導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇水庫管理論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

二、漏水水庫的特點

修建漏水水庫的總目標是盡可能把水土資源攔蓄在陸地上，減少入海的水沙總量，從而增加水資源的總供給量。與普通水庫相比，漏水水庫具有以下特點：

①充分利用地下空間蓄水，不需要永久性地占用土地；

②避免了普通水庫因水面蒸發造成的水量損耗；

③既攔水，又攔土攔肥，可以淤造出優良的農田；

④減少水土流失對下游河道水庫的淤塞；

⑤補充了地下水，減輕因地下水位下降引起的地面沉降和海水入侵災害。

另外，漏水水庫也可以像普通水庫一樣起到臨時攔洪作用。當然，它所攔蓄的水不能直接用于發電、灌溉和城填供水等，而只能通過抽取間接利用。

要說明的是，漏水水庫并不等于水土流失地區通常修建的淤地壩工程，因為后者往往只攔泥，不攔水，起不到滯洪作用。而且淤地壩總是修建在山溝中，而漏水水庫也可以修建在平原低洼地。

總之，漏水水庫的基本功能是將地表水轉化為地下水，因此，可定義為“促進地表水向地下水轉化以增加水土資源供給量的水利工程”。

三、漏水水庫的規劃設計

1.地形地質條件

漏水水庫地層中應有埋藏不深的強透水層，以便盡快地把漏下的水量輸送到遠處。透水的砂卵石層埋藏過深，無疑將增加漏水井的造價。在石質山區，河床往往就由砂卵石層組成，若在其上筑壩，由壩基潛流很快就會匯入下游河道中，達不到轉化為地下水的目標，因而不宜修建漏水水庫。

適宜修建漏水水庫的地形條件原則上與普通水庫一樣，即山谷漏水水庫宜修建在口小肚大的山谷中，而平原漏水水庫則宜修建在河道兩側洼地中。

2.水文氣象條件

漏水水庫適宜于修建夏季降雨比較集中的半干旱地區，特別是地下水位降低過多的地區。這些地區要滿足以下4個條件：①總體上水資源不足；②季節性水資源過剩，不得不排入海中；③蒸發量較大；④地下有足夠的貯水空間。具體來說就是華北地區，包括華東北部、東北西部和河南及陜西部分地區。

3.漏水水庫的布置

在山區小支流上可以布置出口控制型漏水水庫，對于水量比較大的支流，則可以修建梯級攔蓄型漏水水庫。漏水水庫應當與淤地壩和普通水庫綜合規劃，當地條件適合于建哪種工程就建哪種。

在平原地區，漏水水庫可按長藤結瓜型布置，即沿河道兩側的低洼地修建。與一般滯洪區不同的是，漏水水庫應當用堤壩圍起來以增加蓄水的深度，從而達到較小淹沒面積內盡可能多蓄水的目的。當然，水庫內還要布置漏水井。

4.庫容設計和運行控制

筆者認為，以千年一遇的洪水為標準，即能把千年一遇的洪水全部攔蓄起來的漏水水庫為全攔型，低于此標準的為半攔型。在條件允許時，應盡可能增大庫容，按全攔型設計，否則只能按半攔型設計。在山區，半攔型漏水水庫實際上介于淤地壩和漏水水庫之間，仍需要布置泄洪設施以便把超過蓄水能力的多余水量下泄到下游河道。

平原漏水水庫的庫容則應根據地形條件和淹沒損失的情況確定。原則上水庫圍堤的頂高應與河堤的頂高一致，以便盡可能增大庫容。漏水水庫的運行方式可分多年一次分水型和每年分水型兩類。前一種是遇到較大洪水時就分洪，例如按5年一次的頻率計；后一種則每年汛期都要分水入庫，以達到減少入海水量的目標。顯然，后一種運行方式是以增加淹沒損失為代價的。因為以每年兩季收獲為準，5年分洪一次的損失率為10%，而每年分洪一次的損失率則達到50%。當然，這是粗略估算。實際是每年一次的汛期水位不會太高，淹沒區的范圍當然要小一些。

漏水水庫也可以保留一部分庫容作為永久蓄水之用，以滿足庫區及周邊地區用水的需求。

5.主要建筑物

①堤壩

漏水水庫以中小型工程為主，且一般修建在覆蓋層上，故擋水建筑物應以土質堤壩為主，一般可設計為均質土壩。鑒于漏水水庫的特點，其建筑標準可以降低。首先是沒有防滲要求，即使是砂卵石，也可以用來筑壩。其次是擋水時間短，一般不超過3個月，黏性土均質壩內不易形成浸潤線，上游也沒有水位突降問題，壩體的填筑密度及壩坡坡比要求均可以降低。所以，壩體可以采用比較快速低廉的定向爆破法或水力沖填法填筑。采用后一種方法時，可輔以真空抽水讓填土加速固結。但是，為了保證滲透穩定性，仍要求采取措施防止產生管涌。

②漏水井

漏水井是漏水水庫的關鍵設施，必須保證其長期運行而不被淤堵。它與土壩中為降低浸潤線而設置的排水井不同，必須保證單井有足夠的排水能力。單井排水量和井數應以100天內排干庫區積水為準，以保證農田的淹沒損失只限于秋季作物。井底端應當深入到砂卵石層，但進水口應如何設置，其高程是隨庫水位而變，還是固定在某一高程上，它的設計和布置方法，均有待進一步研究。

③分水建筑

平原漏水水庫與河道之間需要修建分水閘壩。但是，它與常規意義上用于分洪區的分水閘不同，流入漏水水庫的水量自動滲入地下，不必等洪水退去時反流入河道，因此它只須按單向流動進行設計即可。最簡單的方案是采用混凝土滾水壩，上面用橡膠壩接高，甚至采用自潰式土質子埝加高。對于多年分洪一次的漏水水庫，自潰式子埝可能是最簡便有效的。

④泄洪建筑

如果受地形地質條件的限制，山區漏水水庫不能把來水全部攔蓄而必須以半攔蓄方式運行時，就需要布置泄洪設施，例如，壩頂溢洪道或壩基泄洪洞。小型工程可采用壩頂溢洪加土工布防護的辦法。中型工程如在兩岸沒有條件修建溢洪道，應考慮壩基埋設泄洪洞。如壩基有松軟土層，為避免沉降而發生斷裂，可以在壩體填筑完成后采用頂管方式修建。

四、需要研究的問題

除了前面提到的漏水井的設計需要進一步研究以外，下面幾個問題也值得探討。

1.已有水庫和滯洪區改造成漏水水庫

淤積嚴重而基本失去蓄水功能的山區水庫，如有條件可以加設漏水井，使之成為漏水水庫，以利用被淹沒的土地資源。平原滯洪區，如不加圍堤任其泛濫，淹沒損失將會很大。如果把比較貧脊的低洼地圍起來改造成漏水水庫，雖然投資大一些，但可以放心地多次使用，可能還是合算的。

2.減淤和恢復庫容

漏水水庫也會像普通水庫一樣逐漸淤塞，有的最終可能要淤廢。為了減輕淤積，延長水庫的使用期，可以考慮以下措施：①壩底用頂管法加設排沙洞。②用淤積土加高堤壩或堤壩采用邊攔蓄邊加高的辦法。這樣，可減少堤壩工程一次性投資的費用。③人工挖泥，挖出的淤泥用于周邊地區農田的改良。

五、結語

篇2

水庫管理工作是水庫的利用與管理，是水利工作的一項重要內容。利用是指發揮它的功能和效益，管理是為了確保水庫的安全及延長其壽命。加強水庫科學管理，是面對水資源的嚴重不足和短缺，做好水資源的節約、保護和科學高效的利用，以水資源的可持續利用，支持經濟社會的可持續發展。

二、存在問題

1、工程設施方面

小型水庫工程的主要任務是為農田灌溉用水服務。小型水庫主要水工建筑物有擋水壩、溢洪道、放水涵（閘）管和灌溉渠道等，現就其存在的問題分別作一簡述。

（1）、小型水庫擋水壩，一般是均質粘土壩，標準較低，一些小（二）型水庫沒有進行設計就進行施工，工程設施建筑物沒有達到相應的級別標準。如擋水壩高度或壩頂寬度也不夠，壩的坡度較大，壩坡穩定安全系數低。相當一部分小型水庫的壩基清理不完整，缺少反濾碓，壩基滲漏較大。壩體與兩岸的山坡交接處，沒有排水溝，山坡集水沖刷壩體。壩的上游坡面沒有塊石或混凝土塊護坡，受水庫風浪沖刷，下游壩坡也沒有草皮護坡。

（2）、小型水庫的溢洪道，一般為開敞式寬頂堰溢洪道，在原山坡開挖而成。經長期的運行使用，有些兩側沒有導墻、底板沒襯砌的溢洪道，大部分均被破壞；而有導墻和底板的也被沖刷損壞。另外，溢洪道寬度不夠寬，設計泄洪流量小，溢洪道堰頂高程與壩頂高程的高差偏小，遇到特大暴雨時，水庫最高水位幾乎接近壩頂，嚴重影響大壩的安全運行。

（3）、放水涵（閘）管分為斜涵管（或放水閘）和平涵管。涵管一般為方形漿砌體結構，經過40多年的運行使用，大部分小型水庫涵管都漏水嚴重，滲漏水不斷帶走或沖刷孔洞周圍的壩體土質，造成壩體有空洞，最后形成壩體塌方。

（4）、小型水庫灌溉渠道大部分是沿地形開挖而成，多為自流灌溉農田。渠道普遍沒有進行防滲處理，渠道滲漏水量大，加上農田灌溉用水多采取漫灌、串灌、渠道間歇供水，邊坡塌方沉陷較多，使渠道淤塞嚴重，渠道水有效利用系數低。

2、工程管理方面

傳統水利工作下的水庫管理主要針對人為建造的工程部分即水工建筑物及其配套設施的管理。管理范圍小，管理面窄。這反映了重工程輕資源的實際。傳統水庫管理還存在著重更改大修，輕檢查養護。現代水庫管理，就是在總結以往經驗教訓的基礎上，結合新形勢，新任務，新要求，展望發展，重新制定管理職責，管理范圍，管理方法，管理標準，從而逐步實現水庫管理的現代化。

