時(shí)間：2022-06-01 20:05:35
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水庫(kù)管理論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
長(zhǎng)潭水庫(kù)位于廣東省梅州市蕉嶺縣石窟河長(zhǎng)潭峽谷段中，壩址以上集水面積1990km2。水庫(kù)百年設(shè)計(jì)洪水位151.5m，萬(wàn)年校核洪水位156.0m，正常高水位148.0m，汛期控制水位144.0m，發(fā)電極限水位134.6m，總庫(kù)容1.69×108m3，屬季調(diào)節(jié)水庫(kù)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和國(guó)家對(duì)水利水電建設(shè)的日益重視，流域內(nèi)近年來(lái)先后修建了若干中小水庫(kù)，600×104m3以上的水庫(kù)四宗，分別為①東留水庫(kù)：集水面積為233km2，總庫(kù)容為2380×104m3，按五十年設(shè)計(jì)，五百年校核；②石磺峰水庫(kù)：集水面積為637.4km2，總庫(kù)容為3220×104m3，按五十年設(shè)計(jì)；③下壩水庫(kù):集水面積為1100km2,總庫(kù)容為2295×104m3，按五十年設(shè)計(jì)；④竹嶺水庫(kù):集水面積為558km2,總庫(kù)容為620.4×104m3，按五十年設(shè)計(jì)。以上四個(gè)水庫(kù)，集水總面積為1891km2，占長(zhǎng)潭水庫(kù)集水面積的95％。
中小水庫(kù)的建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)貒?guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了一定的作用，但這些中小水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低。當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生較小洪水時(shí)，各中小水庫(kù)將攔蓄部分洪水以滿足當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水的需要；當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生大洪水時(shí)，各中小水庫(kù)為了自身安全將開(kāi)閘放水；當(dāng)發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，某中小水庫(kù)可能發(fā)生潰壩。所有這些事件的發(fā)生都將對(duì)長(zhǎng)潭水庫(kù)的防洪和安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此，研究上游中小水庫(kù)的洪水行為對(duì)長(zhǎng)潭水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水調(diào)度的影響，對(duì)確定長(zhǎng)潭水庫(kù)運(yùn)行原則有著重要的意義。
2典型洪水頻率分析計(jì)算
流域內(nèi)修建中小水庫(kù)后，使流域的產(chǎn)匯流特征和水力條件發(fā)生了很大的變化。中小水庫(kù)一方面增加了長(zhǎng)潭水庫(kù)防洪能力，但其調(diào)度的隨意性卻在一定程度上增加了長(zhǎng)潭水庫(kù)調(diào)度的難度，對(duì)長(zhǎng)潭水庫(kù)的防洪與水資源的綜合開(kāi)發(fā)利用具有一定的影響。為了提高水庫(kù)的綜合效益，針對(duì)長(zhǎng)潭水庫(kù)的實(shí)際情況，對(duì)重現(xiàn)期T=20～30（P=5%～3.33%）年間的洪水進(jìn)行了系統(tǒng)研究。由于各中小水庫(kù)所在斷面無(wú)P=5%～3.33%的洪水流量過(guò)程，故由暴雨過(guò)程經(jīng)流域水文模型產(chǎn)匯流計(jì)算推求出其洪水過(guò)程；用典型地區(qū)組合同倍比放大組成地區(qū)洪水；然后分別對(duì)各部分洪水進(jìn)行河道演算，逐級(jí)演算至長(zhǎng)潭水庫(kù)后將其線性疊加，推求出長(zhǎng)潭水庫(kù)的入庫(kù)洪水過(guò)程；對(duì)長(zhǎng)潭水庫(kù)入庫(kù)洪水過(guò)程進(jìn)行調(diào)洪演算，推求出該重現(xiàn)期考慮上游中小水庫(kù)影響下的長(zhǎng)潭水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水調(diào)度成果[1]。長(zhǎng)潭水庫(kù)不同頻率的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程直接采用廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院1995年11月研究的（《廣東省長(zhǎng)潭水電站水庫(kù)洪水復(fù)查報(bào)告》中成果，見(jiàn)圖1。
2.1典型洪水選取
選取典型洪水的原則是既能滿足設(shè)計(jì)洪水對(duì)典型洪水的要求，同時(shí)還能代表流域內(nèi)洪水地區(qū)組成的特點(diǎn)。由歷史資料分析后認(rèn)為，1983年6月發(fā)生過(guò)的一場(chǎng)洪水（洪峰流量Qm=3281m3/s）大體上能滿足上述條件。故選取該場(chǎng)洪水作為典型洪水。
2.2典型洪水暴雨資料
按照天然流域劃分方法將長(zhǎng)潭水庫(kù)壩址以上流域分為東留、東留～石磺峰、石磺峰～下壩、竹嶺和長(zhǎng)潭區(qū)間5塊單元面積。每塊單元面積上選取3個(gè)雨量站，用加權(quán)平均法推求出每塊單元面積上的面雨量。
2.3由暴雨資料推求洪水過(guò)程
長(zhǎng)潭水庫(kù)壩址以上流域地處南方濕潤(rùn)地區(qū)，氣候溫和，雨量豐沛，由暴雨資料推求洪水過(guò)程選用在濕潤(rùn)和半濕潤(rùn)地區(qū)廣泛應(yīng)用且行之有效的三水源新安江模型。模型的結(jié)構(gòu)及計(jì)算方法大家都熟知，在此不再贅述[2]。根據(jù)1983年6月14日8時(shí)～6月18日8時(shí)暴雨資料經(jīng)流域水文模型產(chǎn)匯流計(jì)算推求出其進(jìn)入長(zhǎng)潭水庫(kù)的洪水過(guò)程，見(jiàn)圖2。
3水庫(kù)調(diào)洪演算
根據(jù)長(zhǎng)潭水庫(kù)水量平衡方程、水庫(kù)調(diào)度原則和入庫(kù)洪水過(guò)程經(jīng)調(diào)洪演算，推求出水庫(kù)下泄過(guò)程和各特征水位。
3.1不考慮上游中小水庫(kù)影響
不考慮上游中小水庫(kù)的影響(天然情況，下同)，分別對(duì)不同頻率的設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行調(diào)洪演算，成果見(jiàn)表1。
3.2考慮上游中小水庫(kù)影響
當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生P=5%～3.33%洪水時(shí)，上游中小水庫(kù)將攔蓄部分洪水，具有一定的調(diào)蓄作用。為了考慮其調(diào)蓄作用對(duì)長(zhǎng)潭水庫(kù)調(diào)洪演算的影響，將1983年6月發(fā)生的洪水進(jìn)行同倍比放大后得到P=5%～3.33%長(zhǎng)潭水庫(kù)洪水過(guò)程。分別按汛限水位144.0m保持不變和將汛限水位分別提高到144.5m、145.0m進(jìn)行調(diào)洪演算，成果見(jiàn)表2。
3.3上游中小水庫(kù)發(fā)生潰壩
當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生P=0.1%洪水時(shí)，根據(jù)上游中小水庫(kù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為下壩、竹嶺、石磺峰和東留四個(gè)中小水庫(kù)全部發(fā)生潰壩；當(dāng)流域內(nèi)發(fā)生P=0.5%洪水時(shí)，認(rèn)為下壩、竹嶺和石磺峰三個(gè)中小水庫(kù)發(fā)生潰壩，東留不發(fā)生潰壩。將長(zhǎng)潭水庫(kù)設(shè)計(jì)洪過(guò)程水和各水庫(kù)潰壩進(jìn)入長(zhǎng)潭水庫(kù)的洪水過(guò)程疊加后進(jìn)行調(diào)洪演算，成果表3，有關(guān)潰壩洪水的分析計(jì)算將另文討論，不再贅述[3]。各水庫(kù)計(jì)算的潰壩洪水過(guò)程見(jiàn)圖3。
