時間：2022-06-01 20:05:35
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇水庫管理論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
長潭水庫位于廣東省梅州市蕉嶺縣石窟河長潭峽谷段中，壩址以上集水面積1990km2。水庫百年設計洪水位151.5m，萬年校核洪水位156.0m，正常高水位148.0m，汛期控制水位144.0m，發電極限水位134.6m，總庫容1.69×108m3，屬季調節水庫。隨著國民經濟的飛速發展和國家對水利水電建設的日益重視，流域內近年來先后修建了若干中小水庫，600×104m3以上的水庫四宗，分別為①東留水庫：集水面積為233km2，總庫容為2380×104m3，按五十年設計，五百年校核；②石磺峰水庫：集水面積為637.4km2，總庫容為3220×104m3，按五十年設計；③下壩水庫:集水面積為1100km2,總庫容為2295×104m3，按五十年設計；④竹嶺水庫:集水面積為558km2,總庫容為620.4×104m3，按五十年設計。以上四個水庫，集水總面積為1891km2，占長潭水庫集水面積的95％。
中小水庫的建設對當地國民經濟發展發揮了一定的作用，但這些中小水庫設計標準相對較低。當流域內發生較小洪水時，各中小水庫將攔蓄部分洪水以滿足當地工農業生產和生活用水的需要；當流域內發生大洪水時，各中小水庫為了自身安全將開閘放水；當發生超標準洪水時，某中小水庫可能發生潰壩。所有這些事件的發生都將對長潭水庫的防洪和安全運行產生影響。因此，研究上游中小水庫的洪水行為對長潭水庫設計洪水調度的影響，對確定長潭水庫運行原則有著重要的意義。
2典型洪水頻率分析計算
流域內修建中小水庫后，使流域的產匯流特征和水力條件發生了很大的變化。中小水庫一方面增加了長潭水庫防洪能力，但其調度的隨意性卻在一定程度上增加了長潭水庫調度的難度，對長潭水庫的防洪與水資源的綜合開發利用具有一定的影響。為了提高水庫的綜合效益，針對長潭水庫的實際情況，對重現期T=20～30（P=5%～3.33%）年間的洪水進行了系統研究。由于各中小水庫所在斷面無P=5%～3.33%的洪水流量過程，故由暴雨過程經流域水文模型產匯流計算推求出其洪水過程；用典型地區組合同倍比放大組成地區洪水；然后分別對各部分洪水進行河道演算，逐級演算至長潭水庫后將其線性疊加，推求出長潭水庫的入庫洪水過程；對長潭水庫入庫洪水過程進行調洪演算，推求出該重現期考慮上游中小水庫影響下的長潭水庫設計洪水調度成果[1]。長潭水庫不同頻率的設計洪水過程直接采用廣東省水利電力勘測設計研究院1995年11月研究的（《廣東省長潭水電站水庫洪水復查報告》中成果，見圖1。
2.1典型洪水選取
選取典型洪水的原則是既能滿足設計洪水對典型洪水的要求，同時還能代表流域內洪水地區組成的特點。由歷史資料分析后認為，1983年6月發生過的一場洪水（洪峰流量Qm=3281m3/s）大體上能滿足上述條件。故選取該場洪水作為典型洪水。
2.2典型洪水暴雨資料
按照天然流域劃分方法將長潭水庫壩址以上流域分為東留、東留～石磺峰、石磺峰～下壩、竹嶺和長潭區間5塊單元面積。每塊單元面積上選取3個雨量站，用加權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程
長潭水庫壩址以上流域地處南方濕潤地區，氣候溫和，雨量豐沛，由暴雨資料推求洪水過程選用在濕潤和半濕潤地區廣泛應用且行之有效的三水源新安江模型。模型的結構及計算方法大家都熟知，在此不再贅述[2]。根據1983年6月14日8時～6月18日8時暴雨資料經流域水文模型產匯流計算推求出其進入長潭水庫的洪水過程，見圖2。
3水庫調洪演算
根據長潭水庫水量平衡方程、水庫調度原則和入庫洪水過程經調洪演算，推求出水庫下泄過程和各特征水位。
3.1不考慮上游中小水庫影響
不考慮上游中小水庫的影響(天然情況，下同)，分別對不同頻率的設計洪水進行調洪演算，成果見表1。
3.2考慮上游中小水庫影響
當流域內發生P=5%～3.33%洪水時，上游中小水庫將攔蓄部分洪水，具有一定的調蓄作用。為了考慮其調蓄作用對長潭水庫調洪演算的影響，將1983年6月發生的洪水進行同倍比放大后得到P=5%～3.33%長潭水庫洪水過程。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進行調洪演算，成果見表2。
3.3上游中小水庫發生潰壩
