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。
南江水库作为浙江省东阳市的大（2）型水利枢纽工程，已经有40多年的历史，产生了丰富多样的纸质档案。随着办公自动化的推行，水库的电子文档管理势在必行，档案工作者也面临着一项新课题。这是一个新生事物，其管理比传统档案管理要复杂得多，目前尚处于探索阶段。在信息社会中，电子文件大量产生，在单位文件流转中比重日益增加，但电子文件归档管理的基础相对薄弱，电子文件归档管理意识、制度建设以及安全维护也有待加强。
2电子文件及其特点
1）电子文件需要借助一定的设备与软件。电子文件具有数字性，它的存在需要特定的设备与软件，这个设备与软件将直接影响电子文件的质量。
2）电子文件可以实行共享。电子文档与纸质文档最大的区别在于它可以实行数字化的共享，无空间、时间与次数的限制，实现效率的最大化。
3）电子文件具有一定安全隐患。随着网络技术的盛行，电子文档保存存在一定的风险，有可能被盗用、修改，使其档案的安全性受到挑战。
4）电子文件具有一定的寿命。电子档案与传统纸质档案相比，还存在技术寿命的问题。纸质档案的寿命主要取决于使用的材料和保管条件，其反映的信息相对比较稳定，而电子文件的载体本身寿命比较长，如光盘，如果保管条件好，很长一段时间也不会损坏，但由于其离不开特定的软件平台支撑，需要随着技术的升级不断转录，否则不但可能产生信息异化，甚至因文件不可读取而使档案在几年内就寿命终结。
3电子文件对档案工作的意义
1）工作介质发生变化。传统档案工作介质是纸质，而随着计算机的广泛应用，特别是无纸质化办公的兴起，电子文件从起草、修改、审核到印发都在计算机上进行，电子文件形成后可以更新到办公系统中，供相关人员查阅。
2）整理方法发生变化。分类归档是档案工作的一个重要环节，档案可以通过人工输入的方式进行录入，也可以借助计算机的数据处理功能，如扫描等进行快速的录入与整理，极大提高了档案整理的效率。
3）鉴定和利用发生变化。传统的纸质文件材料，其原始性、真实性可通过分析领导签字、用印等进行直观判断，差错概率小；而电子文件则需要通过分析文件生成时间、版本号、操作权限等元数据进行综合判定，稍不注意容易把“半成品”存档，并且容易出现被修改、原始记录难保障的情况。在利用上，由于电子文件信息载体的特殊性，渠道被极大拓宽，时效也得到极大的提高；同时，信息的保密和保真也与纸质文件有许多不同之处。
4实行电子档案管理的措施
4．1重视电子档案管理的建设尽管电子文档在我国各个领域都已出现，但是在南江水库电子档案的管理尚属空白。因此需要领导高度重视电子档案的建设，成立专门电子档案管理领导机构，进行大力的宣传，提高整体人员的认知程度；尤其是要提高直接形成电子文件的部门领导及其工作人员的档案意识。只有各部门、各层面齐心协力、互相配合，才能做好电子档案的整理与归档。
4．2解决电子档案的技术问题电子档案依赖于电子文件的形成与存储，因此档案工作人员应及时做好电子文档资料的收集、录入、整理，保存好相关的原始数据，如负责人的签署手续、移交手续等，再对原始数据进行技术处理，不能轻易改变原始数据的特性，以保证电子档案的真实性。因为电子档案的技术处理，将是电子档案有效进行存储的关键环节，南江水库在这块上比较欠缺，相关部门应引进相关技术与技术人员，对档案管理者进行培训，才能很好地解决这个问题。
4．3健全电子档案的管理机制在技术上可行之后，电子档案的管理就显得尤为重要，主要有电子档案的归档、电子档案的检查审核、电子档案的保护、电子档案的利用等环节。这些环节都需要制定相应的规章制度，按照一定的流程进行管理，使整个电子档案的管理能够统一化、有序化。在电子档案各个环节制订一定的规章制度外，电子档案管理人员则需要明确责权。目前南江水库设有档案室，里面有文书、财务、科技等档案，但没专人管理。因此在电子档案建设的过程中，应该明确责权、专人负责、协调分工，这样才能有序的进行工作开展。
4．4加强电子档案管理人员的培养在信息技术飞速发展的情形下，档案工作管理者应该与时俱进，掌握电子文件管理的技术。档案人员要适应社会信息化发展的形势，及时更新知识结构，加强对诸如电子文件的整理排序技术、信息安全保护技术、计算机病毒防治技术、网络运行维护技术等的学习，使先进的信息科技成为档案工作的有效手段，更好地为南江水库经济发展服务。
5结语
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.