小型水庫工程是在計劃經濟時期建設的，當時均成立了相應的管理單位，負責水庫工程的運行管理。小（一）型水庫都有事業編制的機構和運行管理的干部職工進行管理，水庫是無償為農村集體的農業生產提供灌溉用水服務，不收取水費，或者收得很少，水庫的運行管理費用由地方政府負責解決。

隨著市場經濟的發展，農村體制與經濟體系發生了根本變化，水利工程管理單位職能也發生了變化。用水對象由原來的農村集體單位變成了個體農戶，水庫運行管理維護費用要靠收水費來維持。要向習慣于無償供水的農戶收取水費和派工維護工程變得非常困難，這使得一部分水庫的運行管理機構和人員要撤并，水庫變成無人管理或兼管狀態，一些水庫設施遭受人為破壞嚴重，難以發揮水庫工程應有的工程效益。

3、水利工程的對外交通和通訊方面

小型水庫多建于山區，遠離交通干線，建庫時的進庫道路多是不上等級、路面狹窄、坑洼不平、彎多坡陡的臨時道路。經過40多年的使用，一些水庫原有道路也不能通車，即使能通車，遇到下雨也是路面泥濘，邊坡塌方，車輛無法通行。目前絕大部分的小型水庫缺通訊設施。如果水庫出現險情，交通和通訊又不暢，容易貽誤搶險時間，將產生嚴重后果。

三、解決問題的對策

近幾年來，各級政府和有關部門，非常重視水利工作，加大了水利基礎設施的投資力度，同時，也加強對病險水庫工程的除險加固。作為水利工程的管理單位，要利用這難得的機遇，主動爭取縣、鄉人民政府和上級有關部門支持，多方籌集資金，對病險水庫進行處理。同時，要促使全社會關注水利工作，加快自身管理單位的經營管理制度改革，發展多種經濟，增強經濟實力，適應社會主義市場經濟的發展需要，逐步解決水利工程管理存在的問題。

1、小型水庫的除險加固

（1）、對壩高、壩頂寬不達標的小型水庫

對壩高不夠，壩頂寬偏小的小型水庫，要根據水庫工程級別，重新進行水文計算，復核設計洪水，確定壩頂高程和壩頂寬。對于壩坡要按規范規定和壩坡穩定計算，確定壩的坡度及護坡結構。

（2）、關于溢洪道欠寬的問題

溢洪道欠寬的，要按校核洪水的最大泄洪流量，確定溢洪道寬度和最大過水深度，以此來確定溢洪道寬度；溢洪道未襯砌的，要進行襯砌，保證溢洪道安全泄洪，以保大壩的安全。放水斜涵（閘）管和平涵管漏水的，根據各水庫工程的特點，采用相應的處理方案，進行防漏防滲加固，漏水嚴重的要重建。

（3）、土壩的防滲加固

土壩要進行壩體抗滑穩定分析復核，注意檢查不均勻沉陷和裂縫出現；對于壩基滲漏大、壩體填土質量差的水庫，要進行壩基防滲灌漿和壩體固結灌漿處理。

（4）、灌溉渠道防滲處理

主、支灌溉渠道一般應進行渠道防滲，以減少水量損失、提高渠道水利用系數、縮短放水時間及節約水量來確保灌區用水。目前灌溉渠道防滲可以通過政府、水管單位投資和灌區受益農戶投工投勞來完成。

2、加強小型水庫的工程管理

（1）、鄉鎮的水庫工程管理單位，是水利部門最基層的水管單位，當地政府要依照《中華人民共和國水法》和《江西水利工程管理條例》，結合實際情況，小（一）型水庫工程由縣級水利部門主管，其余小（二）型水庫工程（包括小型提水、小型引水等工程）可由所屬的鄉（鎮）人民政府統一管理。各鄉（鎮）成立水利工程管理機構，配套相應的管理人員，負責水費收取和水工程的維護、運用、管理。

（2）、加大各項宣傳力度

各級政府和水管單位，要加大宣傳《中華人民共和國水法》的力度，宣傳水利是農業的命脈，是社會經濟發展的基礎；同時，水也是商品，要有價使用，要增強全社會節水意識，保護水資源。根據國家有關政策規定，按用水量對用水戶征收相應的水費，共同管好水，用好水。

3、現代水庫管理要標準化

標準化是水庫管理現代化的標志之一。施行標準化，減少盲目性和隨意性。標準化管理首先要制定管理標準。管理標準應包含兩個方面，一是管理的質量標準，二是管理的工作量標準。質量標準是管理的工程設備應該保持的良好狀態和良好程度；工作量標準是達到質量標準所必須做的工作。所以工作量標準是質量標準的細化和具體化，是實現質量標準的前提和保證。管理標準應盡可能量化，便于定崗定責和自動化管理。管理標準應定期修改，不斷完善。

4、水庫管理的自動化

隨著科學技術的飛速發展，水庫管理工作應逐步實現自動化。它包括水工機電設備操作運行的自動化，大壩觀測的自動化，管理手段管理方法，如遠程操作控制、各種記錄資料的收集整理、技術檔案管理的智能化和數字化等。

5、水管單位要發展多種經濟

（1）、開展多種經營服務

根據小型水庫工程的條件和特點，因地制宜，要發展適合市場經濟產業，水庫不能單一依賴農業灌溉用水收費來維持，要利用自身的優勢，一般有條件的可建設鄉（鎮）供水項目，解決鄉（鎮）居民生活和工業用水，也可利用水庫或渠道的水頭落差進行引水發電，建設相應規模的小水電站，與當地電網并網供電。

（2）、發展種植、養殖業

適合發展種植、養殖業的小型水庫，要發展種植經濟果樹、速生豐產樹林、經濟竹林等。同時，利用水庫進行養魚、養鴨、養鵝，水庫區周邊可養雞、養豬。以種植業促進養殖業的發展，反過來養殖業又促進種植業的發展。至于發展經濟所需資金，可以通過爭取國家投資、單位自籌、銀行貸款和個人集資等多方面籌集。通過發展經濟，增強水管單位的經濟實力和市場競爭力，進一步改善工作環境，提高水管人員的待遇，穩定水管人員的隊伍，做好水庫工程管理工作。

6、完善水庫對外的道路和通訊

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1概述

伴隨著我國經濟的不斷發展，水電行業的運行方式也在呈現出一種逐漸轉變的趨勢。現階段AGC應用被廣泛應用于我國水電領域，同時在電網調度的基礎上開展與運行。網上信息的確定對調度負荷有直接影響，尤其是對于水頭變化的水電站來說，更是需要對上述現象進行重點注意，最終實現在各個小型水電站之間對機組負荷進行合理分配的目標。水輪發電機組運行狀況會對電站使用效果有直接影響，電站在實際運行時可能會出現使用效果不理想的現象。為在真正意義上實現水電站安全生產，我們必須進行不斷的努力與創新。安全生產是水電站安全生產管理的重要組成部分，同時也是水電站安全生產管理工作正常運行的基礎與前提。現代化管理是水電站未來發展趨勢與方向，為實現對勞動生產率的有效提高，必須在實際生產過程中對生產過程的安全順利進行保障，同時促進安全生產管理工作的順利運行。應該為勞動工作者創造良好的工作環境，促使勞動者的生命安全得到保障，這不僅對提高生產效率有重要作用，同時對水電站實現經濟效益最大化有促進作用。龍鳳山水庫在1958年真正建立，同時其電廠在1969年真正實現發電并投入運行，水庫共有2臺大流量臥式發電機組，每臺分別為1600KW，預計每年發電1500萬度。經過長期的運行與工作，已經出現設備是陳舊以及故障不斷的現象。后來經專業人員對其控制系統進行更新與改造，不僅實現對安全生產管理的有效加強，同時對電廠安全運行有重要意義。該電廠不僅為水庫經濟效益創收，還在真正意義上對自身價值與意義進行充分發揮。

2牢固樹立安全生產觀念

安全運行是水庫與電廠進行一切工作的基礎與前提，為實現在安全的基礎上對發電量進行提升，就必須加強安全管理工作，同時上述做法對有效降低損耗有重要作用。設備管理以及員工安全生產也對其有直接影響，因此在實際進行工作時必須對上述因素進行綜合考慮。其中主要包括三點，下面我們進行仔細分析。2.1水庫以及電廠已經要多年的運行時間與經驗，加強安全生產教育是確保安全生產發電的基礎，實現從根本上對安全事故進行避免。因此，在實際工作中無論是領導還是工作人員都應該樹立牢固的安全生產觀念，對自身安全負責。2.2為對安全生產進行保障，電廠每年都會進行固定的停電檢修，在此期間電廠領導還需要對安全生產教育進行主持。“以人為本，安全生產，預防為主”是電廠在實際進行管理與生產時的基本原則，同時可作為安全生產方針對水庫電廠安全生產管理工作進行指導。在實際進行安全生產教育時可結合電廠實際情況對安全責任事故進行合理的分析，促使員工對其中的經驗進行吸取。2.3為對員工的安全生產責任心進行有效增加，可在實際對電廠進行經營與管理時對認真負責的工作人員進行表彰與獎勵，幫助員工對安全生產觀念進行有效的樹立。這不僅是對工作人員自身安全負責，也是電廠正常運行的保障。

3定期開展全員技術培訓，提高技術管理水平

水庫電廠在建廠開始有一批經驗豐富的優秀員工，但經過長時間的發展，部分老員工已經逐漸退休。新員工呈現出逐年更新的狀態，文化素質參差不齊以及業務水平較低等現象在新員工中普遍存在，這對電廠的現代化生產與管理目標的實現有阻礙作用。因此在實際上崗前應結合實際情況對員工進行科學的培訓。3.1春季檢修期培訓相關領導可利用春季電廠停電檢修期間對全體員工進行技術培訓。其中水電以及電氣檢修員工都在理論基礎學習的范圍之內。同時在實際進行授課時需要對電廠實際情況進行有效結合，做到有計劃以及有針對性。機組結構、性能以及工作原理等都是電廠在實際運行時的基本內容，因此在授課時必須對上述內容進行重點講解，對工作人員的技術管理水平進行有效提高。3.2新員工培訓新員工在進廠時，都會被安排在有老員工的班次或組別，老員工可以起到帶動作用，促使新員工對工作環境與工作內容盡快熟悉，同時對工作要領進行掌握，最終實現對獨立工作能力的有效提高。