當流域內發生P=0.1%洪水時，根據上游中小水庫的設計標準，認為下壩、竹嶺、石磺峰和東留四個中小水庫全部發生潰壩；當流域內發生P=0.5%洪水時，認為下壩、竹嶺和石磺峰三個中小水庫發生潰壩，東留不發生潰壩。將長潭水庫設計洪過程水和各水庫潰壩進入長潭水庫的洪水過程疊加后進行調洪演算，成果表3，有關潰壩洪水的分析計算將另文討論，不再贅述[3]。各水庫計算的潰壩洪水過程見圖3。
4成果對比分析
4.1不考慮上游中小水庫影響
不考慮上游中小水庫影響的長潭水庫調洪演算成果對比見表4。從表中可見，P=0.1%最高庫水位計算值比修改初設低了1.36m；P=0.5%最高庫水位計算值比修改初設低了0.13m；P=1%最高庫水位計算值比修改初設高了0.56m；P=3.33%最高庫水位計算值比修改初設低了0.02m；P=5%最高庫水位計算值比修改初設高了0.25m。P=0.1%最高庫水位計算值比1995年復查低了0.14m；P=0.5%最高庫水位計算值比1995年復查高了0.68m；P=1%最高庫水位計算值比1995年復查高了0.22m；P=3.33%最高庫水位計算值比1995年復查高了0.28m；P=5%最高庫水位計算值與1995年復查相同。由此可見，不考慮上游中小水庫影響的長潭水庫調洪演算成果總體上與1995年復查成果相比差別不大。
4.2考慮上游中小水庫影響
考慮上游中小水庫影響的調洪演算成果對比見表5。從表中可見，當長潭水庫汛限水位為144.0m，P=3.33%和P=5%時，考慮上游中小水庫影響的最高庫水位比不考慮上游中小水庫影響的最高庫水位分別低了0.20m和1.19m；當長潭水庫汛限水位為144.5m，P=3.33%和和P=5%時，，考慮上游中小水庫影響的最高庫水位比不考慮上游中小水庫影響的最高庫水位分別低了0.07m和0.71m；當長潭水庫汛限水位為145.0m，P=3.33%和P=5%時，考慮上游中小水庫影響的最高庫水位比不考慮上游中小水庫影響的最高庫水位分別低了0.02m和0.26m；當長潭水庫汛限水位高于145.0m時，P=3.33%時的洪水位將超過水庫相應標準的設計水位。
4.3上游中小水庫發生潰壩
上游中小水庫發生潰壩的調洪演算成果對比見表6。從表中可見，P=0.1%上游中小水庫發生潰壩的最高庫水位比修改初設、1995年復查和本次計算的最高庫水位分別提高了4.20m、5.45m和5.59m（水位157.73m是按水庫調度原則進行調洪演算至25個時段時的值，實際上調洪演算至23個時段時，水庫水位已達156.68m，超過千年一遇的校核水位0.68m）；P=0.5%考慮上游中小水庫發生潰壩的最高庫水位比修改初設、1995年復查和本次計算的最高庫水位分別高了3.58m、4.39m和3.71m。
5結論與建議
根據計算成果和上面的對比分析知，流域上游中小水庫的建設對長潭水庫的防洪和安全運行將產生一定的影響，影響程度視洪水發生大小各異。
金盆水庫是西安黑河引水工程的主要水源工程，是一項以西安市供水為主，兼顧周至、戶縣37萬畝農田灌溉，還有發電、防洪和養魚等多種功能的大型綜合利用水利工程。如何合理的調度金盆水庫，發揮其最大效益，對緩解西安市供水緊張的局面以及實現社會經濟的可持續發展和人民生活穩步提高都具有極其重要的意義和價值。
水庫優化調度是一典型的多維非線性函數優化問題，目前常用的方法有模擬法、動態規劃及其系列算法、非線性規劃等等。這些方法各具特色，但應用中也常有一些問題，模擬法不能對問題直接尋優，動態規劃（DP）隨著狀態數目的增加會出現所謂“維數災”問題，增量動態規劃（IDP）可能收斂到非最優解，逐步優化算法（POA）需要一個好的初始軌跡才能收斂到最優解[1]。因此，這些方法還有待進一步的完善。
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制的全局隨機搜索算法，可模擬自然界中生物從低級向高級的進化過程，GA在優化計算時從多個初始點開始尋優，對所求問題沒有太多的數學約束，而且優化求解過程與梯度信息無關[2]，因此在多個不同領域得到了廣泛應用。而GA在水庫優化調度方面GA應用相對較少[3]，馬光文等[4]使用基于二進制編碼的遺傳算法對水庫優化調度進行了研究。由于二進制編碼存在的編碼過長、效率低及需要反復的數據轉換等問題，暢建霞、王大剛分別提出了基于整數編碼的遺傳算法[5-6]，并將GA與動態規劃的計算結果進行了比較。
自適應遺傳算法（AdaptiveGA，AGA）使得交叉概率Pc和變異概率Pm能夠隨個體適應度的大小以及群體適應度的分散程度進行自適應的調整，因而AGA能夠在保持群體多樣性的同時，保證遺傳算法的收斂性。本文根據黑河金盆水庫的具體情況，建立了水庫長期優化調度的自適應遺傳算法模型，并將其與動態規劃的計算結果進行了比較。
2.水庫優化調度數學模型的建立
