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水库管理论文模板(10篇)
时间：2022-03-19 15:57:36
导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇水库管理论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
篇1
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
篇2
水库管理工作是水库的利用与管理，是水利工作的一项重要内容。利用是指发挥它的功能和效益，管理是为了确保水库的安全及延长其寿命。加强水库科学管理，是面对水资源的严重不足和短缺，做好水资源的节约、保护和科学高效的利用，以水资源的可持续利用，支持经济社会的可持续发展。
二、存在问题
1、工程设施方面
小型水库工程的主要任务是为农田灌溉用水服务。小型水库主要水工建筑物有挡水坝、溢洪道、放水涵（闸）管和灌溉渠道等，现就其存在的问题分别作一简述。
（1）、小型水库挡水坝，一般是均质粘土坝，标准较低，一些小（二）型水库没有进行设计就进行施工，工程设施建筑物没有达到相应的级别标准。如挡水坝高度或坝顶宽度也不够，坝的坡度较大，坝坡稳定安全系数低。相当一部分小型水库的坝基清理不完整，缺少反滤碓，坝基渗漏较大。坝体与两岸的山坡交接处，没有排水沟，山坡集水冲刷坝体。坝的上游坡面没有块石或混凝土块护坡，受水库风浪冲刷，下游坝坡也没有草皮护坡。
（2）、小型水库的溢洪道，一般为开敞式宽顶堰溢洪道，在原山坡开挖而成。经长期的运行使用，有些两侧没有导墙、底板没衬砌的溢洪道，大部分均被破坏；而有导墙和底板的也被冲刷损坏。另外，溢洪道宽度不够宽，设计泄洪流量小，溢洪道堰顶高程与坝顶高程的高差偏小，遇到特大暴雨时，水库最高水位几乎接近坝顶，严重影响大坝的安全运行。
（3）、放水涵（闸）管分为斜涵管（或放水闸）和平涵管。涵管一般为方形浆砌体结构，经过40多年的运行使用，大部分小型水库涵管都漏水严重，渗漏水不断带走或冲刷孔洞周围的坝体土质，造成坝体有空洞，最后形成坝体塌方。
（4）、小型水库灌溉渠道大部分是沿地形开挖而成，多为自流灌溉农田。渠道普遍没有进行防渗处理，渠道渗漏水量大，加上农田灌溉用水多采取漫灌、串灌、渠道间歇供水，边坡塌方沉陷较多，使渠道淤塞严重，渠道水有效利用系数低。
2、工程管理方面
传统水利工作下的水库管理主要针对人为建造的工程部分即水工建筑物及其配套设施的管理。管理范围小，管理面窄。这反映了重工程轻资源的实际。传统水库管理还存在着重更改大修，轻检查养护。现代水库管理，就是在总结以往经验教训的基础上，结合新形势，新任务，新要求，展望发展，重新制定管理职责，管理范围，管理方法，管理标准，从而逐步实现水库管理的现代化。
小型水库工程是在计划经济时期建设的，当时均成立了相应的管理单位，负责水库工程的运行管理。小（一）型水库都有事业编制的机构和运行管理的干部职工进行管理，水库是无偿为农村集体的农业生产提供灌溉用水服务，不收取水费，或者收得很少，水库的运行管理费用由地方政府负责解决。
随着市场经济的发展，农村体制与经济体系发生了根本变化，水利工程管理单位职能也发生了变化。用水对象由原来的农村集体单位变成了个体农户，水库运行管理维护费用要靠收水费来维持。要向习惯于无偿供水的农户收取水费和派工维护工程变得非常困难，这使得一部分水库的运行管理机构和人员要撤并，水库变成无人管理或兼管状态，一些水库设施遭受人为破坏严重，难以发挥水库工程应有的工程效益。
3、水利工程的对外交通和通讯方面
小型水库多建于山区，远离交通干线，建库时的进库道路多是不上等级、路面狭窄、坑洼不平、弯多坡陡的临时道路。经过40多年的使用，一些水库原有道路也不能通车，即使能通车，遇到下雨也是路面泥泞，边坡塌方，车辆无法通行。目前绝大部分的小型水库缺通讯设施。如果水库出现险情，交通和通讯又不畅，容易贻误抢险时间，将产生严重后果。
三、解决问题的对策
近几年来，各级政府和有关部门，非常重视水利工作，加大了水利基础设施的投资力度，同时，也加强对病险水库工程的除险加固。作为水利工程的管理单位，要利用这难得的机遇，主动争取县、乡人民政府和上级有关部门支持，多方筹集资金，对病险水库进行处理。同时，要促使全社会关注水利工作，加快自身管理单位的经营管理制度改革，发展多种经济，增强经济实力，适应社会主义市场经济的发展需要，逐步解决水利工程管理存在的问题。
1、小型水库的除险加固
（1）、对坝高、坝顶宽不达标的小型水库
对坝高不够，坝顶宽偏小的小型水库，要根据水库工程级别，重新进行水文计算，复核设计洪水，确定坝顶高程和坝顶宽。对于坝坡要按规范规定和坝坡稳定计算，确定坝的坡度及护坡结构。
（2）、关于溢洪道欠宽的问题
溢洪道欠宽的，要按校核洪水的最大泄洪流量，确定溢洪道宽度和最大过水深度，以此来确定溢洪道宽度；溢洪道未衬砌的，要进行衬砌，保证溢洪道安全泄洪，以保大坝的安全。放水斜涵（闸）管和平涵管漏水的，根据各水库工程的特点，采用相应的处理方案，进行防漏防渗加固，漏水严重的要重建。
（3）、土坝的防渗加固
土坝要进行坝体抗滑稳定分析复核，注意检查不均匀沉陷和裂缝出现；对于坝基渗漏大、坝体填土质量差的水库，要进行坝基防渗灌浆和坝体固结灌浆处理。
（4）、灌溉渠道防渗处理