4成果對(duì)比分析
4.1不考慮上游中小水庫(kù)影響
不考慮上游中小水庫(kù)影響的長(zhǎng)潭水庫(kù)調(diào)洪演算成果對(duì)比見(jiàn)表4。從表中可見(jiàn)，P=0.1%最高庫(kù)水位計(jì)算值比修改初設(shè)低了1.36m；P=0.5%最高庫(kù)水位計(jì)算值比修改初設(shè)低了0.13m；P=1%最高庫(kù)水位計(jì)算值比修改初設(shè)高了0.56m；P=3.33%最高庫(kù)水位計(jì)算值比修改初設(shè)低了0.02m；P=5%最高庫(kù)水位計(jì)算值比修改初設(shè)高了0.25m。P=0.1%最高庫(kù)水位計(jì)算值比1995年復(fù)查低了0.14m；P=0.5%最高庫(kù)水位計(jì)算值比1995年復(fù)查高了0.68m；P=1%最高庫(kù)水位計(jì)算值比1995年復(fù)查高了0.22m；P=3.33%最高庫(kù)水位計(jì)算值比1995年復(fù)查高了0.28m；P=5%最高庫(kù)水位計(jì)算值與1995年復(fù)查相同。由此可見(jiàn)，不考慮上游中小水庫(kù)影響的長(zhǎng)潭水庫(kù)調(diào)洪演算成果總體上與1995年復(fù)查成果相比差別不大。
4.2考慮上游中小水庫(kù)影響
考慮上游中小水庫(kù)影響的調(diào)洪演算成果對(duì)比見(jiàn)表5。從表中可見(jiàn)，當(dāng)長(zhǎng)潭水庫(kù)汛限水位為144.0m，P=3.33%和P=5%時(shí)，考慮上游中小水庫(kù)影響的最高庫(kù)水位比不考慮上游中小水庫(kù)影響的最高庫(kù)水位分別低了0.20m和1.19m；當(dāng)長(zhǎng)潭水庫(kù)汛限水位為144.5m，P=3.33%和和P=5%時(shí)，，考慮上游中小水庫(kù)影響的最高庫(kù)水位比不考慮上游中小水庫(kù)影響的最高庫(kù)水位分別低了0.07m和0.71m；當(dāng)長(zhǎng)潭水庫(kù)汛限水位為145.0m，P=3.33%和P=5%時(shí)，考慮上游中小水庫(kù)影響的最高庫(kù)水位比不考慮上游中小水庫(kù)影響的最高庫(kù)水位分別低了0.02m和0.26m；當(dāng)長(zhǎng)潭水庫(kù)汛限水位高于145.0m時(shí)，P=3.33%時(shí)的洪水位將超過(guò)水庫(kù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)水位。
4.3上游中小水庫(kù)發(fā)生潰壩
上游中小水庫(kù)發(fā)生潰壩的調(diào)洪演算成果對(duì)比見(jiàn)表6。從表中可見(jiàn)，P=0.1%上游中小水庫(kù)發(fā)生潰壩的最高庫(kù)水位比修改初設(shè)、1995年復(fù)查和本次計(jì)算的最高庫(kù)水位分別提高了4.20m、5.45m和5.59m（水位157.73m是按水庫(kù)調(diào)度原則進(jìn)行調(diào)洪演算至25個(gè)時(shí)段時(shí)的值，實(shí)際上調(diào)洪演算至23個(gè)時(shí)段時(shí)，水庫(kù)水位已達(dá)156.68m，超過(guò)千年一遇的校核水位0.68m）；P=0.5%考慮上游中小水庫(kù)發(fā)生潰壩的最高庫(kù)水位比修改初設(shè)、1995年復(fù)查和本次計(jì)算的最高庫(kù)水位分別高了3.58m、4.39m和3.71m。
5結(jié)論與建議
根據(jù)計(jì)算成果和上面的對(duì)比分析知，流域上游中小水庫(kù)的建設(shè)對(duì)長(zhǎng)潭水庫(kù)的防洪和安全運(yùn)行將產(chǎn)生一定的影響，影響程度視洪水發(fā)生大小各異。
金盆水庫(kù)是西安黑河引水工程的主要水源工程，是一項(xiàng)以西安市供水為主，兼顧周至、戶縣37萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉，還有發(fā)電、防洪和養(yǎng)魚(yú)等多種功能的大型綜合利用水利工程。如何合理的調(diào)度金盆水庫(kù)，發(fā)揮其最大效益，對(duì)緩解西安市供水緊張的局面以及實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民生活穩(wěn)步提高都具有極其重要的意義和價(jià)值。
水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度是一典型的多維非線性函數(shù)優(yōu)化問(wèn)題，目前常用的方法有模擬法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃及其系列算法、非線性規(guī)劃等等。這些方法各具特色，但應(yīng)用中也常有一些問(wèn)題，模擬法不能對(duì)問(wèn)題直接尋優(yōu)，動(dòng)態(tài)規(guī)劃（DP）隨著狀態(tài)數(shù)目的增加會(huì)出現(xiàn)所謂“維數(shù)災(zāi)”問(wèn)題，增量動(dòng)態(tài)規(guī)劃（IDP）可能收斂到非最優(yōu)解，逐步優(yōu)化算法（POA）需要一個(gè)好的初始軌跡才能收斂到最優(yōu)解[1]。因此，這些方法還有待進(jìn)一步的完善。
遺傳算法（GA）作為一種借鑒生物界自然選擇思想和自然基因機(jī)制的全局隨機(jī)搜索算法，可模擬自然界中生物從低級(jí)向高級(jí)的進(jìn)化過(guò)程，GA在優(yōu)化計(jì)算時(shí)從多個(gè)初始點(diǎn)開(kāi)始尋優(yōu)，對(duì)所求問(wèn)題沒(méi)有太多的數(shù)學(xué)約束，而且優(yōu)化求解過(guò)程與梯度信息無(wú)關(guān)[2]，因此在多個(gè)不同領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。而GA在水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度方面GA應(yīng)用相對(duì)較少[3]，馬光文等[4]使用基于二進(jìn)制編碼的遺傳算法對(duì)水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度進(jìn)行了研究。由于二進(jìn)制編碼存在的編碼過(guò)長(zhǎng)、效率低及需要反復(fù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等問(wèn)題，暢建霞、王大剛分別提出了基于整數(shù)編碼的遺傳算法[5-6]，并將GA與動(dòng)態(tài)規(guī)劃的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。
自適應(yīng)遺傳算法（AdaptiveGA，AGA）使得交叉概率Pc和變異概率Pm能夠隨個(gè)體適應(yīng)度的大小以及群體適應(yīng)度的分散程度進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整，因而AGA能夠在保持群體多樣性的同時(shí)，保證遺傳算法的收斂性。本文根據(jù)黑河金盆水庫(kù)的具體情況，建立了水庫(kù)長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度的自適應(yīng)遺傳算法模型，并將其與動(dòng)態(tài)規(guī)劃的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。
2.水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型的建立