1引水工程形式分析
1.1从水库放水洞引水
该县水库放水洞多采用有压涵管、有压涵洞、无压涵洞等几种形式，为充分利用水库水位压力发展自压供水，不同形式放水洞的水库自压引水应采取不同的工程技术措施。
1.1.1有压涵管或有压涵洞自压供水
从水库放水洞有压涵管或有压涵洞引水进行自压供水，应以不影响水库调洪和其它方面的供水，且压力不超过原设计压力为原则，把放水洞出口进行改造，安装三通管进行供水分流，并分别安装闸阀或阀门，以满足不同的供水要求。
1.1.2无压放水涵洞自压供水
无压放水涵洞是设在水库放水闸下游的无压放水廊道，廊道多为拱形，断面较大，水库放水时，廊道内水流为自由出水，无有压力。从这种形式的放水洞内进行有压引水，需在放水涵洞内安装压力管道，其压力管铺设有两种形式：一种是将压力管道直接接到放水洞入口，原放水洞闸门即为压力管总闸，接头预埋钢筋用混凝土或浆砌石固定，不得渗漏。这种方法即把原无压放水涵洞改为有压放水涵管，放水涵管按所用材料分钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、PVC塑料管、PE塑料管，不论采用何种管材，均应严格按操作规程施工，并加以保护。优点是不受水库水位的限制，施工条件较好，是水库自压供水较理想的连接方式。另一种是把压力管在洞内局部布设，在原放水洞水闸一侧直通水库，取水不受原放水洞闸门控制，此法缺点是放水洞放水时易冲刷洞内压力管，安装时应搞好管道固定，施工难度大，且受库内水位限制，只能降至一定水位时方可施工，这种接法一般不宜采用。
1.2破坝引水
破坝引水需对坝体进行大开挖，然后安装有压管道进行自压引水，这种方法需要破坏坝体，施工难度大，造价高，还有可能危及大坝安全，一般情况下不宜采用。
1.3倒虹吸引水
倒虹吸引水可把虹吸管埋设于坝坡下面，不需大范围破坝，施工较简单，可缩短工期，节约投资，但需要抽真空设备，运行管理要求严格，对管材质量要求也较严格，其安装高度需经严格的水力计算。
2引水系统首部设计应注意的问题
自压引水系统首部设计包括取水头部设计、引水管道计算、引水口安装高度，对倒虹吸管引水系统还应计算倒虹吸管的安装高度及抽真空设备的计算和选择等。
2.1取水头部的设计
取水头部是取水工程的组成部分，主要作用是防止浮漂物等吸入管道，运行中最大问题是防止泥砂淤积和杂草阻塞。取水头部形式很多，而作为水库自压取水的取水系统应是构造简单，安装方便，易于检修，使用效果较好的取水头部。
取水头部应设在足够的水深处，且底层进水孔下缘距水体底部不得小于1.0m，进水孔上缘在设计最低水位下的淹没深度，顶部进水时不小于0.5m，侧面进水时不少于0.3m，虹吸管和倒虹吸管进水时不小于1.0m。设计时取水头部进水孔流速不宜过大或过小，水库引水进水孔流速一般取0.2m—0.6m/s。
2.2引水管道计算
引水管道计算包括管道直径的选择和水头损失的计算，设计时管道直径应由流速确定，还要兼顾水头损失综合考虑，自流管管内流速，一般不小于0.6m/s，虹吸管管内流速，一般为1.0—1.5m/s，最小不宜小于0.6m/s。
2.3引水口安装高度
引水口安装高度不仅应满足下游用水系统的水压要求，还应满足取水头部安装尺寸要求，并且要结合水库水位和人畜饮水、工业供水和节水灌溉的设计保证率(一般为95%)综合考虑，合理确定供水范围、引水流量和引水口安装高度。
2.4倒虹吸管引水系统计算
倒虹吸管除应计算管径及进水口安装高度外，还应计算管顶最大允许安装高度和启动系统的计算和选择，倒虹吸管的启动一般采用真空泵抽真空充水启动。
2.5取水首部设计应注意的其它问题
2.5.1所选管道应经济耐用，系统不漏水、漏气，管路应固定，接口要牢固。
2.5.2不能影响大坝的安全，对倒虹吸管应采取一定的措施，防止水位过高时，水流沿管壁渗漏危及坝体安全。
2.5.3取水系统的选择应进行技术经济比较合理选用。
2.5.4不同供水系统对水质有不同的要求，要根据要求安装过滤设备。
2.5.5为充分利用水库水压，必要时在用水系统安装管道加压泵，以便在水压达不到要求时用来增加管道压力。
2.5.6引水系统首部设计时，应进行地基承载力和管道(或涵洞)压力校核。
3设计与应用实例
3.1黄崖水库低压管道灌溉工程取水系统首部设计及应用
位于费县大田庄乡的黄崖水库为小(一)型水库，总库容186万m3，兴利库容131.5万m3，设计灌溉面积266.6hm2，放水洞为无压隧洞，底高程162.4m，设计流量为2.5m3/s，放水洞长度51m，该水库灌区由于灌水方法落后，渠系配套差，浪费水极为严重，水的有效利用系数不足0.4，不能满足日益发展的农业灌溉需要，1999年9月实施自压低压管道灌溉工程措施，设计引水流量0.3m3/s。不同材料、不同取水方式计算成果列表如下：黄崖水库自压供水不同管材及取水方式计算成果表．
由上述计算成果经经济技术分析，采用了施工简单、造价低的不用原放水闸控制将UPVC塑料管沿原放水洞一侧入库的工程方案，并在引水口安装了箱式取水头部，其水压、安装高度均符合要求，运行状况良好。
3.2高家围子自压供水首部系统