4加強發電生產設備管理

發電生產設備是電廠的主要生產工具，保證發電設備安全、高效的運行，提高經濟效益，檢查維護發電生產設備對水庫電廠安全生產有非常重要的意義。主要包括四個方面:4.1春季檢修期設備管理水庫電廠設備已運行多年，發電機組、繼電保護系統小故障經常出現，每年春季設備檢修項目繁多，電廠員工通過安全管理的責任心，精心維修，使陳舊的發電設備堅持正常運行。4.2發電機組檢修記錄在發電生產管理中，為每臺發電機組建立健全完善的設備賬單，建立全面的技術檔案，做好檢修、更換零部件記錄。對于機械設備故障在檢修過程中分析原因，提出處理方案，隨時檢查運行狀況并作詳盡記載，為設備檢修打下基礎。4.3建立設備管理責任制水機、電氣等設備均有員工專職負責，要求員工掌握所管設備結構、性能、工作原理，熟悉常見故障及處理方法，當班期間加強巡視、維護，動員全體員工參與設備管理，隨時將發現、解決的設備運行缺陷提報主管廠長，及時備案處理。

5加強巡視檢查，發現問題及時處理主要包括兩方面

5.1巡視檢查是電廠安全運行的關鍵水庫電廠運行管理分為水機、電氣兩個班組，建立了詳細的運行巡視檢查制度，要求1次/h巡視檢查。在巡視檢查過程中，集中精力全身心投入，觀察儀表顯示、聽聲音異常、嗅空間異味，一旦發現異常即刻分析原因著手處理，不能及時解決的及時上報，避免事故發生。對水輪發電機組溫度、轉數、出力、控制保護系統工作狀態做好檢查記錄。5.2運行交班前做好全面檢查將本班運行檢查情況、運行及檢查記錄移交接班組。接班組做好接班前檢查，掌握發電設備運行狀態，達到安全運行的目的。

6加強監督檢查實現安全生產

水庫電廠建立安全生產管理制度，監督、檢查至關重要，管理制度落到實處方能確保發電生產安全。水庫管理處領導會同電廠管理人員逐月進行安全檢查，年終全面檢查。通過檢查及時發現不安全因素和設備缺陷，提高職工安全意識，保證安全生產。結束語安全生產管理是一項重要的企業管理工作，同時也是一項需要長期堅持、不能松懈的工作。需要各級領導重視，全體職工參與。只有堅持“以人為本、安全第一”的安全管理方針，才能最大限度地避免和控制發電設備安全事故的發生，實現電站安全生產管理，有效的提高電廠的經濟效益和社會效益。

作者:王春雨 單位:五常市龍鳳山水庫電廠

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水庫優化調度是一典型的多維非線性函數優化問題，目前常用的方法有模擬法、動態規劃及其系列算法、非線性規劃等等。這些方法各具特色，但應用中也常有一些問題，模擬法不能對問題直接尋優，動態規劃（DP）隨著狀態數目的增加會出現所謂“維數災”問題，增量動態規劃（IDP）可能收斂到非最優解，逐步優化算法（POA）需要一個好的初始軌跡才能收斂到最優解[1]。因此，這些方法還有待進一步的完善。

遺傳算法（GA）作為一種借鑒生物界自然選擇思想和自然基因機制的全局隨機搜索算法，可模擬自然界中生物從低級向高級的進化過程，GA在優化計算時從多個初始點開始尋優，對所求問題沒有太多的數學約束，而且優化求解過程與梯度信息無關[2]，因此在多個不同領域得到了廣泛應用。而GA在水庫優化調度方面GA應用相對較少[3]，馬光文等[4]使用基于二進制編碼的遺傳算法對水庫優化調度進行了研究。由于二進制編碼存在的編碼過長、效率低及需要反復的數據轉換等問題，暢建霞、王大剛分別提出了基于整數編碼的遺傳算法[5-6]，并將GA與動態規劃的計算結果進行了比較。

自適應遺傳算法（AdaptiveGA，AGA）使得交叉概率Pc和變異概率Pm能夠隨個體適應度的大小以及群體適應度的分散程度進行自適應的調整，因而AGA能夠在保持群體多樣性的同時，保證遺傳算法的收斂性。本文根據黑河金盆水庫的具體情況，建立了水庫長期優化調度的自適應遺傳算法模型，并將其與動態規劃的計算結果進行了比較。

2.水庫優化調度數學模型的建立

金盆水庫為多功能水庫，其優化調度應使其達到城市供水量最大、灌溉缺水量最小、年發電量最大和棄水量最小等目標要求。但此多目標優化模型如果直接采用多維多目標動態規劃或其它方法求解，則可能因為目標、狀態、和決策變量較多的占用計算機內存和時間，因而有必要先做適當處理，將多目標問題轉化為單目標，再進行求解。考慮到城市供水和灌溉用水要求保證率高，因此將水庫優化調度目標定為年發電量最大，而將城市與灌溉供水當作約束條件進行處理。

這樣，金盆水庫優化調度的目標函數就可以描述為：在滿足水庫城市供水、灌溉用水和蓄水要求條件下，使水庫年發電量最大。

目標函數：F=max（1）

上式中，N（k）為各時段的發電量。

約束條件：

①水量平衡約束：（2）

②水庫蓄水量約束：（3）

③電站水頭約束：（4）

④水輪機最大過流量約束：（5）

⑤電站出力約束；（6）

⑥城市供水約束：（7）

⑦灌溉供水約束：（8）

⑧非負約束。

其中，Nmin與Nmax分別為電站允許的最小及最大機組出力，Hmin與Hmax分別為電站最小及最大工作水頭，qmax為機組過水能力，WCt、WIt分別為第t時段城市和灌溉供水量。DIt為第t時段灌溉需水量，DCt,max與DCt,min分別為第t時段城市需水上下限。

3.自適應遺傳算法的實現

在水庫優化調度中，水庫的運行策列一般用發電引用流量序列來表示，而該序列又可以轉換為水庫水位或庫容變化序列。對于水庫優化調度的遺傳算法可以理解為：在水位的可行變化范圍內，隨機生成m組水位變化序列,,…,，其中，m為群體規模，n為時段數，再通過一定的編碼形式分別將其表示為稱作染色體（個體）的數字串，在滿足一定的約束條件下，按預定的目標函數評價其優劣，通過一定的遺傳操作（選擇、交叉和變異），適應度低的個體將被淘汰，只有適應度高的個體才有機會被遺傳至下一代，如此反復，直至滿足一定的收斂準則。

3.1個體編碼

為簡化計算，本文采用實數編碼。個體的每一向量（基因）即為水庫水位的真值。表示

為：（9）

式中，分別為時段t水庫水位的最大值和最小值。m為控制精度的整數，Nrand為小于m的隨機數。

3.2適應度函數

在遺傳算法中，用適應度函數來標識個體的優劣。通過實踐，采用如下適應度函數，效果更好。

（10）

式中為目標函數值，c為目標函數界值的保守估計，并且≥0,≥0。水庫優化調度為約束優化問題，關于約束條件的處理，本文采用罰函數法,

（11）

式中，為原優化問題的目標函數值，M為罰因子，Wi為與第i個約束有關的違約值，p為違約數目。

3.3遺傳操作

交叉運算交叉的目的是尋找父代雙親已有的但未能合理利用的基因信息。設x和y是兩父代個體，則交叉產生的后代為=ax+(1-a)y和=ay+(1-a)x，這里，a為[0,1]內均勻分布的一個隨機數。

變異運算通過變異可引入新的基因以保持種群的多樣性，它在一定程度上可以防成熟前收斂的發生。具體方法為：個體Z的每一個分量Zi,i=0,1…,n以概率1/n被選擇進行變異。設對分量ZK進行變異，其定義區間為（ZK,min,ZK,max）,則

=（12）

式中，Rand為0到1之間的隨機數，rand（u）函數產生最大值為u的正整數。

3.3參數的自適應調整

遺傳算法的參數中交叉概率Pc和變異概率Pm的選擇是影響遺傳算法行為和性能的關鍵所在，直接影響算法的收斂性，Pc越大，新個體產生的速度就越快。然而，Pc過大，遺傳模式被破壞的可能性越大。對于變異概率Pm，如果Pm過小，不易形成新的個體；如果Pm過大，則遺傳算法就成了純粹的隨機搜索算法。自適應遺傳算法（AGA）使得Pc和Pm能夠隨適應度按如下公式自動調整：

Pc=（13）

Pm=（14）

式中，為群體中最大的適應度值；為每代群體的平均適應度值；為要交叉的兩個個體中較大的適應度值；為要變異的的個體的適應度值。,,,為自適應控制參數，其變化區間為（0,1）。

綜上所述，算法的運算步驟為：

(1)初始化，設置控制參數，產生初始群體；

(2)計算各個體的目標函數，應用(5)式進行適應度變換；

(3)按隨機余數選擇法對母體進行選擇；

(4)對群體進行交叉和變異操作pc和pm分別按式(2)與(3)計算，得到新一代群體；

(5)檢驗新一代群體是否滿足收斂準則，若滿足，輸出最優解，否則轉向步驟2。

4.模型求解及成果分析

金盆水庫壩高130米，總庫容2億方。該水庫是以給西安供水為主（按照設計年均向西安供水3.05億方），兼顧周至、戶縣共37萬畝農田灌溉（年均灌溉供水1.23億方），還有發電、防洪等多功能的大型綜合利用水利工程。水庫的特征參數為：正常蓄水位594m，死水位520m，電站出力系數8.0，裝機容量2萬KW，保證出力4611KW，水輪機過流能力32.6m3/s，汛限水位591米，汛期7-9月，以某中水年為例，入庫徑流已知，用上述算法按年發電量最大求解水庫優化調度，結果見表一。

表一自適應遺傳算法計算結果

Table1.Resultsbyadaptivegeneticalgorithm

月份

入庫水量(108m3)

月末水位(m)

城市需水(108m3)

城市供水(108m3)

灌溉需水(108m3)

灌溉供水(108m3)

棄水(m3/s)

發電流量(m3/s)

水頭(m)

出力

(KW)

