时间：2022-06-01 20:05:35
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水库管理论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
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。
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.
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。
2水库工程运行管理、确权划界、安全鉴定情况
2.1小城水库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。
2.2水库土地已确权划界，确权土地面积7701亩。
2.32000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。
3水库安全度汛工作落实情况
3.1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。
3.2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。
3.3备用电源不能使用，必要时可人工摇启闸门。
3.4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。
4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。
5水库工程管理中存在的主要问题和解决对策
5.1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。
5.2闸门及启闭设备年久运行，需大修或更换
5.3水库没有备用电源。备12马力柴油发电机一台。
5.4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。
6工作建议
1.1从汶川地震看（特）大型水库加强地震灾害应急管理的重要性据不完全统计，因汶川地震出险水库（水电站）2473座，其中溃坝险情水库69座，高危险情水库331座，由地震带来的次生灾害：山体滑坡堵塞河道形成一定规模的堰塞湖35处，受威胁总人口超过200万。由此可见，水库一旦发生严重震害，不仅危及工程本身安全，还会引发次生水灾，其损失往往超过地震本身造成的损失。因此，对水库工程抗震应急管理工作的重视应上升到新的高度。
1.2丹江口水库地震及次生灾害的研究情况及意义自1970年蓄水至1985年，库区内诱发地震800余次，南水北调中线丹江口大坝加高工程竣工后，坝高将由162m增至176.6m，正常蓄水位将升至170m，库容将从210亿m3增至339.1亿m3，加大了水库再次诱发地震的可能性。中国地震局地震研究所表明：二期蓄水后，水库水域范围扩大，在新淹没区内具有发震构造条件的部位上，发生5级作用的地震是有可能的。一般天然地震在主震发生后，总体上震级水平呈衰减趋势，在震情发展的预测分析上较有把握，而水库发震机理和诱震因素很复杂，在震群活跃期震级往往维持在一定的水复发作，趋势判断难度很大，从而加大了应急决策的难度。2006年，湖北省政府确定了十堰城区、丹江口、竹溪、竹山、房县为省地震重点监视防御区，开展丹江口水库诱发地震研究、地震及次生灾害的防治，对保障水库上下游人民生命财产安全和南水北调中线工程的供水安全具有重要意义。
2丹江口水库地震灾害的应急管理工作情况
2.1编制完成《丹江口水库防洪抢险应急预案》预案以切实做好水库遭遇突发事件时的防洪抢险调度和险情抢护工作、力保水库工程安全、最大程度保障人民群众生命安全、减少损失为目的，对险情监测与报告、险情抢护、应急保障等方面应急工作进行了严格、细致的规定和部署，并根据水库管理的内、外部环境变化作适时的调整，为水库面对突发事件时的防洪抢险应急工作提供了指导。
2.2水库防洪调度积累了丰富的应急管理经验，具备一定的地震灾害应急能力多年的防洪调度积累了丰富的应急处理经验，培养了大批运行、检修专业人员。2008年抗击雪灾和四川抗震救灾中，汉江集团的抢险救灾队伍分别担负了抢修郴州城区主干线“两桂”线和疏通高危险级的文家坝堰塞湖的任务，体现了我们在电力、水利应急抢险方面的技术实力。
