摘要:針對水庫興利調度的特點并結合卡海水庫的實際情況，以為系統(tǒng)開發(fā)平臺，基于B/S模式，結合oracle9i數(shù)據(jù)庫，設計并開發(fā)了結構合理、功能齊全、界面友好、具有很強實用性和交互性的基于Web的水庫興利調度系統(tǒng)。該系統(tǒng)可通過Internet遠程訪問和操作，較好的實現(xiàn)了資源的共享，為水庫的興利調度提供了依據(jù)。

關鍵詞:興利調度；B/S；

水庫調度是水庫運行管理的中心環(huán)節(jié)，是為了合理水庫的運行工作，解決和協(xié)調由于徑流不能準確預知情況下水庫工作可靠性與經濟性的矛盾，減免因調度不當而造成的損失，充分發(fā)揮的工程效益。水庫調度的安全性主要體現(xiàn)在防洪調度方面，而水庫調度的經濟性主要體現(xiàn)在興利調度方面，根據(jù)入庫水量信息、水庫特性、面臨的狀態(tài)及各類約束條件，盡可能的減少棄水，確定不同時期不同情況下的發(fā)電計劃和實施方案，使水電站的發(fā)電效益最大。隨著電子技術、計算機技術的發(fā)展和計算機應用的日益普及，水庫興利調度的信息化越來越高，許多為水庫興利調度開發(fā)的調度決策支持系統(tǒng)，為水庫的興利調度提供了較好的參考依據(jù)，發(fā)揮了巨大的經濟效益。目前水庫興利調度一般都是采用傳統(tǒng)的C/S（Client/Server）結構，但是隨著網絡技術和分布式數(shù)據(jù)庫技術的迅速發(fā)展，基于C/S結構的軟件系統(tǒng)就暴露出維護工作量大、升級困難、可移植性差、開發(fā)周期長和信息難以共享等自身難以克服的缺點。

以Web技術為核心的B/S（Browser/Server）網絡化應用模式的出現(xiàn)及其廣泛應用，使得軟件系統(tǒng)的網絡體系結構跨入了一個新的階段。導致了很多應用系統(tǒng)的體系結構從C/S結構向更加靈活的B/S多級分布結構的演變?；趙eb的以B/S為核心的水庫興利調度系統(tǒng)使得許多操作可以在客戶端瀏覽器中實現(xiàn)，既簡化了操作、提供了較準確的興利調度依據(jù)，又大大減少了軟件升級維護費用。

一、系統(tǒng)結構分析及總體結構

興利調度系統(tǒng)結構以Web服務器和Oracle數(shù)據(jù)庫服務器為中心，以2003為系統(tǒng)開發(fā)平臺，采用和c#作為核心編程語言。整個調度系統(tǒng)分為三層：表示層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)庫層。表示層為用戶提供一個在瀏覽器里顯示的交互界面；業(yè)務邏輯層是所有調度功能模塊的集合；數(shù)據(jù)庫層負責業(yè)務邏輯層中所有數(shù)據(jù)的持久存儲。用戶通過瀏覽器在Web上根據(jù)權限可進行興利調度方面的操作，充分發(fā)揮水庫的興利效益；可進行興利調度成果的管理，實現(xiàn)資源的共享。興利調度系統(tǒng)總體結構如圖1所示。

1問題提出

長潭水庫位于廣東省梅州市蕉嶺縣石窟河長潭峽谷段中，壩址以上集水面積1990km2。水庫百年設計洪水位151.5m，萬年校核洪水位156.0m，正常高水位148.0m，汛期控制水位144.0m，發(fā)電極限水位134.6m，總庫容1.69×108m3，屬季調節(jié)水庫。隨著國民經濟的飛速發(fā)展和國家對水利水電建設的日益重視，流域內近年來先后修建了若干中小水庫，600×104m3以上的水庫四宗，分別為①東留水庫：集水面積為233km2，總庫容為2380×104m3，按五十年設計，五百年校核；②石磺峰水庫：集水面積為637.4km2，總庫容為3220×104m3，按五十年設計；③下壩水庫:集水面積為1100km2,總庫容為2295×104m3，按五十年設計；④竹嶺水庫:集水面積為558km2,總庫容為620.4×104m3，按五十年設計。以上四個水庫，集水總面積為1891km2，占長潭水庫集水面積的95％。