高家围子水库为小(一)型水库，位于方城镇境内，总库容237万m3，其中兴利库容139.5万m3，1998年在该水库建成自压供水水厂，向该镇及周围村庄供水，由于该水厂的供水范围扩大，水厂需扩建，并需要对水库无压放水涵洞进行改造，经过技术经济分析，拟采用Φ800钢管混凝土承插管，直接与原放水闸底座连接的方案，在涵管进出口预留钢筋，用以与原放水闸和出口三通管连接，承插口对接后在接缝内浇筑环氧树脂砂浆。
3.3后楼水库自压供水首部系统
后楼水库位于汪沟镇境内，总库容296万m3，其中兴利库容134万m3，放水洞为钢筋混凝土压力涵管，在进行自压供水改造时，把涵管出口进行处理，露出原有涵管钢筋，焊接钢筋并浇筑混凝土三通管，在三通管出口分别安装了蝴蝶阀和闸阀，达到了工程设计要求，满足工程运行需要，效果良好。
参考文献：
英那河水库位于辽宁省大连市庄河地区的英那河中游，是一座以农业灌溉为主的中型水库。最大库容6053万m3。工程始建于1972年，1974年建成蓄水，坝型为浆砌石重力坝，最大坝高28m，坝长276m。为了满足大连城市供水的需要，大坝于2001年5月进行扩建，在原有的大坝上加高培厚，扩建后坝长346.6m。其中左挡水坝段长123.33m，右挡水坝段长108.27m，溢流坝长115m；挡水坝坝顶高程为83.1m，比原坝增高15.1m，溢流堰顶高程72.60m，比原坝增高13.60m，坝底扩宽11.12m，既由原坝25.54m扩至36.66m。总库容为2.87亿m3，扩建后的水库为大Ⅱ型水库。具体剖面如下所示：
扩建工程要在原坝基础上进行加宽、培厚，所以要对基础进行扩宽开挖，对老坝原有砼进行拆除。
施工区岩石为细粒角闪石黑云母花岗闪长岩（T3j）和似斑状花岗岩（T3Q），坝基除微风化～未风化外，尚有部分为弱风化岩，还有（f1，f2）的断层破碎带及断层影响带。
2、开挖主要措施
溢流坝扩建基础开挖采用手风钻浅孔按保护层开挖施工，建基预留50cm保护层进行风镐或人工撬挖，与老坝结合部位采取防震措施，并小药量松动爆破。
下游挑流鼻坎部位大体积砼（桩号0+22－0+26）采取爆破法施工。
2.1．溢流坝扩建基础开挖
爆破施工采用火花起爆方式，毫秒微差导爆管联接，炸药采用乳化炸药。为了减轻爆破地震效应对老坝体的影响，在扩建基础开挖时，距老坝下游边界2米处布设垂直防震孔一排。（该2米范围采用人工撬挖）；防震孔直径42mm，间距20cm。施工时先进行距老坝5m以外的下游石方开挖，然后用防震孔做预裂孔进行老坝下游边界25m范围的施工。与老坝体结合部位采取防震措施，并小药量松动爆破。爆破分层高度为1.0m。爆破分区见2－1－1溢流坝段开挖分区示意图。
爆破参数如下表所示：
（1）一般松动爆破参数
浅孔爆破施工采用手提式手风钻打垂直孔，分层高度1.0m，每一爆区沿坝横方向为1m，爆破参数如下：
表2－1－1
钻孔深度
（m）
底板抵抗线
（m）
炮孔间距
（m）
炮孔排距
（m）
单孔装药量
（kg）
总药量
（kg）
1.2
1.0
1.0
0.8
0.30
24
（2）浅孔预裂爆破参数
浅孔预裂爆破包括防震孔兼作预裂孔施工及建基面水平预裂施工。防震孔间距20cm，作预裂孔时装药孔间距为40cm，中间不装药孔作导向孔，按开挖分区每一预裂区预裂长度沿坝横方向为10m，为减轻爆破的地震效应，爆破时分两段进行。爆破参数如下：表2－1－2
孔径
（mm）
炮孔间距
（cm）
不偶合系数
线装药密度
（g/m）
孔口不装药长度
（m）
同段预裂爆破总药量
（kg）
42
40
2.63
225
0.4
3.69
水平建基面预裂施工时，设计水平预裂孔深为1.0m，为减轻爆破地震效应，爆破时分两段进行。爆破参数如下：
表2－1－3
孔径
（mm）
炮孔间距
（cm）
不偶合系数
线装药密度
（g/m）
同段预裂爆破总药量
（kg）
40
50
2.63
240
2.4
2.2．原溢流坝段挑流鼻坎大体积砼拆除
挑流鼻坎部位砼拆除施工时，先沿拆除轮廓线预留20cm处布设防震孔一排，孔距15cm，孔深2.5m，然后进行松动爆破区切断钢筋及钢筋砼的松动爆破，最后利用防震孔作为切割爆破孔进行切割爆破。拆除施工按两作业面分向两岸方向同时进行施工采用ф38气腿式手风钻钻孔，导爆管进行微差爆破控制，炸药采用乳化炸药。该爆破如2.2－1图所示，分为减弱松动爆破区，切割爆破区及凿除区。凿除区为20cm，切割爆破区厚50cm，与凿除区共同组成保留砼在松动爆破时的保护层。其爆破参数如下表：
表2－2－1：
孔号
抵抗线
（cm）
炮孔倾角
孔距
（cm）
孔深
（cm）
装药量
（g）
装药方式
Ⅰ号
50
70°
65
70
225
一节
Ⅱ号
50
70°
65
100
300
一节
Ⅲ号
50
70°
65
140
375
一节
Ⅳ号
50
60°
65
170
375
二节
Ⅴ号
50
60°
65
200
400
二节
切割孔Ⅵ
50
50°
15
250
150
三节
注：切割爆破时切割孔装药间距为30cm。
装药：Ⅳ、Ⅵ号孔采用导爆索下孔二节间隔装药方式。因钢筋处于上部，故上部适当多分配一些药量，由上至下按0.6g、0.4g，堵孔长度为40cm。