主、支灌溉渠道一般应进行渠道防渗，以减少水量损失、提高渠道水利用系数、缩短放水时间及节约水量来确保灌区用水。目前灌溉渠道防渗可以通过政府、水管单位投资和灌区受益农户投工投劳来完成。
2、加强小型水库的工程管理
（1）、乡镇的水库工程管理单位，是水利部门最基层的水管单位，当地政府要依照《中华人民共和国水法》和《江西水利工程管理条例》，结合实际情况，小（一）型水库工程由县级水利部门主管，其余小（二）型水库工程（包括小型提水、小型引水等工程）可由所属的乡（镇）人民政府统一管理。各乡（镇）成立水利工程管理机构，配套相应的管理人员，负责水费收取和水工程的维护、运用、管理。
（2）、加大各项宣传力度
各级政府和水管单位，要加大宣传《中华人民共和国水法》的力度，宣传水利是农业的命脉，是社会经济发展的基础；同时，水也是商品，要有价使用，要增强全社会节水意识，保护水资源。根据国家有关政策规定，按用水量对用水户征收相应的水费，共同管好水，用好水。
3、现代水库管理要标准化
标准化是水库管理现代化的标志之一。施行标准化，减少盲目性和随意性。标准化管理首先要制定管理标准。管理标准应包含两个方面，一是管理的质量标准，二是管理的工作量标准。质量标准是管理的工程设备应该保持的良好状态和良好程度；工作量标准是达到质量标准所必须做的工作。所以工作量标准是质量标准的细化和具体化，是实现质量标准的前提和保证。管理标准应尽可能量化，便于定岗定责和自动化管理。管理标准应定期修改，不断完善。
4、水库管理的自动化
随着科学技术的飞速发展，水库管理工作应逐步实现自动化。它包括水工机电设备操作运行的自动化，大坝观测的自动化，管理手段管理方法，如远程操作控制、各种记录资料的收集整理、技术档案管理的智能化和数字化等。
5、水管单位要发展多种经济
（1）、开展多种经营服务
根据小型水库工程的条件和特点，因地制宜，要发展适合市场经济产业，水库不能单一依赖农业灌溉用水收费来维持，要利用自身的优势，一般有条件的可建设乡（镇）供水项目，解决乡（镇）居民生活和工业用水，也可利用水库或渠道的水头落差进行引水发电，建设相应规模的小水电站，与当地电网并网供电。
（2）、发展种植、养殖业
适合发展种植、养殖业的小型水库，要发展种植经济果树、速生丰产树林、经济竹林等。同时，利用水库进行养鱼、养鸭、养鹅，水库区周边可养鸡、养猪。以种植业促进养殖业的发展，反过来养殖业又促进种植业的发展。至于发展经济所需资金，可以通过争取国家投资、单位自筹、银行贷款和个人集资等多方面筹集。通过发展经济，增强水管单位的经济实力和市场竞争力，进一步改善工作环境，提高水管人员的待遇，稳定水管人员的队伍，做好水库工程管理工作。
6、完善水库对外的道路和通讯
篇3
1概述
伴随着我国经济的不断发展，水电行业的运行方式也在呈现出一种逐渐转变的趋势。现阶段AGC应用被广泛应用于我国水电领域，同时在电网调度的基础上开展与运行。网上信息的确定对调度负荷有直接影响，尤其是对于水头变化的水电站来说，更是需要对上述现象进行重点注意，最终实现在各个小型水电站之间对机组负荷进行合理分配的目标。水轮发电机组运行状况会对电站使用效果有直接影响，电站在实际运行时可能会出现使用效果不理想的现象。为在真正意义上实现水电站安全生产，我们必须进行不断的努力与创新。安全生产是水电站安全生产管理的重要组成部分，同时也是水电站安全生产管理工作正常运行的基础与前提。现代化管理是水电站未来发展趋势与方向，为实现对劳动生产率的有效提高，必须在实际生产过程中对生产过程的安全顺利进行保障，同时促进安全生产管理工作的顺利运行。应该为劳动工作者创造良好的工作环境，促使劳动者的生命安全得到保障，这不仅对提高生产效率有重要作用，同时对水电站实现经济效益最大化有促进作用。龙凤山水库在1958年真正建立，同时其电厂在1969年真正实现发电并投入运行，水库共有2台大流量卧式发电机组，每台分别为1600KW，预计每年发电1500万度。经过长期的运行与工作，已经出现设备是陈旧以及故障不断的现象。后来经专业人员对其控制系统进行更新与改造，不仅实现对安全生产管理的有效加强，同时对电厂安全运行有重要意义。该电厂不仅为水库经济效益创收，还在真正意义上对自身价值与意义进行充分发挥。
2牢固树立安全生产观念
安全运行是水库与电厂进行一切工作的基础与前提，为实现在安全的基础上对发电量进行提升，就必须加强安全管理工作，同时上述做法对有效降低损耗有重要作用。设备管理以及员工安全生产也对其有直接影响，因此在实际进行工作时必须对上述因素进行综合考虑。其中主要包括三点，下面我们进行仔细分析。2.1水库以及电厂已经要多年的运行时间与经验，加强安全生产教育是确保安全生产发电的基础，实现从根本上对安全事故进行避免。因此，在实际工作中无论是领导还是工作人员都应该树立牢固的安全生产观念，对自身安全负责。2.2为对安全生产进行保障，电厂每年都会进行固定的停电检修，在此期间电厂领导还需要对安全生产教育进行主持。“以人为本，安全生产，预防为主”是电厂在实际进行管理与生产时的基本原则，同时可作为安全生产方针对水库电厂安全生产管理工作进行指导。在实际进行安全生产教育时可结合电厂实际情况对安全责任事故进行合理的分析，促使员工对其中的经验进行吸取。2.3为对员工的安全生产责任心进行有效增加，可在实际对电厂进行经营与管理时对认真负责的工作人员进行表彰与奖励，帮助员工对安全生产观念进行有效的树立。这不仅是对工作人员自身安全负责，也是电厂正常运行的保障。
3定期开展全员技术培训，提高技术管理水平
