时间：2023-03-21 17:15:07
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漏水乃水库建设之大忌。为了防止漏水，水利工程师不得不采用复杂的工程措施，例如小浪底大坝下面增设了深达70m的混凝土防渗墙，以阻断覆盖层中的渗漏。但在一定条件下，漏水也可能是一件好事。433年前陕西省子洲县一处因山体滑坡而形成的湿地，其堵口的天然坝坝高约60m，坝后已淤地近千亩，大雨后坝内积水很多，但两三天内就渗漏掉，不影响坝地作物生长。这一天然形成的漏水水库至少起着两个重要的作用，即淤地和滞洪。它给我们一个启示：能否人工修建漏水水库以达到兴利除害和增加水资源供给总量的目的？如果可能，这样的水库应如何规划、设计和修建？
二、漏水水库的特点
修建漏水水库的总目标是尽可能把水土资源拦蓄在陆地上，减少入海的水沙总量，从而增加水资源的总供给量。与普通水库相比，漏水水库具有以下特点：
①充分利用地下空间蓄水，不需要永久性地占用土地；
②避免了普通水库因水面蒸发造成的水量损耗；
③既拦水，又拦土拦肥，可以淤造出优良的农田；
④减少水土流失对下游河道水库的淤塞；
⑤补充了地下水，减轻因地下水位下降引起的地面沉降和海水入侵灾害。
另外，漏水水库也可以像普通水库一样起到临时拦洪作用。当然，它所拦蓄的水不能直接用于发电、灌溉和城填供水等，而只能通过抽取间接利用。
要说明的是，漏水水库并不等于水土流失地区通常修建的淤地坝工程，因为后者往往只拦泥，不拦水，起不到滞洪作用。而且淤地坝总是修建在山沟中，而漏水水库也可以修建在平原低洼地。
总之，漏水水库的基本功能是将地表水转化为地下水，因此，可定义为“促进地表水向地下水转化以增加水土资源供给量的水利工程”。
三、漏水水库的规划设计
1.地形地质条件
漏水水库地层中应有埋藏不深的强透水层，以便尽快地把漏下的水量输送到远处。透水的砂卵石层埋藏过深，无疑将增加漏水井的造价。在石质山区，河床往往就由砂卵石层组成，若在其上筑坝，由坝基潜流很快就会汇入下游河道中，达不到转化为地下水的目标，因而不宜修建漏水水库。
适宜修建漏水水库的地形条件原则上与普通水库一样，即山谷漏水水库宜修建在口小肚大的山谷中，而平原漏水水库则宜修建在河道两侧洼地中。
2.水文气象条件
漏水水库适宜于修建夏季降雨比较集中的半干旱地区，特别是地下水位降低过多的地区。这些地区要满足以下4个条件：①总体上水资源不足；②季节性水资源过剩，不得不排入海中；③蒸发量较大；④地下有足够的贮水空间。具体来说就是华北地区，包括华东北部、东北西部和河南及陕西部分地区。
3.漏水水库的布置
在山区小支流上可以布置出口控制型漏水水库，对于水量比较大的支流，则可以修建梯级拦蓄型漏水水库。漏水水库应当与淤地坝和普通水库综合规划，当地条件适合于建哪种工程就建哪种。
在平原地区，漏水水库可按长藤结瓜型布置，即沿河道两侧的低洼地修建。与一般滞洪区不同的是，漏水水库应当用堤坝围起来以增加蓄水的深度，从而达到较小淹没面积内尽可能多蓄水的目的。当然，水库内还要布置漏水井。
4.库容设计和运行控制
笔者认为，以千年一遇的洪水为标准，即能把千年一遇的洪水全部拦蓄起来的漏水水库为全拦型，低于此标准的为半拦型。在条件允许时，应尽可能增大库容，按全拦型设计，否则只能按半拦型设计。在山区，半拦型漏水水库实际上介于淤地坝和漏水水库之间，仍需要布置泄洪设施以便把超过蓄水能力的多余水量下泄到下游河道。
平原漏水水库的库容则应根据地形条件和淹没损失的情况确定。原则上水库围堤的顶高应与河堤的顶高一致，以便尽可能增大库容。漏水水库的运行方式可分多年一次分水型和每年分水型两类。前一种是遇到较大洪水时就分洪，例如按5年一次的频率计；后一种则每年汛期都要分水入库，以达到减少入海水量的目标。显然，后一种运行方式是以增加淹没损失为代价的。因为以每年两季收获为准，5年分洪一次的损失率为10%，而每年分洪一次的损失率则达到50%。当然，这是粗略估算。实际是每年一次的汛期水位不会太高，淹没区的范围当然要小一些。
漏水水库也可以保留一部分库容作为永久蓄水之用，以满足库区及周边地区用水的需求。
5.主要建筑物
①堤坝
漏水水库以中小型工程为主，且一般修建在覆盖层上，故挡水建筑物应以土质堤坝为主，一般可设计为均质土坝。鉴于漏水水库的特点，其建筑标准可以降低。首先是没有防渗要求，即使是砂卵石，也可以用来筑坝。其次是挡水时间短，一般不超过3个月，黏性土均质坝内不易形成浸润线，上游也没有水位突降问题，坝体的填筑密度及坝坡坡比要求均可以降低。所以，坝体可以采用比较快速低廉的定向爆破法或水力冲填法填筑。采用后一种方法时，可辅以真空抽水让填土加速固结。但是，为了保证渗透稳定性，仍要求采取措施防止产生管涌。
②漏水井
漏水井是漏水水库的关键设施，必须保证其长期运行而不被淤堵。它与土坝中为降低浸润线而设置的排水井不同，必须保证单井有足够的排水能力。单井排水量和井数应以100天内排干库区积水为准，以保证农田的淹没损失只限于秋季作物。井底端应当深入到砂卵石层，但进水口应如何设置，其高程是随库水位而变，还是固定在某一高程上，它的设计和布置方法，均有待进一步研究。
③分水建筑
平原漏水水库与河道之间需要修建分水闸坝。但是，它与常规意义上用于分洪区的分水闸不同，流入漏水水库的水量自动渗入地下，不必等洪水退去时反流入河道，因此它只须按单向流动进行设计即可。最简单的方案是采用混凝土滚水坝，上面用橡胶坝接高，甚至采用自溃式土质子埝加高。对于多年分洪一次的漏水水库，自溃式子埝可能是最简便有效的。
④泄洪建筑
如果受地形地质条件的限制，山区漏水水库不能把来水全部拦蓄而必须以半拦蓄方式运行时，就需要布置泄洪设施，例如，坝顶溢洪道或坝基泄洪洞。小型工程可采用坝顶溢洪加土工布防护的办法。中型工程如在两岸没有条件修建溢洪道，应考虑坝基埋设泄洪洞。如坝基有松软土层，为避免沉降而发生断裂，可以在坝体填筑完成后采用顶管方式修建。
四、需要研究的问题
除了前面提到的漏水井的设计需要进一步研究以外，下面几个问题也值得探讨。
1.已有水库和滞洪区改造成漏水水库
淤积严重而基本失去蓄水功能的山区水库，如有条件可以加设漏水井，使之成为漏水水库，以利用被淹没的土地资源。平原滞洪区，如不加围堤任其泛滥，淹没损失将会很大。如果把比较贫脊的低洼地围起来改造成漏水水库，虽然投资大一些，但可以放心地多次使用，可能还是合算的。
2.减淤和恢复库容
漏水水库也会像普通水库一样逐渐淤塞，有的最终可能要淤废。为了减轻淤积，延长水库的使用期，可以考虑以下措施：①坝底用顶管法加设排沙洞。②用淤积土加高堤坝或堤坝采用边拦蓄边加高的办法。这样，可减少堤坝工程一次性投资的费用。③人工挖泥，挖出的淤泥用于周边地区农田的改良。
五、结语
对于北方半干旱地区来说，增加水资源供给量的途径只可能有两条：一是从南方调水，即南水北调工程；二是立足于当地的降水，即多拦蓄、少蒸发。后一途径又可分为两种情况，即拦蓄雨水和拦蓄客水。笔者曾建议过采用“深挖槽”的办法拦蓄雨水。这里用“深槽”一词以区别于一般的水塘，目的是为了强调减小挖掘面积，增加蓄水深度，并减少蒸发量。本文提出的漏水水库则是为了拦蓄过境的弃水，并让它转入地下贮存起来。南水北调只能满足大城市的需求，对广大农村和小城镇来说，立足当地可能是惟一的出路。
陕西省现有水库1052座，其中，小型水库993座，占水库总数的94．39％，总库容9．44亿m3，占全省水库总库容的23．29％，灌溉面积4．10万hm2，占全省水库总灌溉面积的10．45％。
小型水库在当地国民经济发展中发挥了重要作用。但是由于陕西省大多数水库建于20世纪50年代后期至70年代初期，在此期间修建的小型水库达731座，占小型水库总数的73．62％，多属“三无”或“三边”工程，因此，小型水库存在很多问题，主要表现在六个方面：
一是病险率高，病害严重。据统计，现有小型病险库322座，占小型水库总数的34．5％，占病险水库总数376座的85．64％。防洪标准低、大坝渗漏、裂缝和坝坡滑塌等问题普遍存在。全省有114座小（1）型水库和208座小（2）型水库的防洪标准达不到部颁除险加固近期非常运用标准。
二是工程设施不配套或不健全。很多小型水库“三大件”（即大坝，泄、溢洪设施和输水设施）不全，不少水库无溢洪道，或溢洪道的标准与工程规模不相符，只有输水流量很小的放水洞。
三是由于没有正常经费来源，致使工程设施老化失修严重。
四是缺乏大坝安全观测、水情测报和防汛抢险设施，工程盲目运行，极易失事。五是淤积严重，抗洪能力降低，效益锐减。陕西省水土流失严重，多数水库未建排沙洞，造成库内大量淤积。据调查，全省小型水库已淤积库容约2．55亿m3，占小型水库总库容的27％，其中部分水库基本淤满。六是管理工作薄弱，特别是乡村管理的水库，日常管理和养护工作无人负责，安全管理责任无法落实。
二、小型水库安全管理存在的主要问题
1．小型水库安全管理的责任主体不明晰，当地政府行政首长负责制未落实，重建轻管思想依然很严重。尤其是乡镇和村组管理的水库，大都未落实安全管理责任人，部分水库甚至无人管理。这样一来，势必形成水库安全管理的责任无法落实，安全问题仍然无人负责。
2．水库管理的体制不合理、机制不灵活。国有水库管理单位虽属事业单位，但无经费来源。少数与财政挂钩的实行差额或定额补贴，而绝大多数实行自收自支；集体管理的水库，随着农村改革的不断推进，加之产权不明确，责、权、利未能有机地联系起来，导致管理变成了一句空话。
3．管理经费没有着落，管理单位亏损经营，难以为继。由于地方财政困难，很多国有水库得不到财政支持，加之水价不到位、计收环节多、计收率低及无其他收入来源，绝大多数水库管理单位入不敷出，甚至连职工工资都发不出来。
4．病险水库多，管理负担重。水库病险的存在，既影响水库效益的发挥，也降低了水库的防洪能力，而且威胁下游人民群众的安全，成为水库安全管理的巨大隐患。为此，省政府决定从2001～2005年投资3亿元用于全省病险水库除险加固。从1988～1998年，陕西省从水利基金、防汛经费和以工代赈资金中安排了1．5亿元开展了病险水库应急加固工作。1999年后，利用国债资金和省级水利基金5．98亿元（其中国债2．796亿元）开展了19座（其中小型2座）病险水库的除险加固。且全省已有61座重点小（1）型病险水库列入了国家病险水库除险加固规划，有望得到中央的补助。但是，这些成绩与全省376座病险水库加固任务相比，仍存在很大差距，尤其是大量小型病险水库除险加固的资金缺口很大，除险加固和安全管理的任务非常艰巨。