3丹江口水库加强地震灾害应急管理工作的对策与措施
3.1加强地震监测台网的建设，提高地震灾害的预警能力。目前，丹江口水库的遥测地震台网的技术水平为第二代，随着二期加高工程的进行，应建设和三峡同级的第四代综合观测和数字地震遥测台网。对可能诱发地震的地段要设专业地震台网进行地震活动特征监测，以及各种地震前兆的监测研究，根据诱震预测采取防、治相结合的抗震措施。这样不仅有利于水库的防洪安全、水库的安全调水和周边民众的生活安全，还可为丹江口水库诱发地震研究提供宝贵的数据资料，为防震减灾打下坚实的基础。
3.2制订、完善和落实水库防震减灾应急预案，加强预案的科学性及可操作性预案制订、完善和落实中应注重以下方面的问题：
3.2.1须做到一旦地震，应快速对大坝的安全作出地震反应评价，提出应急措施，制定抗震减灾方案，并通过远程通信网络将抗震减灾的方案与措施在最短的时间内呈报至决策部门，使地震引起的直接与次生性灾害降至最低限度。
3.2.2预防措施重点要对在强震中最易破坏的部分进行改进，或加强结构，或改变型式，提高其抗震能力，如变电站的构架、送出线路的杆塔、设备仪表的保护、闸门的启闭系统、土石坝坝坡、上坝道路等。水利工程的破坏主要是变电、输电架构和送出线路的倒塌、送电中断；机电设备、仪表、通讯、备用电源的损坏；其次是边坡崩塌，交通中断；泄洪设施如闸门、启闭机的破坏，导致不能正常启闭泄洪；厂房围墙和生活设施倒塌。地震灾害发生后，关键要密切监测和巡查水利工程的可能受损结构、部位及设施，及时对险情进行应急处理，使地震灾害的损失和危害降至最小。
3.2.3地震灾害中水利工程的应急处理还涉及到水、雨、工情的监测预报和水利工程的优化调度问题。除降雨、余震等引发的山洪、滑坡、泥石流等对水利工程造成的不利影响外，山区河流沿岸的崩山、滑坡、泥石流，可能壅堵河道，形成堰塞湖等次生灾害，当湖泊水位上升到一定高度后，可能冲溃堵塞坝，形成溃坝灾害，对下游大坝造成冲击。因此，预案应对工程进行科学合理的调度，在可能的情况下，既保证正常的供水、供电，又要保证工程的安全，做好准备确保大坝的泄洪设施安全，让大坝顺利泄水，降低蓄水位，甚至考虑腾空库容，避免出现溃坝事故。预案中还需强调，水利部门有权对易发生次生灾害的设施采取紧急处置措施，加强监控，还有必要提出应急性的群众转移、避灾方案，情况紧急时，可强制组织下游群众避灾疏散，以防止灾害扩展，减轻或消除危害。
3.2.4应发展应急通信优势技术，建立起一套空中与地面相结合、有线与无线相结合、固定与机动相结合的立体应急通信系统，加强互联互通监管和通信相关设施保护工作。制定详尽周密的应急通信保障预案，还应定期进行应急通信演练活动。
3.2.5与地方政府积极协作，开展防震减灾科学知识的普及和宣传教育及人员培训和应急演练，建立地震应急避难场所，推进抢险救援志愿者队伍建设。
3.3加强水库管理单位与地方政府间的沟通和协调，紧密结合内、外部应急预案
水库的内部应急预案是针对大坝管理单位而制订，外部应急预案是针对政府和公众，对大坝上下游地区实行应急处理而制订，两者应紧密结合形成完整的应急系统。水库地震灾害应急预案实际上涉及水利、工程安全、社会、管理、灾害、信息工程等多领域科学，它不仅要考虑水库大坝安全本身的一系列技术问题，还要重点考虑大坝安全与社会、经济发展之间的相互影响、作用和协调。
①农业基础设施的严重老化，由于建设使用年限过长，造成灌渠的损坏堵塞或因年久失修造成灌渠或者其他基础设施根本就不能使用。
②就渠道来说，由于维护不及时或者其他因素造成渠道堵塞或者损坏，造成支渠等已经不能通水，即使是通水也达不到大面积灌溉的要求。
③一些地区的农业配套灌溉设施老化严重，出现裂纹，排水闸已经不能使用，或者是闸口遭到破坏造成水资源的流失，水没能够被引到最需要的地方。
④由于时间太长不维护造成渠道的边坡不稳定进而造成渠道被滑坡或者桥梁断裂形成堵塞的现象。以上问题是在灌区的农业基础设施中最为重要的灌渠最常出现的问题，这些问题的出现直接影响到了灌渠的使用，并直接导致水资源无法顺利地得到利用，进而影响到农作物的收成，时间长了会影响到整个灌区的农作物的生产这些问题需要得到足够的重视，特别是灌渠等基础设施的日常性的基本维护工作必须要做到位。
2一些地区的灌区工程建设管理工作现状