水库电厂在建厂开始有一批经验丰富的优秀员工，但经过长时间的发展，部分老员工已经逐渐退休。新员工呈现出逐年更新的状态，文化素质参差不齐以及业务水平较低等现象在新员工中普遍存在，这对电厂的现代化生产与管理目标的实现有阻碍作用。因此在实际上岗前应结合实际情况对员工进行科学的培训。3.1春季检修期培训相关领导可利用春季电厂停电检修期间对全体员工进行技术培训。其中水电以及电气检修员工都在理论基础学习的范围之内。同时在实际进行授课时需要对电厂实际情况进行有效结合，做到有计划以及有针对性。机组结构、性能以及工作原理等都是电厂在实际运行时的基本内容，因此在授课时必须对上述内容进行重点讲解，对工作人员的技术管理水平进行有效提高。3.2新员工培训新员工在进厂时，都会被安排在有老员工的班次或组别，老员工可以起到带动作用，促使新员工对工作环境与工作内容尽快熟悉，同时对工作要领进行掌握，最终实现对独立工作能力的有效提高。
4加强发电生产设备管理
发电生产设备是电厂的主要生产工具，保证发电设备安全、高效的运行，提高经济效益，检查维护发电生产设备对水库电厂安全生产有非常重要的意义。主要包括四个方面:4.1春季检修期设备管理水库电厂设备已运行多年，发电机组、继电保护系统小故障经常出现，每年春季设备检修项目繁多，电厂员工通过安全管理的责任心，精心维修，使陈旧的发电设备坚持正常运行。4.2发电机组检修记录在发电生产管理中，为每台发电机组建立健全完善的设备账单，建立全面的技术档案，做好检修、更换零部件记录。对于机械设备故障在检修过程中分析原因，提出处理方案，随时检查运行状况并作详尽记载，为设备检修打下基础。4.3建立设备管理责任制水机、电气等设备均有员工专职负责，要求员工掌握所管设备结构、性能、工作原理，熟悉常见故障及处理方法，当班期间加强巡视、维护，动员全体员工参与设备管理，随时将发现、解决的设备运行缺陷提报主管厂长，及时备案处理。
5加强巡视检查，发现问题及时处理主要包括两方面
5.1巡视检查是电厂安全运行的关键水库电厂运行管理分为水机、电气两个班组，建立了详细的运行巡视检查制度，要求1次/h巡视检查。在巡视检查过程中，集中精力全身心投入，观察仪表显示、听声音异常、嗅空间异味，一旦发现异常即刻分析原因着手处理，不能及时解决的及时上报，避免事故发生。对水轮发电机组温度、转数、出力、控制保护系统工作状态做好检查记录。5.2运行交班前做好全面检查将本班运行检查情况、运行及检查记录移交接班组。接班组做好接班前检查，掌握发电设备运行状态，达到安全运行的目的。
6加强监督检查实现安全生产
水库电厂建立安全生产管理制度，监督、检查至关重要，管理制度落到实处方能确保发电生产安全。水库管理处领导会同电厂管理人员逐月进行安全检查，年终全面检查。通过检查及时发现不安全因素和设备缺陷，提高职工安全意识，保证安全生产。结束语安全生产管理是一项重要的企业管理工作，同时也是一项需要长期坚持、不能松懈的工作。需要各级领导重视，全体职工参与。只有坚持“以人为本、安全第一”的安全管理方针，才能最大限度地避免和控制发电设备安全事故的发生，实现电站安全生产管理，有效的提高电厂的经济效益和社会效益。
作者:王春雨 单位:五常市龙凤山水库电厂
篇4
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.
篇5
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。
篇6
1.存在问题
1.1工程设施方面
山塘水库的主要任务是防洪、灌溉、供水、发电。其主要水工建筑物有挡水坝、溢洪道、放水涵（闸）管和灌溉渠道等，现就其存在的问题分别作一简述。
1.1.1挡水坝。一般是均质粘土坝，标准较低，一些小（二）型水库没有进行设计就进行施工，工程设施建筑物没有达到相应的级别标准。如挡水坝高度或坝顶宽度不够，坝的坡度过程，坝坡稳定安全系数低。相当一部分挡水坝的坝基清基不彻底，缺少反滤层，坝基渗漏较大。坝体与两岸的山坡交接处，没有排水沟，山坡集水冲刷坝体。坝的上游坡面没有块石或混凝土块护坡，受水库风浪冲刷。
1.1.2溢洪道。一般为开敞式宽顶堰溢洪道，在原山坡开挖而成。经长期的运行使用，有些两侧没有导墙、底板没衬砌的溢洪道，大部分均被破坏；而有导墙和底板的也被冲刷损坏。另外，溢洪道宽度不够宽，设计泄洪流量小，溢洪道堰顶高程与坝顶高程的高差偏小，遇到特大暴雨时，水库最高水位几乎接近坝顶。
1.1.3放水涵管。分为斜涵管（或放水闸）和平涵管。涵管一般为方形浆砌体结构，经过几十年的运行使用，大部分涵管都漏水严重，渗漏水不断带走或冲刷孔洞周围的坝体土质，造成坝体有空洞，最后形成坝体塌方。
1.1.4渠道。大部分是沿地形开挖而成，多为自流灌溉农田。渠道普遍没有进行防渗处理，渠道渗漏水量大，加上农田灌溉用水多采取漫灌、串灌、渠道间歇供水，边坡塌方沉陷较多，使渠道淤塞严重，渠道水有效利用系数低。
1.1.5进库道路。小型水库多建于山区，远离交通干线，建库时的进库道路多是不上等级、路面狭窄、坑洼不平、弯多坡陡的临时道路。经过几十年的使用，一些水库原有道路已不能通车，即使能通车，遇到下雨也是路面泥泞，边坡塌方，车辆无法通行。容易贻误抢险时间，将产生严重后果。
1.2工程管理方面
山塘水库是在计划经济时期建设的，在观念上没有把水当作商品，而是无偿提供用水服务，不收取水费，水库的运行管理费用由地方政府负责解决。