金盆水庫為多功能水庫，其優化調度應使其達到城市供水量最大、灌溉缺水量最小、年發電量最大和棄水量最小等目標要求。但此多目標優化模型如果直接采用多維多目標動態規劃或其它方法求解，則可能因為目標、狀態、和決策變量較多的占用計算機內存和時間，因而有必要先做適當處理，將多目標問題轉化為單目標，再進行求解。考慮到城市供水和灌溉用水要求保證率高，因此將水庫優化調度目標定為年發電量最大，而將城市與灌溉供水當作約束條件進行處理。
這樣，金盆水庫優化調度的目標函數就可以描述為：在滿足水庫城市供水、灌溉用水和蓄水要求條件下，使水庫年發電量最大。
目標函數：F=max（1）
上式中，N（k）為各時段的發電量。
約束條件：
①水量平衡約束：（2）
②水庫蓄水量約束：（3）
③電站水頭約束：（4）
④水輪機最大過流量約束：（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非負約束。
其中，Nmin與Nmax分別為電站允許的最小及最大機組出力，Hmin與Hmax分別為電站最小及最大工作水頭，qmax為機組過水能力，WCt、WIt分別為第t時段城市和灌溉供水量。DIt為第t時段灌溉需水量，DCt,max與DCt,min分別為第t時段城市需水上下限。
3.自適應遺傳算法的實現
在水庫優化調度中，水庫的運行策列一般用發電引用流量序列來表示，而該序列又可以轉換為水庫水位或庫容變化序列。對于水庫優化調度的遺傳算法可以理解為：在水位的可行變化范圍內，隨機生成m組水位變化序列,,…,，其中，m為群體規模，n為時段數，再通過一定的編碼形式分別將其表示為稱作染色體（個體）的數字串，在滿足一定的約束條件下，按預定的目標函數評價其優劣，通過一定的遺傳操作（選擇、交叉和變異），適應度低的個體將被淘汰，只有適應度高的個體才有機會被遺傳至下一代，如此反復，直至滿足一定的收斂準則。
3.1個體編碼
為簡化計算，本文采用實數編碼。個體的每一向量（基因）即為水庫水位的真值。表示
為：（9）
式中，分別為時段t水庫水位的最大值和最小值。m為控制精度的整數，Nrand為小于m的隨機數。
3.2適應度函數
在遺傳算法中，用適應度函數來標識個體的優劣。通過實踐，采用如下適應度函數，效果更好。
（10）
式中為目標函數值，c為目標函數界值的保守估計，并且≥0,≥0。水庫優化調度為約束優化問題，關于約束條件的處理，本文采用罰函數法,
（11）
式中，為原優化問題的目標函數值，M為罰因子，Wi為與第i個約束有關的違約值，p為違約數目。
3.3遺傳操作
交叉運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x和y是兩父代個體，則交叉產生的后代為=ax+(1-a)y和=ay+(1-a)x，這里，a為[0,1]內均勻分布的一個隨機數。
變異運算通過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生。具體方法為：個體Z的每一個分量Zi,i=0,1…,n以概率1/n被選擇進行變異。設對分量ZK進行變異，其定義區間為（ZK,min,ZK,max）,則
=（12）
式中，Rand為0到1之間的隨機數，rand（u）函數產生最大值為u的正整數。
3.3參數的自適應調整
遺傳算法的參數中交叉概率Pc和變異概率Pm的選擇是影響遺傳算法行為和性能的關鍵所在，直接影響算法的收斂性，Pc越大，新個體產生的速度就越快。然而，Pc過大，遺傳模式被破壞的可能性越大。對于變異概率Pm，如果Pm過小，不易形成新的個體；如果Pm過大，則遺傳算法就成了純粹的隨機搜索算法。自適應遺傳算法（AGA）使得Pc和Pm能夠隨適應度按如下公式自動調整：
Pc=（13）
Pm=（14）
式中，為群體中最大的適應度值；為每代群體的平均適應度值；為要交叉的兩個個體中較大的適應度值；為要變異的的個體的適應度值。,,,為自適應控制參數，其變化區間為（0,1）。
綜上所述，算法的運算步驟為：
(1)初始化，設置控制參數，產生初始群體；
(2)計算各個體的目標函數，應用(5)式進行適應度變換；
(3)按隨機余數選擇法對母體進行選擇；
(4)對群體進行交叉和變異操作pc和pm分別按式(2)與(3)計算，得到新一代群體；
(5)檢驗新一代群體是否滿足收斂準則，若滿足，輸出最優解，否則轉向步驟2。
4.模型求解及成果分析
金盆水庫壩高130米，總庫容2億方。該水庫是以給西安供水為主（按照設計年均向西安供水3.05億方），兼顧周至、戶縣共37萬畝農田灌溉（年均灌溉供水1.23億方），還有發電、防洪等多功能的大型綜合利用水利工程。水庫的特征參數為：正常蓄水位594m，死水位520m，電站出力系數8.0，裝機容量2萬KW，保證出力4611KW，水輪機過流能力32.6m3/s，汛限水位591米，汛期7-9月，以某中水年為例，入庫徑流已知，用上述算法按年發電量最大求解水庫優化調度，結果見表一。