中小水庫的建設對當?shù)貒窠洕l(fā)展發(fā)揮了一定的作用，但這些中小水庫設計標準相對較低。當流域內發(fā)生較小洪水時，各中小水庫將攔蓄部分洪水以滿足當?shù)毓まr業(yè)生產和生活用水的需要；當流域內發(fā)生大洪水時，各中小水庫為了自身安全將開閘放水；當發(fā)生超標準洪水時，某中小水庫可能發(fā)生潰壩。所有這些事件的發(fā)生都將對長潭水庫的防洪和安全運行產生影響。因此，研究上游中小水庫的洪水行為對長潭水庫設計洪水調度的影響，對確定長潭水庫運行原則有著重要的意義。

2典型洪水頻率分析計算

流域內修建中小水庫后，使流域的產匯流特征和水力條件發(fā)生了很大的變化。中小水庫一方面增加了長潭水庫防洪能力，但其調度的隨意性卻在一定程度上增加了長潭水庫調度的難度，對長潭水庫的防洪與水資源的綜合開發(fā)利用具有一定的影響。為了提高水庫的綜合效益，針對長潭水庫的實際情況，對重現(xiàn)期T=20～30（P=5%～3.33%）年間的洪水進行了系統(tǒng)研究。由于各中小水庫所在斷面無P=5%～3.33%的洪水流量過程，故由暴雨過程經流域水文模型產匯流計算推求出其洪水過程；用典型地區(qū)組合同倍比放大組成地區(qū)洪水；然后分別對各部分洪水進行河道演算，逐級演算至長潭水庫后將其線性疊加，推求出長潭水庫的入庫洪水過程；對長潭水庫入庫洪水過程進行調洪演算，推求出該重現(xiàn)期考慮上游中小水庫影響下的長潭水庫設計洪水調度成果[1]。長潭水庫不同頻率的設計洪水過程直接采用廣東省水利電力勘測設計研究院1995年11月研究的（《廣東省長潭水電站水庫洪水復查報告》中成果，見圖1。

2.1典型洪水選取

一、現(xiàn)行水庫調度方式及存在的問題

目前，我國的水庫調度主要是圍繞防洪、發(fā)電、灌溉、供水、航運等綜合利用效益所進行的。依據(jù)水庫既定的水利任務和要求而制定的蓄泄規(guī)則，就是我們通常所說的水庫調度方式。長江流域現(xiàn)行水庫調度方式主要分為兩大類，即防洪調度與興利調度。防洪調度的主要任務是確保水庫大壩安全和處理防洪與興利的矛盾。對不承擔下游防洪任務的水庫而言，防洪調度的主要任務是在確保水庫大壩安全的前提下，充分發(fā)揮水庫興利效益；對承擔有下游防洪任務的水庫，防洪調度的主要任務，是在確保水庫大壩安全的前提下，處理好防洪與興利之間的矛盾，通常采用的調度方式有：固定下泄（一級或多級）、補償調節(jié)、預報預泄等，汛限水位是處理防洪與興利矛盾的基本特征水位。興利調度一般是在非汛期，按照水庫所承擔興利任務的重要程度，合理分配水資源，謀求經濟效益最大化的調度方式，按照工程任務一般分為：發(fā)電調度、灌溉調度、供水調度等類型。