随着市场经济的发展，农村体制与经济体系发生了根本变化，水利工程管理单位职能也发生了变化。用水对象由原来的农村集体单位变成了个体农户，水库运行管理维护费用要靠收水费来维持。要向习惯于无偿供水的农户收取水费和派工维护工程变得非常困难，加之水库管理体制不顺管理混乱，个别水库无人管护，一些水库设施遭受人为破坏严重，难以发挥水库工程应有的工程效益。
2.措施
近几年来，各级政府和有关部门，非常重视水利工作，加大了水利基础设施的投资力度。作为水利工程的管理单位，要利用这难得的机遇，主动争取各级有关部门支持，多方筹集资金，对病险水库进行除险加固。同时，要促使全社会关注水利工作，加快自身管理单位的经营管理制度改革，发展多种经济，增强经济实力，适应社会主义市场经济的发展需要，逐步解决水利工程管理存在的问题。2.1工程措施
2.1.1对病险水库的大坝进行除险加固。对坝高不够，坝顶宽偏小的小型水库，要根据水库工程级别，重新进行水文计算，复核设计洪水，确定坝顶高程和坝顶宽。对于坝坡要按规范规定和坝坡稳定计算，确定坝的坡度及护坡结构。对土坝要进行坝体抗滑稳定分析复核，注意检查不均匀沉陷和裂缝出现。对于坝基渗漏大、坝体填土质量差的水库，要进行坝基防渗灌浆和坝体固结灌浆处理。
2.1.2确保溢洪道泄洪。溢洪道欠宽的，要按校核洪水的最大泄洪流量，确定溢洪道宽度和最大过水深度，以此来确定溢洪道宽度。溢洪道未衬砌的，要进行衬砌，保证溢洪道安全泄洪，以保大坝的安全。
2.1.3改造放水涵（管）洞。放水斜涵（闸）管和平涵管漏水的，根据各水库工程的特点，采用相应的处理方案，进行防漏防渗加固，漏水严重的应进行封墙后另外开凿放水隧洞。
2.1.4渠道防渗。为减少水量损失、提高渠道水利用系数、缩短放水时间及节约水量来确保灌区用水。必须对渠道进行防渗处理，其经费可以通过政府、水管单位投资和灌区受益农户投工投劳来筹集。例如，2002年胜天二号灌溉渠道受益户自筹资金10万元，对2.2km输水渠道进行砼防渗。
2.1.5完善水库对外的道路。水库对外交通道路和通讯设备，是抢险工作的根本保证。它能使抢险物资和人员迅速送达水库，避免出现重大的灾害事故。水管单位要会同交通部门把水库与公路干线连接的道路，列入当地的交通公路网进行修通。
2.2非工程措施
2.2.1加大宣传力度，提高依法治水的能力。各级政府和水管单位，要加大宣传《中华人民共和国水法》的力度，宣传水利是农业的命脉，是社会经济发展的基础；同时，水也是商品，要有价使用，要增强全社会节水意识，保护水资源。根据国家有关政策规定，按用水量对用水户征收相应的水费，共同管好水，用好水。
2.2.2落实责任，加强巡查自2004年来我县进一步明确了山塘水库管理责任。小（二）型以上水库由水行政主管单位管理，防汛责任人由所属乡（镇）的乡（镇）长和各水库电站的负责人共同承担。小（三）型水库和山塘由所在行政村管理，防汛责任人由所在行政村的村主任承担。全县山塘水库全部落实水库巡查员，1万立米以上的水库县水利局给予水库巡查员年补助资金600元。
2.2.3实行一水多用
根据山塘水库的条件和特点，因地制宜地发展适合市场需要的产业，水库不能单一依赖农业灌溉用水收费来维持，要利用自身的优势，一般有条件的可建设乡（镇）供水项目，解决乡（镇）居民生活和工业用水，也可利用水库或渠道的水头落差进行引水发电，建设相应规模的小水电站，与当地电网并网供电。
2.2.4发展多种经营
篇7
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。
篇8
一、概述
王屋山水库位于河南省济源市西北部60公里逢石河支流铁山河上，是一座以防洪为主，结合灌溉、供水、发电等综合利用的中型水库。总库容690万立方米，兴利库容523万立方米，控制流域面积101平方公里。大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高77.3米，坝顶高程712.3米。溢流堰为厚1.6米，高3.8米的拱形薄壁堰，堰顶高程705.6米。
该水库溢洪道主要有两个问题：一是溢流堰施工质量差，下泄水流紊乱，汇洪能力小；二是溢洪道下游陡坡段基岩风化严重，冲恻成深槽，严重危及水库正常泄洪。为解决溢洪道上述问题，本文就该水库溢洪道除险加固方案进行分析。
二、溢流堰改建方案分析
该水库溢洪道原溢流堰为拱形薄壁堰，由于施工质量差，过堰水流紊乱紊乱，泄洪能力小需要改建，那么采用什么方案进行改进呢？我们经过研究提出三个改建方案：
（一）在溢洪道平台上游建实用堰方案
该方案需要拆除原拱形薄壁堰，在溢洪道平台上游建实用堰，实用堰下游底板进行钢筋土护砌。实用堰堰面为WES曲线，下游接反孤段，堰顶宽50米不变。根据计算，堰顶高程为705.28米，相应兴利库容492万立方米，溢洪道最大下泄流量1932立方米每秒，工程费用36.5万元。
（二）在溢洪道平台下游建实用堰方案
该方案需要拆除原拱形薄壁堰，在溢洪道平台下游建实用堰，实用堰上游底板进行钢筋混凝土护砌。堰顶宽及堰面曲线同上。根据计算，堰顶高程为705.3米，相应兴利库容494万立方米，溢洪道最大下泄流量1935立方米每秒，工程费用27万元。
（三）溢洪道上建迷宫堰方案
由于该水库位于资源十分紧缺的山区，迫切需要水库能增加蓄水量。迷宫堰是我国近十几年才引进的一种新技术，堰顶轴线呈折线型，泄流能力大大高于传统的直线堰，在堰顶宽不变情况下，既能满足泄洪要求，还能抬高堰项高程，增加兴利库容，从而同时满足泄洪和增加水库蓄水量两个要求。