表一自適應遺傳算法計算結果
Table1.Resultsbyadaptivegeneticalgorithm
月份
入庫水量(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：年發電量E=8608.3萬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）、動態規劃法（DP）進行計算，其目標函數、約束條件完全相同。對應的計算結果見表二，其中，DP的離散點為300。
表二動態規劃及基本遺傳算法計算結果比較
parisonofResultsofDPandSGA
月份
動態規劃（DP)計算結果
基本遺傳算法（SGA）計算結果
月末水位(m)
棄水(m3/s)
發電流量(m3/s)
水頭(m)
出力
(KW)
月末水位(m)
棄水(m3/s)
發電流量(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年發電量8568.9萬KW·h；SGA年發電量8581.3萬KW·h，POP=100,Gen=200。
比較表一和表二可見，動態規劃在控制精度為0.5m時，優化結果為8568.9萬KW·h，低于SGA的8581.3萬KW·h和改進本文算法的8608.3萬KW·h，主要是因為DP的離散點數較后兩類算法少。為了說明本文算法的優越性，將其與SGA在不同的進化代數時分別進行10次計算，結果列于表三。
表三不同進化代數的兩類算法年發電量比較比較
parisonofResultsoftheTwoAlgorithmsinDifferentGeneration
編號
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：表中年發電量單位為萬KW·h。
從上表可以看出，隨著進化代數的增加，兩算法計算結果都越接近最優解；無論是自適應遺傳算法還是基本遺傳算法，其計算結果明顯優于動態規劃；在進化代數相同時，AGA的計算結果優于SGA，并且未收斂次數也有明顯減少，表明AGA能夠有效加快收斂速度。
5.結論
本文建立了水庫優化調度的自適應遺傳算法模型，并將其用于黑河金盆水庫優化調度。與動態規劃相比，遺傳算法能夠從多個初始點開始尋優，能有效的探測整個解空間，通過個體間的優勝劣汰，因而能更有把握達到全局最優或準全局最優；自適應遺傳算法通過參數的自適應調整，能更有效的反映群體的分散程度以及個體的優劣性，從而能夠在保持群體多樣性的同時，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
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小城水庫屬于中型水庫。現有職工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%，上崗人員對工作高度負責。人員培訓按照省、市舉辦培訓學習要求參加培訓。
2水庫工程運行管理、確權劃界、安全鑒定情況
2.1小城水庫1970年10月竣工投入運行，1971年12月在土壩樁號0+435m處發現壩后漏水，當時庫水位為312.00m。1972年4月在該處壩下游坡高程306.7m處，出現塌坑，漏渾水，滲水量為0.00126m3/s。大壩出現險情。經處理后壩后仍漏水。迫使水庫于1974年放空處理。這次處理將壩上游坡全部翻修，上游鋪蓋進行了修補，壩頂加寬至6.5m，并于1975年秋全部完成。1978年5月，水庫再次出現險情，在土壩樁號0+435m處，庫水位314.32m時，測得滲水量為0.00209m/s，滲水全部為渾水。險情再次出現。此次處理辦法是在樁號0+400~0+560m段做壩后壓滲蓋處理。水庫管理部門又于1980年至1982年對土壩樁號0+282m~0+617m段作了帷幕灌漿處理。雖經以上處理，壩后仍滲水。1988年6月，在土壩樁號0+345m處又出現三個塌坑。1991年4月，在壩樁號0+500m處出現新的滲水點。同時在壩樁號0+380~0+560m之間壩后還有多處滲水。1989年7月22日水庫降特大暴雨，日雨量達167mm，超百年洪水，這場大雨入庫洪水2966萬立米，最大入流216.7m3/s，最大泄量120m3/s。這場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，及右壩頭沖坑災害。1990年工程恢復，并在樁號0+400~440m段壩后坡做壓重補強，1991~1995年在0+440~0+617m壩后及壩腳做了1萬立米砂卵石壓重補強。