7

1.5160

572.63

0.3050

0.3050

0.2301

0.2301

20.10

40.04

6437.88

8

1.3178

591.00

0.2898

0.2898

0.2196

0.2196

24.75

68.87

13637.35

9

0.6973

591.00

0.2593

0.2593

0.1342

0.1342

26.90

77.50

16679.24

10

0.8464

594.00

0.2410

0.2410

0.0000

0.0000

30.05

78.69

18918.95

11

0.2063

589.33

0.2349

0.2349

0.0879

0.0879

12.47

76.88

7667.76

12

0.1963

587.96

0.2257

0.2257

0.0440

0.0440

10.08

75.26

6069.95

1

0.1513

585.61

0.2257

0.2257

0.0000

0.0000

8.43

73.38

4947.77

2

0.1260

582.23

0.2349

0.2349

0.0000

0.0000

9.72

70.31

5467.50

3

0.3000

581.54

0.2410

0.2410

0.0810

0.0810

12.20

68.38

6673.10

4

0.3732

581.75

0.2440

0.2440

0.1206

0.1206

14.07

68.14

7671.54

5

0.2373

561.68

0.2593

0.2593

0.0226

0.0226

31.83

59.00

15023.79

6

0.1776

520.00

0.2898

0.2898

0.2900

0.2900

32.56

32.06

8350.21

注：年發電量E=8608.3萬KW·h；POP=100；Gen=200；==0.85；==0.01。

作為比較，本文又使用了基本遺傳算法（SGA）、動態規劃法（DP）進行計算，其目標函數、約束條件完全相同。對應的計算結果見表二，其中，DP的離散點為300。

表二動態規劃及基本遺傳算法計算結果比較

parisonofResultsofDPandSGA

月份

動態規劃（DP)計算結果

基本遺傳算法（SGA）計算結果

月末水位(m)

棄水(m3/s)

發電流量(m3/s)

水頭(m)

出力

(KW)

月末水位(m)

棄水(m3/s)

發電流量(m3/s)

水頭

(m)

出力

(KW)

7

572.5

20.23

39.95

6466.38

572.65

20.08

40.05

6433.56

8

591

24.62

68.82

13553.20

591.00

24.77

68.88

13650.11

9

591

26.90

77.50

16679.20

591.00

26.90

77.50

16679.24

10

593.5

30.02

78.72

18905.40

594.00

30.05

78.69

18918.97

11

588.5

13.10

76.68

8037.72

589.33

12.46

76.88

7663.79

12

586.5

10.53

74.83

6303.83

587.96

10.09

75.26

6075.39

1

584.5

8.79

72.28

5084.92

585.21

8.85

73.20

5180.34

2

581.5

9.82

69.17

5434.83

581.83

9.88

69.90

5524.98

3

580.5

12.46

67.30

6706.82

581.04

12.39

67.93

6733.84

4

580.5

14.40

66.90

7705.63

580.87

14.66

67.46

7911.34

5

562

29.42

58.24

13706.00

561.62

30.56

58.38

14273.88

6

520

0.32

32.60

32.31

8426.54

520.00

32.50

32.02

8323.96

注：DP年發電量8568.9萬KW·h；SGA年發電量8581.3萬KW·h，POP=100,Gen=200。

比較表一和表二可見，動態規劃在控制精度為0.5m時，優化結果為8568.9萬KW·h，低于SGA的8581.3萬KW·h和改進本文算法的8608.3萬KW·h，主要是因為DP的離散點數較后兩類算法少。為了說明本文算法的優越性，將其與SGA在不同的進化代數時分別進行10次計算，結果列于表三。

表三不同進化代數的兩類算法年發電量比較比較

parisonofResultsoftheTwoAlgorithmsinDifferentGeneration

編號

本文算法（AGA）

基本遺傳算法（SGA）

Gen=200

Gen=500

Gen=200

Gen=500

1

8607.1

8596.8

8374.1

8594.2

2

8597.5

8607.2

8581.6

8571.9

3

8604.7

8612.7

7957.2

8433.1

4

8601.2

8603.5

8593.4

8475.3

5

8596.6

8595.4

8599.1

8596.2

6

8606.8

8607.2

7837.2

8608.4

7

8608.3

8608.4

8365.9

7892.1

8

8525.4

8611.3

8521.5

8592.6

9

8605.9

8551.6

8575.3

8610.3

10

8603.4

8603.7

8121.6

8441.2

注：表中年發電量單位為萬KW·h。

從上表可以看出，隨著進化代數的增加，兩算法計算結果都越接近最優解；無論是自適應遺傳算法還是基本遺傳算法，其計算結果明顯優于動態規劃；在進化代數相同時，AGA的計算結果優于SGA，并且未收斂次數也有明顯減少，表明AGA能夠有效加快收斂速度。

5.結論

本文建立了水庫優化調度的自適應遺傳算法模型，并將其用于黑河金盆水庫優化調度。與動態規劃相比，遺傳算法能夠從多個初始點開始尋優，能有效的探測整個解空間，通過個體間的優勝劣汰，因而能更有把握達到全局最優或準全局最優；自適應遺傳算法通過參數的自適應調整，能更有效的反映群體的分散程度以及個體的優劣性，從而能夠在保持群體多樣性的同時，加快算法的收斂速度。

ApplicationofAdaptiveGeneticAlgorithmstotheoptimaldispatchingofJinpenreservoir

FuYongfeng1ShenBing1LiZhilu1ZhangXiqian1

(1Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,

2HeadquartersofHeiheWaterDiversionProject,Xi’an,710061)

AbstractBasedontheanalysisofthecharacteristicsituationofJinpenreservoir,acomprehensiveoptimaloperationmodelisdevelopedwithconsiderationofitsmulti-objectiveandnonlinearfeatures.Themodelissolvedbythethreemethodsofdynamicprogram,thesimplegeneticalgorithmandtheadaptivegeneticalgorithm.Itisshowedthattheadaptivegeneticalgorithm,withthecharacterofitsparametercanbeadjustedadaptivelyaccordingtothedispersiondegreeofpopulationandthefitnessvalueofindividuals,hasthefastestconvergencevelocityandthebestresultcomparedtoothertwoalgorithms.

Keywords:optimaloperation；geneticalgorithms；dynamicprogram

參考文獻

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[3]RobinWardlawandmohdSharif.Evaluationofgeneticalgorithmsforoptimalreservoirsystemoperation[J].WaterResour.Plng.andMgmt.,1999,125(1):25-33.

篇5

1.1從水庫放水洞引水

該縣水庫放水洞多采用有壓涵管、有壓涵洞、無壓涵洞等幾種形式，為充分利用水庫水位壓力發展自壓供水，不同形式放水洞的水庫自壓引水應采取不同的工程技術措施。

1.1.1有壓涵管或有壓涵洞自壓供水

從水庫放水洞有壓涵管或有壓涵洞引水進行自壓供水，應以不影響水庫調洪和其它方面的供水，且壓力不超過原設計壓力為原則，把放水洞出口進行改造，安裝三通管進行供水分流，并分別安裝閘閥或閥門，以滿足不同的供水要求。

1.1.2無壓放水涵洞自壓供水

無壓放水涵洞是設在水庫放水閘下游的無壓放水廊道，廊道多為拱形，斷面較大，水庫放水時，廊道內水流為自由出水，無有壓力。從這種形式的放水洞內進行有壓引水，需在放水涵洞內安裝壓力管道，其壓力管鋪設有兩種形式：一種是將壓力管道直接接到放水洞入口，原放水洞閘門即為壓力管總閘，接頭預埋鋼筋用混凝土或漿砌石固定，不得滲漏。這種方法即把原無壓放水涵洞改為有壓放水涵管，放水涵管按所用材料分鋼筋混凝土管、鋼管、鑄鐵管、PVC塑料管、PE塑料管，不論采用何種管材，均應嚴格按操作規程施工，并加以保護。優點是不受水庫水位的限制，施工條件較好，是水庫自壓供水較理想的連接方式。另一種是把壓力管在洞內局部布設，在原放水洞水閘一側直通水庫，取水不受原放水洞閘門控制，此法缺點是放水洞放水時易沖刷洞內壓力管，安裝時應搞好管道固定，施工難度大，且受庫內水位限制，只能降至一定水位時方可施工，這種接法一般不宜采用。

1.2破壩引水

破壩引水需對壩體進行大開挖，然后安裝有壓管道進行自壓引水，這種方法需要破壞壩體，施工難度大，造價高，還有可能危及大壩安全，一般情況下不宜采用。

1.3倒虹吸引水

倒虹吸引水可把虹吸管埋設于壩坡下面，不需大范圍破壩，施工較簡單，可縮短工期，節約投資，但需要抽真空設備，運行管理要求嚴格，對管材質量要求也較嚴格，其安裝高度需經嚴格的水力計算。

2引水系統首部設計應注意的問題

自壓引水系統首部設計包括取水頭部設計、引水管道計算、引水口安裝高度，對倒虹吸管引水系統還應計算倒虹吸管的安裝高度及抽真空設備的計算和選擇等。

2.1取水頭部的設計

取水頭部是取水工程的組成部分，主要作用是防止浮漂物等吸入管道，運行中最大問題是防止泥砂淤積和雜草阻塞。取水頭部形式很多，而作為水庫自壓取水的取水系統應是構造簡單，安裝方便，易于檢修，使用效果較好的取水頭部。

取水頭部應設在足夠的水深處，且底層進水孔下緣距水體底部不得小于1.0m，進水孔上緣在設計最低水位下的淹沒深度，頂部進水時不小于0.5m，側面進水時不少于0.3m，虹吸管和倒虹吸管進水時不小于1.0m。設計時取水頭部進水孔流速不宜過大或過小，水庫引水進水孔流速一般取0.2m—0.6m/s。

2.2引水管道計算

引水管道計算包括管道直徑的選擇和水頭損失的計算，設計時管道直徑應由流速確定，還要兼顧水頭損失綜合考慮，自流管管內流速，一般不小于0.6m/s，虹吸管管內流速，一般為1.0—1.5m/s，最小不宜小于0.6m/s。

2.3引水口安裝高度

引水口安裝高度不僅應滿足下游用水系統的水壓要求，還應滿足取水頭部安裝尺寸要求，并且要結合水庫水位和人畜飲水、工業供水和節水灌溉的設計保證率(一般為95%)綜合考慮，合理確定供水范圍、引水流量和引水口安裝高度。

