据前文评价指标体系，结合渠道实际特征，建立三级层次结构模型：

目标层（A）：该长距离输水渠道运行安全状况。

准则层（B）：自然环境风险（B1）、工程自身风险（B2）、运行管理风险（B3）。

指标层（C）：沿用前文15项指标，自然环境、工程自身、运行管理风险各含5项，覆盖渠道运行关键安全要素。

（三）构造判断矩阵并计算权重

邀请5位专家（3位资深输水工程管理工程师、1位水利工程设计专家、1位风险评估学者）参与打分。专家根据渠道实际，采用1-9标度法对同一层次指标相对上一层次指标的重要性进行两两比较，构造判断矩阵，经加权平均处理得到最终矩阵。

准则层相对于目标层的判断矩阵及权重计算

准则层（B1、B2、B3）相对于目标层（A）的判断矩阵如下表所示：

计算该判断矩阵的最大特征值和对应的特征向量，经计算可得=3.000，特征向量为[0.25,0.5,0.25]T，即自然环境风险（B1）的权重为0.25，工程自身风险（B2）的权重为0.5，运行管理风险（B3）的权重为0.25。

进行一致性检验，计算一致性指标CI=（）/（n-1）=（3.000-3）/（3-1）=0，平均随机一致性指标RI=0.58（n=3时），一致性比例CR=CI/RI=0<0.1，表明该判断矩阵具有满意的一致性。

指标层相对于准则层的判断矩阵及权重计算

自然环境风险（B1）下指标层（C11-C15）的判断矩阵如下：

该判断矩阵为一致性矩阵，最大特征值=5.000，特征向量为[0.2,0.2,0.2,0.2,0.2]T，即暴雨频率（C11）、洪水发生概率（C12）、滑坡崩塌发生频率（C13）、地震烈度（C14）、生物侵蚀程度（C15）的权重均为0.2。一致性检验结果为CI=0，RI=1.12（n=5时），CR=0<0.1，具有满意的一致性。

工程自身风险（B2）下指标层（C21-C25）的判断矩阵如下：

计算可得最大特征值=5.036，特征向量为[0.368,0.214,0.214,0.102,0.102]T，即渠道边坡稳定性（C21）权重为0.368，衬砌完好率（C22）和防渗性能（C23）权重均为0.214，建筑物完好率（C24）和输水设备完好率（C25）权重均为0.102。一致性检验：CI=（5.036-5）/（5-1）=0.009，CR=0.009/1.12≈0.008<0.1，符合要求。

运行管理风险（B3）下指标层（C31-C35）的判断矩阵如下：

最大特征值=5.025，特征向量为[0.286,0.286,0.163,0.088,0.163]T，即调度合理性（C31）和维护保养及时率（C32）权重均为0.286，监测预警准确率（C33）和水质达标率（C35）权重均为0.163，人为破坏发生次数（C34）权重为0.088。一致性检验：CI=（5.025-5）/4=0.006，CR=0.006/1.12≈0.005<0.1，一致性良好。

（四）确定隶属度矩阵

结合渠道近5年运行监测数据（水文、地质、工程状态等）和专家现场勘查评价，将实际数据与前文评价标准对比，结合专家对风险趋势的判断，确定各指标对不同风险等级的隶属度。

部分关键指标隶属度：暴雨频率（C11）近5年平均每年1.2次，考虑极端暴雨增加，隶属度为Ⅰ级0.1、Ⅱ级0.2、Ⅲ级0.5、Ⅳ级0.2、Ⅴ级0；渠道边坡稳定性（C21）3处山地段有轻微位移，隶属度为Ⅰ级0.2、Ⅱ级0.5、Ⅲ级0.3、Ⅳ级0、Ⅴ级0；维护保养及时率（C32）近3年为92%，偏远段有滞后，隶属度为Ⅰ级0.1、Ⅱ级0.6、Ⅲ级0.3、Ⅳ级0、Ⅴ级0。其余指标用类似方法确定，形成指标层隶属度矩阵R1、R2、R3。

（五）模糊综合评价

采用加权平均法运算：

准则层评价中，自然环境风险（B1）经运算，风险等级为Ⅲ级（一般）；工程自身风险（B2）运算后，风险等级为Ⅱ级（较安全）；运行管理风险（B3）运算后，风险等级为Ⅱ级（较安全）。