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段滲流加劇達到0.782升/秒并帶土，致使壩后坡大面積下陷，經實測在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，按設計仍有3000m3沒完成，遵照吉水技（1998）120號吉林省水利廳關于舒蘭市小城子水庫除險加固工程初步設計批復精神，由舒蘭市水利局組織施工隊完成了土壩前坡305.0~310.24m，施工壩長477m，綜合工程量66925m2的干砌護坡石翻修任務。1999年5月吉林省水利廳對水庫除險加固設計進行批復，2001年5月開工，到今年止，壩體防滲墻工程；壩后填筑及碎石護坡工程；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；至水庫防汛路；壩前干砌石護坡；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。現加固未完工程有閘室未建、閘門及啟閉設備還沒有進行維修更換；壩頂填筑；機電設備；綠化工程；觀測設備。金屬結構設備；房屋建筑等工程。
2.2水庫土地已確權劃界，確權土地面積7701畝。
2.32000年4月27日吉林省水利廳專家組對水庫大壩進行安全鑒定。
3水庫安全度汛工作落實情況
3.1建全聯防組織，落實防汛搶險隊伍，確定聯系信號和群眾安全轉移地點。加強防汛值班值宿工作，建立建全崗位責任制，加強水文測報工作，嚴格按照調度命令，合理調水，及時準確向上級報水情，確保工程安全。檢查通訊設備，確保通訊暢通無阻。檢修好啟閉設備，確保運用自如，同時做好必要的防汛物資準備。定314.75m為緊急水位，水位達到時按最大泄量泄流。聯防人員上壩值班搶險，下游人民應做好轉移工作（低洼村屯轉移），水位到達315.20m時，下游全部轉移，聯防人員物資全部到庫，出現險情立即搶修。遇百年一遇洪水，按日最大泄量泄流。洪水位超過315.30m時應在土壩0+00m處，人工開挖或爆破30m、最大挖深4.6m（底高程315.00m）的臨時溢洪道溢洪。土方1285m3。
3.2對土壩進行密切的觀測工作，加強管理，發現問題及時向上級領導匯報處理。
3.3備用電源不能使用，必要時可人工搖啟閘門。
3.4主汛期發生標準內供水，嚴格按市防汛抗旱指揮部批復的控制運用調度計劃執行。發生超標準供水，應采取搶救措施力爭保壩安全并盡量減輕下游供水災害和減少避免人員傷亡損失。
4水庫工程運行管理機制情況
水庫工程管理、灌區管護都是靠水庫自身水費收入進行工程維修，由于資金有限，各種工程只能做維護使用。現水庫除險加固工程沒有完工；水庫灌區沒有進行規模改造，工程正常運行十分吃力，不能達到當前各種防汛和灌溉要求。
5水庫工程管理中存在的主要問題和解決對策
5.1右側閘室邊墻與整流段伸縮縫在庫水位較高時繞滲漏水。應進行灌漿處理。
5.2閘門及啟閉設備年久運行，需大修或更換
5.3水庫沒有備用電源。備12馬力柴油發電機一臺。
5.4水庫電話線路在雨天及大風天不能正常使用，即使能使用防汛專用拍報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）大型水庫加強地震災害應急管理的重要性據不完全統計，因汶川地震出險水庫（水電站）2473座，其中潰壩險情水庫69座，高危險情水庫331座，由地震帶來的次生災害：山體滑坡堵塞河道形成一定規模的堰塞湖35處，受威脅總人口超過200萬。由此可見，水庫一旦發生嚴重震害，不僅危及工程本身安全，還會引發次生水災，其損失往往超過地震本身造成的損失。因此，對水庫工程抗震應急管理工作的重視應上升到新的高度。
1.2丹江口水庫地震及次生災害的研究情況及意義自1970年蓄水至1985年，庫區內誘發地震800余次，南水北調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，庫容將從210億m3增至339.1億m3，加大了水庫再次誘發地震的可能性。中國地震局地震研究所表明：二期蓄水后，水庫水域范圍擴大，在新淹沒區內具有發震構造條件的部位上，發生5級作用的地震是有可能的。一般天然地震在主震發生后，總體上震級水平呈衰減趨勢，在震情發展的預測分析上較有把握，而水庫發震機理和誘震因素很復雜，在震群活躍期震級往往維持在一定的水復發作，趨勢判斷難度很大，從而加大了應急決策的難度。2006年，湖北省政府確定了十堰城區、丹江口、竹溪、竹山、房縣為省地震重點監視防御區，開展丹江口水庫誘發地震研究、地震及次生災害的防治，對保障水庫上下游人民生命財產安全和南水北調中線工程的供水安全具有重要意義。