2.4倒虹吸管引水系統計算

倒虹吸管除應計算管徑及進水口安裝高度外，還應計算管頂最大允許安裝高度和啟動系統的計算和選擇，倒虹吸管的啟動一般采用真空泵抽真空充水啟動。

2.5取水首部設計應注意的其它問題

2.5.1所選管道應經濟耐用，系統不漏水、漏氣，管路應固定，接口要牢固。

2.5.2不能影響大壩的安全，對倒虹吸管應采取一定的措施，防止水位過高時，水流沿管壁滲漏危及壩體安全。

2.5.3取水系統的選擇應進行技術經濟比較合理選用。

2.5.4不同供水系統對水質有不同的要求，要根據要求安裝過濾設備。

2.5.5為充分利用水庫水壓，必要時在用水系統安裝管道加壓泵，以便在水壓達不到要求時用來增加管道壓力。

2.5.6引水系統首部設計時，應進行地基承載力和管道(或涵洞)壓力校核。

3設計與應用實例

3.1黃崖水庫低壓管道灌溉工程取水系統首部設計及應用

位于費縣大田莊鄉的黃崖水庫為小(一)型水庫，總庫容186萬m3，興利庫容131.5萬m3，設計灌溉面積266.6hm2，放水洞為無壓隧洞，底高程162.4m，設計流量為2.5m3/s，放水洞長度51m，該水庫灌區由于灌水方法落后，渠系配套差，浪費水極為嚴重，水的有效利用系數不足0.4，不能滿足日益發展的農業灌溉需要，1999年9月實施自壓低壓管道灌溉工程措施，設計引水流量0.3m3/s。不同材料、不同取水方式計算成果列表如下：黃崖水庫自壓供水不同管材及取水方式計算成果表．

由上述計算成果經經濟技術分析，采用了施工簡單、造價低的不用原放水閘控制將UPVC塑料管沿原放水洞一側入庫的工程方案，并在引水口安裝了箱式取水頭部，其水壓、安裝高度均符合要求，運行狀況良好。

3.2高家圍子自壓供水首部系統

高家圍子水庫為小(一)型水庫，位于方城鎮境內，總庫容237萬m3，其中興利庫容139.5萬m3，1998年在該水庫建成自壓供水水廠，向該鎮及周圍村莊供水，由于該水廠的供水范圍擴大，水廠需擴建，并需要對水庫無壓放水涵洞進行改造，經過技術經濟分析，擬采用Φ800鋼管混凝土承插管，直接與原放水閘底座連接的方案，在涵管進出口預留鋼筋，用以與原放水閘和出口三通管連接，承插口對接后在接縫內澆筑環氧樹脂砂漿。

3.3后樓水庫自壓供水首部系統

后樓水庫位于汪溝鎮境內，總庫容296萬m3，其中興利庫容134萬m3，放水洞為鋼筋混凝土壓力涵管，在進行自壓供水改造時，把涵管出口進行處理，露出原有涵管鋼筋，焊接鋼筋并澆筑混凝土三通管，在三通管出口分別安裝了蝴蝶閥和閘閥，達到了工程設計要求，滿足工程運行需要，效果良好。

篇6

1.存在問題

1.1工程設施方面

山塘水庫的主要任務是防洪、灌溉、供水、發電。其主要水工建筑物有擋水壩、溢洪道、放水涵（閘）管和灌溉渠道等，現就其存在的問題分別作一簡述。

1.1.1擋水壩。一般是均質粘土壩，標準較低，一些小（二）型水庫沒有進行設計就進行施工，工程設施建筑物沒有達到相應的級別標準。如擋水壩高度或壩頂寬度不夠，壩的坡度過程，壩坡穩定安全系數低。相當一部分擋水壩的壩基清基不徹底，缺少反濾層，壩基滲漏較大。壩體與兩岸的山坡交接處，沒有排水溝，山坡集水沖刷壩體。壩的上游坡面沒有塊石或混凝土塊護坡，受水庫風浪沖刷。

1.1.2溢洪道。一般為開敞式寬頂堰溢洪道，在原山坡開挖而成。經長期的運行使用，有些兩側沒有導墻、底板沒襯砌的溢洪道，大部分均被破壞；而有導墻和底板的也被沖刷損壞。另外，溢洪道寬度不夠寬，設計泄洪流量小，溢洪道堰頂高程與壩頂高程的高差偏小，遇到特大暴雨時，水庫最高水位幾乎接近壩頂。

1.1.3放水涵管。分為斜涵管（或放水閘）和平涵管。涵管一般為方形漿砌體結構，經過幾十年的運行使用，大部分涵管都漏水嚴重，滲漏水不斷帶走或沖刷孔洞周圍的壩體土質，造成壩體有空洞，最后形成壩體塌方。

1.1.4渠道。大部分是沿地形開挖而成，多為自流灌溉農田。渠道普遍沒有進行防滲處理，渠道滲漏水量大，加上農田灌溉用水多采取漫灌、串灌、渠道間歇供水，邊坡塌方沉陷較多，使渠道淤塞嚴重，渠道水有效利用系數低。

1.1.5進庫道路。小型水庫多建于山區，遠離交通干線，建庫時的進庫道路多是不上等級、路面狹窄、坑洼不平、彎多坡陡的臨時道路。經過幾十年的使用，一些水庫原有道路已不能通車，即使能通車，遇到下雨也是路面泥濘，邊坡塌方，車輛無法通行。容易貽誤搶險時間，將產生嚴重后果。

1.2工程管理方面

山塘水庫是在計劃經濟時期建設的，在觀念上沒有把水當作商品，而是無償提供用水服務，不收取水費，水庫的運行管理費用由地方政府負責解決。

隨著市場經濟的發展，農村體制與經濟體系發生了根本變化，水利工程管理單位職能也發生了變化。用水對象由原來的農村集體單位變成了個體農戶，水庫運行管理維護費用要靠收水費來維持。要向習慣于無償供水的農戶收取水費和派工維護工程變得非常困難，加之水庫管理體制不順管理混亂，個別水庫無人管護，一些水庫設施遭受人為破壞嚴重，難以發揮水庫工程應有的工程效益。

2.措施

近幾年來，各級政府和有關部門，非常重視水利工作，加大了水利基礎設施的投資力度。作為水利工程的管理單位，要利用這難得的機遇，主動爭取各級有關部門支持，多方籌集資金，對病險水庫進行除險加固。同時，要促使全社會關注水利工作，加快自身管理單位的經營管理制度改革，發展多種經濟，增強經濟實力，適應社會主義市場經濟的發展需要，逐步解決水利工程管理存在的問題。2.1工程措施

2.1.1對病險水庫的大壩進行除險加固。對壩高不夠，壩頂寬偏小的小型水庫，要根據水庫工程級別，重新進行水文計算，復核設計洪水，確定壩頂高程和壩頂寬。對于壩坡要按規范規定和壩坡穩定計算，確定壩的坡度及護坡結構。對土壩要進行壩體抗滑穩定分析復核，注意檢查不均勻沉陷和裂縫出現。對于壩基滲漏大、壩體填土質量差的水庫，要進行壩基防滲灌漿和壩體固結灌漿處理。

2.1.2確保溢洪道泄洪。溢洪道欠寬的，要按校核洪水的最大泄洪流量，確定溢洪道寬度和最大過水深度，以此來確定溢洪道寬度。溢洪道未襯砌的，要進行襯砌，保證溢洪道安全泄洪，以保大壩的安全。

2.1.3改造放水涵（管）洞。放水斜涵（閘）管和平涵管漏水的，根據各水庫工程的特點，采用相應的處理方案，進行防漏防滲加固，漏水嚴重的應進行封墻后另外開鑿放水隧洞。

2.1.4渠道防滲。為減少水量損失、提高渠道水利用系數、縮短放水時間及節約水量來確保灌區用水。必須對渠道進行防滲處理，其經費可以通過政府、水管單位投資和灌區受益農戶投工投勞來籌集。例如，2002年勝天二號灌溉渠道受益戶自籌資金10萬元，對2.2km輸水渠道進行砼防滲。

2.1.5完善水庫對外的道路。水庫對外交通道路和通訊設備，是搶險工作的根本保證。它能使搶險物資和人員迅速送達水庫，避免出現重大的災害事故。水管單位要會同交通部門把水庫與公路干線連接的道路，列入當地的交通公路網進行修通。

2.2非工程措施

2.2.1加大宣傳力度，提高依法治水的能力。各級政府和水管單位，要加大宣傳《中華人民共和國水法》的力度，宣傳水利是農業的命脈，是社會經濟發展的基礎；同時，水也是商品，要有價使用，要增強全社會節水意識，保護水資源。根據國家有關政策規定，按用水量對用水戶征收相應的水費，共同管好水，用好水。

2.2.2落實責任，加強巡查自2004年來我縣進一步明確了山塘水庫管理責任。小（二）型以上水庫由水行政主管單位管理，防汛責任人由所屬鄉（鎮）的鄉（鎮）長和各水庫電站的負責人共同承擔。小（三）型水庫和山塘由所在行政村管理，防汛責任人由所在行政村的村主任承擔。全縣山塘水庫全部落實水庫巡查員，1萬立米以上的水庫縣水利局給予水庫巡查員年補助資金600元。

2.2.3實行一水多用

根據山塘水庫的條件和特點，因地制宜地發展適合市場需要的產業，水庫不能單一依賴農業灌溉用水收費來維持，要利用自身的優勢，一般有條件的可建設鄉（鎮）供水項目，解決鄉（鎮）居民生活和工業用水，也可利用水庫或渠道的水頭落差進行引水發電，建設相應規模的小水電站，與當地電網并網供電。

2.2.4發展多種經營

篇7

自2002年以來，省水利廳下達了分三年對我區在冊的21座病險水庫除險加固任務，截止2004年底，我區實際完成病險水庫除險加固任務11座，僅占應完成任務的50%，資金嚴重不足，無專項配套除險加固資金是造成這一結果的主要原因。

由于整治資金不足，絕大多數水庫缺少正常的維修改善，工程不可避免地發生老化失修，以致新的險庫又不斷出現。目前，僅小(一)型險庫數量就比1998年增加2座，小(二)型險庫增加7座。按照目前的投入水平，許多病險水庫短期內仍無法得到除險加固。