5．大坝安全鉴定工作进展十分缓慢，影响安全管理。由于没有经费，除了极少数效益较好的（1）型水库为争取国家投资，完成了大坝安全鉴定工作外，很多水库一直未开展大坝安全鉴定工作，给管理带来了严重隐患。
6．管理工作不规范，主要表现在：一是安全检查制度执行不认真，检查仅局限于重点小（1）型水库。各县水利部门未能组织技术人员对辖区内所有的小型水库逐库进行安全检查，检查结束也无文字材料，无反馈信息和回访检查。因此，安全管理的漏洞仍然存在。二是工程设施出现小问题后，不能及时维护修理，导致小病拖成大灾的不利局面。
7．管理队伍整体素质差，管理技术含量低。管理队伍中专业技术人员很少，管理人员的业务知识严重不足，安全责任心不强，管理的手段和设施也很落后，无法满足规范化、科学化管理的需要。
8．基础设施不配套。绝大多数水库缺少必要的监测和通信设施，加之交通极为不便，工程基本处于盲目运行状态。
三、对策
1．明确管理主体，落实管理责任
国家所有的小型水库，其管理单位（或主管机关）是水库安全管理的责任主体；其他小型水库（包括农村集体和其他经济组织所有的小型水库）的所有者是水库安全管淼脑鹑沃魈濉?/p>
小型水库安全管理实行政府行政首长责任制、管理单位（或主管机关）及其他所有者责任制、水行政主管部门责任制。每座小型水库都要确定一名政府行政领导为包库责任人。包库责任人对水库安全负总责，管理单位（或主管机关）及其他所有者负责小型水库安全管理的日常工作。县级以上水行政主管部门负责对本辖区内的所有小型水库安全管理实施监督。
2．健全管理机构，落实管理经费
影响城镇、交通干线、重要军事设施、工矿校区及人民生命财产安全的小（1）型水库（以下简称重点小型水库）必须设置专门的管理机构，并配备不少于3名专职管理人员，小（2）型水库不少于1名专管人员。
3．多方筹措水库管理经费
首先要合理开发和利用水资源，以水费收入作为管理经费的主要来源。水费收入不足时，国有水库的不足部分由财政地方补贴；其他水库要创造条件，积极开展多种经营，弥补管理经费。二要加大水价改革力度，减少水费计收环节，杜绝收费过程中不合理的搭车收费现象，尽快使水价到位。
4．加大安全检查力度，推进规范化管理
首先，小型水库管理单位或所有者必须定期对工程设施进行现场巡查，同时县级水行政主管部门每年汛前和汛后应组织有关专业技术人员对本辖区内的所有小型水库逐库进行安全检查，并通知有安全隐患的小型水库所有者限期处理。检查结束后，省、地水行政主管部门应根据检查情况进行抽查，奖优惩劣。
其次，坚持大坝安全鉴定和注册登记制度。县级水行政主管部门必须按照《水库大坝安全鉴定办法》（水利部水管〔1995〕86号）、《水库大坝注册登记管理办法》（水利部水管〔1995〕290号）的要求，组织小型水库所有者完成大坝安全鉴定和注册登记工作。通过安全鉴定和注册登记，县级水行政主管部门和水库所有者应建立健全小型水库的工程技术档案。
第三，强化安全意识，严格运行管理。重点小型水库的所有者每年汛前应对工程进行日常维护，根据《防洪预案编制要点（试行）》编制防洪预案，并按管理权属分级报批和实施。工程存在安全隐患的小型水库，在未除险前，必须降低水位或空库运行，确保安全。
第四，加强培训，不断提高管理人员素质。小型水库管理人员必须取得“全国小型水库岗位培训合格证书”后才能上岗承担管理工作。
5．严把大坝安全鉴定质量关，加快除险加固工作步伐
各级水行政主管部门要严格按照《水库大坝安全鉴定办法》和《水库大坝安全评价导则》（SL258－2000）开展大坝安全鉴定工作。参加鉴定的专家和承担分析评价工作的单位应具备省级以上水行政主管部门的资格认证。凡申请中央和省级补助的水库，其鉴定成果应报省大坝安全管理中心审核。
加大病险水库除险加固前期工作的投入力度，建立前期工作专项经费，滚动运转。各市要按照“突出重点，确保安全，兼顾效益”的原则，对本地区小型病险水库分类排队，分期分批进行加固。一要采取“以奖代补”等形式加大市、县水利基金对小型病险水库除险加固的投入。二要通过集资、拍卖、租赁等产权制度改革形式多方筹资加快小型病险库的加固步伐。
6．积极推行水库降等运行与报废制度
严格按照《水库降等运行与报废管理办法》（试行），重新复核水库的经济技术指标，符合降等运行与报废标准的水库，必须降等和报废，并做好善后处理工作。
1．1施工准备工作不充分
通常来说，水库加固施工都是由一个个小施工项目组合在一起的，一般都比较分散，无法统一管理，若没有做好相应的施工准备工作，必将无法保持一致的施工进度，进而为施工协调工作带来一定困难，从整体上影响到工程施工效率。同时，在项目施工之前，一般都需业主提供工程技术交底，并由监理部门就设计图纸展开相关审核工作，然而，在实际施工中，施工方普遍都会忽略这个问题，从而使得施工中时常遇到这样或那样的问题，影响到施工进度。
1．2施工管理工作不到位
对于水库加固工程，其施工管理工作主要包括了施工材料的管理、人员的管理与关键施工环节的控制管理等几个环节，然而在施工中这些工作却得不到科学的管理。比如，对于施工材料的管理，所购进的材料，要不是价格过高，过不是质量太差，很难让施工方满意，特别是一些劣质材料的购进，更是为水库加固工作带来相应的安全隐患;对于人员管理，因受到施工项目分散的影响，施工时，即使是一些施工人员违背施工章程，监理人员也很难全部发现，从而影响到施工的质量。
2强化水库除险加固工作的必要性
众所周知，水库在蓄水灌溉、农业用水与防洪减灾等方面均发挥着重要的作用，在我国社会经济的发展与各项水利工程的建设中占据着举足轻重的地位。自20世纪60、70年代，我国兴建了大量的中小型水库，然后那时因受到资金、材料与技术、设计等因素的影响，水库的施工质量并不是很理想，加之后期在水库加固维修方面的投入也比较少，使得众多水库都面临着年久失修的近况，无法发挥出其泄洪、灌溉的作用，在一定程度上威胁到人们的日常生活与生产，基于此，积极做好水库的加固工作就显得很有必要了。同时，据相关数据项目，小型水库垮坝事故占了事故发生总数的96%，且74%的事故发生在水库管理运行阶段，26%事故发生在水库的施工阶段，可见，因施工不当而诱发的水库安全事故占了水库垮坝事故总数的30%左右，为此，强化水库加固工程的施工管理工作，对减少水库垮坝事故发生，有着重要的作用。
3强化水库除险加固工作的管理控制策略
3．1做好工程施工前期的各项准备工作
由于目前关于病险水库，可查阅的资料较少，故在水库加固施工前，施工人员需积极做好施工前的实地测量与勘察工作。首先，对水库大坝进行安全鉴定，即由工程项目的法人组织人员进行实地勘察，以明确当前水库存在的问题与相应的安全系数;其次，委托相关单位，就鉴定结果再次进行考察，以制定出相应的水库加固方案与施工管理对策，从而在确保加固工程顺利实施的基础上，最大限度确保施工安全;比如加固工程施工中，结合工程实际情况，收集各种相关资料以设定相应的设计标准，并在确保施工质量的同时，逐步优化其设计方案，力求经济的合理化、技术的先净化与管理的方便化;最后，对水库综合功能进行有效定位，以推动各类新技术与新工艺在施工中的应用。同时，在工程施工之前，施工方需组织相关技术人员就设计图纸同设计方做好交底工作，并就设计图纸中可能存在的问题提出相应看法，尽量在正式施工前将问题解决，以做好工程施工的各项管理工作，而在各分项目正式施工之前，相关施工负责人也需在当前施工安全环境的基础上，制定出完整的施工方案，并要求各施工员与操作员在施工前对设计图纸、项目的质量标准与施工的安全章程等规定有个全面的把握，进而在施工中加以落实，以此来进一步提升施工管理的效率。
3．2做好施工安全管理工作
安全管理，作为任何一项工程项目施工管理工作中的一个首要任务，同样在水库加固工程的安全管理工作中占据着重要地位，基于此，在实际施工中，工程项目负责人必须严格遵循“安全第一，预防为主”的原则，积极落实相应的安全生产管理机制。第一，构建完善的安全生产日常管理与监管机制，本着“以人为本”的理念，定期做好安全检查工作，及时反馈总结问题与经验，做好奖惩分明有度;第二，严格落实安全生产的相关规章机制，以逐步规范施工安全生产管理工作。比如，在安全生产同生产成本出现冲突的时候，将安全生产放在首位，极大投入，以确保每道安全生产工序的有序进行;第三，定期召开相应的安全生产培训教育活动，使每位施工人员都能明白安全生产的重要性，从而在实际施工中规范自己的行为，自我控制;第四，落实安全事故报告机制，一旦施工过程中，出现了安全生产事故或是未遂事故，都应及时反馈给相关安全生产部门，本着“四不放过”的原则做好事故反馈工作。同时，针对工程施工区域的交通安全管理工作，相关负责人需对施工车辆数目与行驶速度进行有效控制，严禁人员站立在吊运或起重设备的下方，并安全专人在现场指挥，以确保施工现场的安全。
3．3强化监理部门的监管管理工作
对于水库加固工程的施工管理，需重点落实监督管理工作，对于那些不符合施工的材料、设备或施工工艺，必须坚决抵制，同时严格审核施工的进度，确保工程的准期完工。比如，在实际施工环节中，相关监理部门需对工程的施工质量实施全过程的跟踪调查与监督，相应的，施工方也需遵照“三检制”配备相应的技术监管人员，从而做好施工中各工序自检工作，只有在自检合格之后，方可交于监理工程师进行再次确定，并接受监管部门人员的再次复检，一旦出现问题，则需立即组织专家探讨，寻出问题所在，并要求施工方立即更改施工方案，以从源头上杜绝违规施工现象的存在。同时，监理人员还需做好对施工原材料与中间产品的技术把关工作，严禁任何不合格产品进入施工现场，比如在开展混凝土浇筑工程时，进行现场抽样与跟踪调查，若抽样发现不合理，立即予以纠正，只有在上一道工艺满足要求施工要求后，方可开展下一道工艺。
4结束语
金盆水库是西安黑河引水工程的主要水源工程，是一项以西安市供水为主，兼顾周至、户县37万亩农田灌溉，还有发电、防洪和养鱼等多种功能的大型综合利用水利工程。如何合理的调度金盆水库，发挥其最大效益，对缓解西安市供水紧张的局面以及实现社会经济的可持续发展和人民生活稳步提高都具有极其重要的意义和价值。
水库优化调度是一典型的多维非线性函数优化问题，目前常用的方法有模拟法、动态规划及其系列算法、非线性规划等等。这些方法各具特色，但应用中也常有一些问题，模拟法不能对问题直接寻优，动态规划（DP）随着状态数目的增加会出现所谓“维数灾”问题，增量动态规划（IDP）可能收敛到非最优解，逐步优化算法（POA）需要一个好的初始轨迹才能收敛到最优解[1]。因此，这些方法还有待进一步的完善。