2丹江口水庫地震災害的應急管理工作情況
2.1編制完成《丹江口水庫防洪搶險應急預案》預案以切實做好水庫遭遇突發事件時的防洪搶險調度和險情搶護工作、力保水庫工程安全、最大程度保障人民群眾生命安全、減少損失為目的，對險情監測與報告、險情搶護、應急保障等方面應急工作進行了嚴格、細致的規定和部署，并根據水庫管理的內、外部環境變化作適時的調整，為水庫面對突發事件時的防洪搶險應急工作提供了指導。
2.2水庫防洪調度積累了豐富的應急管理經驗，具備一定的地震災害應急能力多年的防洪調度積累了豐富的應急處理經驗，培養了大批運行、檢修專業人員。2008年抗擊雪災和四川抗震救災中，漢江集團的搶險救災隊伍分別擔負了搶修郴州城區主干線“兩桂”線和疏通高危險級的文家壩堰塞湖的任務，體現了我們在電力、水利應急搶險方面的技術實力。
3丹江口水庫加強地震災害應急管理工作的對策與措施
3.1加強地震監測臺網的建設，提高地震災害的預警能力。目前，丹江口水庫的遙測地震臺網的技術水平為第二代，隨著二期加高工程的進行，應建設和三峽同級的第四代綜合觀測和數字地震遙測臺網。對可能誘發地震的地段要設專業地震臺網進行地震活動特征監測，以及各種地震前兆的監測研究，根據誘震預測采取防、治相結合的抗震措施。這樣不僅有利于水庫的防洪安全、水庫的安全調水和周邊民眾的生活安全，還可為丹江口水庫誘發地震研究提供寶貴的數據資料，為防震減災打下堅實的基礎。
3.2制訂、完善和落實水庫防震減災應急預案，加強預案的科學性及可操作性預案制訂、完善和落實中應注重以下方面的問題：
3.2.1須做到一旦地震，應快速對大壩的安全作出地震反應評價，提出應急措施，制定抗震減災方案，并通過遠程通信網絡將抗震減災的方案與措施在最短的時間內呈報至決策部門，使地震引起的直接與次生性災害降至最低限度。
3.2.2預防措施重點要對在強震中最易破壞的部分進行改進，或加強結構，或改變型式，提高其抗震能力，如變電站的構架、送出線路的桿塔、設備儀表的保護、閘門的啟閉系統、土石壩壩坡、上壩道路等。水利工程的破壞主要是變電、輸電架構和送出線路的倒塌、送電中斷；機電設備、儀表、通訊、備用電源的損壞；其次是邊坡崩塌，交通中斷；泄洪設施如閘門、啟閉機的破壞，導致不能正常啟閉泄洪；廠房圍墻和生活設施倒塌。地震災害發生后，關鍵要密切監測和巡查水利工程的可能受損結構、部位及設施，及時對險情進行應急處理，使地震災害的損失和危害降至最小。
3.2.3地震災害中水利工程的應急處理還涉及到水、雨、工情的監測預報和水利工程的優化調度問題。除降雨、余震等引發的山洪、滑坡、泥石流等對水利工程造成的不利影響外，山區河流沿岸的崩山、滑坡、泥石流，可能壅堵河道，形成堰塞湖等次生災害，當湖泊水位上升到一定高度后，可能沖潰堵塞壩，形成潰壩災害，對下游大壩造成沖擊。因此，預案應對工程進行科學合理的調度，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，做好準備確保大壩的泄洪設施安全，讓大壩順利泄水，降低蓄水位，甚至考慮騰空庫容，避免出現潰壩事故。預案中還需強調，水利部門有權對易發生次生災害的設施采取緊急處置措施，加強監控，還有必要提出應急性的群眾轉移、避災方案，情況緊急時，可強制組織下游群眾避災疏散，以防止災害擴展，減輕或消除危害。
3.2.4應發展應急通信優勢技術，建立起一套空中與地面相結合、有線與無線相結合、固定與機動相結合的立體應急通信系統，加強互聯互通監管和通信相關設施保護工作。制定詳盡周密的應急通信保障預案，還應定期進行應急通信演練活動。
3.2.5與地方政府積極協作，開展防震減災科學知識的普及和宣傳教育及人員培訓和應急演練，建立地震應急避難場所，推進搶險救援志愿者隊伍建設。
3.3加強水庫管理單位與地方政府間的溝通和協調，緊密結合內、外部應急預案
水庫的內部應急預案是針對大壩管理單位而制訂，外部應急預案是針對政府和公眾，對大壩上下游地區實行應急處理而制訂，兩者應緊密結合形成完整的應急系統。水庫地震災害應急預案實際上涉及水利、工程安全、社會、管理、災害、信息工程等多領域科學，它不僅要考慮水庫大壩安全本身的一系列技術問題，還要重點考慮大壩安全與社會、經濟發展之間的相互影響、作用和協調。
①農業基礎設施的嚴重老化，由于建設使用年限過長，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設施根本就不能使用。
②就渠道來說，由于維護不及時或者其他因素造成渠道堵塞或者損壞，造成支渠等已經不能通水，即使是通水也達不到大面積灌溉的要求。
③一些地區的農業配套灌溉設施老化嚴重，出現裂紋，排水閘已經不能使用，或者是閘口遭到破壞造成水資源的流失，水沒能夠被引到最需要的地方。