根据计算、研究，迷宫堰采用倒四宫，单宫宽12.5米，单宫堰展长32.5米，展宽比2..6，堰顶宽50米，堰高4.26米，堰顶最大水头5.44米，最大水头堰高比1.277，堰顶高程706.56米，相应兴利库容543万立方米，工程费用49万元。
（四）方案分析
该水库溢洪道除险加固三个方案主要技术经济指标见表1。
通过对上述三个方案进行技术经济比较我们认为，虽然建迷宫堰方案比前两个方案工程费用多一些，但该方案不仅能满足泄洪要求，还能使水库兴利库容提高51万立方米（提高10%），这对于水资源十分宝贵的山区来说，是非常重要的。所以溢流堰改建方案确定采用在溢洪道上建迷宫堰方案。
三、溢洪道下游陡坡段加固方案分析
溢洪道平台出口至下游河床落差较大，岸坡陡峭，基岩风化严重，经二十多年运行，已形成三道深槽，急需加固处理，为此我们提出以下两个加固方案：
（一）下游陡坡护砌方案
由于陡坡上部岩石节理发育，风化较严重，而下部岩石较完整坚硬，因而主要对陡坡上部护砌。没东西向节理面开挖后做混凝土护面，护面长度为25米。陡坡下部的冲坑和几条较大张开节理做适当开挖后用混凝土浇筑填平。在接近下游处建垂直陡坎。由于顺陡坡水流流速很大，直接威胁河对岩防汛道路，故对岩防汛道路也需要护砌。该方案工程费用为97万元。
（二）挑流方案
溢洪道下游修挑流鼻坎，通过迷宫堰的水流经挑澈卤坎直接挑落到下游河床内，使溢洪道陡坡免受冲刷。落水点至挑流鼻坎水平距离控制在75~160米，垂直距离为35.7米。挑射角采用25o。经计算，河床冲刷坑深度为13.9米，挑射距离为83.7米，其工程费用为55万元。
篇9
水库移民规划综合评价的必要性是由水库移民项目社会、环境和经济发展目标的综合性、移民工作复杂性和系统的层次性所决定的。
1.1项目社会、经济、环境目标的综合性
1.1.1社会因素复杂
水库淹没范围广，移民数量一般较大。由于水库一般建在偏远山区，因而移民不仅大多贫穷落后，而且还有可能涉及少数民族问题。由于山区空间地域条件限制，当地移民安置容量有限，很难全部在当地就地安置。若需远迁，又涉及文化、经济、社区组织、风俗、生产技术、生活习惯、心理等一系列复杂因素的整合问题。这些问题解决的好坏，不仅关系到水利项目能否顺利建设，能否尽快发挥投资效益，更涉及当地社会能否安定、经济能否发展，移民生产生活能否恢复与发展的大问题。稍有不慎，还会带来长期的负面影响。
1.1.2环境影响深远
水库淹没肯定会给当地气候、动物、植物、地质等生态环境系统带来难以避免且久远的影响。与此同时，大量的移民重新建设活动也会给移民安置区周边环境带来诸多影响。相对而言，移民对生态环境的影响是部分可控制可调节的。因此，做好移民规划中的环保影响评价和保护措施优化，追求良好的环境效益也是事关久远的重要目标。
1.1.3经济因素制约
我国还是发展中国家，进行大型水利工程建设的投资是有限的，移民经费不会十分宽裕，要解决移民生产恢复与发展，脱贫致富，并可持续发展，必须就移民规划的社会经济发展目标进行优化与评价。
从上述目标分析可见，移民规划中环境容量利用恰当、环保措施得力将有利于移民的经济恢复与发展。经济发展了，移民的生活水平与生活质量自然提高，如果经济能够持续发展，移民的心态自然平和向上，人与人之间的关系就容易沟通，社会就容易趋于稳定。因此，这些目标是相关的和统一的。与此同时，这些目标之间也存在矛盾。实现移民安置方案的环境、经济、社会等单目标最大化与多目标综合最优化是不可能协调一致的。不同的目标要求，在资金投入、土地利用、资源分配等方面都会有不同的结果。过分强调某一方面目标的实现，就必然影响其他方面目标的实现，同时也必然会有不同的安置方案。例如，过分强调移民环境容量与环保，就近安置移民的数量就会减少，外迁安置的移民数量就要增加，这不仅加大移民资金投入，更会增加外迁移民安置及其与安置地社区整合的难度。由于生态环境、经济、社会方面的目标追求对资源配置等方面的要求存在矛盾是客观存在和无法回避的，因此，在需要对移民规划进行多目标多层次方案综合评价，选择各种目标可以统筹兼顾、资源配置尽可能合理的方案，以实现移民安置综合目标的最优化。
1.2系统的层次性与综合性
移民规划方案是由不同层次组成的。根据移民安置任务和移民安置区资源条件、环境容量、生态环保要求以及移民资金等客观条件制定的总体移民规划方案，是第一层次的方案系统；在总体方案之下，可能又分本组安置、本村外组安置、本乡外村安置、本县外乡安置、本市外县安置、本省外市安置、出省安置等安置方案组合等第二层次方案系统；然后分转型农业安置、企业安置、第三产业安置为主等方案。各层次的方案都不是孤立存在的，都是由与其相关的系统环境和其他因素密切相关。系统之间是有层次性的，而且系统与系统的界限是相对的，随人们研究的范围和角度而确定。当我们研究移民规划总体方案时，只强调子方案与整体方案间的线性因果关系，而忽视了子方案与其系统环境的联系既有线性又有非线性、非定量的关系就不能确保子方案的可行性与合理性。尽管各级方案所处层次不同，内部各异，但又存在有机联系，不能彼此割裂与排斥。因此要在分散决策的情况下，必须通过总体目标的综合评价才能实现总体优化的目的。
2水库移民规划综合评价方法
2.1经验型综合评价方法
移民规划的最后决策，以往多在专家论证基础上由领导者决策，如果领导者水平、经验以及对项目情况的了解深度不够，往往出现偏差，并给移民生产生活恢复和社会安定带来诸多问题。随着科学决策的提倡，单纯经验型决策的做法日趋消失。
2.2计算型综合评价方法的一般程序