遗传算法（GA）作为一种借鉴生物界自然选择思想和自然基因机制的全局随机搜索算法，可模拟自然界中生物从低级向高级的进化过程，GA在优化计算时从多个初始点开始寻优，对所求问题没有太多的数学约束，而且优化求解过程与梯度信息无关[2]，因此在多个不同领域得到了广泛应用。而GA在水库优化调度方面GA应用相对较少[3]，马光文等[4]使用基于二进制编码的遗传算法对水库优化调度进行了研究。由于二进制编码存在的编码过长、效率低及需要反复的数据转换等问题，畅建霞、王大刚分别提出了基于整数编码的遗传算法[5-6]，并将GA与动态规划的计算结果进行了比较。
自适应遗传算法（AdaptiveGA，AGA）使得交叉概率Pc和变异概率Pm能够随个体适应度的大小以及群体适应度的分散程度进行自适应的调整，因而AGA能够在保持群体多样性的同时，保证遗传算法的收敛性。本文根据黑河金盆水库的具体情况，建立了水库长期优化调度的自适应遗传算法模型，并将其与动态规划的计算结果进行了比较。
2.水库优化调度数学模型的建立
金盆水库为多功能水库，其优化调度应使其达到城市供水量最大、灌溉缺水量最小、年发电量最大和弃水量最小等目标要求。但此多目标优化模型如果直接采用多维多目标动态规划或其它方法求解，则可能因为目标、状态、和决策变量较多的占用计算机内存和时间，因而有必要先做适当处理，将多目标问题转化为单目标，再进行求解。考虑到城市供水和灌溉用水要求保证率高，因此将水库优化调度目标定为年发电量最大，而将城市与灌溉供水当作约束条件进行处理。
这样，金盆水库优化调度的目标函数就可以描述为：在满足水库城市供水、灌溉用水和蓄水要求条件下，使水库年发电量最大。
目标函数：F=max（1）
上式中，N（k）为各时段的发电量。
约束条件：
①水量平衡约束：（2）
②水库蓄水量约束：（3）
③电站水头约束：（4）
④水轮机最大过流量约束：（5）
⑤电站出力约束；（6）
⑥城市供水约束：（7）
⑦灌溉供水约束：（8）
⑧非负约束。
其中，Nmin与Nmax分别为电站允许的最小及最大机组出力，Hmin与Hmax分别为电站最小及最大工作水头，qmax为机组过水能力，WCt、WIt分别为第t时段城市和灌溉供水量。DIt为第t时段灌溉需水量，DCt,max与DCt,min分别为第t时段城市需水上下限。
3.自适应遗传算法的实现
在水库优化调度中，水库的运行策列一般用发电引用流量序列来表示，而该序列又可以转换为水库水位或库容变化序列。对于水库优化调度的遗传算法可以理解为：在水位的可行变化范围内，随机生成m组水位变化序列,,…,，其中，m为群体规模，n为时段数，再通过一定的编码形式分别将其表示为称作染色体（个体）的数字串，在满足一定的约束条件下，按预定的目标函数评价其优劣，通过一定的遗传操作（选择、交叉和变异），适应度低的个体将被淘汰，只有适应度高的个体才有机会被遗传至下一代，如此反复，直至满足一定的收敛准则。
3.1个体编码
为简化计算，本文采用实数编码。个体的每一向量（基因）即为水库水位的真值。表示
为：（9）
式中，分别为时段t水库水位的最大值和最小值。m为控制精度的整数，Nrand为小于m的随机数。
3.2适应度函数
在遗传算法中，用适应度函数来标识个体的优劣。通过实践，采用如下适应度函数，效果更好。
（10）
式中为目标函数值，c为目标函数界值的保守估计，并且≥0,≥0。水库优化调度为约束优化问题，关于约束条件的处理，本文采用罚函数法,
（11）
式中，为原优化问题的目标函数值，M为罚因子，Wi为与第i个约束有关的违约值，p为违约数目。
3.3遗传操作
交叉运算交叉的目的是寻找父代双亲已有的但未能合理利用的基因信息。设x和y是两父代个体，则交叉产生的后代为=ax+(1-a)y和=ay+(1-a)x，这里，a为[0,1]内均匀分布的一个随机数。
变异运算通过变异可引入新的基因以保持种群的多样性，它在一定程度上可以防成熟前收敛的发生。具体方法为：个体Z的每一个分量Zi,i=0,1…,n以概率1/n被选择进行变异。设对分量ZK进行变异，其定义区间为（ZK,min,ZK,max）,则
=（12）
式中，Rand为0到1之间的随机数，rand（u）函数产生最大值为u的正整数。
3.3参数的自适应调整
遗传算法的参数中交叉概率Pc和变异概率Pm的选择是影响遗传算法行为和性能的关键所在，直接影响算法的收敛性，Pc越大，新个体产生的速度就越快。然而，Pc过大，遗传模式被破坏的可能性越大。对于变异概率Pm，如果Pm过小，不易形成新的个体；如果Pm过大，则遗传算法就成了纯粹的随机搜索算法。自适应遗传算法（AGA）使得Pc和Pm能够随适应度按如下公式自动调整：
Pc=（13）
Pm=（14）
式中，为群体中最大的适应度值；为每代群体的平均适应度值；为要交叉的两个个体中较大的适应度值；为要变异的的个体的适应度值。,,,为自适应控制参数，其变化区间为（0,1）。
综上所述，算法的运算步骤为：
(1)初始化，设置控制参数，产生初始群体；
(2)计算各个体的目标函数，应用(5)式进行适应度变换；
(3)按随机余数选择法对母体进行选择；
(4)对群体进行交叉和变异操作pc和pm分别按式(2)与(3)计算，得到新一代群体；
(5)检验新一代群体是否满足收敛准则，若满足，输出最优解，否则转向步骤2。
4.模型求解及成果分析
金盆水库坝高130米，总库容2亿方。该水库是以给西安供水为主（按照设计年均向西安供水3.05亿方），兼顾周至、户县共37万亩农田灌溉（年均灌溉供水1.23亿方），还有发电、防洪等多功能的大型综合利用水利工程。水库的特征参数为：正常蓄水位594m，死水位520m，电站出力系数8.0，装机容量2万KW，保证出力4611KW，水轮机过流能力32.6m3/s，汛限水位591米，汛期7-9月，以某中水年为例，入库径流已知，用上述算法按年发电量最大求解水库优化调度，结果见表一。
表一自适应遗传算法计算结果
Table1.Resultsbyadaptivegeneticalgorithm
月份
入库水量(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)
弃水(m3/s)
发电流量(m3/s)
水头(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：年发电量E=8608.3万KW·h；POP=100；Gen=200；==0.85；==0.01。
作为比较，本文又使用了基本遗传算法（SGA）、动态规划法（DP）进行计算，其目标函数、约束条件完全相同。对应的计算结果见表二，其中，DP的离散点为300。
表二动态规划及基本遗传算法计算结果比较
parisonofResultsofDPandSGA
月份
动态规划（DP)计算结果
基本遗传算法（SGA）计算结果
月末水位(m)
弃水(m3/s)
发电流量(m3/s)
水头(m)
出力
(KW)
月末水位(m)
弃水(m3/s)
发电流量(m3/s)
水头
(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年发电量8568.9万KW·h；SGA年发电量8581.3万KW·h，POP=100,Gen=200。
比较表一和表二可见，动态规划在控制精度为0.5m时，优化结果为8568.9万KW·h，低于SGA的8581.3万KW·h和改进本文算法的8608.3万KW·h，主要是因为DP的离散点数较后两类算法少。为了说明本文算法的优越性，将其与SGA在不同的进化代数时分别进行10次计算，结果列于表三。
表三不同进化代数的两类算法年发电量比较比较
parisonofResultsoftheTwoAlgorithmsinDifferentGeneration
编号
本文算法（AGA）
基本遗传算法（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：表中年发电量单位为万KW·h。
从上表可以看出，随着进化代数的增加，两算法计算结果都越接近最优解；无论是自适应遗传算法还是基本遗传算法，其计算结果明显优于动态规划；在进化代数相同时，AGA的计算结果优于SGA，并且未收敛次数也有明显减少，表明AGA能够有效加快收敛速度。
5.结论
本文建立了水库优化调度的自适应遗传算法模型，并将其用于黑河金盆水库优化调度。与动态规划相比，遗传算法能够从多个初始点开始寻优，能有效的探测整个解空间，通过个体间的优胜劣汰，因而能更有把握达到全局最优或准全局最优；自适应遗传算法通过参数的自适应调整，能更有效的反映群体的分散程度以及个体的优劣性，从而能够在保持群体多样性的同时，加快算法的收敛速度。
ApplicationofAdaptiveGeneticAlgorithmstotheoptimaldispatchingofJinpenreservoir
FuYongfeng1ShenBing1LiZhilu1ZhangXiqian1
(1Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,
2HeadquartersofHeiheWaterDiversionProject,Xi’an,710061)
AbstractBasedontheanalysisofthecharacteristicsituationofJinpenreservoir,acomprehensiveoptimaloperationmodelisdevelopedwithconsiderationofitsmulti-objectiveandnonlinearfeatures.Themodelissolvedbythethreemethodsofdynamicprogram,thesimplegeneticalgorithmandtheadaptivegeneticalgorithm.Itisshowedthattheadaptivegeneticalgorithm,withthecharacterofitsparametercanbeadjustedadaptivelyaccordingtothedispersiondegreeofpopulationandthefitnessvalueofindividuals,hasthefastestconvergencevelocityandthebestresultcomparedtoothertwoalgorithms.