④由于時間太長不維護造成渠道的邊坡不穩定進而造成渠道被滑坡或者橋梁斷裂形成堵塞的現象。以上問題是在灌區的農業基礎設施中最為重要的灌渠最常出現的問題，這些問題的出現直接影響到了灌渠的使用，并直接導致水資源無法順利地得到利用，進而影響到農作物的收成，時間長了會影響到整個灌區的農作物的生產這些問題需要得到足夠的重視，特別是灌渠等基礎設施的日常性的基本維護工作必須要做到位。
2一些地區的灌區工程建設管理工作現狀
2.1資金資金是進行灌區基礎設施維護的最直接問題，雖然我國是農業大國但是卻稱不上是農業強國，在現階段來說農作物還不能帶給農民很高的收益，而在農業灌溉基礎設施出現問題的時候最讓人頭疼的就是錢的問題，出現了損壞，需要補修的時候錢從哪來，特別是在一些農業大省，雖然農業作物產出量較大，但是農業作物所創造的直接經濟價值是不太高的，這就造成農民種地的產量在不斷的增長但是相應的收入卻沒有很大的提高，這也造成了農民對于農業的積極性不高，而對于相應的基礎設施的維護就更不上心了，因為即使是投入資金維護也起不到很大的作用，不能直接地創造更多的財富。進行渠道或者農業基礎設施的維護需要投入大量的資金和人力。在我國很多地區，農業雖然較為發達，但是經濟卻相對落后，因此在這些地區進行農業基礎設施的維護困難重重，一方面由于農業灌溉設施的占地面積較大，維護成本也相對較大，另一方面人力資源不足造成日常的維護工作無法進行，更不用說再進行大面積的渠道等基礎設施的維修與管理了。在很多農業發達地區都采用投勞折資的辦法，但是實施標準卻沒有及時地更新，很多農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業區的農業基礎設施維護很難進行。
2.2工程建設的管理需要進一步完善無論是何種工程建設其施工過程都需要完善的嚴謹嚴密的工程監理工作，這是工程質量的保證，也是工程建設的必然要求，但是在灌區的相關配套設施建設或者節水工程的建設過程中還是存在一些問題的，很多監理工作只停留在對施工階段的質量監理而不是對于整個工程的全程監理，另外一方面，灌區工程建設由于其特殊性某些地方的監理合同內容是很不規范的，有時候只是走走形式，這對整體的灌渠管理是極為不利的。再有就是施工技術和觀念的脫節。有一些沿用了很長時間的技術還在使用而沒有任何更新，陳舊的施工技術與處理工藝在很大程度上影響了渠道的使用效果。
2.3資料管理的問題工程建設是一項需要專業素質的工作，無論是工程相關資料的管理還是施工人員都需要有較高的專業素質，但是在一些施工單位或者質檢部門存在著很多未接受專業培訓的人在做著需要專業知識的工作，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的資料管理知識，時間長了就會出現自己設計數據的現象，這種行為的影響是巨大的。
3灌區水利工程管理的對策
3.1注重整體完整化的監督管理在日常的維護工作當中要做好養護工作，把養護細節做好，日常使用中一旦發現出現損壞要及時的進行維修，使破損度降到最低，這樣做雖然會增加一些日常維護的工作量，但是從長遠來看對灌區設備和灌區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同合作，在出現問題時要采用何種維護模式進行修補都要通過統一的系統進行共享，生成維護檢測報告給各部門參考，這樣做能夠優化資源，在最短的時間內把問題解決。
3.2加大宣傳力度，營造愛護水利工程的輿論氛圍灌溉區的水利設施對于灌溉區的意義是不言而喻的，對農作物來說水利設施可能就相當于命脈，經過一些灌溉設施的維修記錄來看，很多問題是因為日常的使用方法不正確或者人為的破壞造成的，這就涉及到對于愛護灌區設備的日常宣傳，灌區設備的健康狀況與運轉情況與灌區生活的人們的利益是緊密相連的，對水利設施的愛護就是對自己家園的愛護，另外要下大力度對蓄意破壞水利設施的違法行為進行處罰，不斷進行愛護水利設施的宣傳。
3.3加強工程建設，確保工程質量水利設施的質量直接關系到水利設施的壽命，在一些案例中我們發現確實存在一些地區的水利設置質量不過關，造成在使用過程中出現很多問題，這就要求在灌區的水利設施的建設之初就要嚴格把守質量關，完善質量保證體系，建立健全質量追溯體系，在進行施工之前首先要嚴格篩選施工單位，一定要選擇有相關的施工資質且在業內較為先進的施工單位，在進行施工過程中要不時地進行抽查，對于不符合質量要求的設施要進行整改直到達到相關要求為止。最后建立完善的建設資料體系，這對于日后的設施維護有著重要的參考意義。
3.4轉變工程管理觀念，創新管理體制建立完善完整的工程管理體系對于整個工程的建設與維護有著積極的意義。要不斷進行體制上的創新以適應不斷變化的環境，創新管理體制，使工程從施工到后期的維護都能夠在完整的體制內進行，這樣對工程安全及日后的維護都有著重要的意義。