2.1资金资金是进行灌区基础设施维护的最直接问题，虽然我国是农业大国但是却称不上是农业强国，在现阶段来说农作物还不能带给农民很高的收益，而在农业灌溉基础设施出现问题的时候最让人头疼的就是钱的问题，出现了损坏，需要补修的时候钱从哪来，特别是在一些农业大省，虽然农业作物产出量较大，但是农业作物所创造的直接经济价值是不太高的，这就造成农民种地的产量在不断的增长但是相应的收入却没有很大的提高，这也造成了农民对于农业的积极性不高，而对于相应的基础设施的维护就更不上心了，因为即使是投入资金维护也起不到很大的作用，不能直接地创造更多的财富。进行渠道或者农业基础设施的维护需要投入大量的资金和人力。在我国很多地区，农业虽然较为发达，但是经济却相对落后，因此在这些地区进行农业基础设施的维护困难重重，一方面由于农业灌溉设施的占地面积较大，维护成本也相对较大，另一方面人力资源不足造成日常的维护工作无法进行，更不用说再进行大面积的渠道等基础设施的维修与管理了。在很多农业发达地区都采用投劳折资的办法，但是实施标准却没有及时地更新，很多农民宁愿出去打工也不愿意在家门口挣那么少的工资。资金和人力资源的缺乏造成了农业区的农业基础设施维护很难进行。
2.2工程建设的管理需要进一步完善无论是何种工程建设其施工过程都需要完善的严谨严密的工程监理工作，这是工程质量的保证，也是工程建设的必然要求，但是在灌区的相关配套设施建设或者节水工程的建设过程中还是存在一些问题的，很多监理工作只停留在对施工阶段的质量监理而不是对于整个工程的全程监理，另外一方面，灌区工程建设由于其特殊性某些地方的监理合同内容是很不规范的，有时候只是走走形式，这对整体的灌渠管理是极为不利的。再有就是施工技术和观念的脱节。有一些沿用了很长时间的技术还在使用而没有任何更新，陈旧的施工技术与处理工艺在很大程度上影响了渠道的使用效果。
2.3资料管理的问题工程建设是一项需要专业素质的工作，无论是工程相关资料的管理还是施工人员都需要有较高的专业素质，但是在一些施工单位或者质检部门存在着很多未接受专业培训的人在做着需要专业知识的工作，造成资料管理的混乱，这主要是由于资料管理人员不具备相关的资料管理知识，时间长了就会出现自己设计数据的现象，这种行为的影响是巨大的。
3灌区水利工程管理的对策
3.1注重整体完整化的监督管理在日常的维护工作当中要做好养护工作，把养护细节做好，日常使用中一旦发现出现损坏要及时的进行维修，使破损度降到最低，这样做虽然会增加一些日常维护的工作量，但是从长远来看对灌区设备和灌区的资金投入都有着积极的意义。再有就是要注意各部门的协同合作，在出现问题时要采用何种维护模式进行修补都要通过统一的系统进行共享，生成维护检测报告给各部门参考，这样做能够优化资源，在最短的时间内把问题解决。
3.2加大宣传力度，营造爱护水利工程的舆论氛围灌溉区的水利设施对于灌溉区的意义是不言而喻的，对农作物来说水利设施可能就相当于命脉，经过一些灌溉设施的维修记录来看，很多问题是因为日常的使用方法不正确或者人为的破坏造成的，这就涉及到对于爱护灌区设备的日常宣传，灌区设备的健康状况与运转情况与灌区生活的人们的利益是紧密相连的，对水利设施的爱护就是对自己家园的爱护，另外要下大力度对蓄意破坏水利设施的违法行为进行处罚，不断进行爱护水利设施的宣传。
3.3加强工程建设，确保工程质量水利设施的质量直接关系到水利设施的寿命，在一些案例中我们发现确实存在一些地区的水利设置质量不过关，造成在使用过程中出现很多问题，这就要求在灌区的水利设施的建设之初就要严格把守质量关，完善质量保证体系，建立健全质量追溯体系，在进行施工之前首先要严格筛选施工单位，一定要选择有相关的施工资质且在业内较为先进的施工单位，在进行施工过程中要不时地进行抽查，对于不符合质量要求的设施要进行整改直到达到相关要求为止。最后建立完善的建设资料体系，这对于日后的设施维护有着重要的参考意义。
3.4转变工程管理观念，创新管理体制建立完善完整的工程管理体系对于整个工程的建设与维护有着积极的意义。要不断进行体制上的创新以适应不断变化的环境，创新管理体制，使工程从施工到后期的维护都能够在完整的体制内进行，这样对工程安全及日后的维护都有着重要的意义。
3.5加大管护经费投入，保证工程管理工作资金是工程建设，工程维护的基础，没有资金投入工程建设与维护是无法进行的，这就需要相关的管理部门开拓思想，进行体制创新，让自己管理的资源能够自行的运转起来，产生收益，保证工程的建设与维护能够进行。
3.6加大考核力度，建立长效管理机制管理者是人，对人要严格考核，做到考核的细化，切忌一刀切，要准确的找出责任人，建立较为完善的人事管理制度，将考核与灌区的设施维护结合到一起。