联线：导爆管联接分段起爆，控制最大一响药量不超过1.2kg。各排炮孔同段导爆管下孔，各排炮孔间分段微差，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ排孔每排3孔共9孔为一组，其中Ⅳ、Ⅴ排孔每排2孔共4孔为一组，Ⅵ排孔（切割孔）5孔为一组，组间分段微差。
起爆：爆破施工时，先进行第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三排孔施工，然后进行Ⅳ、Ⅴ排孔施工，最后进行Ⅵ排孔（切割孔）施工。每一爆区长约30m。
3、安全监测
3.1．爆破实验
为了保证在新建结构的施工过程中不会对原建大坝产生破坏影响，特别是为了重点保护老坝体上游防渗墙不受破坏（防渗墙仅1m，高18m，桩号0+1.0）。爆破施工过程中委托大连理工大学振动与强度测试中心进行的砼拆除的监测工作，以施工期大坝安全，并根据监测结果调整爆破参数。
爆破实验分别在桩号0+119～0+124、0+124～0+130及0+130～0+135处进行。
3.2．爆破监测结果
在砼爆破拆除过程中进行爆破震动反映实测数据如下：
桩号0+119～0+124段挑流面爆破震动反映实测结果表3－2－1
测点位置
拾振方向
同组最大药量
（g）
爆心距
（m）
最大反映振速
（cm/s）
挑流面底
水平
2100
10
1.9
挑流面中间
水平
18
1.5
闸门底
水平
25
1.0
闸门底
垂直
25
0.8
桩号0+124～0+130段挑流面爆破震动反映实测结果表3－2－2
测点位置
拾振方向
同组最大药量
（g）
爆心距
（m）
最大反映振速
（cm/s）
挑流面底
水平
2700
10
2.4
挑流面中间
水平
18
1.4
闸门底
水平
25
0.8
闸门底
垂直
25
0.6
桩号0+130～0+135段挑流面爆破震动反映实测结果表3－2－3
测点位置
测振方向
爆心距
（m）
反映振速峰值
（cm/s）
同响最大药量
（kg）
备注
爆破点下排水孔
水平
5.5
0.94
1.125
共11响
爆破点侧下排水孔
水平
15
0.86
溢洪面顶
水平
18
0.31
溢洪面顶
垂直
18
0.84
3.3爆破监测结论
通过对英那河水库爆破施工时大坝振动影响的几次监测，大连理工大学振动与强度测试中心工程质量检测报告得出以下结论：
1）爆破影应速度2.0cm/s的指标只相当于Ⅴ度地震裂度，按照该振速指标控制大坝防渗墙的振动幅度，可以保证心墙结构的安全。
2）监测得到的大坝防渗心墙附近最大振动速度响应幅值均小于2.0cm/s的设计限制值。监测的几次爆破方案均为设计合理方案。
3）按照所提供并进行监测爆破方案进行施工不会威胁大坝防渗心墙结构的运行安全。
4、施工质量控制
爆破施工中严格进行施工质量控制，具体措施有：
1）．覆盖层放样，平面位置点误差不大于200mm，高程点误差不大于100mm。
2）．基岩放样，平面位置点误差不大于100mm，高程点不大于100mm。
3）．测量交底，特别重视现场当面交底，将拆除范围、深度及要点交待清楚。
4）．专人旁站监督，发现问题及时解决。
5）．对于溢流坝挑流鼻坎大体积砼拆除，先进行砼拆除实验，取得成果后将详细方案交监理工程师审批后实施。各道质量层层把关。
6）．孔位布置、钻孔角度、孔径、孔深都严格按爆破设计要求进行。
7）．钻孔完毕后先清除孔内岩粉，并保护好孔口，检查合格后装药。
8）．炮孔装药、堵塞、爆破网络联接严格按爆破设计早先，严格检查最磊一响药量。
5、结语
1）．砼拆除及扩建基础开挖采用控制爆破工艺，有效地加快了施工进度，提高了工程施工质量。
2）．在砼拆除实验中分别进行先预裂后松动法及先松动后切割法施工。从爆破监测及现场爆破效果看，先松动后切割法施工既有利于减轻爆破地震效应，且施工时易于操作控制。在以后类似工程中当优先选用。
3）．在起爆方式上，同时起爆虽然爆破效果好，但是装药量大，爆破震动影响大；该工程采用毫秒微差导爆管联接，分段微差起爆，起爆时不断创造了辅助临空面，提高能量利用率，起到了减震作用，并且改善破碎块度，提高了清碴装车效率。
4）．砼拆除施中用斜孔爆破，有效提高了能量的利用率。但在施工过程中一定要严格控制孔的斜度，及钻孔深度。
主要参考文献：
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。
1采用离散的马尔可夫随机过程描述径流
1.1用马尔可夫过程描述径流
为了计算和应用的方便，将时间序列离散化(即分为若干时段：月)，相邻时段存在着依赖关系，以水库来水的3个相邻时段t1、t2、t3间径流关系进行分析。用X1、X2、X3表示3个时段的径流，三者之间的相关情况可分为2种情况：(1)直接相关。即不管X2取值怎样(或不计X2取值的影响)的条件下，X1与X3相关，称为偏相关，其相关程度用相关系数表征，可用数量表示为γ13。(2)间接相关。即因存在着X1和X2、X2和X3之间的相邻时段相关关系，故X1的大小影响着X2的大小，从而又影响着X3的大小。这种相关是由中间量X2传递的，不是直接的，因此叫间接相关。