以丹江口水利樞紐為例，其初期規(guī)模的綜合利用任務為：防洪、發(fā)電、灌溉、航運及養(yǎng)殖。大壩加高后水庫調節(jié)能力及承擔各項水利任務的能力將有較大的改善和提高，其水利任務將調整為：防洪、供水、發(fā)電、航運。丹江口水庫現(xiàn)狀及大壩加高后，洪水調度方式均為預報預泄、補償調節(jié)、分級控泄；興利調度現(xiàn)狀按水利任務主次，依據(jù)水庫調度圖進行控制運行。大壩加高后，丹江口水庫按發(fā)電服從調水、調水服從生態(tài)的原則擬定控制水位和調度規(guī)則，在滿足水源區(qū)用水發(fā)展要求的前提下，盡可能多調水，并按庫水位高低和來水情況，分區(qū)進行調度，大水多調，小水少調。

現(xiàn)行水庫的管理制度和調度運行模式的主要任務是，處理、協(xié)調防洪和興利的矛盾以及興利任務之間的利益。從河流生態(tài)系統(tǒng)保護的角度看，現(xiàn)行調度方式存在的主要問題：一是大多數(shù)的水庫調度方案沒有考慮壩下游生態(tài)保護和庫區(qū)水環(huán)境保護的要求。目前一些大型水電站在進行調峰調度運行時以及支流中開發(fā)的引水式水電站，往往只重視發(fā)電效益，忽視了壩下游生態(tài)保護的要求，如電站在調峰運行和引水發(fā)電時，導致壩下游出現(xiàn)減水河段，甚至脫水河段，使壩下游水生物（尤其是魚類）的生存環(huán)境遭受極大破壞，一些減水和脫水河段的生物多樣性遭受嚴重破壞，直接威脅壩下游水生態(tài)的安全；由于水庫對下泄流量的調節(jié)作用，也可能引起水庫下游局部河段出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化。二是受水庫調度運行的影響，也會引發(fā)庫區(qū)局部緩流區(qū)域或支流回水區(qū)出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化，甚至“水華”現(xiàn)象的發(fā)生；水庫消落帶的利用與水庫的調度運行不協(xié)調，可能造成消落帶利用而污染水庫水質。三是缺乏對水資源的統(tǒng)一調度與管理。目前長江上游干支流水電開發(fā)基本進入全面開發(fā)的狀態(tài)，一些工程規(guī)模大、調節(jié)性能好、綜合利用效益大的控制性水利樞紐工程正在加快建設。這些樞紐工程建成后，如果仍采用目前的調度與管理模式，各發(fā)電公司僅按樞紐各自的任務進行調度運用，勢必會造成對水資源統(tǒng)一調度的不利，不僅會影響流域梯級水庫整體的綜合利用效益，而且還會導致生態(tài)與環(huán)境等一系列影響。例如，如果長江上游干支流水庫同步蓄水、放水，下游河道水量大幅減少或增加，將對長江中下游的生態(tài)與環(huán)境產生較嚴重的影響。

從三峽水庫調度運行面臨的問題和沱、岷江流域梯級開發(fā)及水庫調度存在的主要問題，可以更加清楚地看到現(xiàn)有水庫調度方式存在的問題。

（一）三峽水庫調度運行面臨的問題

1.概述

金盆水庫是西安黑河引水工程的主要水源工程，是一項以西安市供水為主，兼顧周至、戶縣37萬畝農田灌溉，還有發(fā)電、防洪和養(yǎng)魚等多種功能的大型綜合利用水利工程。如何合理的調度金盆水庫，發(fā)揮其最大效益，對緩解西安市供水緊張的局面以及實現(xiàn)社會經濟的可持續(xù)發(fā)展和人民生活穩(wěn)步提高都具有極其重要的意義和價值。