金盆水庫(kù)為多功能水庫(kù)，其優(yōu)化調(diào)度應(yīng)使其達(dá)到城市供水量最大、灌溉缺水量最小、年發(fā)電量最大和棄水量最小等目標(biāo)要求。但此多目標(biāo)優(yōu)化模型如果直接采用多維多目標(biāo)動(dòng)態(tài)規(guī)劃或其它方法求解，則可能因?yàn)槟繕?biāo)、狀態(tài)、和決策變量較多的占用計(jì)算機(jī)內(nèi)存和時(shí)間，因而有必要先做適當(dāng)處理，將多目標(biāo)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)，再進(jìn)行求解?？紤]到城市供水和灌溉用水要求保證率高，因此將水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)定為年發(fā)電量最大，而將城市與灌溉供水當(dāng)作約束條件進(jìn)行處理。
這樣，金盆水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)就可以描述為：在滿足水庫(kù)城市供水、灌溉用水和蓄水要求條件下，使水庫(kù)年發(fā)電量最大。
目標(biāo)函數(shù)：F=max（1）
上式中，N（k）為各時(shí)段的發(fā)電量。
約束條件：
①水量平衡約束：（2）
②水庫(kù)蓄水量約束：（3）
③電站水頭約束：（4）
④水輪機(jī)最大過(guò)流量約束：（5）
⑤電站出力約束；（6）
⑥城市供水約束：（7）
⑦灌溉供水約束：（8）
⑧非負(fù)約束。
其中，Nmin與Nmax分別為電站允許的最小及最大機(jī)組出力，Hmin與Hmax分別為電站最小及最大工作水頭，qmax為機(jī)組過(guò)水能力，WCt、WIt分別為第t時(shí)段城市和灌溉供水量。DIt為第t時(shí)段灌溉需水量，DCt,max與DCt,min分別為第t時(shí)段城市需水上下限。
3.自適應(yīng)遺傳算法的實(shí)現(xiàn)
在水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度中，水庫(kù)的運(yùn)行策列一般用發(fā)電引用流量序列來(lái)表示，而該序列又可以轉(zhuǎn)換為水庫(kù)水位或庫(kù)容變化序列。對(duì)于水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的遺傳算法可以理解為：在水位的可行變化范圍內(nèi)，隨機(jī)生成m組水位變化序列,,…,，其中，m為群體規(guī)模，n為時(shí)段數(shù)，再通過(guò)一定的編碼形式分別將其表示為稱作染色體（個(gè)體）的數(shù)字串，在滿足一定的約束條件下，按預(yù)定的目標(biāo)函數(shù)評(píng)價(jià)其優(yōu)劣，通過(guò)一定的遺傳操作（選擇、交叉和變異），適應(yīng)度低的個(gè)體將被淘汰，只有適應(yīng)度高的個(gè)體才有機(jī)會(huì)被遺傳至下一代，如此反復(fù)，直至滿足一定的收斂準(zhǔn)則。
3.1個(gè)體編碼
為簡(jiǎn)化計(jì)算，本文采用實(shí)數(shù)編碼。個(gè)體的每一向量（基因）即為水庫(kù)水位的真值。表示
為：（9）
式中，分別為時(shí)段t水庫(kù)水位的最大值和最小值。m為控制精度的整數(shù)，Nrand為小于m的隨機(jī)數(shù)。
3.2適應(yīng)度函數(shù)
在遺傳算法中，用適應(yīng)度函數(shù)來(lái)標(biāo)識(shí)個(gè)體的優(yōu)劣。通過(guò)實(shí)踐，采用如下適應(yīng)度函數(shù)，效果更好。
（10）
式中為目標(biāo)函數(shù)值，c為目標(biāo)函數(shù)界值的保守估計(jì)，并且≥0,≥0。水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度為約束優(yōu)化問(wèn)題，關(guān)于約束條件的處理，本文采用罰函數(shù)法,
（11）
式中，為原優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)值，M為罰因子，Wi為與第i個(gè)約束有關(guān)的違約值，p為違約數(shù)目。
3.3遺傳操作
交叉運(yùn)算交叉的目的是尋找父代雙親已有的但未能合理利用的基因信息。設(shè)x和y是兩父代個(gè)體，則交叉產(chǎn)生的后代為=ax+(1-a)y和=ay+(1-a)x，這里，a為[0,1]內(nèi)均勻分布的一個(gè)隨機(jī)數(shù)。
變異運(yùn)算通過(guò)變異可引入新的基因以保持種群的多樣性，它在一定程度上可以防成熟前收斂的發(fā)生。具體方法為：個(gè)體Z的每一個(gè)分量Zi,i=0,1…,n以概率1/n被選擇進(jìn)行變異。設(shè)對(duì)分量ZK進(jìn)行變異，其定義區(qū)間為（ZK,min,ZK,max）,則
=（12）
式中，Rand為0到1之間的隨機(jī)數(shù)，rand（u）函數(shù)產(chǎn)生最大值為u的正整數(shù)。
3.3參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整
遺傳算法的參數(shù)中交叉概率Pc和變異概率Pm的選擇是影響遺傳算法行為和性能的關(guān)鍵所在，直接影響算法的收斂性，Pc越大，新個(gè)體產(chǎn)生的速度就越快。然而，Pc過(guò)大，遺傳模式被破壞的可能性越大。對(duì)于變異概率Pm，如果Pm過(guò)小，不易形成新的個(gè)體；如果Pm過(guò)大，則遺傳算法就成了純粹的隨機(jī)搜索算法。自適應(yīng)遺傳算法（AGA）使得Pc和Pm能夠隨適應(yīng)度按如下公式自動(dòng)調(diào)整：
Pc=（13）
Pm=（14）
式中，為群體中最大的適應(yīng)度值；為每代群體的平均適應(yīng)度值；為要交叉的兩個(gè)個(gè)體中較大的適應(yīng)度值；為要變異的的個(gè)體的適應(yīng)度值。,,,為自適應(yīng)控制參數(shù)，其變化區(qū)間為（0,1）。
綜上所述，算法的運(yùn)算步驟為：
(1)初始化，設(shè)置控制參數(shù)，產(chǎn)生初始群體；
(2)計(jì)算各個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)用(5)式進(jìn)行適應(yīng)度變換；
(3)按隨機(jī)余數(shù)選擇法對(duì)母體進(jìn)行選擇；
(4)對(duì)群體進(jìn)行交叉和變異操作pc和pm分別按式(2)與(3)計(jì)算，得到新一代群體；
(5)檢驗(yàn)新一代群體是否滿足收斂準(zhǔn)則，若滿足，輸出最優(yōu)解，否則轉(zhuǎn)向步驟2。
4.模型求解及成果分析
金盆水庫(kù)壩高130米，總庫(kù)容2億方。該水庫(kù)是以給西安供水為主（按照設(shè)計(jì)年均向西安供水3.05億方），兼顧周至、戶縣共37萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉（年均灌溉供水1.23億方），還有發(fā)電、防洪等多功能的大型綜合利用水利工程。水庫(kù)的特征參數(shù)為：正常蓄水位594m，死水位520m，電站出力系數(shù)8.0，裝機(jī)容量2萬(wàn)KW，保證出力4611KW，水輪機(jī)過(guò)流能力32.6m3/s，汛限水位591米，汛期7-9月，以某中水年為例，入庫(kù)徑流已知，用上述算法按年發(fā)電量最大求解水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度，結(jié)果見(jiàn)表一。
表一自適應(yīng)遺傳算法計(jì)算結(jié)果
Table1.Resultsbyadaptivegeneticalgorithm
月份
入庫(kù)水量(108m3)
月末水位(m)
城市需水(108m3)
城市供水(108m3)
灌溉需水(108m3)
灌溉供水(108m3)
棄水(m3/s)
發(fā)電流量(m3/s)
水頭(m)
出力
(KW)
7
1.5160
572.63
0.3050
0.3050
0.2301
0.2301
20.10
40.04
6437.88
8
1.3178
591.00
0.2898
0.2898
0.2196
0.2196
24.75
68.87
13637.35
9
0.6973
591.00
0.2593
0.2593
0.1342
0.1342
26.90
77.50
16679.24
10
0.8464
594.00
0.2410
0.2410
0.0000
0.0000
30.05
78.69
18918.95
11
0.2063
589.33
0.2349
0.2349
0.0879
0.0879