1.2计算相应条件概率
当一年分成K个时段(月)，每个时段的径流以平均值来表示，记作QK(K=1,2,3,……,K)。
应用相关理论分析，可以确定相邻时段径流QK,QK-1(如图1所示)的条件概率分布函QK,QK-1的条件概率分布函数示意数F(QK/QK-1)。其条件概率分布是一个二维分布，用概率理论及水文统计原理来推求径流的条件概率计算式。
图1相邻时段径流
研究相邻时段的径流相关联系时，应用相关系数R及回归方程式求得
(1)
隔时段相关系数则为：
(2)
式中：Q1i,Q2i,Q3i为第i年相邻时段的实测径流值；为平均值；n为径流实测系列年数。本时段径流的相关关系，应用相关中的直线相关，以自回归线性公式来表示：
(3)
式中：σK,σK-1分别为时段tk,tk-1的径流均方差；R1为相邻时段径流之间的相关系数。
相邻时段径流之间应用自回归线性相关时，其间隔时段的径流对回归线的偏离值即误差的分布，经刚性和弹性相关比较后，采用了弹性相关处理方法即偏态分布，按皮尔逊Ⅲ型曲线分布。相应于条件概率的流量QPK可由下式求得：
(4)
式中：条件变差系数，其中Cvk为变差系数。一年划分为K个时段，每个时段的径流划分为M级(即M个状态)，则相邻时段的转移概率：Pkij(k=1,2,3,……,k;i,j=1,2,3,……,M)表示的含义是tk-1时段径流为状态i时，tk时段径流为状态j时的概率
而矩阵
(5)
则表示tk-1时段到tk时段状态的转移概率矩阵，显然，这个矩阵的每行各非负元素之和为1，即：
(6)
为了计算Pkij转移概率的方便，取等分的10个概率5%，15%，……95%，这样转移概率的值都为0.1，则相应的条件概率的流量Qpi由式(4)即可求得。
2动态规划
动态规划法是美国数学家贝尔曼提出的，是一种研究多阶段决策过程的数学方法。近年来广泛应用于水资源规划管理领域中
2.1动态规划数学模型
把径流当作随机过程的水库优化调度图的计算是一个多阶段的随机决策过程。它的计算模型如下。
(1)阶段：将水库调度图按月(或者旬)划分成12个相互关连的阶段(时段)，以便求解
(2)状态：因相邻两个阶段的入库平均流量Qt和Qt+1之间有相关关系，以面临时段初的库水位和本时段预报径流量Qt为状态变量St(Zt-1，Qt)
(3)决策：在时段状态确定后，作一个相应的决定，即面临时段的供水量qt，同时确定了时段末水位，进行状态转移。水库水位分M级，故有M个状态转移，按0.618法在决策域内优选，对每一个状态变量St要选择一最优供水量qt，St～qt关系曲线为时段t的调度线，决策域为(QDmin,t;Qxmax,t)
对决策变量供水量qt进行所有状态优选计算时，还要进行库水位限制的检查判别，若时段末蓄水量V2大于允许的最高蓄水位或限制水位，则在水库蓄满前供水量仍按qt放水计算，当水库蓄满后则按入库水量供水。当入库水量大于电厂最大过水能力时，超过部分作为弃水
(4)状态转移：水库状态和调度图形式有关，因考虑当时入库径流和短期径流因素，水库调度中将一年划分为K个时段，每个时段由时段初库水位Z初和时段流量Qt组成水库的运行状态，而每一种状态有一个相应的决策变量供水流量qt，用函数关系表示为：
qt=q(Z初,Qt,tk)
(7)
tk为时段数，每一个决策就有一个相应的时段末库水位，水库进行了状态转移，若将水库的水位划分为Z级，径流划分为M级。一个时段的水库面临状态有Z×M种，全年水库运行状态有K×Z×M种，水库优化调度图就是对全年各种运行状态作出相应决策变量的关系图。
由式(7)可知，当时段tk的初始库水位和径流量已定时，时段的最优决策供水量是一个定值，因而下一时段tK+1的初始库水位(即时段tk末的水位)也就是一个确定值。由于下一时段tK+1的径流不是一个确定值，而是依时段tK的径流Qt变化的随机值，其值由条件概率分布函数(弹性相关)决策。因此，水库在时段tK处于状态i，而时段tK+1处于状态j的状态转移概率为Pkij，则有，而矩阵Pk=(Pkij)则表示从时段tK到时段tK+1的水库状态转移概率矩阵，Pk完全由时段tK的调度方式和径流状态转移矩阵决定。经过多年运行后，水库的运行状态达到一个稳定的概率分布
(5)效益函数：水库进行状态转移，伴随着产生了效益函数(包括了工业用水、生活用水、灌溉用水、发电用水及三个保证率)
其中灌溉用水：因灌溉需水量每年、每月、每天都不相同，因此是随机变量，极难编制计算机程序计算，故首次引入《农田水利学》的“有效雨量”概念，使整个优化计算大大简化，完全解决了水量平衡问题，整个优化计算，水量平衡达到100%
有效雨量的计算：从水库灌区试验站获取资料Mij即从1952～1999年历年(i=1952～1999，j为第i年各月(或旬))的灌溉定额(是由历年灌溉试验站实测作物需水量采用通用电算程序计算出的)，而Mmax是48年中最枯水年的灌溉定额。Mmax-Mij=P0ij,i=1952,…,1999,j=1,…,12,逐一列表进行计算。把每年每月的有效雨量加到每年每月的来水量Qt中，因Mmax是常数，所以仅有随机变量Mij。其数学表达式如下：Cixj=Aixj-Bixj，即：
