明渠导流是水电工程建设中常用的一种导流方式,导流明渠具有施工简单、泄流能力强等优点。根据水电工程地形地质特点、施工规模、施工布置及施工组织管理的不同,通常有多种明渠设计方案可供决策者选择,而不同的设计方案在协调导流建筑物成本、施工强度及导截流风险等方面具有一定的差异性。因此,明渠导流优化合理与否直接影响到整个导流过程的费用、工期及安全性,如何综合考虑影响明渠导流优化的各因素,使明渠导流过程达到多目标综合最优,是明渠导流设计及施工阶段面临的重要问题。已有的导流建筑物优化研究多是针对不同优化结果在导流建筑物成本、施工强度及导流风险等方面的差异性进行分析,鲜有文献研究考虑施工截流风险对优化结果的影响,未能全面反映施工导流过程的影响因素。此外,有关隧洞导流优化成果较多,对明渠底孔和明渠坝体缺口联合导流的优化研究较少。因此,本文基于施工导截流的整体视角,将施工截流风险纳入导流建筑物优化目标体系,研究以明渠底板高程及明渠坝体缺口高程为优化变量的明渠导流多目标优化问题。研究内容概括如下:1、从明渠导流建筑物成本、施工强度及导截流风险三方面入手,定性研究明渠底板高程及坝体缺口高程与上述目标间的影响关系,构建一种新明渠导流优化的递阶层次结构;2、分析熵权法和层次分析法在计算目标权重方面的优势和不足,把熵权法和层次分析法的中间过程结合起来,提出一种新的目标权重推求方法;3、以明渠底板高程及坝体缺口高程为优化变量,建立水电工程明渠导流多目标优化模型,应用粒子群算法,将其与施工仿真计算相结合对模型进行求解;4、基于某水电工程实例,仿真计算量化明渠底板及坝体缺口高程与导流建筑物成本、施工强度及导截流风险的关联特性,运用粒子群算法实现明渠底板及坝体缺口高程的优化调整,达到明渠导流多目标综合最优的效果。结果表明,提出的优化模型能够实现明渠导流建筑物成本、施工强度及导截流风险的综合考虑,尤其是考虑截流风险的对明渠导流优化的影响,能够有效降低施工截流风险及风险损失。