12.47
76.88
7667.76
12
0.1963
587.96
0.2257
0.2257
0.0440
0.0440
10.08
75.26
6069.95
1
0.1513
585.61
0.2257
0.2257
0.0000
0.0000
8.43
73.38
4947.77
2
0.1260
582.23
0.2349
0.2349
0.0000
0.0000
9.72
70.31
5467.50
3
0.3000
581.54
0.2410
0.2410
0.0810
0.0810
12.20
68.38
6673.10
4
0.3732
581.75
0.2440
0.2440
0.1206
0.1206
14.07
68.14
7671.54
5
0.2373
561.68
0.2593
0.2593
0.0226
0.0226
31.83
59.00
15023.79
6
0.1776
520.00
0.2898
0.2898
0.2900
0.2900
32.56
32.06
8350.21
注：年發(fā)電量E=8608.3萬(wàn)KW·h；POP=100；Gen=200；==0.85；==0.01。
作為比較，本文又使用了基本遺傳算法（SGA）、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法（DP）進(jìn)行計(jì)算，其目標(biāo)函數(shù)、約束條件完全相同。對(duì)應(yīng)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表二，其中，DP的離散點(diǎn)為300。
表二動(dòng)態(tài)規(guī)劃及基本遺傳算法計(jì)算結(jié)果比較
parisonofResultsofDPandSGA
月份
動(dòng)態(tài)規(guī)劃（DP)計(jì)算結(jié)果
基本遺傳算法（SGA）計(jì)算結(jié)果
月末水位(m)
棄水(m3/s)
發(fā)電流量(m3/s)
水頭(m)
出力
(KW)
月末水位(m)
棄水(m3/s)
發(fā)電流量(m3/s)
水頭
(m)
出力
(KW)
7
572.5
20.23
39.95
6466.38
572.65
20.08
40.05
6433.56
8
591
24.62
68.82
13553.20
591.00
24.77
68.88
13650.11
9
591
26.90
77.50
16679.20
591.00
26.90
77.50
16679.24
10
593.5
30.02
78.72
18905.40
594.00
30.05
78.69
18918.97
11
588.5
13.10
76.68
8037.72
589.33
12.46
76.88
7663.79
12
586.5
10.53
74.83
6303.83
587.96
10.09
75.26
6075.39
1
584.5
8.79
72.28
5084.92
585.21
8.85
73.20
5180.34
2
581.5
9.82
69.17
5434.83
581.83
9.88
69.90
5524.98
3
580.5
12.46
67.30
6706.82
581.04
12.39
67.93
6733.84
4
580.5
14.40
66.90
7705.63
580.87
14.66
67.46
7911.34
5
562
29.42
58.24
13706.00
561.62
30.56
58.38
14273.88
6
520
0.32
32.60
32.31
8426.54
520.00
32.50
32.02
8323.96
注：DP年發(fā)電量8568.9萬(wàn)KW·h；SGA年發(fā)電量8581.3萬(wàn)KW·h，POP=100,Gen=200。
比較表一和表二可見(jiàn)，動(dòng)態(tài)規(guī)劃在控制精度為0.5m時(shí)，優(yōu)化結(jié)果為8568.9萬(wàn)KW·h，低于SGA的8581.3萬(wàn)KW·h和改進(jìn)本文算法的8608.3萬(wàn)KW·h，主要是因?yàn)镈P的離散點(diǎn)數(shù)較后兩類算法少。為了說(shuō)明本文算法的優(yōu)越性，將其與SGA在不同的進(jìn)化代數(shù)時(shí)分別進(jìn)行10次計(jì)算，結(jié)果列于表三。
表三不同進(jìn)化代數(shù)的兩類算法年發(fā)電量比較比較
parisonofResultsoftheTwoAlgorithmsinDifferentGeneration
編號(hào)
本文算法（AGA）
基本遺傳算法（SGA）
Gen=200
Gen=500
Gen=200
Gen=500
1
8607.1
8596.8
8374.1
8594.2
2
8597.5
8607.2
8581.6
8571.9
3
8604.7
8612.7
7957.2
8433.1
4
8601.2
8603.5
8593.4
8475.3
5
8596.6
8595.4
8599.1
8596.2
6
8606.8
8607.2
7837.2
8608.4
7
8608.3
8608.4
8365.9
7892.1
8
8525.4
8611.3
8521.5
8592.6
9
8605.9
8551.6
8575.3
8610.3
10
8603.4
8603.7
8121.6
8441.2
注：表中年發(fā)電量單位為萬(wàn)KW·h。
從上表可以看出，隨著進(jìn)化代數(shù)的增加，兩算法計(jì)算結(jié)果都越接近最優(yōu)解；無(wú)論是自適應(yīng)遺傳算法還是基本遺傳算法，其計(jì)算結(jié)果明顯優(yōu)于動(dòng)態(tài)規(guī)劃；在進(jìn)化代數(shù)相同時(shí)，AGA的計(jì)算結(jié)果優(yōu)于SGA，并且未收斂次數(shù)也有明顯減少，表明AGA能夠有效加快收斂速度。
5.結(jié)論
本文建立了水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度的自適應(yīng)遺傳算法模型，并將其用于黑河金盆水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度。與動(dòng)態(tài)規(guī)劃相比，遺傳算法能夠從多個(gè)初始點(diǎn)開(kāi)始尋優(yōu)，能有效的探測(cè)整個(gè)解空間，通過(guò)個(gè)體間的優(yōu)勝劣汰，因而能更有把握達(dá)到全局最優(yōu)或準(zhǔn)全局最優(yōu)；自適應(yīng)遺傳算法通過(guò)參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整，能更有效的反映群體的分散程度以及個(gè)體的優(yōu)劣性，從而能夠在保持群體多樣性的同時(shí)，加快算法的收斂速度。
ApplicationofAdaptiveGeneticAlgorithmstotheoptimaldispatchingofJinpenreservoir
FuYongfeng1ShenBing1LiZhilu1ZhangXiqian1
(1Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,
2HeadquartersofHeiheWaterDiversionProject,Xi’an,710061)
AbstractBasedontheanalysisofthecharacteristicsituationofJinpenreservoir,acomprehensiveoptimaloperationmodelisdevelopedwithconsiderationofitsmulti-objectiveandnonlinearfeatures.Themodelissolvedbythethreemethodsofdynamicprogram,thesimplegeneticalgorithmandtheadaptivegeneticalgorithm.Itisshowedthattheadaptivegeneticalgorithm,withthecharacterofitsparametercanbeadjustedadaptivelyaccordingtothedispersiondegreeofpopulationandthefitnessvalueofindividuals,hasthefastestconvergencevelocityandthebestresultcomparedtoothertwoalgorithms.