2病險水庫除險加固建議

為加快病險水庫治理步伐，提高質量，宜從以下幾個方面入手。

2．1采取多層次、多渠道融資的辦法，為病險水庫加固提供資金保證

病險水庫加固工程投資大、周期長、社會效益顯著，應以公共投入為主。按照“分級管理，分級負責”的原則，各級政府都應建立相應的專項治理資金。但是，要加快病險水庫的治理步伐，僅靠政府的投入是不夠的，必須建立和完善多元化、多層次、多渠道的投資體系。為此，建議根據病險水庫加固的現狀和各地的實際情況，采取不同的融資政策：將中型險庫加固列入基建項目，由國家投資；對小(一)型險庫應以國家投入為主，地方或受益區配套為輔；對于小(二)型水庫的除險加固，則應以地方投資為主，國家可給予一定數量的補貼或采用以獎代補的政策。同時，結合病險水庫治理，積極穩妥地搞好小型水庫的產權制度改革。在防汛責任制得到切實落實的前提下，可采取拍賣、租賃、承包、股份合作等方式籌集治理資金。對病險水庫在除險加固任務未完成前，盡量少建或不建新水庫，盡可能將資金投向現有病險水庫的治理。

2．2強化病險水庫加固的前期工作，為搞好病險庫加固夯實基礎

搞好前期工作是保證病險水庫加固進度及質量的前提和基礎。為此，要做好以下各方面的工作。

2．2．1做好水庫大壩安全鑒定工作1995年水利部頒發了《水庫大壩安全鑒定辦法》。在病險水庫加固前期工作開始時，大壩安全鑒定主管部門應組織設計、施工、運行管理等方面的技術專家，嚴格按此辦法全面準確地查找出水庫存在的各種隱患，實事求是地確定水庫的安全類別，科學而又有針對性地提出加固措施或建議。只有這樣，才能做到有的放矢。

2．2．2委托具備相應資質的設計機構對病險水庫存在的嚴重隱患進行探查。病險水庫的某些隱患，隱蔽性強，由于沒有“對癥下藥”，致使其歷經數次處理，仍未能徹底根治。這就需要委托具備相應資質的設計機構對這些隱患進行專題調研，找準隱患部位，分析產生原因，提出處理措施。

2．2．3除險加固應與增容和恢復庫容同時考慮。許多病險水庫因存在安全隱患，汛期只能降低水位運行，調蓄能力大減；有些險庫淤積嚴重，直接影響其效益的進一步發揮；有些險庫，只要采取一些投資不大的工程措施，就可新增部分庫容。在水庫的病險得到有效排除的前提下，增容和恢復庫容是提高水庫自身經濟效益和社會效益，解決地區水資源緊張狀況的一條費省效宏的途徑。據初步測算，采取除險加固和排沙減淤等措施，恢復、增加或保持每1m3庫容所需投資僅是新修水庫的1／5左右。因此，對水資源緊缺有增容或恢復庫容潛力的病險庫，即使在投資受到限制的情況下，也應一次規劃，分期實施。

2．2．4除險加固應與綜合利用及管理設施的改善相結合。病險水庫由于修建時客觀條件的制約以及建成后投入的更改、維修資金不足，普遍存在著防汛調度系統、雨水情測報系統、防汛道路及防汛物資倉庫等管理設施難以滿足要求的問題。病險水庫加固規劃時，應考慮增設防汛指揮調度網絡系統及通信預警系統、水文水情測報自動化系統、大壩監測自動化系統等先進的管理設施。對不能滿足需要的防汛道路及防汛物資倉庫等管理設施一并予以改造。

2．2．5努力提高病險水庫加固的科技含量。前期工作應思路新、起點高，廣泛采用新技術、新方法、新材料、新工藝，力求體現先進性、科學性和經濟性。在病險水庫加固時，應通過各種途徑收集這方面的信息，廣泛依托科研、設計、施工、大專院校等方面的技術力量，加以推廣應用。堅持加固與提高、加固與技術進步相結合，力求在病險水庫治理的技術經濟方面有所突破。

2．2．6除險加固前要進行效益分析。水庫除險加固目的有兩個：即增加水庫的安全性和進一步挖掘水庫自身潛力。因此，其效益主要有社會效益（防洪保安）和經濟效益。防洪效益主要體現在加固后防洪標準的提高，目前常用頻率分析法，即通過水庫修建（加固）前后發生同頻率洪水而引起下游淹沒損失的比較，來計算水庫的防洪效益。經濟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、發電等效益。同時還要進行費用（包括固定資產投資、年運行費和流動資金）估算和經濟效益指標（包括經濟內部收益率、效益費用比和經濟凈現值）分析。對投資少、見效快、效益好的險庫加固應優先安排實施，以此帶動病險水庫加固工作的大規模展開。

2．3項目實施

2．3．1強化項目管理。項目管理的核心是合同管理。在項目管理上要形成以項目法人為主體，項目法人向國家和各投資方負責，咨詢、設計、監理、施工、物資供應等單位通過招標投標和履行經濟合同為項目法人提供建設服務的建設管理新模式。項目法人負責按項目的建設規模、投資總額、建設工期，實行項目建設的全過程管理。項目主管單位要加強對項目法人組建、項目報建、招標投標、質量監督、主體工程開工、項目驗收等各個環節的監管，嚴格執行基本建設程序。對以往忽視報建審批制度的現象要及時糾正。通過報建制度，可有效地預防出現“三邊”工程和“釣魚”工程，避免由此導致盲目開工、拖延工期、浪費資金等現象，保證工程建設順利進行。

2．3．2實行招標投標制。病險水庫除險加固的設計、施工、監理以及設備材料采購等，一般情況下應由建設項目法人依法招標，擇優選定。在招投標活動中，要充分發揮專家庫評標的作用，堅決打破地方保護和部門保護的壁壘，杜絕行政干預，嚴懲腐敗。禁止無水利資質和低資質單位承擔與其資質不相適應的項目。抓好《招標投標法》貫徹落實工作，強化招標投標各個環節管理，建立公開公平公正的市場秩序。

2．3．3落實建設監理制。項目法人通過招標方式確定監理單位后，監理單位即可進行工程現場管理，依據合同從事進度、質量、投資控制，合同管理和信息管理，協調建設各方關系。當前應杜絕監理單位超越資格等級承攬監理業務及自己施工、自己監理的現象。

2．4建立良性循環的管理機制

目前水庫產權虛置、管理不善、責任不落實的現象較普遍。為防止出現一邊除險、一邊出險，舊帳未還、又添新帳的被動局面。病險水庫加固后，應從以下幾方面入手建立良性循環的管理體制。

首先要盡快建立起適應市場經濟運行的責權明確、管理科學的水庫管理新機制。在病險水庫加固工程建設之初應確定實行建設與管理統籌結合的新型建設管理體制。投資多元化、產權明晰化、供水供電價格商品化、水庫服務有償優質化，增加現有水庫管理經費，逐步實現良性運營。其次要加強對水庫調度管理人員的培訓，提高管理人員素質及水庫調度水平。三是建立并嚴格遵守水庫管理的各項規章制度及細則，使其早日走上科學化、規范化的軌道。四是積極利用自身優勢，大力開發水土資源，以開發促發展，以發展促管理，逐步建立適應市場經濟的良性管理運行機制。

3結語

（1）根據病險水庫的不同類別及“分級管理，分級負責”的原則，國家采取不同的融資政策，建立和完善多元化、多層次、多渠道的投資體系，為病險水庫除險加固提供資金保證。

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二、移民后期扶持資金管理存在的問題

我市移民后期扶持資金管理工作雖然取得較好的成效,但在落實政策的過程中,還存在一些不容忽視的問題。主要表現在以下幾個方面：

1.縣級報賬制度需要進一步落實

檢查發現,各縣(區)均能按照自治區的要求執行縣級報賬制對后期扶持資金進行管理，但在具體的操作上卻有出入。如欽南區將直補資金存入村民小組集體賬戶,然后由村民小組提取現金發放給移民，這樣做，導致中間環節多,資金的流向存在一定的安全隱患。

2.資金監督管理制度不夠健全

一方面，部分縣（區）移民機構內部制度尚不夠健全，資金流轉各環節的財務監督措施尚不夠完善；另一方面，移民機構在資金撥付過程中，對如何加強資金的監控，辦法措施不夠多，力度不夠大。

3.直補資金到賬不及時

直補資金每半年發放一次,每人300元,但資金發放文件的下達與資金到位的時間不同步。自治區大中型水庫移民后期扶持資金發放文件的下達與資金到位的時間往往不同步，有時候資金滯后將近一個月才撥付到市級財政部門）；盡管我市各縣（區）移民局與財政部門在直補資金的發放程序上盡可能地簡化了手續，但仍不能及時發放到移民戶賬戶中。

4.項目資金賬務管理有待進一步規范

據調查了解,部分縣（區）移民項目資金賬目管理相對較混亂,沒有編制水庫移民項目資金收支情況臺賬，以及與當地財政局對賬等，給審計部門和資金專項檢查工作帶來困難。

三、完善移民后期扶持資金管理機制的對策建議

結合欽州市近年來移民后期扶持資金管理工作的實踐，為確保移民后期扶持資金管理工作真正抓出實效，建議著力做好以下幾項工作。

1.完善縣級報帳制度，落實資金管理責任

繼續做好縣級報帳制的管理工作,在實踐中不斷探索和總結新的經驗。重點開展對資金到位、工程價款結算、投資完成以及財經制度執行情況的監督檢查。要密切合作,根據職責劃分,各負其責,各司其職,注意加強上下之間、部門之間的信息交流和協調配合。各縣（區）移民管理機構要以資金管理制度的落實為龍頭,逐步建立和完善移民扶持資金管理責任制,明確資金使用責任,在移民資金的項目管理中全面推行項目法人責任制、招標投標制、建設監理制和合同管理制,為全面加強項目質量管理、資金管理提供保障。