目标层评价将准则层结果作为新隶属度矩阵，与准则层权重向量运算，最终评价结果为Ⅰ级0.19、Ⅱ级0.46、Ⅲ级0.28、Ⅳ级0.07、Ⅴ级0，风险等级为Ⅱ级（较安全）。

（六）评估结论

该渠道整体运行安全风险等级为Ⅱ级（较安全），工程质量和运行管理基本满足安全输水要求。但Ⅲ级隶属度达0.28，有向一般风险等级发展的趋势，需重点关注：自然环境方面，暴雨引发的山地段地质灾害；工程自身方面，丘陵段衬砌渗漏等防渗缺陷；运行管理方面，偏远段维护保养滞后问题。

四、长距离输水渠道运行安全风险防控策略

针对上述问题，建议采取以下措施：

（一）升级山地段地质灾害监测

全面勘察山地段以确定地质灾害高发区和隐患点，在关键位置安装高精度位移传感器、雨量计等自动预警设备，实时监测边坡位移、降雨量及土壤含水率，数据同步传输至监控中心。监控中心通过专业系统分析数据，超阈值时自动预警。暴雨期间，除依赖设备外，增加人工巡查频次，专业人员携带便携设备检查边坡与渠道结构，重点排查裂缝、滑坡迹象，发现问题立即上报并采取设警示标志、疏散人员等措施。此举可提升地质灾害监测预警能力，实现早发现、早处置，降低对渠道的影响。

（二）检测修复渠道防渗设施

组织专业团队用探地雷达、渗漏检测仪等设备，全面检测防渗设施以定位渗漏点及超标区域，分析渗漏原因与程度。据此制定修复方案：小渗漏区采用防渗涂料涂抹、防渗膜粘贴等局部修补；大渗漏区则清除损坏设施，改用高密度聚乙烯防渗膜、复合土工膜等新型材料重铺，这类材料防渗性强、耐久性好且施工便捷。修复中严格遵循规范标准，完工后再次检测验证效果，确保渗漏问题彻底解决，减少水资源损失，避免周边土壤盐碱化、地基沉降等隐患。

（三）优化渠道维护管理

全面分析维护现状，结合实际制定科学方案。加大偏远段资源投入，增配人员、设备与资金，成立专门维护小组提升效率。建立维护质量追溯机制，通过信息化系统记录维护时间、内容、人员及材料设备等信息，实现可追溯；出现问题时及时追责整改。定期检查评估维护工作，持续优化方案。这些措施能提高维护及时性与全面性，避免小型病害累积，保障渠道整体运行良好^[5]。

实施上述措施可有效降低渠道运行风险，维持较安全水平，保障输水工程长期稳定运行。

结语

本文系统研究长距离输水渠道运行安全风险，明确了自然环境、工程自身及运行管理三类主要风险因素，构建了科学的评价指标体系与标准，结合实例验证了层次分析法与模糊综合评价法结合的有效性。实例显示渠道整体较安全但部分风险点需关注，提出的升级监测系统、修复防渗设施、优化维护方案等措施针对性强，可为类似工程借鉴。但研究存在局限，如评价指标动态调整机制待完善，对极端天气等突发因素的响应精度需提升。未来可结合物联网、大数据技术，构建实时动态的风险评估与预警系统，加强防控措施成本效益分析，实现风险管理精细化、智能化，为水资源安全调配和社会经济可持续发展提供更坚实保障。

参考文献：

[1]牟艳祥.黄土区长距离输水管线工程施工安全风险评价研究[D].西安建筑科技大学,2024.

[2]李海瑞.长距离调水工程安全风险智能管理方法及在南水北调中线中的应用[D].华北水利水电大学,2024.

[3]熊志豪.高寒区长距离输水渠道运行安全风险评价[D].江西科技师范大学,2024.

[4]胡江,叶伟,马福恒.长距离调水工程安全风险综合评估[J].南水北调与水利科技(中英文),2024,22(03):417-426.

[5]方云飞,张欢,陈立楠.长距离输水渠道安全监测优化方式[J].水利水电技术(中英文),2022,53(S1):144-150.

作者简介：姜坤(1981.12--)，男，汉族，山东招远人，本科学历，工程师，山东省调水工程运行维护中心招远管理站，研究方向：水利水电工程