Keywords:optimaloperation；geneticalgorithms；dynamicprogram
參考文獻(xiàn)
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小城水庫(kù)屬于中型水庫(kù)?，F(xiàn)有職工41人，退休9人，水管改革分離22人，公益性崗位定編19人。水管改革后公益性崗位持證上崗率100%，上崗人員對(duì)工作高度負(fù)責(zé)。人員培訓(xùn)按照省、市舉辦培訓(xùn)學(xué)習(xí)要求參加培訓(xùn)。
2水庫(kù)工程運(yùn)行管理、確權(quán)劃界、安全鑒定情況
2.1小城水庫(kù)1970年10月竣工投入運(yùn)行，1971年12月在土壩樁號(hào)0+435m處發(fā)現(xiàn)壩后漏水，當(dāng)時(shí)庫(kù)水位為312.00m。1972年4月在該處壩下游坡高程306.7m處，出現(xiàn)塌坑，漏渾水，滲水量為0.00126m3/s。大壩出現(xiàn)險(xiǎn)情。經(jīng)處理后壩后仍漏水。迫使水庫(kù)于1974年放空處理。這次處理將壩上游坡全部翻修，上游鋪蓋進(jìn)行了修補(bǔ)，壩頂加寬至6.5m，并于1975年秋全部完成。1978年5月，水庫(kù)再次出現(xiàn)險(xiǎn)情，在土壩樁號(hào)0+435m處，庫(kù)水位314.32m時(shí)，測(cè)得滲水量為0.00209m/s，滲水全部為渾水。險(xiǎn)情再次出現(xiàn)。此次處理辦法是在樁號(hào)0+400~0+560m段做壩后壓滲蓋處理。水庫(kù)管理部門又于1980年至1982年對(duì)土壩樁號(hào)0+282m~0+617m段作了帷幕灌漿處理。雖經(jīng)以上處理，壩后仍滲水。1988年6月，在土壩樁號(hào)0+345m處又出現(xiàn)三個(gè)塌坑。1991年4月，在壩樁號(hào)0+500m處出現(xiàn)新的滲水點(diǎn)。同時(shí)在壩樁號(hào)0+380~0+560m之間壩后還有多處滲水。1989年7月22日水庫(kù)降特大暴雨，日雨量達(dá)167mm，超百年洪水，這場(chǎng)大雨入庫(kù)洪水2966萬(wàn)立米，最大入流216.7m3/s，最大泄量120m3/s。這場(chǎng)洪水給工程造成了土壩0+230~254m壩后大面積滑坡，消力池邊墻倒塌，及右壩頭沖坑災(zāi)害。1990年工程恢復(fù)，并在樁號(hào)0+400~440m段壩后坡做壓重補(bǔ)強(qiáng)，1991~1995年在0+440~0+617m壩后及壩腳做了1萬(wàn)立米砂卵石壓重補(bǔ)強(qiáng)。1994年冬季在0+540～580m段壩后腳處從已壓的砂礫石中冒氣，冬季不凍，1995年春化后，0+540～617m段滲流加劇達(dá)到0.782升/秒并帶土，致使壩后坡大面積下陷，經(jīng)實(shí)測(cè)在0+565m段，斷面最大下陷深度為29cm，壩下0+540m段由于漏水帶沙1996年做了5000m3大面積壓滲；1997年處理0+320～0+440m段壩下天然泡塘漏水，完成砂礫石量6000m3，按設(shè)計(jì)仍有3000m3沒(méi)完成，遵照吉水技（1998）120號(hào)吉林省水利廳關(guān)于舒蘭市小城子水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)批復(fù)精神，由舒蘭市水利局組織施工隊(duì)完成了土壩前坡305.0~310.24m，施工壩長(zhǎng)477m，綜合工程量66925m2的干砌護(hù)坡石翻修任務(wù)。1999年5月吉林省水利廳對(duì)水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)進(jìn)行批復(fù)，2001年5月開(kāi)工，到今年止，壩體防滲墻工程；壩后填筑及碎石護(hù)坡工程；壩下游壓重工程；壩下游排滲、棱體及暗溝工程；左右岸輸水建筑工程；至水庫(kù)防汛路；壩前干砌石護(hù)坡；防浪墻；溢洪道工程的消力池、扭曲面、陡坡段、海漫段等工程已完成?，F(xiàn)加固未完工程有閘室未建、閘門及啟閉設(shè)備還沒(méi)有進(jìn)行維修更換；壩頂填筑；機(jī)電設(shè)備；綠化工程；觀測(cè)設(shè)備。金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備；房屋建筑等工程。
2.2水庫(kù)土地已確權(quán)劃界，確權(quán)土地面積7701畝。
2.32000年4月27日吉林省水利廳專家組對(duì)水庫(kù)大壩進(jìn)行安全鑒定。
3水庫(kù)安全度汛工作落實(shí)情況
3.1建全聯(lián)防組織，落實(shí)防汛搶險(xiǎn)隊(duì)伍，確定聯(lián)系信號(hào)和群眾安全轉(zhuǎn)移地點(diǎn)。加強(qiáng)防汛值班值宿工作，建立建全崗位責(zé)任制，加強(qiáng)水文測(cè)報(bào)工作，嚴(yán)格按照調(diào)度命令，合理調(diào)水，及時(shí)準(zhǔn)確向上級(jí)報(bào)水情，確保工程安全。檢查通訊設(shè)備，確保通訊暢通無(wú)阻。檢修好啟閉設(shè)備，確保運(yùn)用自如，同時(shí)做好必要的防汛物資準(zhǔn)備。定314.75m為緊急水位，水位達(dá)到時(shí)按最大泄量泄流。聯(lián)防人員上壩值班搶險(xiǎn)，下游人民應(yīng)做好轉(zhuǎn)移工作（低洼村屯轉(zhuǎn)移），水位到達(dá)315.20m時(shí)，下游全部轉(zhuǎn)移，聯(lián)防人員物資全部到庫(kù)，出現(xiàn)險(xiǎn)情立即搶修。遇百年一遇洪水，按日最大泄量泄流。洪水位超過(guò)315.30m時(shí)應(yīng)在土壩0+00m處，人工開(kāi)挖或爆破30m、最大挖深4.6m（底高程315.00m）的臨時(shí)溢洪道溢洪。土方1285m3。
3.2對(duì)土壩進(jìn)行密切的觀測(cè)工作，加強(qiáng)管理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)向上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)處理。
3.3備用電源不能使用，必要時(shí)可人工搖啟閘門。
3.4主汛期發(fā)生標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)供水，嚴(yán)格按市防汛抗旱指揮部批復(fù)的控制運(yùn)用調(diào)度計(jì)劃執(zhí)行。發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)供水，應(yīng)采取搶救措施力爭(zhēng)保壩安全并盡量減輕下游供水災(zāi)害和減少避免人員傷亡損失。
4水庫(kù)工程運(yùn)行管理機(jī)制情況
水庫(kù)工程管理、灌區(qū)管護(hù)都是靠水庫(kù)自身水費(fèi)收入進(jìn)行工程維修，由于資金有限，各種工程只能做維護(hù)使用。現(xiàn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程沒(méi)有完工；水庫(kù)灌區(qū)沒(méi)有進(jìn)行規(guī)模改造，工程正常運(yùn)行十分吃力，不能達(dá)到當(dāng)前各種防汛和灌溉要求。
5水庫(kù)工程管理中存在的主要問(wèn)題和解決對(duì)策
5.1右側(cè)閘室邊墻與整流段伸縮縫在庫(kù)水位較高時(shí)繞滲漏水。應(yīng)進(jìn)行灌漿處理。
5.2閘門及啟閉設(shè)備年久運(yùn)行，需大修或更換
5.3水庫(kù)沒(méi)有備用電源。備12馬力柴油發(fā)電機(jī)一臺(tái)。
5.4水庫(kù)電話線路在雨天及大風(fēng)天不能正常使用，即使能使用防汛專用拍報(bào)水情電話也不能使用。需更換線路。
6工作建議
1.1從汶川地震看（特）大型水庫(kù)加強(qiáng)地震災(zāi)害應(yīng)急管理的重要性據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，因汶川地震出險(xiǎn)水庫(kù)（水電站）2473座，其中潰壩險(xiǎn)情水庫(kù)69座，高危險(xiǎn)情水庫(kù)331座，由地震帶來(lái)的次生災(zāi)害：山體滑坡堵塞河道形成一定規(guī)模的堰塞湖35處，受威脅總?cè)丝诔^(guò)200萬(wàn)。由此可見(jiàn)，水庫(kù)一旦發(fā)生嚴(yán)重震害，不僅危及工程本身安全，還會(huì)引發(fā)次生水災(zāi)，其損失往往超過(guò)地震本身造成的損失。因此，對(duì)水庫(kù)工程抗震應(yīng)急管理工作的重視應(yīng)上升到新的高度。
1.2丹江口水庫(kù)地震及次生災(zāi)害的研究情況及意義自1970年蓄水至1985年，庫(kù)區(qū)內(nèi)誘發(fā)地震800余次，南水北調(diào)中線丹江口大壩加高工程竣工后，壩高將由162m增至176.6m，正常蓄水位將升至170m，庫(kù)容將從210億m3增至339.1億m3，加大了水庫(kù)再次誘發(fā)地震的可能性。中國(guó)地震局地震研究所表明：二期蓄水后，水庫(kù)水域范圍擴(kuò)大，在新淹沒(méi)區(qū)內(nèi)具有發(fā)震構(gòu)造條件的部位上，發(fā)生5級(jí)作用的地震是有可能的。一般天然地震在主震發(fā)生后，總體上震級(jí)水平呈衰減趨勢(shì)，在震情發(fā)展的預(yù)測(cè)分析上較有把握，而水庫(kù)發(fā)震機(jī)理和誘震因素很復(fù)雜，在震群活躍期震級(jí)往往維持在一定的水復(fù)發(fā)作，趨勢(shì)判斷難度很大，從而加大了應(yīng)急決策的難度。2006年，湖北省政府確定了十堰城區(qū)、丹江口、竹溪、竹山、房縣為省地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)，開(kāi)展丹江口水庫(kù)誘發(fā)地震研究、地震及次生災(zāi)害的防治，對(duì)保障水庫(kù)上下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全和南水北調(diào)中線工程的供水安全具有重要意義。