4结束语
关键词：水情自动测报系统；系统总体功能；关键做技术参数；金沟河灌区
中图分类号：TV123 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2013）-01-0169-1
0 引言
灌区信息化建设是实现新疆农业现代化的必由之路。大型灌区水利管理工作的效率提高必须由信息化来提供技术支撑[1]。金沟河流域位于新疆塔城地区沙湾县境内，地处天山北麓，准格尔盆地南缘，东以玛纳斯河为邻，西与巴音沟河相连。灌区内分布着沙湾县部分乡镇（场），新疆生产建设兵团农八师的部分团场。其得天独厚的地缘优势和规模化、集约化程度高，而水资源管理效率相对较低，决定了其建设水情自动测报系统的必要性。
1 金沟河流域水情自动测报系统的总体设计
系统设计的目标是根据金沟河灌区信息化建设的需求，结合金沟河灌区信息化的现状，建成一个以水雨情信息及视频监控信息采集为基础、通信系统为保障、计算机网络系统为依托、应用软件系统为核心的金沟河灌区数字化系统。系统的开发原则主要包括以下几个方面：（1）充分利用现有系统基础，实现系统综合效益最大化。（2）综合高度集成功能模块，实现水情自动测报系统开发集约化。（3）功能模块分化，模型结构适宜，实现系统开发建设科学化。
2 硬件系统设计
水情自动测报系统的站网由遥测站和中心站两部分组成，本系统中心站设在金沟河流域管理处，主要职责是辖区内部的系统管理。硬件系统的功能包括：（1） 各遥测站水文信息的实时自动采集以及传输和接收；（2）计算机处理数据，实现水资源的优化调度、灌区的优化配水；（3）计算机系统为Browser/Server体系结构。系统硬件构成如图1所示。
3 系统主要功能模块设计
系统的功能模块以数据库为核心，通过人机交互的方式进行基本水雨情信息数据处理、河道来水预报、灌溉调度、配水方案优选等主要功能模块。数据库又根据其根据其功能分区分为网络数据库和专门数据库两类。历史库与实时库和遥测库因为其信息共享的要求属于网络数据库。而水文预报及灌溉调度专属信息则在专用数据库。系统组织结构如图2所示。
（1）数据库管理模块。数据库系统是金沟河灌区信息的存储管理实体，是系统的支撑层，负责存储和管理公共数据，金沟河灌区信息化工程数据库系统由数据库管理系统和数据库组成，部署在本灌区中心站的数据存储中心。功能包括各种信息汇集的存储，数据访问、数据管理，信息交换及共享。（2）水情遥测模块。水情监测系统主要完成金沟河灌区信息化建设工程要求建设的各水文终端站所管辖水雨量监测点数据的采集和传输以及信息的预处理，并将采集的信息存储于实时数据库中。建成后系统可实现所监测水雨情数据的采集、存储，并将采集数据传输到中心站存储系统。（3）信息查询模块。水雨情实时信息查询管理子系统的目的是查询遥测数据，了解水雨情数据的实时变化，设定系统与遥测系统关系。包括：数据设定、列表查询、图形查询、站置定位、帮助等方面。系统提供了报警功能，查询水位，语音报警。（4）视频监视模块。金沟河流域水情自动测报系统建设目标为采用现代数字视频技术，在输配水关键点建立视频监视系统。全程保护金沟河灌区工程的设备安全和输配水环节的直观表达，为提高金沟河灌区的生产和设备各项管理业务水平提供有效的保障。（5）灌溉调度。根据上游水文测站测的流量或降雨量，通过一定的预报模型，计算出库水位；而洪水预报是进行入库流量预报及通过入库流量和时段长得出水库库容。根据预报结果，通过四种调度方式进行调度，然后由水库调度人员根据实际经验对调度结果进行修正，进行水库调度，为实际工、农业和垦区人民生活服务。对系统的预报、调度作业的成果，结果进行整理。
4 结语
随着新疆农业现代化技术的高速发展，灌区水情自动化测报是大势所趋。结合水情自动测报系统的研究工作，本文给出了水情自动测报系统的总体结构，通过分析测报终端在整个系统中的地位和作用，给出了测报终端的设计要求，按照设计要求，实现了具有准确测量、实时监控、远程通信、信息存储功能的水情自动测报终端。系统的开发为灌区的水情测报及管理高效工作带来了机遇。
参考文献
[1] 张良贵.灌区水管理信息化系统建设的必要性与可行性研究[C].灌区水管理论文集.北京：中国水利水电出版社，2001：19-21.
[2] 郭生练等.水库调度综合自动化系统[C].武汉：武汉水利电力大学出版社，2000.
[3]何新林，盛东，郭生练等.内陆干旱灌区决策系统研究[J].中国农村水利水电，2004，（7）：12-14.