2.2.1确定综合评价目标
移民规划综合评价目标侧重在社会稳定、经济发展、环境优化等方面，如何细化与要求，则要兼顾眼前与长远，局部与全局，经反复比较、权衡利弊后确定。尽可能避免选择定位不当导致评价的失败。
2.2.2确定评价范围
评价范围涉及实现各评价目标的各种因素及其之间的相互制约关系。主要有移民资金及年度分配；移民人数及其地域、民族、职业、生活状况、文化技能等；可供后迁的环境容量、可供外迁的地域与条件；移民政策与安置标准……等，必须把握主要因素，确定适当范围，既要确保评价的准确性，又避免太大的工作量。
2.2.3确定评价指标和标准
评价指标是评价目标的具体化，指标的设立不仅与移民规划的目标、特点、类型、规模有关，而且与子目标所处的层次有关，与视角与侧重点有关。指标的设立主要遵循下列原则：
（1）系统性原则。指标体系必须全面反映移民规划项目的综合目标，其主要指标既要反映直接效果，又要反映间接效果，确保综合评价的全面性与可信度。
（2）可测性原则。指标含义明确，所需的数据资料便于收集、计算简便、便于掌握。
（3）定量指标与定性指标结合使用原则。运用定量指标计算，使评价具有客观性，采用定性指标，可弥补定量指标的不足，兼顾使用，能使评价结果趋于合理正确。
（4）可比性原则。指标的趋势相同，有可比性。
（5）层次性原则。有利于指标权重的分配，便于确立移民方案和综合效果。
指标体系建立后，以过去的实际经验为依据，对可量化指标制定出能被评估专家和决策者接受的具体标准和统一的计算方法，对环境优化、社会稳定难以量化的指标等可作定性描述或同尺度的分级，以利测算。
2.2.4确定指标的权重
各种分项指标对综合评价的影响程度是不同的，为了正确地反映各分项指标对整体评价目标的重要程度，通常通过加权予以修正。因而客观而正确的确定加权系数成为取得正确评价结果的关键因素之一，必须通过选准专家、妥善而正确地搜集和处理专家意见才能得以实现。
2.2.5选择合适的综合评价方法
评价经常采用多种方法结合使用，在不同阶段采用不同的方法。如何最优，尚需不断探索与改进。
应注意的是，上述各项程序包括预测、分析、评定、计算、模拟、综合等工作，它们是要交叉和反复进行的。
3移民规划综合评价模型
可根据项目情况选用以下模型：
3.1通用评价模型
3.1.1影响移民规划方案的因素分析
在移民规划方案选择的综合评价中，主要考虑如下客观因素：工程移民投资额及年度分配计划，移民人数、户数与地域分布，移民的民族状况、经济状况、文化与技能状况，库区洪水线以上可开发地域面积与分布，当地自然条件与物产特产状况，周边地区经济状况与交通状况，以及国家提供的扶持措施与优惠政策等客观因素，与此同时，还要考虑移民的意愿，当地政府或组织的要求，移民工作的组织与管理等人们主观方面的因素，由于这许多主客观因素都是各移民方案能否成立的条件和背景，脱开或背离这些条件和背景，移民方案就无法成立，也就谈不上移民方案的优劣评判了。因此对影响因的分析必须全面、细致、准确，必须主次分明。
3.1.2因素的分类
全部因素可分为决定性因素，客观因素和主观因素三种类型。
决定性因素是指哪怕其他因素或条件再好，只要这些决定性因素不能满足，那么相对应的规划方案就不能成立。例如移民投资总额、移民安置量等，都是决定因素，在任何规划方案中都必须在确保满足决定性因素的前题下才能对各规划方案进行优化与选择。
客观因素是指通过规划方案预期的数据资料计算的定量因素，它是不随评价人员的主观意识而变化的因素，如环境容量，工农业产值等。
主观因素是指那些不能通过数据资料计算而得到，只能通过评价人员结合项目所在地的实际情况，结合类似项目的经验和主观理解所做出的定性描述的因素，如生活质量，社会安定等。
3.1.3模型的建立
该模型是将上述三种因素相结合而形成的单一综合评价指标，它是一个无量纲的指标。
其中客观因素无量纲指标与权重均需通过专家咨询确定。
移民安置规划通用模型计算过程图
按各项移民方案的综合评价值的大小进行排序，分值高者即为相对优秀的方案。在此基础上，再由评价专家或决策者综合多方面因素最终选择整体性能最优的方案，经批准后付之实施。
3.2层次—熵多目标决策分析模型
用层次分析法决定各指标的模拟权重，利用决策矩阵提供信息，进一步用多目标决策中熵技术修正决策者先验决定的优先权重，再确定最优方案。
本模型的基本思想是把复杂的问题分解为各个组成因素，将这些因素按支配关系分组形成有序的递阶层次结构，通过这些因素的成对比较，可以得到各因素在层次中的相对重要性。在综合人的判断以决定各因素相对重要的总顺序后，可以计算得到权向量、特征根和一般性指标等，从而达到求解的目的。
根据移民规划综合评价的特点和要求，经过分析、筛选，可以提出一个类似下列可供参考的层次结构体系。
各层次指标体系中有可量化指标和非量化指标。对可量化指标可通过发展预测模型等方法分析计算得到，对非量化指标，则需通过德尔菲法、请咨询专家对规划方案和影响因素进行分级或打分求得。
纵观以上两种综合评价模型可见，虽然在实际评价中均有一定工作量，但其指导思想是正确可行的，经过实践可通过抓主去次的方法尽可能优化程序，提高效率。与此同时，还可进一步探索其他更好的综合评价方法或模型，使规划综合评价的成果更加科学，以便在特定条件下，能够选择一个相对最优的移民方案，为移民的生产生活提供一个更好的持续发展的空间。
［参考文献］
［1］吴宗法，施国庆.水库移民生产发展规划理论探讨［J］.水利水运科学研究，1994，6.