2丹江口水庫(kù)地震災(zāi)害的應(yīng)急管理工作情況
2.1編制完成《丹江口水庫(kù)防洪搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案》預(yù)案以切實(shí)做好水庫(kù)遭遇突發(fā)事件時(shí)的防洪搶險(xiǎn)調(diào)度和險(xiǎn)情搶護(hù)工作、力保水庫(kù)工程安全、最大程度保障人民群眾生命安全、減少損失為目的，對(duì)險(xiǎn)情監(jiān)測(cè)與報(bào)告、險(xiǎn)情搶護(hù)、應(yīng)急保障等方面應(yīng)急工作進(jìn)行了嚴(yán)格、細(xì)致的規(guī)定和部署，并根據(jù)水庫(kù)管理的內(nèi)、外部環(huán)境變化作適時(shí)的調(diào)整，為水庫(kù)面對(duì)突發(fā)事件時(shí)的防洪搶險(xiǎn)應(yīng)急工作提供了指導(dǎo)。
2.2水庫(kù)防洪調(diào)度積累了豐富的應(yīng)急管理經(jīng)驗(yàn)，具備一定的地震災(zāi)害應(yīng)急能力多年的防洪調(diào)度積累了豐富的應(yīng)急處理經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了大批運(yùn)行、檢修專業(yè)人員。2008年抗擊雪災(zāi)和四川抗震救災(zāi)中，漢江集團(tuán)的搶險(xiǎn)救災(zāi)隊(duì)伍分別擔(dān)負(fù)了搶修郴州城區(qū)主干線“兩桂”線和疏通高危險(xiǎn)級(jí)的文家壩堰塞湖的任務(wù)，體現(xiàn)了我們?cè)陔娏Α⑺麘?yīng)急搶險(xiǎn)方面的技術(shù)實(shí)力。
3丹江口水庫(kù)加強(qiáng)地震災(zāi)害應(yīng)急管理工作的對(duì)策與措施
3.1加強(qiáng)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的建設(shè)，提高地震災(zāi)害的預(yù)警能力。目前，丹江口水庫(kù)的遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)的技術(shù)水平為第二代，隨著二期加高工程的進(jìn)行，應(yīng)建設(shè)和三峽同級(jí)的第四代綜合觀測(cè)和數(shù)字地震遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)。對(duì)可能誘發(fā)地震的地段要設(shè)專業(yè)地震臺(tái)網(wǎng)進(jìn)行地震活動(dòng)特征監(jiān)測(cè)，以及各種地震前兆的監(jiān)測(cè)研究，根據(jù)誘震預(yù)測(cè)采取防、治相結(jié)合的抗震措施。這樣不僅有利于水庫(kù)的防洪安全、水庫(kù)的安全調(diào)水和周邊民眾的生活安全，還可為丹江口水庫(kù)誘發(fā)地震研究提供寶貴的數(shù)據(jù)資料，為防震減災(zāi)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3.2制訂、完善和落實(shí)水庫(kù)防震減災(zāi)應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)預(yù)案的科學(xué)性及可操作性預(yù)案制訂、完善和落實(shí)中應(yīng)注重以下方面的問(wèn)題：
3.2.1須做到一旦地震，應(yīng)快速對(duì)大壩的安全作出地震反應(yīng)評(píng)價(jià)，提出應(yīng)急措施，制定抗震減災(zāi)方案，并通過(guò)遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)將抗震減災(zāi)的方案與措施在最短的時(shí)間內(nèi)呈報(bào)至決策部門，使地震引起的直接與次生性災(zāi)害降至最低限度。
3.2.2預(yù)防措施重點(diǎn)要對(duì)在強(qiáng)震中最易破壞的部分進(jìn)行改進(jìn)，或加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，或改變型式，提高其抗震能力，如變電站的構(gòu)架、送出線路的桿塔、設(shè)備儀表的保護(hù)、閘門的啟閉系統(tǒng)、土石壩壩坡、上壩道路等。水利工程的破壞主要是變電、輸電架構(gòu)和送出線路的倒塌、送電中斷；機(jī)電設(shè)備、儀表、通訊、備用電源的損壞；其次是邊坡崩塌，交通中斷；泄洪設(shè)施如閘門、啟閉機(jī)的破壞，導(dǎo)致不能正常啟閉泄洪；廠房圍墻和生活設(shè)施倒塌。地震災(zāi)害發(fā)生后，關(guān)鍵要密切監(jiān)測(cè)和巡查水利工程的可能受損結(jié)構(gòu)、部位及設(shè)施，及時(shí)對(duì)險(xiǎn)情進(jìn)行應(yīng)急處理，使地震災(zāi)害的損失和危害降至最小。
3.2.3地震災(zāi)害中水利工程的應(yīng)急處理還涉及到水、雨、工情的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和水利工程的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。除降雨、余震等引發(fā)的山洪、滑坡、泥石流等對(duì)水利工程造成的不利影響外，山區(qū)河流沿岸的崩山、滑坡、泥石流，可能壅堵河道，形成堰塞湖等次生災(zāi)害，當(dāng)湖泊水位上升到一定高度后，可能沖潰堵塞壩，形成潰壩災(zāi)害，對(duì)下游大壩造成沖擊。因此，預(yù)案應(yīng)對(duì)工程進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)度，在可能的情況下，既保證正常的供水、供電，又要保證工程的安全，做好準(zhǔn)備確保大壩的泄洪設(shè)施安全，讓大壩順利泄水，降低蓄水位，甚至考慮騰空庫(kù)容，避免出現(xiàn)潰壩事故。預(yù)案中還需強(qiáng)調(diào)，水利部門有權(quán)對(duì)易發(fā)生次生災(zāi)害的設(shè)施采取緊急處置措施，加強(qiáng)監(jiān)控，還有必要提出應(yīng)急性的群眾轉(zhuǎn)移、避災(zāi)方案，情況緊急時(shí)，可強(qiáng)制組織下游群眾避災(zāi)疏散，以防止災(zāi)害擴(kuò)展，減輕或消除危害。
3.2.4應(yīng)發(fā)展應(yīng)急通信優(yōu)勢(shì)技術(shù)，建立起一套空中與地面相結(jié)合、有線與無(wú)線相結(jié)合、固定與機(jī)動(dòng)相結(jié)合的立體應(yīng)急通信系統(tǒng)，加強(qiáng)互聯(lián)互通監(jiān)管和通信相關(guān)設(shè)施保護(hù)工作。制定詳盡周密的應(yīng)急通信保障預(yù)案，還應(yīng)定期進(jìn)行應(yīng)急通信演練活動(dòng)。
3.2.5與地方政府積極協(xié)作，開(kāi)展防震減災(zāi)科學(xué)知識(shí)的普及和宣傳教育及人員培訓(xùn)和應(yīng)急演練，建立地震應(yīng)急避難場(chǎng)所，推進(jìn)搶險(xiǎn)救援志愿者隊(duì)伍建設(shè)。
3.3加強(qiáng)水庫(kù)管理單位與地方政府間的溝通和協(xié)調(diào)，緊密結(jié)合內(nèi)、外部應(yīng)急預(yù)案
水庫(kù)的內(nèi)部應(yīng)急預(yù)案是針對(duì)大壩管理單位而制訂，外部應(yīng)急預(yù)案是針對(duì)政府和公眾，對(duì)大壩上下游地區(qū)實(shí)行應(yīng)急處理而制訂，兩者應(yīng)緊密結(jié)合形成完整的應(yīng)急系統(tǒng)。水庫(kù)地震災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案實(shí)際上涉及水利、工程安全、社會(huì)、管理、災(zāi)害、信息工程等多領(lǐng)域科學(xué)，它不僅要考慮水庫(kù)大壩安全本身的一系列技術(shù)問(wèn)題，還要重點(diǎn)考慮大壩安全與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的相互影響、作用和協(xié)調(diào)。
①農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的嚴(yán)重老化，由于建設(shè)使用年限過(guò)長(zhǎng)，造成灌渠的損壞堵塞或因年久失修造成灌渠或者其他基礎(chǔ)設(shè)施根本就不能使用。
②就渠道來(lái)說(shuō)，由于維護(hù)不及時(shí)或者其他因素造成渠道堵塞或者損壞，造成支渠等已經(jīng)不能通水，即使是通水也達(dá)不到大面積灌溉的要求。
③一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)配套灌溉設(shè)施老化嚴(yán)重，出現(xiàn)裂紋，排水閘已經(jīng)不能使用，或者是閘口遭到破壞造成水資源的流失，水沒(méi)能夠被引到最需要的地方。
④由于時(shí)間太長(zhǎng)不維護(hù)造成渠道的邊坡不穩(wěn)定進(jìn)而造成渠道被滑坡或者橋梁斷裂形成堵塞的現(xiàn)象。以上問(wèn)題是在灌區(qū)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施中最為重要的灌渠最常出現(xiàn)的問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)直接影響到了灌渠的使用，并直接導(dǎo)致水資源無(wú)法順利地得到利用，進(jìn)而影響到農(nóng)作物的收成，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)影響到整個(gè)灌區(qū)的農(nóng)作物的生產(chǎn)這些問(wèn)題需要得到足夠的重視，特別是灌渠等基礎(chǔ)設(shè)施的日常性的基本維護(hù)工作必須要做到位。