Keywords:optimaloperation；geneticalgorithms；dynamicprogram
参考文献
[1]方红远,王浩,程吉林.初始轨迹对逐步优化算法收敛性的影响[J].水利学报,2002,11:27-30.
[2]潘正君,康立山,陈毓屏.演化计算[M].北京:清华大学出版社,1998.
[3]RobinWardlawandmohdSharif.Evaluationofgeneticalgorithmsforoptimalreservoirsystemoperation[J].WaterResour.Plng.andMgmt.,1999,125(1):25-33.
[4]马光文,王黎.遗传算法在水电站优化调度中的应用[J].水科学进展,1997,8(3):275-280.
长潭水库位于广东省梅州市蕉岭县石窟河长潭峡谷段中，坝址以上集水面积1990km2。水库百年设计洪水位151.5m，万年校核洪水位156.0m，正常高水位148.0m，汛期控制水位144.0m，发电极限水位134.6m，总库容1.69×108m3，属季调节水库。随着国民经济的飞速发展和国家对水利水电建设的日益重视，流域内近年来先后修建了若干中小水库，600×104m3以上的水库四宗，分别为①东留水库：集水面积为233km2，总库容为2380×104m3，按五十年设计，五百年校核；②石磺峰水库：集水面积为637.4km2，总库容为3220×104m3，按五十年设计；③下坝水库:集水面积为1100km2,总库容为2295×104m3，按五十年设计；④竹岭水库:集水面积为558km2,总库容为620.4×104m3，按五十年设计。以上四个水库，集水总面积为1891km2，占长潭水库集水面积的95％。
中小水库的建设对当地国民经济发展发挥了一定的作用，但这些中小水库设计标准相对较低。当流域内发生较小洪水时，各中小水库将拦蓄部分洪水以满足当地工农业生产和生活用水的需要；当流域内发生大洪水时，各中小水库为了自身安全将开闸放水；当发生超标准洪水时，某中小水库可能发生溃坝。所有这些事件的发生都将对长潭水库的防洪和安全运行产生影响。因此，研究上游中小水库的洪水行为对长潭水库设计洪水调度的影响，对确定长潭水库运行原则有着重要的意义。
2典型洪水频率分析计算
流域内修建中小水库后，使流域的产汇流特征和水力条件发生了很大的变化。中小水库一方面增加了长潭水库防洪能力，但其调度的随意性却在一定程度上增加了长潭水库调度的难度，对长潭水库的防洪与水资源的综合开发利用具有一定的影响。为了提高水库的综合效益，针对长潭水库的实际情况，对重现期T=20～30（P=5%～3.33%）年间的洪水进行了系统研究。由于各中小水库所在断面无P=5%～3.33%的洪水流量过程，故由暴雨过程经流域水文模型产汇流计算推求出其洪水过程；用典型地区组合同倍比放大组成地区洪水；然后分别对各部分洪水进行河道演算，逐级演算至长潭水库后将其线性叠加，推求出长潭水库的入库洪水过程；对长潭水库入库洪水过程进行调洪演算，推求出该重现期考虑上游中小水库影响下的长潭水库设计洪水调度成果[1]。长潭水库不同频率的设计洪水过程直接采用广东省水利电力勘测设计研究院1995年11月研究的（《广东省长潭水电站水库洪水复查报告》中成果，见图1。
2.1典型洪水选取
选取典型洪水的原则是既能满足设计洪水对典型洪水的要求，同时还能代表流域内洪水地区组成的特点。由历史资料分析后认为，1983年6月发生过的一场洪水（洪峰流量Qm=3281m3/s）大体上能满足上述条件。故选取该场洪水作为典型洪水。
2.2典型洪水暴雨资料
按照天然流域划分方法将长潭水库坝址以上流域分为东留、东留～石磺峰、石磺峰～下坝、竹岭和长潭区间5块单元面积。每块单元面积上选取3个雨量站，用加权平均法推求出每块单元面积上的面雨量。
2.3由暴雨资料推求洪水过程
长潭水库坝址以上流域地处南方湿润地区，气候温和，雨量丰沛，由暴雨资料推求洪水过程选用在湿润和半湿润地区广泛应用且行之有效的三水源新安江模型。模型的结构及计算方法大家都熟知，在此不再赘述[2]。根据1983年6月14日8时～6月18日8时暴雨资料经流域水文模型产汇流计算推求出其进入长潭水库的洪水过程，见图2。
3水库调洪演算
根据长潭水库水量平衡方程、水库调度原则和入库洪水过程经调洪演算，推求出水库下泄过程和各特征水位。
3.1不考虑上游中小水库影响
不考虑上游中小水库的影响(天然情况，下同)，分别对不同频率的设计洪水进行调洪演算，成果见表1。
3.2考虑上游中小水库影响
当流域内发生P=5%～3.33%洪水时，上游中小水库将拦蓄部分洪水，具有一定的调蓄作用。为了考虑其调蓄作用对长潭水库调洪演算的影响，将1983年6月发生的洪水进行同倍比放大后得到P=5%～3.33%长潭水库洪水过程。分别按汛限水位144.0m保持不变和将汛限水位分别提高到144.5m、145.0m进行调洪演算，成果见表2。
3.3上游中小水库发生溃坝
当流域内发生P=0.1%洪水时，根据上游中小水库的设计标准，认为下坝、竹岭、石磺峰和东留四个中小水库全部发生溃坝；当流域内发生P=0.5%洪水时，认为下坝、竹岭和石磺峰三个中小水库发生溃坝，东留不发生溃坝。将长潭水库设计洪过程水和各水库溃坝进入长潭水库的洪水过程叠加后进行调洪演算，成果表3，有关溃坝洪水的分析计算将另文讨论，不再赘述[3]。各水库计算的溃坝洪水过程见图3。
4成果对比分析
4.1不考虑上游中小水库影响
不考虑上游中小水库影响的长潭水库调洪演算成果对比见表4。从表中可见，P=0.1%最高库水位计算值比修改初设低了1.36m；P=0.5%最高库水位计算值比修改初设低了0.13m；P=1%最高库水位计算值比修改初设高了0.56m；P=3.33%最高库水位计算值比修改初设低了0.02m；P=5%最高库水位计算值比修改初设高了0.25m。P=0.1%最高库水位计算值比1995年复查低了0.14m；P=0.5%最高库水位计算值比1995年复查高了0.68m；P=1%最高库水位计算值比1995年复查高了0.22m；P=3.33%最高库水位计算值比1995年复查高了0.28m；P=5%最高库水位计算值与1995年复查相同。由此可见，不考虑上游中小水库影响的长潭水库调洪演算成果总体上与1995年复查成果相比差别不大。
4.2考虑上游中小水库影响
考虑上游中小水库影响的调洪演算成果对比见表5。从表中可见，当长潭水库汛限水位为144.0m，P=3.33%和P=5%时，考虑上游中小水库影响的最高库水位比不考虑上游中小水库影响的最高库水位分别低了0.20m和1.19m；当长潭水库汛限水位为144.5m，P=3.33%和和P=5%时，，考虑上游中小水库影响的最高库水位比不考虑上游中小水库影响的最高库水位分别低了0.07m和0.71m；当长潭水库汛限水位为145.0m，P=3.33%和P=5%时，考虑上游中小水库影响的最高库水位比不考虑上游中小水库影响的最高库水位分别低了0.02m和0.26m；当长潭水库汛限水位高于145.0m时，P=3.33%时的洪水位将超过水库相应标准的设计水位。
4.3上游中小水库发生溃坝
上游中小水库发生溃坝的调洪演算成果对比见表6。从表中可见，P=0.1%上游中小水库发生溃坝的最高库水位比修改初设、1995年复查和本次计算的最高库水位分别提高了4.20m、5.45m和5.59m（水位157.73m是按水库调度原则进行调洪演算至25个时段时的值，实际上调洪演算至23个时段时，水库水位已达156.68m，超过千年一遇的校核水位0.68m）；P=0.5%考虑上游中小水库发生溃坝的最高库水位比修改初设、1995年复查和本次计算的最高库水位分别高了3.58m、4.39m和3.71m。
5结论与建议
根据计算成果和上面的对比分析知，流域上游中小水库的建设对长潭水库的防洪和安全运行将产生一定的影响，影响程度视洪水发生大小各异。
目前，我国的水库调度主要是围绕防洪、发电、灌溉、供水、航运等综合利用效益所进行的。依据水库既定的水利任务和要求而制定的蓄泄规则，就是我们通常所说的水库调度方式。长江流域现行水库调度方式主要分为两大类，即防洪调度与兴利调度。防洪调度的主要任务是确保水库大坝安全和处理防洪与兴利的矛盾。对不承担下游防洪任务的水库而言，防洪调度的主要任务是在确保水库大坝安全的前提下，充分发挥水库兴利效益；对承担有下游防洪任务的水库，防洪调度的主要任务，是在确保水库大坝安全的前提下，处理好防洪与兴利之间的矛盾，通常采用的调度方式有：固定下泄（一级或多级）、补偿调节、预报预泄等，汛限水位是处理防洪与兴利矛盾的基本特征水位。兴利调度一般是在非汛期，按照水库所承担兴利任务的重要程度，合理分配水资源，谋求经济效益最大化的调度方式，按照工程任务一般分为：发电调度、灌溉调度、供水调度等类型。