2.構建信息傳導機制，提高資金的利用率

一是及時溝通信息，提升資金的到位速度。按照“移民部門管項目，財政部門管資金”的工作模式，移民、財政兩部門要建立信息傳導和溝通機制，減少不必要的環節，提高工作效率。二是定期督促，提高項目的竣工率。作為項目扶持的主管部門，縣(區)級移民機構要與移民村組保持經常性聯系，通過定期報告、集中檢查等形式，掌控項目施工進度。三是及時驗收，提高資金的報賬率。對已經實施完成的項目，移民部門應當根據項目的大小，及時組織有關部門和移民群眾進行竣工驗收。驗收合格后，按規定程序報賬，避免拖欠，降低移民資金的財政掛賬比率。

3.優化資金投放結構，放大資金的戰略引導效應

資金使用要有戰略規劃、有序進行。經過初期的基本生產、生活條件的改善建設，資金已經歷了由“輸血”功能到“造血”功能的轉變。因此，建議移民資金的中期投放重點應轉移到生產項目，即選擇輻射面廣、引導性強對投資拉動作用大的項目，如種植業、養殖業等，可以以資金補助方式提供優良品種和先進的生產技術，充分利用本地的資源優勢，發展特色產業，促進資源優勢向經濟優勢轉化，實現經濟的可持續發展。

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2水庫各項規章制度建立健全落實情況

水庫根據國家有關方針、政策、法規和上級部門有關于防汛工作決定，指示及規章制度對工程管理和防汛工作、財會管理分別制定落實了相關崗位責任制度，并層層落實到人。

3水庫公益性崗位管理人員上崗情況、培訓情況

小城水庫屬于中型水庫。現有職工41人，退休9人，水管改革分離22人，公益性崗位定編19人。水管改革后公益性崗位持證上崗率100%，上崗人員對工作高度負責。人員培訓按照省、市舉辦培訓學習要求參加培訓。

4水庫工程運行管理、確權劃界、安全鑒定情況

4.1水庫1970年10月竣工投入運行，1971年12月在土壩樁號0+435m處發現壩后漏水，當時庫水位為312.00m。1972年4月在該處壩下游坡高程306.7m處，出現塌坑，漏渾水，滲水量為0.00126m3/s。大壩出現險情。經處理后壩后仍漏水。迫使水庫于1974年放空處理。這次處理將壩上游坡全部翻修，上游鋪蓋進行了修補，壩頂加寬至6.5m，并于1975年秋全部完成。1978年5月，水庫再次出現險情，在土壩樁號0+435m處，庫水位314.32m時，測得滲水量為0.00209m/s，滲水全部為渾水。險情再次出現。此次處理辦法是在樁號0+400~0+560m段做壩后壓滲蓋處理。水庫管理部門又于1980年至1982年對土壩樁號0+282m~0+617m段作了帷幕灌漿處理。雖經以上處理，壩后仍滲水。1988年6月，在土壩樁號0+345m處又出現三個塌坑。1991年4月，在壩樁號0+500m處出現新的滲水點。同時在壩樁號0+380~0+560m之間壩后還有多處滲水。1989年7月22日水庫降特大暴雨，日雨量達167mm，超百年洪水，這場大雨入庫洪水2966萬立米，最大入流216.7m3/s，最大泄量120m3/s。這場洪水給工程造成了土壩0+230~254m壩后大面積滑坡，消力池邊墻倒塌，及右壩頭沖坑災害。1990年工程恢復，并在樁號0+400~440m段壩后坡做壓重補強，1991~1995年在0+440~0+617m壩后及壩腳做了1萬立米砂卵石壓重補強。1994年冬季在0+540～580m段壩后腳處從已壓的砂礫石中冒氣，冬季不凍，1995年春化后，0+540～617m段滲流加劇達到0.782升/秒并帶土，致使壩后坡大面積下陷，經實測在0+565m段，斷面最大下陷深度為29cm，壩下0+540m段由于漏水帶沙1996年做了5000m3大面積壓滲；1997年處理0+320～0+440m段壩下天然泡塘漏水，完成砂礫石量6000m3，按設計仍有3000m3沒完成，遵照吉水技（1998）120號吉林省水利廳關于舒蘭市小城子水庫除險加固工程初步設計批復精神，由舒蘭市水利局組織施工隊完成了土壩前坡305.0~310.24m，施工壩長477m，綜合工程量66925m2的干砌護坡石翻修任務。1999年5月吉林省水利廳對水庫除險加固設計進行批復，2001年5月開工，到今年止，壩體防滲墻工程；壩后填筑及碎石護坡工程；壩下游壓重工程；壩下游排滲、棱體及暗溝工程；左右岸輸水建筑工程；至水庫防汛路；壩前干砌石護坡；防浪墻；溢洪道工程的消力池、扭曲面、陡坡段、海漫段等工程已完成。現加固未完工程有閘室未建、閘門及啟閉設備還沒有進行維修更換；壩頂填筑；機電設備；綠化工程；觀測設備。金屬結構設備；房屋建筑等工程。

4.2水庫土地已確權劃界，確權土地面積7701畝。

4.32000年4月27日吉林省水利廳專家組對水庫大壩進行安全鑒定。

5水庫安全度汛工作落實情況

5.1建全聯防組織，落實防汛搶險隊伍，確定聯系信號和群眾安全轉移地點。加強防汛值班值宿工作，建立建全崗位責任制，加強水文測報工作，嚴格按照調度命令，合理調水，及時準確向上級報水情，確保工程安全。檢查通訊設備，確保通訊暢通無阻。檢修好啟閉設備，確保運用自如，同時做好必要的防汛物資準備。定314.75m為緊急水位，水位達到時按最大泄量泄流。聯防人員上壩值班搶險，下游人民應做好轉移工作（低洼村屯轉移），水位到達315.20m時，下游全部轉移，聯防人員物資全部到庫，出現險情立即搶修。遇百年一遇洪水，按日最大泄量泄流。洪水位超過315.30m時應在土壩0+00m處，人工開挖或爆破30m、最大挖深4.6m（底高程315.00m）的臨時溢洪道溢洪。土方1285m3。

5.2對土壩進行密切的觀測工作，加強管理，發現問題及時向上級領導匯報處理。

5.3備用電源不能使用，必要時可人工搖啟閘門。

5.4主汛期發生標準內供水，嚴格按市防汛抗旱指揮部批復的控制運用調度計劃執行。發生超標準供水，應采取搶救措施力爭保壩安全并盡量減輕下游供水災害和減少避免人員傷亡損失。

6水庫工程運行管理機制情況

水庫工程管理、灌區管護都是靠水庫自身水費收入進行工程維修，由于資金有限，各種工程只能做維護使用。現水庫除險加固工程沒有完工；水庫灌區沒有進行規模改造，工程正常運行十分吃力，不能達到當前各種防汛和灌溉要求。

7水庫工程管理中存在的主要問題和解決對策

7.1右側閘室邊墻與整流段伸縮縫在庫水位較高時繞滲漏水。應進行灌漿處理。

7.2閘門及啟閉設備年久運行，需大修或更換。

7.3水庫沒有備用電源。備12馬力柴油發電機一臺。

7.4水庫電話線路在雨天及大風天不能正常使用，即使能使用防汛專用拍報水情電話也不能使用。需更換線路。

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2設計要求與抗沖磨混凝土品種的選擇：

使用C50硅粉混凝土或抗磨抗空蝕性能與硅粉混凝土相當的HF混凝土，采用泵送澆筑，二級配混凝土塌落度為16~18cm，混凝土的抗空蝕性能和抗磨性能要比原設計的普通C30混凝土的抗磨抗空蝕性能有顯著的提高，同時要抗裂性要求。由于泄洪洞和溢洪洞結構尺寸較大，混凝土襯砌厚度達1.5～2m，已屬大體積混凝土，為避免溫度裂縫的產生，要求進行溫度控制，但該工程施工工期緊，既不能避開高溫季節澆筑混凝土，又無溫控設施以控制入倉溫度，而洞內必須采用泵送澆筑施工，又使混凝土的水泥用量較常態普通混凝土提高30%以上，該工程原澆筑的C30普通混凝土，其水泥用量已達360kg/m3，在這種情況下，澆筑C50高強度混凝土，要控制水泥用量以達到控制裂縫的目的，其難度將是很大的。因此，抗裂性能成為選擇抗沖耐磨護面材料的重要參數。硅粉混凝土是一種抗沖耐磨性能好的護面材料，但硅粉混凝土易于產生裂縫的缺點也是眾所周知的，采用硅粉混凝土是不可行的。

HF高強耐磨粉煤灰混凝土簡稱HF混凝土，是繼硅粉混凝土之后開發出的新型抗沖耐磨材

作者簡介：支拴喜高級工程師，西安理工大學在讀博士，甘肅省優秀專家。

作者單位：支拴喜（甘肅電力科學研究院，13909480308）

陳堯隆（西安理工大學水利水電學院,西安,710048）

料，是由優質粉煤灰與HF外加劑按一定的比例一同（代替硅粉）摻入普通混凝土中配制的抗沖耐磨混凝土。該具有優良的抗沖耐磨性能和抗空蝕性能，并且具有干縮性小，水化熱溫升小，施工簡單易行，造價低廉等許多優點，推廣應用近60個水電工程經12年的運行考驗，證明該材料除具有良好的抗沖耐磨性能，尤其在抗裂方面具有不俗的表現，在工程應用中很少出現裂縫。因此，本工程選用了HF混凝土作為泄水建筑物的護面材料。

3HF混凝土的性能簡介

3.1HF混凝土具有優良的抗磨抗空蝕性能

3.1.1摻用硅粉和摻用粉煤灰來提高混凝土的抗沖耐磨性能和抗空蝕破壞性能，從機理上來講是相同的，因為二者都是發揮高活性摻合料的作用，使混凝土的結構致密，硬度和強度增加，只是粉煤灰本身的活性遠不如硅粉，在HF高強耐磨粉煤灰混凝土中，借助HF外加劑的激發作用，粉煤灰可以達到或接近硅粉的活性，發揮出與硅粉相當的作用，使高強耐磨粉煤灰混凝土比硅粉混凝土具相當的技術性能。