2一些地區(qū)的灌區(qū)工程建設(shè)管理工作現(xiàn)狀
2.1資金資金是進(jìn)行灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)的最直接問(wèn)題，雖然我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)但是卻稱不上是農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)，在現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)農(nóng)作物還不能帶給農(nóng)民很高的收益，而在農(nóng)業(yè)灌溉基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候最讓人頭疼的就是錢的問(wèn)題，出現(xiàn)了損壞，需要補(bǔ)修的時(shí)候錢從哪來(lái)，特別是在一些農(nóng)業(yè)大省，雖然農(nóng)業(yè)作物產(chǎn)出量較大，但是農(nóng)業(yè)作物所創(chuàng)造的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值是不太高的，這就造成農(nóng)民種地的產(chǎn)量在不斷的增長(zhǎng)但是相應(yīng)的收入?yún)s沒(méi)有很大的提高，這也造成了農(nóng)民對(duì)于農(nóng)業(yè)的積極性不高，而對(duì)于相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)就更不上心了，因?yàn)榧词故峭度胭Y金維護(hù)也起不到很大的作用，不能直接地創(chuàng)造更多的財(cái)富。進(jìn)行渠道或者農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)需要投入大量的資金和人力。在我國(guó)很多地區(qū)，農(nóng)業(yè)雖然較為發(fā)達(dá)，但是經(jīng)濟(jì)卻相對(duì)落后，因此在這些地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)困難重重，一方面由于農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施的占地面積較大，維護(hù)成本也相對(duì)較大，另一方面人力資源不足造成日常的維護(hù)工作無(wú)法進(jìn)行，更不用說(shuō)再進(jìn)行大面積的渠道等基礎(chǔ)設(shè)施的維修與管理了。在很多農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)都采用投勞折資的辦法，但是實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)卻沒(méi)有及時(shí)地更新，很多農(nóng)民寧愿出去打工也不愿意在家門口掙那么少的工資。資金和人力資源的缺乏造成了農(nóng)業(yè)區(qū)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)很難進(jìn)行。
2.2工程建設(shè)的管理需要進(jìn)一步完善無(wú)論是何種工程建設(shè)其施工過(guò)程都需要完善的嚴(yán)謹(jǐn)嚴(yán)密的工程監(jiān)理工作，這是工程質(zhì)量的保證，也是工程建設(shè)的必然要求，但是在灌區(qū)的相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)或者節(jié)水工程的建設(shè)過(guò)程中還是存在一些問(wèn)題的，很多監(jiān)理工作只停留在對(duì)施工階段的質(zhì)量監(jiān)理而不是對(duì)于整個(gè)工程的全程監(jiān)理，另外一方面，灌區(qū)工程建設(shè)由于其特殊性某些地方的監(jiān)理合同內(nèi)容是很不規(guī)范的，有時(shí)候只是走走形式，這對(duì)整體的灌渠管理是極為不利的。再有就是施工技術(shù)和觀念的脫節(jié)。有一些沿用了很長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)還在使用而沒(méi)有任何更新，陳舊的施工技術(shù)與處理工藝在很大程度上影響了渠道的使用效果。
2.3資料管理的問(wèn)題工程建設(shè)是一項(xiàng)需要專業(yè)素質(zhì)的工作，無(wú)論是工程相關(guān)資料的管理還是施工人員都需要有較高的專業(yè)素質(zhì)，但是在一些施工單位或者質(zhì)檢部門存在著很多未接受專業(yè)培訓(xùn)的人在做著需要專業(yè)知識(shí)的工作，造成資料管理的混亂，這主要是由于資料管理人員不具備相關(guān)的資料管理知識(shí)，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)出現(xiàn)自己設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，這種行為的影響是巨大的。
3灌區(qū)水利工程管理的對(duì)策
3.1注重整體完整化的監(jiān)督管理在日常的維護(hù)工作當(dāng)中要做好養(yǎng)護(hù)工作，把養(yǎng)護(hù)細(xì)節(jié)做好，日常使用中一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)損壞要及時(shí)的進(jìn)行維修，使破損度降到最低，這樣做雖然會(huì)增加一些日常維護(hù)的工作量，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看對(duì)灌區(qū)設(shè)備和灌區(qū)的資金投入都有著積極的意義。再有就是要注意各部門的協(xié)同合作，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)要采用何種維護(hù)模式進(jìn)行修補(bǔ)都要通過(guò)統(tǒng)一的系統(tǒng)進(jìn)行共享，生成維護(hù)檢測(cè)報(bào)告給各部門參考，這樣做能夠優(yōu)化資源，在最短的時(shí)間內(nèi)把問(wèn)題解決。
3.2加大宣傳力度，營(yíng)造愛(ài)護(hù)水利工程的輿論氛圍灌溉區(qū)的水利設(shè)施對(duì)于灌溉區(qū)的意義是不言而喻的，對(duì)農(nóng)作物來(lái)說(shuō)水利設(shè)施可能就相當(dāng)于命脈，經(jīng)過(guò)一些灌溉設(shè)施的維修記錄來(lái)看，很多問(wèn)題是因?yàn)槿粘５氖褂梅椒ú徽_或者人為的破壞造成的，這就涉及到對(duì)于愛(ài)護(hù)灌區(qū)設(shè)備的日常宣傳，灌區(qū)設(shè)備的健康狀況與運(yùn)轉(zhuǎn)情況與灌區(qū)生活的人們的利益是緊密相連的，對(duì)水利設(shè)施的愛(ài)護(hù)就是對(duì)自己家園的愛(ài)護(hù)，另外要下大力度對(duì)蓄意破壞水利設(shè)施的違法行為進(jìn)行處罰，不斷進(jìn)行愛(ài)護(hù)水利設(shè)施的宣傳。
3.3加強(qiáng)工程建設(shè)，確保工程質(zhì)量水利設(shè)施的質(zhì)量直接關(guān)系到水利設(shè)施的壽命，在一些案例中我們發(fā)現(xiàn)確實(shí)存在一些地區(qū)的水利設(shè)置質(zhì)量不過(guò)關(guān)，造成在使用過(guò)程中出現(xiàn)很多問(wèn)題，這就要求在灌區(qū)的水利設(shè)施的建設(shè)之初就要嚴(yán)格把守質(zhì)量關(guān)，完善質(zhì)量保證體系，建立健全質(zhì)量追溯體系，在進(jìn)行施工之前首先要嚴(yán)格篩選施工單位，一定要選擇有相關(guān)的施工資質(zhì)且在業(yè)內(nèi)較為先進(jìn)的施工單位，在進(jìn)行施工過(guò)程中要不時(shí)地進(jìn)行抽查，對(duì)于不符合質(zhì)量要求的設(shè)施要進(jìn)行整改直到達(dá)到相關(guān)要求為止。最后建立完善的建設(shè)資料體系，這對(duì)于日后的設(shè)施維護(hù)有著重要的參考意義。
3.4轉(zhuǎn)變工程管理觀念，創(chuàng)新管理體制建立完善完整的工程管理體系對(duì)于整個(gè)工程的建設(shè)與維護(hù)有著積極的意義。要不斷進(jìn)行體制上的創(chuàng)新以適應(yīng)不斷變化的環(huán)境，創(chuàng)新管理體制，使工程從施工到后期的維護(hù)都能夠在完整的體制內(nèi)進(jìn)行，這樣對(duì)工程安全及日后的維護(hù)都有著重要的意義。
3.5加大管護(hù)經(jīng)費(fèi)投入，保證工程管理工作資金是工程建設(shè)，工程維護(hù)的基礎(chǔ)，沒(méi)有資金投入工程建設(shè)與維護(hù)是無(wú)法進(jìn)行的，這就需要相關(guān)的管理部門開(kāi)拓思想，進(jìn)行體制創(chuàng)新，讓自己管理的資源能夠自行的運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，產(chǎn)生收益，保證工程的建設(shè)與維護(hù)能夠進(jìn)行。
3.6加大考核力度，建立長(zhǎng)效管理機(jī)制管理者是人，對(duì)人要嚴(yán)格考核，做到考核的細(xì)化，切忌一刀切，要準(zhǔn)確的找出責(zé)任人，建立較為完善的人事管理制度，將考核與灌區(qū)的設(shè)施維護(hù)結(jié)合到一起。
4結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)；系統(tǒng)總體功能；關(guān)鍵做技術(shù)參數(shù)；金溝河灌區(qū)
