水利工程水上施工风险评估与安全管理路径

摘要：水利工程水上施工受复杂水文气象条件、高难度技术作业及动态管理需求的多重挑战，其风险评估与安全管理是保障工程顺利实施的核心环节。通过系统分析水上施工的自然环境、技术操作、设备材料、人员管理及社会生态等风险要素，提出融合动态评估与智能化管控的安全管理路径。研究成果可为提升水上施工风险防控效能提供理论支撑与实践参考，推动水利工程安全管理向精细化、智慧化方向升级。

关键词：水利工程水上施工；风险评估；安全管理；路径

引言

当前，全球气候变化加剧了极端水文事件频率，叠加水下施工技术难度高、设备协同要求严苛等挑战，传统静态风险评估方法难以适应动态施工场景，安全管理体系亦面临响应滞后、协同不足等瓶颈。以水利工程水上施工为研究对象，聚焦风险动态演化规律与安全管理路径创新，旨在通过理论方法与技术工具的集成应用，构建预防-监测-响应-优化一体化安全防线，为行业高质量发展提供系统性解决方案。

一、水利工程水上施工的主要风险问题

水利工程涉及工种较多，施工难度高，且容易受到外界环境因素的影响，必须对施工方案进行反复检验，并协调好各项分工，控制每一项施工环节质量，提高安全性。自然环境风险源于复杂水文气象条件与地质结构不稳定性，如湍急水流、突发水位变化及极端天气易引发施工中断，而地基沉陷或滑坡则威胁工程结构安全。施工技术风险主要来自水下作业的高难度要求，围堰施工、桩基安装等环节易因技术偏差导致质量缺陷，同时大型水上设备的操作容错率低，失误引发连锁事故。设备与材料风险涉及设备老化故障率高、材料储运受水文环境影响等问题，直接影响施工连续性。人员安全风险突出表现为作业人员专业技能不足与安全意识薄弱，防护措施缺失进一步放大个体伤害概率。

二、水利工程水上施工风险评估的方法

（一）层次分析法（AHP）

层次分析法是一种将复杂风险问题层次化、系统化的决策工具，适用于多因素耦合的水上施工风险评估。其核心是通过构建包括目标层、准则层和指标层的递阶模型，结合专家经验对风险因素进行两两比较，确定各层级的权重分配，最终通过一致性检验确保逻辑合理性。该方法优势在于能够将主观经验与定量计算结合，明确不同风险因素的优先级，可量化地质不稳定对施工安全的影响程度。但实际操作中，专家判断的主观性影响结果客观性，需通过多轮德尔菲法或引入熵权法进行修正。

（二）故障树分析法（FTA）

故障树分析法通过逆向逻辑演绎，从预设的顶事件出发，逐层分解导致事故发生的直接和间接诱因，构建由逻辑门连接的树状因果链。分析桩基施工失败时追溯至设备故障、操作失误、水文突变等底层事件，并计算其组合概率。该方法优势在于直观揭示风险传导路径与关键节点，便于制定针对性防控措施，如识别设备老化与人员培训不足的叠加效应。其局限性在于依赖历史数据和专家经验构建故障树模型，新兴技术缺乏数据积累时分析精度受限。

（三）模糊综合评价法

针对水上施工风险的不确定性，模糊综合评价法通过隶属度函数将定性指标转化为定量分析。定义水位突变风险的隶属度等级，结合专家打分构建模糊关系矩阵，再通过加权合成运算得到整体风险等级。该方法尤其适用于难以精确量化的自然风险或人为因素，可有效处理信息不完备问题。其优势在于兼容语言变量与数值计算，将设备老化程度划分为轻微中度严重三级进行评价。但需注意，模糊算子的选择会显著影响结果，需根据工程场景调整模型参数。

三、水利工程水上施工风险的安全管理路径

（一）构建动态风险分级管控体系

为了保证水利工程施工安全，需要根据水利工程特点，建立完善的施工安全标准化体系，强化施工风险管理和控制。以风险动态演变特征为核心，建立识别-评估-管控-反馈全流程闭环管理体系。基于施工阶段划分，结合水文气象预报、地质监测数据，利用LEC法或风险矩阵法对风险源进行动态分级，明确红、橙、黄、蓝四级风险阈值。针对高风险作业，实施一风险一预案策略，通过限制作业时间、增设临时防护设施、强化现场监护等手段降低风险暴露概率。引入BIM技术构建三维可视化风险地图，实时关联环境监测数据与设备状态，动态调整管控措施。建立风险事件数据库，通过事故案例回溯与模拟推演，优化分级标准与响应机制，形成风险防控的自我迭代能力。

（二）智能化安全监测与预警平台建设

依托物联网、5G通信与人工智能技术，打造端-边-云协同的智能安全管控系统。在端侧部署多源传感器网络，实时采集水文参数、气象数据、设备运行状态及人员行为等关键信息；在边缘侧通过嵌入式设备实现数据初步清洗与本地化预警，减少网络延迟影响；在云侧搭建统一管理平台，集成机器学习算法预测风险趋势，并通过可视化驾驶舱向管理人员推送分级预警信号。当监测到水流速度超过阈值且设备定位异常时，系统自动触发声光报警并暂停高危作业。平台可联动应急预案库，根据风险类型智能推荐处置流程，提升应急响应效率。

（三）标准化安全管理与责任追溯机制

构建覆盖全生命周期的安全管理标准体系，明确设计-施工-运维各阶段的责任边界与技术规范。在制度层面，制定《水上施工安全操作规程》，细化设备准入标准、作业许可流程及人员资质要求。在责任落实上，推行网格化管理模式，将施工区域划分为若干责任单元，指定专职安全员负责巡检与协调，并通过区块链技术实现操作记录不可篡改，确保事故责任可追溯。建立双控机制定期开展交叉检查与第三方审计，对制度执行不力、隐患整改滞后的单位实施信用扣分或市场准入限制，倒逼主体责任落实。

（四）多维度人员能力提升与应急协同

以人为核心构建预防-培训-演练-救援四维能力提升路径，预防层面推行岗前风险认知教育，通过VR技术模拟溺水、设备倾覆等事故场景，强化作业人员风险感知与避险意识。培训层面，建立理论+实操双轨制课程体系，理论课程涵盖水文知识、设备操作规范等，实操训练则依托水上实训基地开展船舶驾驶、水下救援等专项技能考核。演练层面联合海事、环保等部门开展多主体应急演练，重点检验气象突变疏散油污泄漏处置等复杂场景的跨部门协作能力。救援层面配置专业化水上救援团队，配备声呐探测仪、水下机器人等装备，并建立30分钟应急响应圈，通过无人机快速投送救生设备、划定临时安全区，最大限度降低事故伤亡。

结束语

总之，水利工程水上施工的风险评估与安全管理是一项涉及多学科交叉、多主体协同的系统工程。基于物联网与BIM技术的实时监测平台能够显著提升风险预警精度，而标准化责任追溯机制与多维度能力提升策略则可有效化解人为操作与管理漏洞。未来研究需进一步深化人工智能在风险预测中的应用，探索绿色施工与生态保护的协同路径，并推动跨区域、跨部门的数据共享与应急联动机制建设。通过技术创新与制度优化的双轮驱动，水利工程水上施工安全管理将逐步实现从被动应对向主动防控、从局部优化向全局智慧的跨越式发展，为构建韧性水利基础设施提供坚实保障。

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