以丹江口水利枢纽为例，其初期规模的综合利用任务为：防洪、发电、灌溉、航运及养殖。大坝加高后水库调节能力及承担各项水利任务的能力将有较大的改善和提高，其水利任务将调整为：防洪、供水、发电、航运。丹江口水库现状及大坝加高后，洪水调度方式均为预报预泄、补偿调节、分级控泄；兴利调度现状按水利任务主次，依据水库调度图进行控制运行。大坝加高后，丹江口水库按发电服从调水、调水服从生态的原则拟定控制水位和调度规则，在满足水源区用水发展要求的前提下，尽可能多调水，并按库水位高低和来水情况，分区进行调度，大水多调，小水少调。
现行水库的管理制度和调度运行模式的主要任务是，处理、协调防洪和兴利的矛盾以及兴利任务之间的利益。从河流生态系统保护的角度看，现行调度方式存在的主要问题：一是大多数的水库调度方案没有考虑坝下游生态保护和库区水环境保护的要求。目前一些大型水电站在进行调峰调度运行时以及支流中开发的引水式水电站，往往只重视发电效益，忽视了坝下游生态保护的要求，如电站在调峰运行和引水发电时，导致坝下游出现减水河段，甚至脱水河段，使坝下游水生物（尤其是鱼类）的生存环境遭受极大破坏，一些减水和脱水河段的生物多样性遭受严重破坏，直接威胁坝下游水生态的安全；由于水库对下泄流量的调节作用，也可能引起水库下游局部河段出现水体富营养化。二是受水库调度运行的影响，也会引发库区局部缓流区域或支流回水区出现水体富营养化，甚至“水华”现象的发生；水库消落带的利用与水库的调度运行不协调，可能造成消落带利用而污染水库水质。三是缺乏对水资源的统一调度与管理。目前长江上游干支流水电开发基本进入全面开发的状态，一些工程规模大、调节性能好、综合利用效益大的控制性水利枢纽工程正在加快建设。这些枢纽工程建成后，如果仍采用目前的调度与管理模式，各发电公司仅按枢纽各自的任务进行调度运用，势必会造成对水资源统一调度的不利，不仅会影响流域梯级水库整体的综合利用效益，而且还会导致生态与环境等一系列影响。例如，如果长江上游干支流水库同步蓄水、放水，下游河道水量大幅减少或增加，将对长江中下游的生态与环境产生较严重的影响。
从三峡水库调度运行面临的问题和沱、岷江流域梯级开发及水库调度存在的主要问题，可以更加清楚地看到现有水库调度方式存在的问题。
（一）三峡水库调度运行面临的问题
三峡水库首先考虑的是防洪，其次考虑发电和航运，坝下游生态保护和库区水环境保护将面临许多新的问题。一方面，在三峡水库泄水运行过程中，每年4月底至5月初，由于三峡水库坝前存在水温分层，水库升温期下泄水较天然情况的水温低，将会使坝下游“四大家鱼”的产卵时间推迟约20天；同时，三峡水库的削峰作用，也直接影响“四大家鱼”的产卵量，可能导致中下游“四大家鱼”的产量下降；水库泄洪时，可能使下泄水流中造成氮气过饱和，可能使坝下游鱼类（尤其是鱼苗）发生“气泡病”；水库的清水下泄，影响和改变了中下游的江湖关系，也相应的影响了中下游的水生态环境。另一方面，在三峡水库蓄水运行过程中，支流回水区受水库回水顶托的影响，在局部缓流区域可能会出现水体富营养化，甚至“水华”（如135m蓄水过程中香溪河发生的“水华”）；随着水库蓄水位抬高，水库消落带的利用，也可能影响水库水体的水质。
（二）沱江流域水库调度存在的问题严峻
沱江干流总长达600多km，经成都、资阳、内江、泸州后注入长江，流域面积约2.7万km2。两岸人口密集、工业企业众多。由于缺乏有效环境管理，沱江接连出现了两次严重污染事件，污染事件发生后紧急实施跨流域调水——通过都江堰和三岔水库分别调水5000万m3和500万m3为沱江冲污，调水流量甚至大于沱江上游来水。但在调水冲污过程中，由于对沱江干流的石桥、沱江、南津绎等梯级水电站缺乏统一调度与管理，污水团下泄缓慢，调水冲污效果并不理想。这一事件充分暴露了电调与水调的矛盾，暴露了企业在处理经济利益与生态保护中的局限性，也暴露出管理制度的薄弱。
（三）岷江流域水库调度存在的问题
岷江干流除在建电站紫坪铺和支流在建狮子坪电站外，目前干、支流上已建的其他水电站均采用引水式开发，各水电站为了获取最大的发电效益，尽量引水发电，基本不考虑河道内生态用水，导致干流约80km、支流约60km的河段出现时段性脱水。铜钟电站以上的茂县境内，断流现象十分突出，河道干涸，在40km的河段内，干涸河段长17km，占河段长度的42%。岷江上游干流和主要支流原生的近40种鱼类，包括国家二级保护鱼类虎嘉鱼，由于河流减水或断流，河床萎缩或干涸，直接影响鱼类的繁衍和生存，鱼类数量和种群急剧下降，许多河段生物多样性丧失殆尽。20世纪80年代以后，茂县以下河段虎嘉鱼已绝迹，曾是杂古脑河和岷江上游主要经济鱼类的重口裂腹鱼，也很少发现。此外，在脱水、断流河段，河床大部分甚至全部，乱石堆积，两岸植被萎缩，河床出现沙化，在汛期大水时，易形成含沙高的洪水，加剧下游河道的淤积。
此外，岷江上游地区比较好的土地多集中于河道两岸，农田灌溉主要依靠抽、引岷江水灌溉。由于部分河段出现脱流或减水，使河流两岸农田的灌溉水源无法保证。
综上所述，一方面长江流域水资源和水力资源丰富，目前总体开发利用程度不高，开发利用潜力巨大，随着我国社会经济发展对水资源和能源要求的提高，长江流域的水资源和水力资源的开发利用，必将进入一个快速发展阶段。另一方面，现行的水库调度方式主要是处理、协调防洪和兴利的矛盾以及兴利任务之间的利益，对水库下游生态保护和库区水环境保护重视不够，对生态与环境造成一定的负面影响。这就要求我们把生态调度纳入水库调度统一考虑，努力提高防洪、兴利与生态协调统一的水库综合调度方式。
二、完善水库调度方式的基本思路和对策措施
完善水库调度方式的基本思路是：牢固树立和认真落实以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观，以维护健康长江、促进人水和谐为基本宗旨，统筹防洪、兴利与生态，运用先进的调度技术和手段，在满足坝下游生态保护和库区水环境保护要求的基础上，充分发挥水库的防洪、发电、灌溉、供水、航运、旅游等各项功能，使水库对坝下游生态和库区水环境造成的负面影响控制在可承受的范围内，并逐步修复生态与环境系统。
（一）充分考虑下游水生态及库区水环境保护
水库的调度运用对生态与环境造成的不利影响不可忽视。根据目前长江流域水库的管理和调度现状，研究认为，在现有的调度方式中，根据各水库的实际情况可以通过下泄合理的生态基流（最小或适宜生态需水量），运用适当的调度方式控制水体富营养化、控制水体理化性状与水华爆发、控制河口咸潮入侵等，以达到减少或消除对水库下游生态和库区水环境不利影响的目的。
1.确定合理的生态基流
生态基流要根据坝下游河道的生态需水确定。生态需水是指维系一定环境功能状况或目标（现状、恢复或发展）下客观需求的水资源量。确定河流生态需水量，是保护河流生态系统功能的有效措施。河流生态需水量的确定，应根据河流所在区域的生态功能要求，即生物体自身的需水量和生物体赖以生存的环境需水量来确定。河流生态需水量，不但与河流生态系统中生物群体结构有关，而且还应与区域气候、土壤、地质和其它环境条件有关。
水资源开发利用程度的不断提高，使得水资源利用与生态用水的矛盾在全球范围都很突出，但生态流量大小的选取论证，目前尚缺乏比较完善、成熟的方法。美国、法国、澳大利亚等国家都先后开展了许多关于鱼类生长繁殖与河流流量关系的研究，提出了河流最小生态（或生物）流量的概念和计算方法，如湿周法、河道内流量增加法、Montana法等。对于最小河流生态用水，有些国家干脆做出强制性规定，例如，法国规定最小河流生态用水流量不应小于多年平均流量的1/10，对多年平均流量大于80m3/s的河流，最低流量的下限也不得低于多年平均流量的1/20。我国根据河流所处的地区，也提出了确定河流生态流量的不同方法。根据长江流域水资源综合规划的要求，长江流域河道生态基流可根据多年径流量资料，一般采用90%或95%保证率的最枯月河流平均流量。
根据生态基流控制水库下泄流量的措施多种多样，最经济的方法是设定在一定的发电水头下的电站最低出力值。通过电站引水闸的调节，使发电最低下泄流量不小于所需的河道生态基流，以维持坝下游生态用水。
2.控制水体富营养化
水库局部缓流区域水体富营养化的控制，可通过改变水库调度运行方式，在一定的时段内降低坝前蓄水位，使缓流区域水体的流速加大，破坏水体富营养化的形成条件；或通过在一定的时段内增加水库下泄流量，带动水库水体的流速加大，达到消除水库局部水体富营养化的目的。另外，对水库下游河段也可通过在一定的时段内加大水库下泄量，破坏河流水体富营养化的形成条件；或采取引水方式（如汉江下游的“引江济汉”工程），增加河流的流量，消除河流水体的富营养化。
3.控制“水华”爆发
可通过不同的调度方式，充分运用水动力学原理，改变污染物在水库中的输移和扩散规律以及营养物浓度场的分布，从而影响生物群落的演替和生物自净作用的变化。可利用水库调度对水资源配置的功能，蓄丰泄枯，增加枯水期水库泄放量，从而显著提高下游河道环境容量，改善水质。目前，汉江下游枯水期2月份前后频繁爆发水华，随着丹江口水库大坝加高，调蓄能力增强，以及引江济汉联合调度，可增加汉江下游2月份前后的河道流量，从而有效缓解汉江下游水体富营养化现象，控制蓝藻“水华”的爆发。
4.控制咸潮入侵