(8)
式中Cij为i年系列j时段(月)的有效雨量，aij为i年系列j时段农作物需水量(j可按日计算后归纳成各农作物生长期所需水量，再换算成月)。bij为i年系列j时段各类农作物综合灌溉水量。
(6)目标函数：根据水库水资源不足的具体情况，拟定在满足生活用水和工业用水保证率的条件下，尽量满足农业用水。目标函数可表示为：满足用水量保证率条件下供水量最大。目标函数计算可用下列分段线性函数求得：
f(st,qt)=qt
Qxmax≥qt≥Qxmin
(9)
f(st,qt)=qt+CA(qt-Qxmin)
Qxmin≥qt≥QDmin
f(st,qt)=Qxmax+CE(qt-Qxmax)
QDmax≥qt≥Qxmax
式中：qt为水库供水量，QDmin为系统供水下限，即保证城市生活用水和工业用水的下限；Qxmin为农业保证供水量与QDmin之和；QDmax为电厂的最大过水能力；Qxmax为农业供水量上限与QDmin之和；CE为发电专用水量小于Qxmin时的折算系数，CA为供水量小于Qxmin时的折算系数，在计算中，可先任意假设CA、CE,CA、CE与Qxmin的保证率成正比。给定一个CA、CE就可递推得出一张优化调度图，用水库多年入库流量资料按调度图进行历时操作计算，若计算结果所得保证率低于要求的保证率，则修改CA、CE重新递推计算(一般递推2～3次即可)，求得另一优化调度图，再进行历时操作，直至所得保证率符合要求为止。即经过试算选择满足保证率要求的CA、CE值。
2.2动态规划递推方程以qt为t阶段的决策变量，St(Zt-1,Qt)为t阶段的状态变量，则其逆时序动态规划最优递推方程为：
Ft(St,qt)=max｛ft(St,qt)+Ft+1(St+1)｝qt∈Qtt=1,2,…,N
(10)
式中：Ft(St,qt)代表水库从时刻t处于状态St出发至水库运行终了时刻N(计算周期末)的目标函数值；ft(St,qt)代表时刻t水库处于状态St取供水量qt时面临时段效益期望值；Ft+1(St+1)代表水库从时刻t+1处于St+1(j状态)出发至时刻期间各时段均采用最优决策时所得的效益期望值；Qt表示计算中t时段所用的入库径流序列；pi,j为t时刻采取qt决策，系统由第t阶段的第i种状态St转移为第t+1阶段的第j种状态St+1时的条件概率，Ft+1相应St+1状态最优决策的效益。
递推方程的约束条件如下：①库水位约束Vmin,t≤Vt≤Vmax,t，即各时段的库水位不低于死水位Vmin,t，也不能超过该时段允许的最高蓄水位Vmax,t。②水量平衡约束Vt+1=Vt+(Qt-qt)·Δt-yt-Et,式中Vt+1、Vt代表时段t末、初的蓄水量；Qt、qt代表t时段平均入库径流量和供水量；yt为弃水量，Et为水库蒸发渗漏损失。③供水约束和输水能力约束QDmax,t≥qt≥QDmin,t。t时段内供水量不能超过水轮机的最大过水能力QDmax,t，也不能小于下限QDmin,t
2.3动态规划递推计算采取逆时序逐时段动态规划递推计算，即每时段对所有状态逐一地优选对应的最优决策。对时段的多个入库流量代表值所产生的效益期望值。优选方法采用0.618法，规定搜索点为20个
2.4优化调度图Howard用Z变换方法证明式(10)随年数t增加计算是收敛的，进行递推计算采取逆时序递推，即从N时段开始递推到1时段，只要知道FN(SN)即可按式(10)递推计算。开始可取库水位(库容)～蓄水量关系曲线作为初始递推线FN(SN)。当对第一个时段的所有状态优选出最优决策后，即可往前递推一个时段。当第一年逐个时段全部递推计算完毕后，还要进行第二年周期的递推计算，是因为初始递推FN(SN)是任意假设的，故第一年周期递推所得的策略并非稳定的最优策略，必需继续递推至各时段的递推线均收敛为止，这时所得的策略才是稳定的最优策略。递推线收敛的准则是：前后两年周期中同一时段的递推线相差小于规定的相对误差ε即：
|Ft(Si)n-Ft(Si)(n+1)|/Ft(Si)(n+1)≤ε
(11)
式中：Ft(Si)n代表第n年时段t递推线上相应于状态Si的未来效益值；Ft(Si)(n+1)则是第n+1年时段t递推线上同一状态Si相应的未来效益值，ε取0.001。一般最多递推两年就可以收敛，即可得出12时段或36个时段(旬)的最优调度线。这时各时段的最优决策构成一个最优策略，即为优化调度图。显然，因考虑月(或旬)、相隔月(旬)的相关，即多用了一项概率预报，则相应增加了经济效益。由于采用了马尔可夫单链弹性相关理论对径流进行处理，使水库调度图从二维坐标变成三维坐标，形成空间水库优化调度图，再由调度图换成一组以Qt为参数的方程，递推线也由一条变成一组，即优化调度线由一条线变成一组，形成一族调度曲线图，为便于实际调度时使用。