水庫優(yōu)化調度是一典型的多維非線性函數(shù)優(yōu)化問題，目前常用的方法有模擬法、動態(tài)規(guī)劃及其系列算法、非線性規(guī)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(yōu)，動態(tài)規(guī)劃（DP）隨著狀態(tài)數(shù)目的增加會出現(xiàn)所謂“維數(shù)災”問題，增量動態(tài)規(guī)劃（IDP）可能收斂到非最優(yōu)解，逐步優(yōu)化算法（POA）需要一個好的初始軌跡才能收斂到最優(yōu)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(yōu)化計算時從多個初始點開始尋優(yōu)，對所求問題沒有太多的數(shù)學約束，而且優(yōu)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(yōu)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(yōu)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(shù)據(jù)轉換等問題，暢建霞、王大剛分別提出了基于整數(shù)編碼的遺傳算法[5-6]，并將GA與動態(tài)規(guī)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(jù)黑河金盆水庫的具體情況，建立了水庫長期優(yōu)化調度的自適應遺傳算法模型，并將其與動態(tài)規(guī)劃的計算結果進行了比較。

2.水庫優(yōu)化調度數(shù)學模型的建立

1研究進展

可靠性與風險是兩個互補概念，前者的研究始于本世紀30～40年代，用概率論研究機器設備的維修問題；后者的研究始于50年代，最早是由軍工生產部門提出。到80年代初，可靠性和風險分析理論逐步形成一門內容豐富、方法多樣、理論體系較完整的邊緣科學。

在水資源工程中可靠性概念應用早于風險，例如在水庫調度中，人們早就用發(fā)電保證率、灌溉保證率等概念方法評價水庫運行策略的優(yōu)劣。風險分析在70年代后期才滲透到水資源研究領域，并最早在美國水資源開發(fā)中得以應用。1984年北大西洋公約組織成立了ASI高級研究所，專門從事水資源工程的可靠性與風險研究，并提出了水資源工程可靠性與風險的研究框架和系統(tǒng)理論、方法及評價指標。目前世界各國對水資源工程中的風險決策以及水資源系統(tǒng)運行的風險分析都高度重視，并開展了廣泛的研究〔2,3〕。但作為水資源系統(tǒng)研究的一個重要分支——水庫調度，其風險概念和分析方法80年代才提出，研究剛剛起步。

近年來國內的許多學者對此進行了研究〔4〕。傅湘等用概率組合方法估算了水庫下游防洪區(qū)的洪災風險率，用系統(tǒng)分析方法建立了大型水庫汛限水位風險分析模型；馮平等研究了汛限水位對防洪和發(fā)電的影響，通過風險效益比較定量給出了合理的汛限水位；謝崇寶等分析了水庫防洪風險計算中水文、水流及水位庫容關系的不確定性，研究了水庫防洪全面風險率模型應用問題；梁川以極差分析法進行防洪調度風險評估；王本德等〔5〕建立了水庫防洪實時風險調度模型，該模型考慮了水庫下游防洪效益與水庫風險兩個目標，又在論述水庫預蓄效益與風險分析的必要性和主要困難的基礎上，首先提出了一種風險率的計算方法，然后提出一種以經濟效益與風險率為目標的水庫預蓄水位模糊控制模型及求解方法；田峰巍等提出了依據(jù)典型聯(lián)合概率分布函數(shù)的風險決策方法。李國芳和覃愛基采用頻率分析方法，對水利工程經濟風險分析方面進行探討，得出一些有益的結論。隨著矩分析方法和熵理論的日臻完善，可將信息熵、概率論和風險估計結合起來，建立最大熵風險估計模型。李繼清等〔6〕采用層次分析方法，將水利工程經濟效益系統(tǒng)劃分為防洪、發(fā)電、灌溉(供水)效益子系統(tǒng)，辯識出風險因子，通過兩種風險組合方式，建立最大熵模型，得到系統(tǒng)經濟效益的風險特性。

2風險分析的一般方法〔5～10〕<>

2.1靜態(tài)與動態(tài)相結合的調查方法

尊敬的各位領導，親愛的同事們，大家好！

我是XXX水電站一名普通的新員工。我的崗位是水庫調度。初出大學校門，滿懷著憧憬步入社會，面對水庫調度這一平凡、乏味的工作，心中不免有些失望，然而當我真正的接觸這一崗位，真正融入調度這個大家庭，我才真正明白，越平凡的崗位，越意味著需要做出不平凡的事，需要不平凡的人。通過這段時間的工作，使我知道了水庫調度班的每一位同事都是最可親的人，都是最值得尊敬的人。今天我演講的題目是《篤行誠信無違章，愛崗敬業(yè)促發(fā)展》。