长江口属于受上游来水和口外咸潮入侵双重影响的敏感水域，上游来水和咸潮入侵直接关系到这一水域的生态安全。长江口盐水入侵是因潮汐活动所致的、长期存在的自然现象，一般发生在枯季11月至次年4月，其距离因各汊道断面形态、径流分流量和潮汐特性不同而存在较大差异。南支河段有两个盐水入侵源，即外海盐水经南北港直接入侵和北支向南支倒灌，北支倒灌是南支上段水域盐水入侵的主要来源。
三峡工程是长江干流上骨干水利枢纽工程，水库具有较大的调节库容，按设计的调度运用方式，可增加长江中下游干流枯季流量1000～2000m3/s，对改善长江口枯季咸潮入侵的作用明显。但在三峡水库蓄水期，有一定的不利影响。水库调度在满足原定防洪、发电、航运等基本要求的前提下，可适当改变调度运行方式，以减少在10月份三峡工程蓄水期对咸潮入侵的不利影响。通过初步研究，可以考虑在不影响重庆河段输沙的条件下，适当延长三峡水库蓄水期，则可减少10月份的蓄水量，对长江口的影响便可明显减轻。在此基础上，还可以研究应急调度运用方式，如果长江出现了特枯水，长江口咸潮入侵形势特别严峻时，可视必要加大发电流量，以缓解这一关系到长江口地区可持续发展的重大问题。
（二）充分考虑水生生物及鱼类资源保护
水库形成后，一方面产生了一些有利于部分水生生物繁衍生息的条件，其种类和数量会大幅度增加，生产力将提高。另一方面，水库对径流的调节作用，使库区及坝下河流水文情势和水体物理特性发生变化，对水生生物的繁衍和鱼类的生长、发育、繁殖、索饵、越冬等均会产生不同程度的影响，如：库区原有的急流生境萎缩或消失，一些适宜流水性环境生存和繁殖的鱼类，因条件恶化或丧失，种群数量下降，个别分布区域狭窄、对环境条件要求苛刻的种类甚至消失；大坝阻隔作用使生境片段化，影响水生生物迁移交流，导致种群遗传多样性下降；水库低温水的下泄，对坝下游水生动物的产卵、繁殖具有不利影响；由于水库泄洪水流中进入了大量的氮气，使下泄水体中氮气过饱和，可能导致坝下游鱼类（尤其是鱼苗）发生“气泡病”。对这些不利影响，可采用以下调度措施减小或消除。
1.采取人造洪峰调度方式
水库的径流调节使坝下河流自然涨落过程弱化，一些对水位涨落过程要求较高的漂流性产卵鱼类繁殖受到影响。根据鱼类繁殖生物学习性，结合坝下游水文情势的变化，通过合理控制水库下泄流量和时间，人为制造洪峰过程，可为这些鱼类创造产卵繁殖的适宜生态条件。鉴于三峡工程对长江荆江段“四大家鱼”产卵场的不利影响，目前正着手进行“人造洪峰”诱导鱼类繁殖技术的研究与实践。
2.根据水生生物的生活繁衍习性灵活调度
水库及坝下江段水位涨落频繁，对沿岸带水生维管束植物、底栖动物和着生藻类等繁衍不利。特别是产粘性卵鱼类繁殖季节，水位的频繁涨落会导致鱼类卵苗搁浅死亡。因此，水库调度时，应充分考虑这些影响，尤其是产粘性卵鱼类繁殖季节，应尽量保持水位的稳定。我国很多渔业生产水平比较高的水库，在水库调度中都采取了兼顾渔业生产的生态调度措施。如黑龙江省龙凤山水库在调度上采取春汛多蓄，提前加大供水量的方式，然后在鱼类产卵期内按供水下限供水，使水库水位尽可能平稳，取得了较好的效果。
3.控制低温水下泄
水库低温水的下泄严重影响坝下游水生动物的产卵、繁殖和生长。可根据水库水温垂直分布结构，结合取水用途和下游河段水生生物生物学特性，利用分层取水设施，通过下泄方式的调整，如增加表孔泄流等措施，以提高下泄水的水温，满足坝下游水生动物产卵、繁殖的需求。
4.控制下泄水体气体过饱和
高坝水库泄水，尤其是表孔和中孔泄洪，需考虑消能易导致气体过饱和，对水生生物、鱼类产生不利影响，特别是鱼类繁殖期，对仔幼鱼危害较大，仔幼鱼死亡率高。水库调度可考虑在保证防洪安全的前提下，适当延长溢流时间，降低下泄的最大流量；如有多层泄洪设备，可研究各种泄流量所应采用的合理的泄洪设备组合，做到消能与防止气体过饱和的平衡，尽量减轻气体过饱和现象的发生。此外，气体过饱和在河道内自然消减较为缓慢，需要水流汇入以快速缓解，可以通过流域干支流的联合调度，降低下泄气体中过饱和水体流量的比重，减轻气体过饱和对下游河段水生生物的影响。
（三）充分考虑泥沙调控问题
长江是一条泥沙总量大的河流，在长江上修建水库，库区泥沙淤积与坝下游河床冲刷的调整，以及由此带来一系列的问题，是建库后的自然现象，无法避免。泥沙冲淤对防洪、发电、航运、生态等影响，是检验水利枢纽工程泥沙问题处理得成功与否的一个重要标志。水库的泥沙调度，须结合水库的综合利用、目的和水库本身的具体情况，全面考虑，慎重对待。
长江流域的河流一般水大沙多，且来水来沙量多集中在汛期，为减小库区泥沙淤积，长期保留水库大部分的有效库容，充分发挥工程的综合效益，一般采用汛期结合防洪降低库水位以排沙，非汛期蓄水抬高水位以兴利的“蓄清排浑”的水库调度方式运用，通过这种调度措施可在很大程度上减少泥沙冲淤带来的不利影响。
水库泥沙淤积将直接造成库容的损失、库尾段的淤积，会引起库尾水位的明显抬高、变动回水区航道与港口的运行安全等问题。通过采用“蓄清排浑”、调整运行水位以及底孔排沙等调度方式，可有效减少泥沙淤积和改善变动回水区的航运条件。如长江三峡水库属于河道型水库，滩库容相对较小，来水来沙量集中在汛期，大量水量需要下泄，水库正常调度采用175m-145m-155m方案，在水库运行100年后，库区泥沙淤积基本平衡，但可仍保留防洪库容约86%，保留兴利调节库容约92%。而采用“蓄清排浑”的调度方式运用，可有效的减少泥沙在库尾段的淤积，水库运用100年后，长寿以上的淤积量只约占总淤积量的3.6%左右。
水库的调蓄改变了天然河流的年径流分配和泥沙的时空分布，汛期洪峰削减，枯季流量增大，大量泥沙在库区淤积。坝下游河道将发生沿程冲刷，同时因流量过程调整，下泄沙量减少，河势将发生不同程度的调整。河床冲刷及河势调整对防洪与航运带来一定程度的影响。河床冲深，降低洪水位，增加河槽的泄洪能力；年内径流分配的调整，有利于浅滩航槽的改善。但在河势调整过程中，可能危及防洪大堤与护岸工程的安全，也可能出现局部浅滩恶化。水库可按“蓄清排浑”、调整泄流方式以及控制下泄流量等方式，通过调整出库水流的含沙量和流量过程，尽量降低下游河道冲刷强度，减少常规调度情况出库水流对下游河道冲刷范围并延缓其进程，以减小不利影响。
（四）充分考虑湿地保护需要
我区现有各类水库68座，其中中型水库2座，小(一)型水库8座，小(二)型水库58座。这些水库为防御洪水灾害和保障国民经济建设发挥了重要作用。但由于各种原因，目前，许多水库存在着防洪标准偏低，达不到有关规范、规定要求，以及工程本身质量差，工程老化失修等问题，形成了大量的病险水库，工程不能正常运行，严重威胁着下游人民生命财产的安全或不能充分发挥其兴利效益。有些病险水库下游是重要城镇、厂矿、交通干线，位置险要。据调查统计我区目前有36座为病险水库，这些险库急需进行除险加固。
自2002年以来，省水利厅下达了分三年对我区在册的21座病险水库除险加固任务，截止2004年底，我区实际完成病险水库除险加固任务11座，仅占应完成任务的50%，资金严重不足，无专项配套除险加固资金是造成这一结果的主要原因。
由于整治资金不足，绝大多数水库缺少正常的维修改善，工程不可避免地发生老化失修，以致新的险库又不断出现。目前，仅小(一)型险库数量就比1998年增加2座，小(二)型险库增加7座。按照目前的投入水平，许多病险水库短期内仍无法得到除险加固。
2病险水库除险加固建议
为加快病险水库治理步伐，提高质量，宜从以下几个方面入手。
2．1采取多层次、多渠道融资的办法，为病险水库加固提供资金保证
病险水库加固工程投资大、周期长、社会效益显著，应以公共投入为主。按照“分级管理，分级负责”的原则，各级政府都应建立相应的专项治理资金。但是，要加快病险水库的治理步伐，仅靠政府的投入是不够的，必须建立和完善多元化、多层次、多渠道的投资体系。为此，建议根据病险水库加固的现状和各地的实际情况，采取不同的融资政策：将中型险库加固列入基建项目，由国家投资；对小(一)型险库应以国家投入为主，地方或受益区配套为辅；对于小(二)型水库的除险加固，则应以地方投资为主，国家可给予一定数量的补贴或采用以奖代补的政策。同时，结合病险水库治理，积极稳妥地搞好小型水库的产权制度改革。在防汛责任制得到切实落实的前提下，可采取拍卖、租赁、承包、股份合作等方式筹集治理资金。对病险水库在除险加固任务未完成前，尽量少建或不建新水库，尽可能将资金投向现有病险水库的治理。
2．2强化病险水库加固的前期工作，为搞好病险库加固夯实基础
搞好前期工作是保证病险水库加固进度及质量的前提和基础。为此，要做好以下各方面的工作。
2．2．1做好水库大坝安全鉴定工作1995年水利部颁发了《水库大坝安全鉴定办法》。在病险水库加固前期工作开始时，大坝安全鉴定主管部门应组织设计、施工、运行管理等方面的技术专家，严格按此办法全面准确地查找出水库存在的各种隐患，实事求是地确定水库的安全类别，科学而又有针对性地提出加固措施或建议。只有这样，才能做到有的放矢。