2.5动态规划计算程序动态规划的计算是一个非常复杂的过程，不同的规划问题，要用不同的计算程序。我们根据最优化(opt)问题的数学模型［2］，用VISULC编制了计算程序，用递推方程找出最优解。该程序在PⅡ微机上调试成功，经实践证明其具有功能强大，使用方便，运行速度快等特点，并能自动绘出三维空间水库优化调度图及带有一组参数的调度曲线图。
3应用示例
本方法已应用于山东沐浴、跋山和黄前等几个大中型水库，都取得理想效果。仅以沐浴水库多目标优化调度的应用情况来说明。
沐浴水库位于山东省烟台地区莱阳市，控制流域面积455km2，总库容1.87亿m3。兴利库容1.07亿m3，年平均来水量6900万m3。水库每年向莱阳市供水180.0多万m3，灌溉面积0.93万hm2，水电站分东西电厂，装机容量共为1800kW，是一座具有灌溉、防洪、城市工业、生活供水、发电、养殖等综合利用的大型水利工程。如图2所示。
在沐浴水库优化调度过程中，我们用马尔可夫单链弹性相关理论对径流进行处理，将供水流量作为决策条件，在引入有效雨量的基础上，采用优选迭代试算来满足3个保证率(生活用水保证率、工业用水保证率和灌溉用水保证率)的动态规划算法，协调了生活、工业、灌溉和发电之间的关系。
图2沐浴水库运用系统示意
应用满足用水保证率条件下供水量最大为目标函数合理地解决3个保证率的计算问题；建立了动态规划数学模型［5］，利用其优化调度程序计算，计算结果理想，输出了大量的表格，(如表1所示，限于篇幅，仅列一小部分)，并自动绘出了水库优化调度空间图及多族调度曲线图(如图3、4所示)。利用优化调度图进行综合调节计算，在几乎不增加投资的情况下，增加了巨大的经济效益。
表1沐浴水库优化调度年序：1月份：8(单位：亿m3)
水位／m
来水量(Q)
0.6396
0.4368
0.3252
0.2591
0.2108
0.1671
0.1269
0.0938
0.0616
0.0295
最优决策水量(qt)
63.00
64.00
65.00
...
81.00
82.00
...
0.02950
0.04650
0.06650
...
0.12262
0.13155
...
0.02929
0.04617
0.06603
...
0.13063
0.05824
...
0.02909
0.04585
0.06557
...
0.12971
0.05784
...
0.02888
0.04553
0.06511
...
0.12880
0.05743
...
0.02868
0.04521
0.06466
...
0.12790
0.05703
...
0.02848
0.04490
0.06420
...
0.12701
0.05663
...
0.02828
0.04458
0.06376
...
0.12612
0.05663
...
0.02808
0.04427
0.06331
...
0.12523
0.05584
...
0.02789
0.04396
0.06287
...
0.12436
0.05546
...
0.02769
0.04365
0.06243
...
0.12349
0.05506
...
年序：48月份：12(单位：亿m3)
水位／m
来水量(Q)
0.0223
0.0170
0.0134
0.0116
0.0107
0.0089
0.0063
0.0054
0.0045
0.0027
最优决策水量(qt)
63.00
64.00
...
81.00
82.00
0.00270
0.01545
...
0.01441
0.01545
0.00268
0.01535
...
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依据制定的水库优化调度图即马尔可夫调度图，对1952～1999年共48年水文年度的径流资料进行长系列操作计算，计算结果表明，综合利用水库优化调度后，工业用水保证率为95%，生活用水保证率为97%，灌溉保证率为80.5%；多年平均年发电量为384.7万kW·h。灌溉保证率较常规调节计算的保证率75%增加到80.5%。如维持常规计算的灌溉保证率75%，则灌溉面积可从0.97万hm2扩灌到1万hm2。原沐浴水电站设计书的多年平均年发电量为311.3万kW·h，优化调度后年发电量净增73万kW·h，增加发电量24%。常规水量平衡48年总弃水量为40102.27万m3，优化调度后弃水量大大减少，仅弃水2335.14万m3。
图3水库优化调度空间
图4水库优化调度曲线
4结语
对水库进行最优化调度过程中，须对径流过程进行正确描述，采用马尔可夫单链弹性相关理论对径流进行处理，将供水量作为决策的条件，用优选迭代试算来满足3个保证率的动态规划算法，大大加强了利用优化调度图进行综合调节计算的灵活性和针对性。本方法及计算程序也应用于山东雪野水库、黄前水库等几个大中型水库，都取得了理想效果，实践证明，本方法具有适用性和可靠性。
参考文献：
［1］张勇传.水电站优化调度［M］.北京：水利电力出版社，1983.
［2］魏权，等.数学规划与优化调度［M］.北京：水利电力出版社，1984.
［3］廖昭懋，杨文礼.概率论与数理统计［M］.北京：师范大学出版社，1988.