篇10
2设计要求与抗冲磨混凝土品种的选择：
使用C50硅粉混凝土或抗磨抗空蚀性能与硅粉混凝土相当的HF混凝土，采用泵送浇筑，二级配混凝土塌落度为16~18cm，混凝土的抗空蚀性能和抗磨性能要比原设计的普通C30混凝土的抗磨抗空蚀性能有显著的提高，同时要抗裂性要求。由于泄洪洞和溢洪洞结构尺寸较大，混凝土衬砌厚度达1.5～2m，已属大体积混凝土，为避免温度裂缝的产生，要求进行温度控制，但该工程施工工期紧，既不能避开高温季节浇筑混凝土，又无温控设施以控制入仓温度，而洞内必须采用泵送浇筑施工，又使混凝土的水泥用量较常态普通混凝土提高30%以上，该工程原浇筑的C30普通混凝土，其水泥用量已达360kg/m3，在这种情况下，浇筑C50高强度混凝土，要控制水泥用量以达到控制裂缝的目的，其难度将是很大的。因此，抗裂性能成为选择抗冲耐磨护面材料的重要参数。硅粉混凝土是一种抗冲耐磨性能好的护面材料，但硅粉混凝土易于产生裂缝的缺点也是众所周知的，采用硅粉混凝土是不可行的。
HF高强耐磨粉煤灰混凝土简称HF混凝土，是继硅粉混凝土之后开发出的新型抗冲耐磨材
作者简介：支拴喜高级工程师，西安理工大学在读博士，甘肃省优秀专家。
作者单位：支拴喜（甘肃电力科学研究院，13909480308）
陈尧隆（西安理工大学水利水电学院,西安,710048）
料，是由优质粉煤灰与HF外加剂按一定的比例一同（代替硅粉）掺入普通混凝土中配制的抗冲耐磨混凝土。该具有优良的抗冲耐磨性能和抗空蚀性能，并且具有干缩性小，水化热温升小，施工简单易行，造价低廉等许多优点，推广应用近60个水电工程经12年的运行考验，证明该材料除具有良好的抗冲耐磨性能，尤其在抗裂方面具有不俗的表现，在工程应用中很少出现裂缝。因此，本工程选用了HF混凝土作为泄水建筑物的护面材料。
3HF混凝土的性能简介
3.1HF混凝土具有优良的抗磨抗空蚀性能
3.1.1掺用硅粉和掺用粉煤灰来提高混凝土的抗冲耐磨性能和抗空蚀破坏性能，从机理上来讲是相同的，因为二者都是发挥高活性掺合料的作用，使混凝土的结构致密，硬度和强度增加，只是粉煤灰本身的活性远不如硅粉，在HF高强耐磨粉煤灰混凝土中，借助HF外加剂的激发作用，粉煤灰可以达到或接近硅粉的活性，发挥出与硅粉相当的作用，使高强耐磨粉煤灰混凝土比硅粉混凝土具相当的技术性能。
HF高强耐磨粉煤灰砂浆和硅粉砂浆的比较表1
编号水灰比灰砂比硅粉粉煤灰HF稠度抗压强度(MPa)抗磨强度h.m2/kg空蚀失重（mg）
%%%cm7d28d28d90d90d
S150.321502.52.269.589.22.713.17166.9
S170.327.57.52.52.466.589.9//////
S260.320152.53.061.989.92.383.18144.8
表1中列出了几种砂浆的试验结果，比较表中的三个配合比，可以看出，掺15%硅粉的砂浆，与掺7.5%硅粉又掺7.5%粉煤灰的砂浆以及不掺硅粉全掺15%粉煤灰的砂浆，三种砂浆除7天强度随硅粉掺量的增加有所增加外，28天强度并没有多大的差异，说明在HF外加剂的作用下，掺优质粉煤灰即可达到掺硅粉一样的强度，换句话说，HF粉煤灰砂浆可以达到硅粉砂浆的强度。对比抗磨强度和抗空蚀性能，HF砂浆的抗空蚀性能还稍优于硅粉砂浆，HF粉煤灰砂浆28天的抗磨强度稍低，而90天的抗磨强度又高于硅粉砂浆的抗磨强度。
3.1.2按水工设计规范，为减免空蚀，过水表面混凝土必须达到规定的平整度要求。由于HF混凝土具有良好的和易性，施工中易于达到设计要求的表面平度。
3.1.3HF混凝土优良的抗裂性能，使HF混凝土的整体性能提高，内部缺陷减少，从而也提高了其抗磨抗空蚀性能和抗高速水流冲刷破坏的性能。
3.2HF混凝土的抗裂性
3.2.1HF混凝土具有较低的水泥用量，水化热温升小，不容易产生温度裂缝[2]。HF混凝土较同标号的普通基准混凝土比较，其水泥用量约可减少20～35%，显著的降低了混凝土中的发热成分，使混凝土的绝热温升大大降低。与硅粉混凝土比较，HF混凝土七天强度较低，意味着有较低的水化速度，这也有利于混凝土的温度控制。
3.2.2HF混凝土塑性干缩性小。混凝土泌水速度越小，塑性干缩越严重。HF混凝土的泌水性能介于硅粉混凝土与普通混凝土之间，既克服了硅粉混凝土几乎不泌水易于产生早期塑性干缩裂缝的缺点，又克服了普通混凝土泌水率大易形成面层低强度的缺点。
3.2.3HF混凝土干缩性小。HF混凝土干缩率约为普通混凝土干缩率的95%[3]，降低约5%。
3.2.4HF混凝土均匀性好，不易出现低强薄弱区，低强薄弱区容易出现裂缝。HF混凝土施工质量易于控制，使混凝土的强度波动变异系数减小。
3.2.5与硅粉混凝土比较HF混凝土具有较高的拉压比，见表2。
昆明院科研所抗冲磨混凝土试验成果表2
编号混凝土名称掺合料水胶比塌落度含气抗压强度劈拉强度拉压比
粉煤灰硅粉纤维cm%7287d28d7d28d
JH2P-HFHF混凝土15%000.3252.240.150.32.423.236.036.42
JH3P-S-ZY硅粉纤维混凝土10%8%0.9kg0.326.82.641.647.22.582.876.26.08
注：表中试验数据来自昆明院《景洪水电站混凝土及其原材料性能试验Ⅱ中间资料（2）》2004年10月
4金盆水库HF混凝土配合比试验
4.1试验用原材料
4.1.1水泥和粉煤灰：采用耀县水泥厂生产的秦岭牌P.O42.5散装普通硅酸盐水泥，水泥的28d抗压强度为42.5MPa，强度基本满足标准要求。使用渭河电厂Ⅱ级粉煤灰。
4.1.2外加剂及骨料：普通混凝土使用CR型缓凝减水剂和CS型引气剂，硅粉混凝土使用UNF-5高效减水剂，HF混凝土使用HF外加剂。骨料（略）。
4.2配合比及试验结果
由于送样粗砂（青砂F.M=2.86）数量不足，仅成型了3个二级配高强混凝土配合比（H7~H9），其中H9为硅粉混凝土，硅粉掺量为12%，H7、H8为HF混凝土。