中圖分類號(hào)：TV123 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-0432（2013）-01-0169-1
0 引言
灌區(qū)信息化建設(shè)是實(shí)現(xiàn)新疆農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。大型灌區(qū)水利管理工作的效率提高必須由信息化來(lái)提供技術(shù)支撐[1]。金溝河流域位于新疆塔城地區(qū)沙灣縣境內(nèi)，地處天山北麓，準(zhǔn)格爾盆地南緣，東以瑪納斯河為鄰，西與巴音溝河相連。灌區(qū)內(nèi)分布著沙灣縣部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)（場(chǎng)），新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)八師的部分團(tuán)場(chǎng)。其得天獨(dú)厚的地緣優(yōu)勢(shì)和規(guī)?；?、集約化程度高，而水資源管理效率相對(duì)較低，決定了其建設(shè)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的必要性。
1 金溝河流域水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是根據(jù)金溝河灌區(qū)信息化建設(shè)的需求，結(jié)合金溝河灌區(qū)信息化的現(xiàn)狀，建成一個(gè)以水雨情信息及視頻監(jiān)控信息采集為基礎(chǔ)、通信系統(tǒng)為保障、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為依托、應(yīng)用軟件系統(tǒng)為核心的金溝河灌區(qū)數(shù)字化系統(tǒng)。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)原則主要包括以下幾個(gè)方面：（1）充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合效益最大化。（2）綜合高度集成功能模塊，實(shí)現(xiàn)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)集約化。（3）功能模塊分化，模型結(jié)構(gòu)適宜，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)科學(xué)化。
2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的站網(wǎng)由遙測(cè)站和中心站兩部分組成，本系統(tǒng)中心站設(shè)在金溝河流域管理處，主要職責(zé)是轄區(qū)內(nèi)部的系統(tǒng)管理。硬件系統(tǒng)的功能包括：（1） 各遙測(cè)站水文信息的實(shí)時(shí)自動(dòng)采集以及傳輸和接收；（2）計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化調(diào)度、灌區(qū)的優(yōu)化配水；（3）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為Browser/Server體系結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)硬件構(gòu)成如圖1所示。
3 系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的功能模塊以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，通過(guò)人機(jī)交互的方式進(jìn)行基本水雨情信息數(shù)據(jù)處理、河道來(lái)水預(yù)報(bào)、灌溉調(diào)度、配水方案優(yōu)選等主要功能模塊。數(shù)據(jù)庫(kù)又根據(jù)其根據(jù)其功能分區(qū)分為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)和專門數(shù)據(jù)庫(kù)兩類。歷史庫(kù)與實(shí)時(shí)庫(kù)和遙測(cè)庫(kù)因?yàn)槠湫畔⒐蚕淼囊髮儆诰W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。而水文預(yù)報(bào)及灌溉調(diào)度專屬信息則在專用數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)如圖2所示。
（1）數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是金溝河灌區(qū)信息的存儲(chǔ)管理實(shí)體，是系統(tǒng)的支撐層，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理公共數(shù)據(jù)，金溝河灌區(qū)信息化工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)組成，部署在本灌區(qū)中心站的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。功能包括各種信息匯集的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)訪問(wèn)、數(shù)據(jù)管理，信息交換及共享。（2）水情遙測(cè)模塊。水情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要完成金溝河灌區(qū)信息化建設(shè)工程要求建設(shè)的各水文終端站所管轄水雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸以及信息的預(yù)處理，并將采集的信息存儲(chǔ)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。建成后系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)所監(jiān)測(cè)水雨情數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)，并將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼敬鎯?chǔ)系統(tǒng)。（3）信息查詢模塊。水雨情實(shí)時(shí)信息查詢管理子系統(tǒng)的目的是查詢遙測(cè)數(shù)據(jù)，了解水雨情數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變化，設(shè)定系統(tǒng)與遙測(cè)系統(tǒng)關(guān)系。包括：數(shù)據(jù)設(shè)定、列表查詢、圖形查詢、站置定位、幫助等方面。系統(tǒng)提供了報(bào)警功能，查詢水位，語(yǔ)音報(bào)警。（4）視頻監(jiān)視模塊。金溝河流域水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)為采用現(xiàn)代數(shù)字視頻技術(shù)，在輸配水關(guān)鍵點(diǎn)建立視頻監(jiān)視系統(tǒng)。全程保護(hù)金溝河灌區(qū)工程的設(shè)備安全和輸配水環(huán)節(jié)的直觀表達(dá)，為提高金溝河灌區(qū)的生產(chǎn)和設(shè)備各項(xiàng)管理業(yè)務(wù)水平提供有效的保障。（5）灌溉調(diào)度。根據(jù)上游水文測(cè)站測(cè)的流量或降雨量，通過(guò)一定的預(yù)報(bào)模型，計(jì)算出庫(kù)水位；而洪水預(yù)報(bào)是進(jìn)行入庫(kù)流量預(yù)報(bào)及通過(guò)入庫(kù)流量和時(shí)段長(zhǎng)得出水庫(kù)庫(kù)容。根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果，通過(guò)四種調(diào)度方式進(jìn)行調(diào)度，然后由水庫(kù)調(diào)度人員根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)調(diào)度結(jié)果進(jìn)行修正，進(jìn)行水庫(kù)調(diào)度，為實(shí)際工、農(nóng)業(yè)和墾區(qū)人民生活服務(wù)。對(duì)系統(tǒng)的預(yù)報(bào)、調(diào)度作業(yè)的成果，結(jié)果進(jìn)行整理。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著新疆農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)的高速發(fā)展，灌區(qū)水情自動(dòng)化測(cè)報(bào)是大勢(shì)所趨。結(jié)合水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的研究工作，本文給出了水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，通過(guò)分析測(cè)報(bào)終端在整個(gè)系統(tǒng)中的地位和作用，給出了測(cè)報(bào)終端的設(shè)計(jì)要求，按照設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了具有準(zhǔn)確測(cè)量、實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程通信、信息存儲(chǔ)功能的水情自動(dòng)測(cè)報(bào)終端。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)為灌區(qū)的水情測(cè)報(bào)及管理高效工作帶來(lái)了機(jī)遇。
參考文獻(xiàn)
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