输水洞为钢筋混凝土结构，断面尺寸1.0×1.6m，闸门结构为平板钢闸门，洞底进水口底板高程306.70m，最大设计流量12m3/s。溢洪道为实用堰，堰顶净宽10m，设四孔钢闸门。断面尺寸2.5×3.2m，闸门结构为平板钢闸门，堰顶高程311.80m，设计最大泄流量106m3/s。水库在防汛或突发事件，全体职工共同参加统一行动，统一听从调配。在灌溉和水费收缴工作中由领导带领分片管理，灌区由专人负责管理，统分相结合。
2水库各项规章制度建立健全落实情况
水库根据国家有关方针、政策、法规和上级部门有关于防汛工作决定，指示及规章制度对工程管理和防汛工作、财会管理分别制定落实了相关岗位责任制度，并层层落实到人。
3水库公益性岗位管理人员上岗情况、培训情况
小城水库属于中型水库。现有职工41人，退休9人，水管改革分离22人，公益性岗位定编19人。水管改革后公益性岗位持证上岗率100%，上岗人员对工作高度负责。人员培训按照省、市举办培训学习要求参加培训。
4水库工程运行管理、确权划界、安全鉴定情况
4.1水库1970年10月竣工投入运行，1971年12月在土坝桩号0+435m处发现坝后漏水，当时库水位为312.00m。1972年4月在该处坝下游坡高程306.7m处，出现塌坑，漏浑水，渗水量为0.00126m3/s。大坝出现险情。经处理后坝后仍漏水。迫使水库于1974年放空处理。这次处理将坝上游坡全部翻修，上游铺盖进行了修补，坝顶加宽至6.5m，并于1975年秋全部完成。1978年5月，水库再次出现险情，在土坝桩号0+435m处，库水位314.32m时，测得渗水量为0.00209m/s，渗水全部为浑水。险情再次出现。此次处理办法是在桩号0+400~0+560m段做坝后压渗盖处理。水库管理部门又于1980年至1982年对土坝桩号0+282m~0+617m段作了帷幕灌浆处理。虽经以上处理，坝后仍渗水。1988年6月，在土坝桩号0+345m处又出现三个塌坑。1991年4月，在坝桩号0+500m处出现新的渗水点。同时在坝桩号0+380~0+560m之间坝后还有多处渗水。1989年7月22日水库降特大暴雨，日雨量达167mm，超百年洪水，这场大雨入库洪水2966万立米，最大入流216.7m3/s，最大泄量120m3/s。这场洪水给工程造成了土坝0+230~254m坝后大面积滑坡，消力池边墙倒塌，及右坝头冲坑灾害。1990年工程恢复，并在桩号0+400~440m段坝后坡做压重补强，1991~1995年在0+440~0+617m坝后及坝脚做了1万立米砂卵石压重补强。1994年冬季在0+540～580m段坝后脚处从已压的砂砾石中冒气，冬季不冻，1995年春化后，0+540～617m段渗流加剧达到0.782升/秒并带土，致使坝后坡大面积下陷，经实测在0+565m段，断面最大下陷深度为29cm，坝下0+540m段由于漏水带沙1996年做了5000m3大面积压渗；1997年处理0+320～0+440m段坝下天然泡塘漏水，完成砂砾石量6000m3，按设计仍有3000m3没完成，遵照吉水技（1998）120号吉林省水利厅关于舒兰市小城子水库除险加固工程初步设计批复精神，由舒兰市水利局组织施工队完成了土坝前坡305.0~310.24m，施工坝长477m，综合工程量66925m2的干砌护坡石翻修任务。1999年5月吉林省水利厅对水库除险加固设计进行批复，2001年5月开工，到今年止，坝体防渗墙工程；坝后填筑及碎石护坡工程；坝下游压重工程；坝下游排渗、棱体及暗沟工程；左右岸输水建筑工程；至水库防汛路；坝前干砌石护坡；防浪墙；溢洪道工程的消力池、扭曲面、陡坡段、海漫段等工程已完成。现加固未完工程有闸室未建、闸门及启闭设备还没有进行维修更换；坝顶填筑；机电设备；绿化工程；观测设备。金属结构设备；房屋建筑等工程。
4.2水库土地已确权划界，确权土地面积7701亩。
4.32000年4月27日吉林省水利厅专家组对水库大坝进行安全鉴定。
5水库安全度汛工作落实情况
5.1建全联防组织，落实防汛抢险队伍，确定联系信号和群众安全转移地点。加强防汛值班值宿工作，建立建全岗位责任制，加强水文测报工作，严格按照调度命令，合理调水，及时准确向上级报水情，确保工程安全。检查通讯设备，确保通讯畅通无阻。检修好启闭设备，确保运用自如，同时做好必要的防汛物资准备。定314.75m为紧急水位，水位达到时按最大泄量泄流。联防人员上坝值班抢险，下游人民应做好转移工作（低洼村屯转移），水位到达315.20m时，下游全部转移，联防人员物资全部到库，出现险情立即抢修。遇百年一遇洪水，按日最大泄量泄流。洪水位超过315.30m时应在土坝0+00m处，人工开挖或爆破30m、最大挖深4.6m（底高程315.00m）的临时溢洪道溢洪。土方1285m3。
5.2对土坝进行密切的观测工作，加强管理，发现问题及时向上级领导汇报处理。
5.3备用电源不能使用，必要时可人工摇启闸门。
5.4主汛期发生标准内供水，严格按市防汛抗旱指挥部批复的控制运用调度计划执行。发生超标准供水，应采取抢救措施力争保坝安全并尽量减轻下游供水灾害和减少避免人员伤亡损失。
6水库工程运行管理机制情况
水库工程管理、灌区管护都是靠水库自身水费收入进行工程维修，由于资金有限，各种工程只能做维护使用。现水库除险加固工程没有完工；水库灌区没有进行规模改造，工程正常运行十分吃力，不能达到当前各种防汛和灌溉要求。
7水库工程管理中存在的主要问题和解决对策
7.1右侧闸室边墙与整流段伸缩缝在库水位较高时绕渗漏水。应进行灌浆处理。
7.2闸门及启闭设备年久运行，需大修或更换。
7.3水库没有备用电源。备12马力柴油发电机一台。
7.4水库电话线路在雨天及大风天不能正常使用，即使能使用防汛专用拍报水情电话也不能使用。需更换线路。
8工作建议