由混凝土拌合看，硅粉混凝土粘性很大，尽管用水量较HF混凝土多10kg/m3，但塌落度仅为10cm。这主要是因硅粉颗粒很细，比表面积大，对水的吸附力很强所致，而HF混凝土的塌落度均在16~22cm之间；并且HF混凝土粘聚性好，流动性大，适宜于泵送浇筑。
表3混凝土试验配合比
编号单方混凝土各材料用量（kg/m3）
水水泥掺合料小石中石砂外加剂
粉煤灰硅粉HFUNF-5
H7154440110042463562010.40
H81583881000438655642100
H916443606044065564105.5
表3（续）试验结果
编号类别塌落度(cm)抗压强度（MPa）
7d28d60d
H7HF混凝土1648.262.967.7
H82241.45359.1
H9硅粉混凝土1055.367.468.4
从表3可以看出，硅粉混凝土7天强度及28天强度较HF混凝土明显的高，28天后硅粉混凝土强度发展较慢，而HF混凝土的强度仍有较大的增长，至60天龄期，HF混凝土与硅粉混凝土强度几乎相当。由发展趋势估计，后期HF混凝土的强度可能超过硅粉混凝土。
5金盆水库HF混凝土的抗空蚀性能及抗磨性能试验
为了验证C50HF混凝土较原设计的普通C30混凝土在抗冲磨抗空蚀方面有显著的提高，或者说验证掺用HF外加剂激发优质粉煤灰的活性，可以达到类似于混凝土中掺硅粉一样大幅度提高混凝土的抗冲磨性能的效果，在工程中大量浇筑C50HF混凝土之前，工程业主要求在小范围内进行现场实际施工浇筑，观察HF混凝土的实际抗裂效果和施工性能，并委托西北水科所进行现场随机取样，对取样进行高速水流的空蚀与磨损对比试验[1]。
进行抗空蚀抗冲磨对比试验的两种混凝土配合比如表4所示。试验用的试块为圆弧形的，其中C50HF混凝土的试件是在现场取样的，C30普通混凝土的试件是按黑河原泄洪洞的施工配合比（见表4）在室内成型的。
表4C50HF混凝土与C30普通混凝土配合比
设计等级单方混凝土各材料用量（kg/m3）陷度抗压强度（MPa）
水水泥砂小石中石粉煤灰外加剂引气7d14d28d
C30144360686610610//1.8CR0.0361422.228.131.3
C501454025554757129810HF1439.652.764.4
试验模拟试块在不同的流速和含沙量的条件下，受含沙高速水流的磨损和空蚀作用下的蚀损过程和两种材料的空蚀损失和磨蚀损失。试验的流速和含沙量分别为含沙量为P=0(清水)、P＝0.5kg/m3、P＝30kg/m3，及三个流速V＝32m／s、V＝25m/s、V＝20m／s，组合工况下的两种混凝土对比冲磨试验。
空蚀试验的含沙量分别为清水和含沙0.5kg／m3两种工况，进行空蚀试验的设备发生空蚀时对应的流速为26m/s。部分试验结果见表5。
表5混凝土抗高速含沙水流空蚀和磨损试验结果
试验条件破坏类型抗空蚀或抗磨强度相对倍数
流速含沙量kg／m3C50HF混凝土C30普通混凝土
V＝32m／s30磨损1.811
V＝26m／s0空蚀3.021
对比表4两个混凝土配合比及表5中的试验结果不难看出，C50HF高强耐磨粉煤灰混凝土较原C30普通混凝土水泥用量仅增加11.7%，而抗压强度为C30普通混凝土的2.1倍，抗磨强度为C30普通混凝土的1.81倍，抗空蚀强度为C30普通混凝土的3.02倍，并且随流速的提高，抗空蚀倍数有增大的趋向。西北水科所认为“HF混凝土抗冲磨性能显著提高了，且随流速的增大，有加大的趋势，这一点也说明了C50HF混凝土在更恶劣的条件下，其抵抗外界冲磨破坏的能力较C30普通混凝土强”。这种掺用粉煤灰和HF外加剂显著提高混凝土抗压强度和抗磨抗空蚀强度的效果，与掺硅粉提高混凝土抗冲耐磨性能效果是一致的。
6应用效果及经济比较
C50HF混凝土自1999年11月开始浇筑施工，至2002年12月全部结束，历时3年，期间最高气温达33OC，最低气温-15OC，全部采用泵送浇筑。从使用过程看，C50HF混凝土易于泵送施工，和易性好，不易发生堵管现象，表现出了HF混凝土较好的施工性能。
施工后检查，泄洪洞和溢洪洞混凝土表面光滑，无干缩裂缝和温度裂缝，达到了设计提出的抗裂要求。
2002年汛期泄洪洞开始泄洪，2003年最大来水1110m3/s，泄洪洞最大泄水流量790m3/s，库水位控制在581.3m的高水位，泄水流速约38.3m/s，连续泄水一个多月。2004年泄洪洞在水位590m高程泄水，对应流速40.7m/s，泄水历时5小时，经三个汛期运行考验HF混凝土完好无损。而改变设计之前浇筑的C30普通混凝土在2002年泄洪洞初次过水中即遭破坏，破坏面积达20多平方米，最大冲坑10cm，汛后采用环氧砂浆进行了修复。
HF混凝土比使用硅粉混凝土，每m3可降低造价48元／m3（硅粉按2500元/吨计算），同时，HF混凝土施工工艺简单，利于控制质量和加快工程进度，经济效益显著。
7结语
7.1金盆水库泄洪洞C50HF高强耐磨粉煤灰混凝土较原C30普通混凝土水泥用量仅增加11.7%，而抗压强度为C30普通混凝土的2.1倍，抗高速水流的空蚀试验和抗高速含沙水流的磨损试验结果表明，抗磨强度为C30普通混凝土的1.8倍，抗空蚀强度为C30普通混凝土的3倍，并且随水流流速的提高，抗空蚀倍数有增大的趋向，说明C50HF混凝土更宜于在更恶劣（流速更高、含沙量更大）的条件下使用。
7.2C50HF混凝土施工简单，质量易于控制，浇筑好的混凝土表面光滑平整，在浇筑块尺寸大且无温控措施的情况下无裂缝产生，表明HF混凝土具有良好的施工性能和抗裂性能。
7.3该工程设计最大流速41.6m/s，经过三个汛期最大40.7m/s流速的过水考验,HF混凝土未发生破坏，说明HF混凝土在该工程的应用是成功的。
参考文选