2．2．2委托具备相应资质的设计机构对病险水库存在的严重隐患进行探查。病险水库的某些隐患，隐蔽性强，由于没有“对症下药”，致使其历经数次处理，仍未能彻底根治。这就需要委托具备相应资质的设计机构对这些隐患进行专题调研，找准隐患部位，分析产生原因，提出处理措施。
2．2．3除险加固应与增容和恢复库容同时考虑。许多病险水库因存在安全隐患，汛期只能降低水位运行，调蓄能力大减；有些险库淤积严重，直接影响其效益的进一步发挥；有些险库，只要采取一些投资不大的工程措施，就可新增部分库容。在水库的病险得到有效排除的前提下，增容和恢复库容是提高水库自身经济效益和社会效益，解决地区水资源紧张状况的一条费省效宏的途径。据初步测算，采取除险加固和排沙减淤等措施，恢复、增加或保持每1m3库容所需投资仅是新修水库的1／5左右。因此，对水资源紧缺有增容或恢复库容潜力的病险库，即使在投资受到限制的情况下，也应一次规划，分期实施。
2．2．4除险加固应与综合利用及管理设施的改善相结合。病险水库由于修建时客观条件的制约以及建成后投入的更改、维修资金不足，普遍存在着防汛调度系统、雨水情测报系统、防汛道路及防汛物资仓库等管理设施难以满足要求的问题。病险水库加固规划时，应考虑增设防汛指挥调度网络系统及通信预警系统、水文水情测报自动化系统、大坝监测自动化系统等先进的管理设施。对不能满足需要的防汛道路及防汛物资仓库等管理设施一并予以改造。
2．2．5努力提高病险水库加固的科技含量。前期工作应思路新、起点高，广泛采用新技术、新方法、新材料、新工艺，力求体现先进性、科学性和经济性。在病险水库加固时，应通过各种途径收集这方面的信息，广泛依托科研、设计、施工、大专院校等方面的技术力量，加以推广应用。坚持加固与提高、加固与技术进步相结合，力求在病险水库治理的技术经济方面有所突破。
2．2．6除险加固前要进行效益分析。水库除险加固目的有两个：即增加水库的安全性和进一步挖掘水库自身潜力。因此，其效益主要有社会效益（防洪保安）和经济效益。防洪效益主要体现在加固后防洪标准的提高，目前常用频率分析法，即通过水库修建（加固）前后发生同频率洪水而引起下游淹没损失的比较，来计算水库的防洪效益。经济效益分析包括初估增加的蓄水量以及由此而增加的防洪、灌溉、供水、发电等效益。同时还要进行费用（包括固定资产投资、年运行费和流动资金）估算和经济效益指标（包括经济内部收益率、效益费用比和经济净现值）分析。对投资少、见效快、效益好的险库加固应优先安排实施，以此带动病险水库加固工作的大规模展开。
2．3项目实施
2．3．1强化项目管理。项目管理的核心是合同管理。在项目管理上要形成以项目法人为主体，项目法人向国家和各投资方负责，咨询、设计、监理、施工、物资供应等单位通过招标投标和履行经济合同为项目法人提供建设服务的建设管理新模式。项目法人负责按项目的建设规模、投资总额、建设工期，实行项目建设的全过程管理。项目主管单位要加强对项目法人组建、项目报建、招标投标、质量监督、主体工程开工、项目验收等各个环节的监管，严格执行基本建设程序。对以往忽视报建审批制度的现象要及时纠正。通过报建制度，可有效地预防出现“三边”工程和“钓鱼”工程，避免由此导致盲目开工、拖延工期、浪费资金等现象，保证工程建设顺利进行。
2．3．2实行招标投标制。病险水库除险加固的设计、施工、监理以及设备材料采购等，一般情况下应由建设项目法人依法招标，择优选定。在招投标活动中，要充分发挥专家库评标的作用，坚决打破地方保护和部门保护的壁垒，杜绝行政干预，严惩腐败。禁止无水利资质和低资质单位承担与其资质不相适应的项目。抓好《招标投标法》贯彻落实工作，强化招标投标各个环节管理，建立公开公平公正的市场秩序。
2．3．3落实建设监理制。项目法人通过招标方式确定监理单位后，监理单位即可进行工程现场管理，依据合同从事进度、质量、投资控制，合同管理和信息管理，协调建设各方关系。当前应杜绝监理单位超越资格等级承揽监理业务及自己施工、自己监理的现象。
2．4建立良性循环的管理机制
目前水库产权虚置、管理不善、责任不落实的现象较普遍。为防止出现一边除险、一边出险，旧帐未还、又添新帐的被动局面。病险水库加固后，应从以下几方面入手建立良性循环的管理体制。
首先要尽快建立起适应市场经济运行的责权明确、管理科学的水库管理新机制。在病险水库加固工程建设之初应确定实行建设与管理统筹结合的新型建设管理体制。投资多元化、产权明晰化、供水供电价格商品化、水库服务有偿优质化，增加现有水库管理经费，逐步实现良性运营。其次要加强对水库调度管理人员的培训，提高管理人员素质及水库调度水平。三是建立并严格遵守水库管理的各项规章制度及细则，使其早日走上科学化、规范化的轨道。四是积极利用自身优势，大力开发水土资源，以开发促发展，以发展促管理，逐步建立适应市场经济的良性管理运行机制。
3结语
（1）根据病险水库的不同类别及“分级管理，分级负责”的原则，国家采取不同的融资政策，建立和完善多元化、多层次、多渠道的投资体系，为病险水库除险加固提供资金保证。
（2）做好水库大坝安全鉴定工作。委托具备相应资质的专业机构对病险水库存在的严重隐患进行探查，进行准确的效益分析。加固规划时应与增容和恢复库容同时考虑，与综合利用及管理设施的改善相结合，以及广泛采用新技术、新材料、新工艺，从而强化病险水库加固的前期工作。
陕南山区河流来水来沙有别于北方多沙河流，其特点是，含沙量较低，推移质泥沙占的比例大，水资源丰富。数十年来，在陕南山区河流上修建了众多的中小型水库，这些水库为当地工农业生产带来巨大的促进作用，但随着水库蓄水运用时间的增长，水库淤积问题越来越明显，个别水库甚至面临淤满报废的危险。所以对水库排沙运用的要求越来越高。多年来我们在陕南商州市南秦水库和二龙山水库开展了长期的不同形式的水库排沙运用，积累了较丰富的经验，对陕南乃至全国山区中小型水库排沙运用具有重要的推广和参考意义。
2南秦水库排沙运用
南秦水库位于南秦河中下游，距商州市9km，主河长44km。水库总库容1019万m3，其中有效库容490万m3。库区原河床平均比降6.4‰，控制流域面积453km2。水库库区平均宽度仅140m，属于典型的山区河道型水库。水库于1974年5月建成，1977年开始蓄水运用。坝高29m，水库左坝肩设泄洪排沙隧洞，洞径2.5m，进口底坎高程98m(原河床高程95m)，平洞流量14m3/s,最大泄量110m3/s。水库多年平均来水量1.62亿m3，平均流量5.14m3/s，常流量1m3/s。多年平均悬移质输沙量53.3万t，根据库区淤积物分析，推悬比为1∶1。汛期6～9月水量和沙量分别占全年的55.4%和92.9%，入库最大含沙量达200kg/m3。南秦水库运行到1979年，库区淤积泥沙121万m3，到1983年，淤积泥沙299万m3，1982年以前库水位较低，平均在110m左右，淤积形态为锥体，有效库容淤损52%，预计水库寿命将在2000年前告终。为了恢复有效库容，延长水库使用寿命，于1984年汛末进行了水库泄空排沙试验，冲走原淤积泥沙100万m3，使库容恢复到1980年水平。通过泄空冲刷，形成了一条延伸至库尾的主槽，近坝段冲刷主槽边岸直立，以大块坍塌的形式向两岸展宽。实践证明泄空排沙效果显著[1,2]。1992年水库淤积量又回升到367万m3。该时期库水位一般在114～116m之间，水库淤积具有三角洲和锥体双重淤积形态。1993年水库再度泄空冲刷，冲走淤积物118万m3，在距坝1.8km以内形成明显的主槽，主槽宽度达到100m左右，滩槽差在4～6m之间。通过1994年淤积测量，部分河段冲刷主槽已发展到两岸，淤积泥沙基本上已全部排出库外，但也有部分河段在岸边留有死滩，这是由于冲刷期来水量偏少，属于枯水年，主汛期平均来流量没有超过5m3/s，最大流量为70m3/s，且次数少历时短。实践证明排沙量与来水量成正比，来水量愈大排沙效益愈好。图1为不同时期库区淤积纵剖面，图2为横断面冲淤形态。水库冲刷时，出库泥沙中有大量的10～50mm的卵石，是库区中部和尾部的推移质淤积物。泄空冲刷使床沙粗化，冲刷后滩槽的床沙组成有非常大的差别，见表1。
南秦水库除采用泄空冲刷外，多年来坚持汛期异重流排沙，平均约排泄40%的入库悬移质泥沙。通过以上两种形式的排沙，南秦水库可以保持70%的库容长期使用。
表1南秦水库库区床沙组成百分数(粒径单位：mm)
BedLoadcompositionofNanqingReservoir
--------------------------------------------------------------------------------
断面
位置
d>75
75<d>50
50<d>20
20<d>10
10<d>5
5<d>2
2<d>1
d<1
--------------------------------------------------------------------------------
P1
滩面
100
冲槽
2.4
2.2
6.2
18.0
71.2
P3
滩面
2.0
98.0
冲槽
2.0
4.2
6.8
24.6
62.4
P5
滩面
4.0
96.0
冲槽
11.0