3.5加大管護經費投入，保證工程管理工作資金是工程建設，工程維護的基礎，沒有資金投入工程建設與維護是無法進行的，這就需要相關的管理部門開拓思想，進行體制創新，讓自己管理的資源能夠自行的運轉起來，產生收益，保證工程的建設與維護能夠進行。
3.6加大考核力度，建立長效管理機制管理者是人，對人要嚴格考核，做到考核的細化，切忌一刀切，要準確的找出責任人，建立較為完善的人事管理制度，將考核與灌區的設施維護結合到一起。
4結束語
關鍵詞：水情自動測報系統；系統總體功能；關鍵做技術參數；金溝河灌區
中圖分類號：TV123 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2013）-01-0169-1
0 引言
灌區信息化建設是實現新疆農業現代化的必由之路。大型灌區水利管理工作的效率提高必須由信息化來提供技術支撐[1]。金溝河流域位于新疆塔城地區沙灣縣境內，地處天山北麓，準格爾盆地南緣，東以瑪納斯河為鄰，西與巴音溝河相連。灌區內分布著沙灣縣部分鄉鎮（場），新疆生產建設兵團農八師的部分團場。其得天獨厚的地緣優勢和規模化、集約化程度高，而水資源管理效率相對較低，決定了其建設水情自動測報系統的必要性。
1 金溝河流域水情自動測報系統的總體設計
系統設計的目標是根據金溝河灌區信息化建設的需求，結合金溝河灌區信息化的現狀，建成一個以水雨情信息及視頻監控信息采集為基礎、通信系統為保障、計算機網絡系統為依托、應用軟件系統為核心的金溝河灌區數字化系統。系統的開發原則主要包括以下幾個方面：（1）充分利用現有系統基礎，實現系統綜合效益最大化。（2）綜合高度集成功能模塊，實現水情自動測報系統開發集約化。（3）功能模塊分化，模型結構適宜，實現系統開發建設科學化。
2 硬件系統設計
水情自動測報系統的站網由遙測站和中心站兩部分組成，本系統中心站設在金溝河流域管理處，主要職責是轄區內部的系統管理。硬件系統的功能包括：（1） 各遙測站水文信息的實時自動采集以及傳輸和接收；（2）計算機處理數據，實現水資源的優化調度、灌區的優化配水；（3）計算機系統為Browser/Server體系結構。系統硬件構成如圖1所示。
3 系統主要功能模塊設計
系統的功能模塊以數據庫為核心，通過人機交互的方式進行基本水雨情信息數據處理、河道來水預報、灌溉調度、配水方案優選等主要功能模塊。數據庫又根據其根據其功能分區分為網絡數據庫和專門數據庫兩類。歷史庫與實時庫和遙測庫因為其信息共享的要求屬于網絡數據庫。而水文預報及灌溉調度專屬信息則在專用數據庫。系統組織結構如圖2所示。
（1）數據庫管理模塊。數據庫系統是金溝河灌區信息的存儲管理實體，是系統的支撐層，負責存儲和管理公共數據，金溝河灌區信息化工程數據庫系統由數據庫管理系統和數據庫組成，部署在本灌區中心站的數據存儲中心。功能包括各種信息匯集的存儲，數據訪問、數據管理，信息交換及共享。（2）水情遙測模塊。水情監測系統主要完成金溝河灌區信息化建設工程要求建設的各水文終端站所管轄水雨量監測點數據的采集和傳輸以及信息的預處理，并將采集的信息存儲于實時數據庫中。建成后系統可實現所監測水雨情數據的采集、存儲，并將采集數據傳輸到中心站存儲系統。（3）信息查詢模塊。水雨情實時信息查詢管理子系統的目的是查詢遙測數據，了解水雨情數據的實時變化，設定系統與遙測系統關系。包括：數據設定、列表查詢、圖形查詢、站置定位、幫助等方面。系統提供了報警功能，查詢水位，語音報警。（4）視頻監視模塊。金溝河流域水情自動測報系統建設目標為采用現代數字視頻技術，在輸配水關鍵點建立視頻監視系統。全程保護金溝河灌區工程的設備安全和輸配水環節的直觀表達，為提高金溝河灌區的生產和設備各項管理業務水平提供有效的保障。（5）灌溉調度。根據上游水文測站測的流量或降雨量，通過一定的預報模型，計算出庫水位；而洪水預報是進行入庫流量預報及通過入庫流量和時段長得出水庫庫容。根據預報結果，通過四種調度方式進行調度，然后由水庫調度人員根據實際經驗對調度結果進行修正，進行水庫調度，為實際工、農業和墾區人民生活服務。對系統的預報、調度作業的成果，結果進行整理。
4 結語
隨著新疆農業現代化技術的高速發展，灌區水情自動化測報是大勢所趨。結合水情自動測報系統的研究工作，本文給出了水情自動測報系統的總體結構，通過分析測報終端在整個系統中的地位和作用，給出了測報終端的設計要求，按照設計要求，實現了具有準確測量、實時監控、遠程通信、信息存儲功能的水情自動測報終端。系統的開發為灌區的水情測報及管理高效工作帶來了機遇。
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