HF高強耐磨粉煤灰砂漿和硅粉砂漿的比較表1

編號水灰比灰砂比硅粉粉煤灰HF稠度抗壓強度(MPa)抗磨強度h.m2/kg空蝕失重（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中列出了幾種砂漿的試驗結果，比較表中的三個配合比，可以看出，摻15%硅粉的砂漿，與摻7.5%硅粉又摻7.5%粉煤灰的砂漿以及不摻硅粉全摻15%粉煤灰的砂漿，三種砂漿除7天強度隨硅粉摻量的增加有所增加外，28天強度并沒有多大的差異，說明在HF外加劑的作用下，摻優質粉煤灰即可達到摻硅粉一樣的強度，換句話說，HF粉煤灰砂漿可以達到硅粉砂漿的強度。對比抗磨強度和抗空蝕性能，HF砂漿的抗空蝕性能還稍優于硅粉砂漿，HF粉煤灰砂漿28天的抗磨強度稍低，而90天的抗磨強度又高于硅粉砂漿的抗磨強度。

3.1.2按水工設計規范，為減免空蝕，過水表面混凝土必須達到規定的平整度要求。由于HF混凝土具有良好的和易性，施工中易于達到設計要求的表面平度。

3.1.3HF混凝土優良的抗裂性能，使HF混凝土的整體性能提高，內部缺陷減少，從而也提高了其抗磨抗空蝕性能和抗高速水流沖刷破壞的性能。

3.2HF混凝土的抗裂性

3.2.1HF混凝土具有較低的水泥用量，水化熱溫升小，不容易產生溫度裂縫[2]。HF混凝土較同標號的普通基準混凝土比較，其水泥用量約可減少20～35%，顯著的降低了混凝土中的發熱成分，使混凝土的絕熱溫升大大降低。與硅粉混凝土比較，HF混凝土七天強度較低，意味著有較低的水化速度，這也有利于混凝土的溫度控制。

3.2.2HF混凝土塑性干縮性小。混凝土泌水速度越小，塑性干縮越嚴重。HF混凝土的泌水性能介于硅粉混凝土與普通混凝土之間，既克服了硅粉混凝土幾乎不泌水易于產生早期塑性干縮裂縫的缺點，又克服了普通混凝土泌水率大易形成面層低強度的缺點。

3.2.3HF混凝土干縮性小。HF混凝土干縮率約為普通混凝土干縮率的95%[3]，降低約5%。

3.2.4HF混凝土均勻性好，不易出現低強薄弱區，低強薄弱區容易出現裂縫。HF混凝土施工質量易于控制，使混凝土的強度波動變異系數減小。

3.2.5與硅粉混凝土比較HF混凝土具有較高的拉壓比，見表2。

昆明院科研所抗沖磨混凝土試驗成果表2

編號混凝土名稱摻合料水膠比塌落度含氣抗壓強度劈拉強度拉壓比

粉煤灰硅粉纖維cm%7287d28d7d28d

JH2P-HFHF混凝土15%000.3252.240.150.32.423.236.036.42

JH3P-S-ZY硅粉纖維混凝土10%8%0.9kg0.326.82.641.647.22.582.876.26.08

注：表中試驗數據來自昆明院《景洪水電站混凝土及其原材料性能試驗Ⅱ中間資料（2）》2004年10月

4金盆水庫HF混凝土配合比試驗

4.1試驗用原材料

4.1.1水泥和粉煤灰：采用耀縣水泥廠生產的秦嶺牌P.O42.5散裝普通硅酸鹽水泥，水泥的28d抗壓強度為42.5MPa，強度基本滿足標準要求。使用渭河電廠Ⅱ級粉煤灰。

4.1.2外加劑及骨料：普通混凝土使用CR型緩凝減水劑和CS型引氣劑，硅粉混凝土使用UNF-5高效減水劑，HF混凝土使用HF外加劑。骨料（略）。

4.2配合比及試驗結果

由于送樣粗砂（青砂F.M=2.86）數量不足，僅成型了3個二級配高強混凝土配合比（H7~H9），其中H9為硅粉混凝土，硅粉摻量為12%，H7、H8為HF混凝土。

由混凝土拌合看，硅粉混凝土粘性很大，盡管用水量較HF混凝土多10kg/m3，但塌落度僅為10cm。這主要是因硅粉顆粒很細，比表面積大，對水的吸附力很強所致，而HF混凝土的塌落度均在16~22cm之間；并且HF混凝土粘聚性好，流動性大，適宜于泵送澆筑。

表3混凝土試驗配合比

編號單方混凝土各材料用量（kg/m3）

水水泥摻合料小石中石砂外加劑

粉煤灰硅粉HFUNF-5

H7154440110042463562010.40

H81583881000438655642100

H916443606044065564105.5

表3（續）試驗結果

編號類別塌落度(cm)抗壓強度（MPa）

7d28d60d

H7HF混凝土1648.262.967.7

H82241.45359.1

H9硅粉混凝土1055.367.468.4

從表3可以看出，硅粉混凝土7天強度及28天強度較HF混凝土明顯的高，28天后硅粉混凝土強度發展較慢，而HF混凝土的強度仍有較大的增長，至60天齡期，HF混凝土與硅粉混凝土強度幾乎相當。由發展趨勢估計，后期HF混凝土的強度可能超過硅粉混凝土。

5金盆水庫HF混凝土的抗空蝕性能及抗磨性能試驗

為了驗證C50HF混凝土較原設計的普通C30混凝土在抗沖磨抗空蝕方面有顯著的提高，或者說驗證摻用HF外加劑激發優質粉煤灰的活性，可以達到類似于混凝土中摻硅粉一樣大幅度提高混凝土的抗沖磨性能的效果，在工程中大量澆筑C50HF混凝土之前，工程業主要求在小范圍內進行現場實際施工澆筑，觀察HF混凝土的實際抗裂效果和施工性能，并委托西北水科所進行現場隨機取樣，對取樣進行高速水流的空蝕與磨損對比試驗[1]。

進行抗空蝕抗沖磨對比試驗的兩種混凝土配合比如表4所示。試驗用的試塊為圓弧形的，其中C50HF混凝土的試件是在現場取樣的，C30普通混凝土的試件是按黑河原泄洪洞的施工配合比（見表4）在室內成型的。

表4C50HF混凝土與C30普通混凝土配合比

設計等級單方混凝土各材料用量（kg/m3）陷度抗壓強度（MPa）

水水泥砂小石中石粉煤灰外加劑引氣7d14d28d

C30144360686610610//1.8CR0.0361422.228.131.3

C501454025554757129810HF1439.652.764.4

試驗模擬試塊在不同的流速和含沙量的條件下，受含沙高速水流的磨損和空蝕作用下的蝕損過程和兩種材料的空蝕損失和磨蝕損失。試驗的流速和含沙量分別為含沙量為P=0(清水)、P＝0.5kg/m3、P＝30kg/m3，及三個流速V＝32m／s、V＝25m/s、V＝20m／s，組合工況下的兩種混凝土對比沖磨試驗。

空蝕試驗的含沙量分別為清水和含沙0.5kg／m3兩種工況，進行空蝕試驗的設備發生空蝕時對應的流速為26m/s。部分試驗結果見表5。

表5混凝土抗高速含沙水流空蝕和磨損試驗結果

試驗條件破壞類型抗空蝕或抗磨強度相對倍數

流速含沙量kg／m3C50HF混凝土C30普通混凝土

V＝32m／s30磨損1.811

V＝26m／s0空蝕3.021

對比表4兩個混凝土配合比及表5中的試驗結果不難看出，C50HF高強耐磨粉煤灰混凝土較原C30普通混凝土水泥用量僅增加11.7%，而抗壓強度為C30普通混凝土的2.1倍，抗磨強度為C30普通混凝土的1.81倍，抗空蝕強度為C30普通混凝土的3.02倍，并且隨流速的提高，抗空蝕倍數有增大的趨向。西北水科所認為“HF混凝土抗沖磨性能顯著提高了，且隨流速的增大，有加大的趨勢，這一點也說明了C50HF混凝土在更惡劣的條件下，其抵抗外界沖磨破壞的能力較C30普通混凝土強”。這種摻用粉煤灰和HF外加劑顯著提高混凝土抗壓強度和抗磨抗空蝕強度的效果，與摻硅粉提高混凝土抗沖耐磨性能效果是一致的。

6應用效果及經濟比較

C50HF混凝土自1999年11月開始澆筑施工，至2002年12月全部結束，歷時3年，期間最高氣溫達33OC，最低氣溫-15OC，全部采用泵送澆筑。從使用過程看，C50HF混凝土易于泵送施工，和易性好，不易發生堵管現象，表現出了HF混凝土較好的施工性能。

施工后檢查，泄洪洞和溢洪洞混凝土表面光滑，無干縮裂縫和溫度裂縫，達到了設計提出的抗裂要求。

2002年汛期泄洪洞開始泄洪，2003年最大來水1110m3/s，泄洪洞最大泄水流量790m3/s，庫水位控制在581.3m的高水位，泄水流速約38.3m/s，連續泄水一個多月。2004年泄洪洞在水位590m高程泄水，對應流速40.7m/s，泄水歷時5小時，經三個汛期運行考驗HF混凝土完好無損。而改變設計之前澆筑的C30普通混凝土在2002年泄洪洞初次過水中即遭破壞，破壞面積達20多平方米，最大沖坑10cm，汛后采用環氧砂漿進行了修復。

HF混凝土比使用硅粉混凝土，每m3可降低造價48元／m3（硅粉按2500元/噸計算），同時，HF混凝土施工工藝簡單，利于控制質量和加快工程進度，經濟效益顯著。

7結語

7.1金盆水庫泄洪洞C50HF高強耐磨粉煤灰混凝土較原C30普通混凝土水泥用量僅增加11.7%，而抗壓強度為C30普通混凝土的2.1倍，抗高速水流的空蝕試驗和抗高速含沙水流的磨損試驗結果表明，抗磨強度為C30普通混凝土的1.8倍，抗空蝕強度為C30普通混凝土的3倍，并且隨水流流速的提高，抗空蝕倍數有增大的趨向，說明C50HF混凝土更宜于在更惡劣（流速更高、含沙量更大）的條件下使用。

7.2C50HF混凝土施工簡單，質量易于控制，澆筑好的混凝土表面光滑平整，在澆筑塊尺寸大且無溫控措施的情況下無裂縫產生，表明HF混凝土具有良好的施工性能和抗裂性能。

7.3該工程設計最大流速41.6m/s，經過三個汛期最大40.7m/s流速的過水考驗,HF混凝土未發生破壞，說明HF混凝土在該工程的應用是成功的。

參考文選