13.4
13.5
24.5
37.6
P6
滩面
0.4
9.6
90.0
冲槽
15.1
22.2
22.0
7.5
2.8
10.0
20.4
P7
滩面
1.0
2.5
12.0
84.5
冲槽
16.7
25.6
13.8
9.8
6.3
9.5
18.3
P8
滩面
0.5
1.25
1.25
10.0
87.0
冲槽
28.0
11.7
13.6
7.9
4.7
5.7
11.5
16.9
P9
滩面
14.2
11.2
10.3
6.6
5.9
15.1
36.7
冲槽
32.0
10.0
31.0
6.7
6.1
2.6
3.7
7.9
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3二龙山水库排沙运用[3，4]
二龙山水库位于丹江上游，距商州市约5km,水库总库容8100万m3，有效库容3800万m3，是一座以防洪、发电为主，兼有灌溉、养鱼等综合利用的中型水库，水库于1975年正式蓄水运用。库区原河床比降3.7‰，流域内有麻街河(丹江干流)和板桥河支流。麻街河长43km，设有麻街水文站，控制流域面积326km2。板桥河长48km，设有板桥水文站，控制流域面积493km2。水库总集水面积965km2。坝址原河床高程708m，大坝坝顶高程771.7m，溢流坝坝顶高程765m，最大泄量1390m3/s，发电引水隧洞直径4m，进口底坎高程740m，电站总装机3×1250kw。泄洪排沙底洞断面尺寸2m×2.8m，进口底坎高程723.75m，最大泄量133m3/s。水库回水长度11km。
水库运用以来，按1975～1990年水文资料统计，多年平均入库径流量2.13亿m3，平均流量6.75m3/s。多年平均悬移质输沙量71万t，推移质输沙估算量为15万t，推悬比约为1∶5，入库推移质以粗沙为主。6月下旬至8月份多暴雨，洪水陡涨陡落，是主要的产沙期。特别是每年开始一两场洪水含沙量较大。9～10月来水量大峰小，含沙量小。
二龙山水库入库洪水含沙量一般不超过100kg/m3，在回水末端容易产生分选淤积，形成三角洲淤积形态，一部分较细颗粒的泥沙以异重流形式流达坝前，形成浑水水库，为锥体淤积形态，所以，二龙山水库的淤积表现为三角洲和锥体混合淤积形态。由于运用库水位不同，三角洲的位置也随之相应变化，并且，高水位运用时形成的三角洲淤积体，在后期低水位运用时被冲刷下移，形成新的三角洲淤积体。
二龙山水库从建库到1986年4月，淤积泥沙754万m3，其中有效库容淤积348万m3，死库容淤积393万m3。为了减少有效库容的淤积，从1986年开始运用水位有所降低，汛期限制水位逐步由原来的762.5m降低到760m，到1990年10月，平均运用水位756.8m，淤积部位随之降低，并且753m高程以上普遍发生冲刷，形成30～50m的冲刷主槽，最大冲深达到3m多，冲刷的泥沙堆积在753m高程之下，该时期淤积的142万m3泥沙，主要淤在死库容内。这说明二龙山水库一旦泄空冲刷，冲刷效果将是非常理想的。
二龙山水库按照蓄清排浑运用方式，汛期利用异重流、浑水水库进行排沙，有效地减缓了水库的淤积。1991年汛期，西北水科所专家在二龙山水库进行排沙试验，7月26日晚发生当年第一诚大洪水，板桥站最大流量48.4m3/s，最大含沙量40.2kg/m3，两河入库总水量110.5万m3，总沙量1.04万t，平均含沙量9.4kg/m3，形成异重流。由于采用异重流报警器报警，水库及时排沙，历时3小时，测得出库最大含沙量127kg/m3，平均含沙量81.3kg/m3，为入库平均含沙量的8.65倍，排沙耗水量17.8万m3，排沙量1.45万t，排水比仅为16.1%，排却高达139%。这说明二龙山水库利用异重流、浑水水库排沙，效果是非常显著的，可以减缓水库淤积，减少泄空冲刷次数，有利于水库效益的发挥。
4泄空冲刷时机
泄空时机原则上应选择在对兴利影响最小、排沙效果最大的时候。春汛泄空排沙效果较好，但影响后期用水。汛初泄空对兴利影响小，排沙效果也好，是泄空排沙的一个有利时机，但对卵石推移质为主的河流，遇大洪水会将大量卵石带入库内，形成抗冲层。汛期洪水峰高、量小、历时短，冲刷效果也不理想。汛期末洪水峰小、量大、历时长，有利于泄空冲刷，是排沙的一个有利时机，但有时会影响后期蓄水，要选择秋雨多的年份泄空冲刷。只要排沙时机选择的好，排沙历时就不需要太长。南秦水库1984年汛末4天冲刷了72万t泥沙，约为年平均淤积量的2.5倍。
5结语
南秦水库和二龙山水库同在陕南商州市境内，都是防洪、发电、灌溉、养鱼的综合利用水库。二龙山水库推移质来沙相对较少，排沙任务以悬移质为主，可充分利用异重流、浑水水库排沙，降低排沙的水量，减缓水库淤积，必要时进行泄空冲刷。南秦水库推移质来沙量大，推移质泥沙不能靠异重流排除，除异重流排除部分悬移质外，主要靠多年一次的泄空冲刷来恢复库容，使水库保持一定库容长期使用。这两座水库在陕南乃至我国南方山区河流中小型水库中具有很大的代表性，其成功经验具有很大的参考价值。
参考文献
[1]陈景梁，赵克玉。南秦水库排沙运用的研究。泥沙研究，1987，(1).
[2]陕西省水利水土保持厅。水库排沙清淤技术。水利电力出版社，1989年。
主动接受群众监督。统一印制“水库移民资金使用发放情况公示表”，将实施项目名称、建设规模、项目建设批文、资金下达数量、合同价、完成时间、负责科、股(室)及联系电话等内容列入公示表中，一份在移民部门备案，一份送项目所在移民村屯上墙公示，接受社会监督。资金监督机制的完善,有效地遏制了移民资金违规违纪事件的发生，确保了移民工程项目的质量要求，实现了资金安全、质量安全和干部队伍安全。
二、移民后期扶持资金管理存在的问题
我市移民后期扶持资金管理工作虽然取得较好的成效,但在落实政策的过程中,还存在一些不容忽视的问题。主要表现在以下几个方面：
1.县级报账制度需要进一步落实
检查发现,各县(区)均能按照自治区的要求执行县级报账制对后期扶持资金进行管理，但在具体的操作上却有出入。如钦南区将直补资金存入村民小组集体账户,然后由村民小组提取现金发放给移民，这样做，导致中间环节多,资金的流向存在一定的安全隐患。
2.资金监督管理制度不够健全
一方面，部分县（区）移民机构内部制度尚不够健全，资金流转各环节的财务监督措施尚不够完善；另一方面，移民机构在资金拨付过程中，对如何加强资金的监控，办法措施不够多，力度不够大。
3.直补资金到账不及时
直补资金每半年发放一次,每人300元,但资金发放文件的下达与资金到位的时间不同步。自治区大中型水库移民后期扶持资金发放文件的下达与资金到位的时间往往不同步，有时候资金滞后将近一个月才拨付到市级财政部门）；尽管我市各县（区）移民局与财政部门在直补资金的发放程序上尽可能地简化了手续，但仍不能及时发放到移民户账户中。
4.项目资金账务管理有待进一步规范
据调查了解,部分县（区）移民项目资金账目管理相对较混乱,没有编制水库移民项目资金收支情况台账，以及与当地财政局对账等，给审计部门和资金专项检查工作带来困难。
三、完善移民后期扶持资金管理机制的对策建议
结合钦州市近年来移民后期扶持资金管理工作的实践，为确保移民后期扶持资金管理工作真正抓出实效，建议着力做好以下几项工作。
1.完善县级报帐制度，落实资金管理责任
继续做好县级报帐制的管理工作,在实践中不断探索和总结新的经验。重点开展对资金到位、工程价款结算、投资完成以及财经制度执行情况的监督检查。要密切合作,根据职责划分,各负其责,各司其职,注意加强上下之间、部门之间的信息交流和协调配合。各县（区）移民管理机构要以资金管理制度的落实为龙头,逐步建立和完善移民扶持资金管理责任制,明确资金使用责任,在移民资金的项目管理中全面推行项目法人责任制、招标投标制、建设监理制和合同管理制,为全面加强项目质量管理、资金管理提供保障。
2.构建信息传导机制，提高资金的利用率
一是及时沟通信息，提升资金的到位速度。按照“移民部门管项目，财政部门管资金”的工作模式，移民、财政两部门要建立信息传导和沟通机制，减少不必要的环节，提高工作效率。二是定期督促，提高项目的竣工率。作为项目扶持的主管部门，县(区)级移民机构要与移民村组保持经常性联系，通过定期报告、集中检查等形式，掌控项目施工进度。三是及时验收，提高资金的报账率。对已经实施完成的项目，移民部门应当根据项目的大小，及时组织有关部门和移民群众进行竣工验收。验收合格后，按规定程序报账，避免拖欠，降低移民资金的财政挂账比率。
3.优化资金投放结构，放大资金的战略引导效应
资金使用要有战略规划、有序进行。经过初期的基本生产、生活条件的改善建设，资金已经历了由“输血”功能到“造血”功能的转变。因此，建议移民资金的中期投放重点应转移到生产项目，即选择辐射面广、引导性强对投资拉动作用大的项目，如种植业、养殖业等，可以以资金补助方式提供优良品种和先进的生产技术，充分利用本地的资源优势，发展特色产业，促进资源优势向经济优势转化，实现经济的可持续发展。
4.加强业务指导和培训工作,建立多层次监管机制