所謂誠信，就是指誠實守信，表里如一，言行一致。“無誠則無德，無信事難成”。在社會主義文明高度發(fā)展、人與人相處難見真情的今天，誠信品質尤為重要。往大的方向說它是一個國家，一個社會，一個民族生存的必備條件；具體到企業(yè)，一個講求誠信的企業(yè)是一個受百姓信任的企業(yè)，是一個有長足發(fā)展前途的企業(yè)；微小到人，一個講求誠信的人是一個，是一個胸懷坦蕩的人，是一個有高尚品德的人。我們電力系統(tǒng)同樣需要“誠信”二字，它是我們整個企業(yè)為社會認可，為群眾擁護的根本，它是企業(yè)員工能和諧相處的力量源泉。

所謂“無違章”，用最通俗的話來說也就是“高高興興上班去，安安全全回家來”。哪一個人不愿笑語長在，哪一個家庭不愿幸福美滿，哪一個企業(yè)不愿興旺發(fā)達，哪一個國家不愿繁榮昌盛。安全就如一根七彩的絲線把我們這一個個美好的愿望連接起來，構成一個穩(wěn)定、祥和、五彩繽紛的美好世界?！盁o違章”他不僅是對自身安全負責，更是對別人的生命財產安全負責。作為一名水庫調度員，別人這樣形容我們

你是唯一不帶“長”的指揮員

千軍萬馬在你的指間滾滾向前

摘要：現(xiàn)行水庫調度方式以防洪調度與興利調度為主，沒有考慮生態(tài)因素。本文分析了現(xiàn)行水庫調度方法的不足，指出水庫調度應兼顧河流生態(tài)系統(tǒng)需求，實現(xiàn)水庫生態(tài)調度。分析介紹了生態(tài)調度所包含的內容：水量調度、泥沙調度、水質調度、控制因子調度。

關鍵詞：水庫生態(tài)；生態(tài)調度：生態(tài)系統(tǒng)

一、引言

大型水利工程譬如水庫的建設，使人們能夠對水資源進行更加有效的管理和利用，興利除弊，造福人類，同時水庫建設對生物群落和生態(tài)系統(tǒng)造成了不可避免的影響。并由此引出了水庫的“生態(tài)調度”概念。

二、水庫建設和現(xiàn)行調度方式對河流生態(tài)的影響

水庫建設影響千萬人的生命和財產，具有防洪、航運、供水、發(fā)電、控制水質和改善水景觀等綜合用途，帶來了巨大的社會經濟效益；另一方面，密集的水庫建設會對河流生態(tài)環(huán)境產生一系列的影響。眾多研究認為，水庫建設運行改變河流天然情勢，影響河流泥沙、水質，造成河流生態(tài)系統(tǒng)多樣性的下降。

1研究進展

可靠性與風險是兩個互補概念，前者的研究始于本世紀30～40年代，用概率論研究機器設備的維修問題；后者的研究始于50年代，最早是由軍工生產部門提出。到80年代初，可靠性和風險分析理論逐步形成一門內容豐富、方法多樣、理論體系較完整的邊緣科學。

在水資源工程中可靠性概念應用早于風險，例如在水庫調度中，人們早就用發(fā)電保證率、灌溉保證率等概念方法評價水庫運行策略的優(yōu)劣。風險分析在70年代后期才滲透到水資源研究領域，并最早在美國水資源開發(fā)中得以應用。1984年北大西洋公約組織成立了ASI高級研究所，專門從事水資源工程的可靠性與風險研究，并提出了水資源工程可靠性與風險的研究框架和系統(tǒng)理論、方法及評價指標。目前世界各國對水資源工程中的風險決策以及水資源系統(tǒng)運行的風險分析都高度重視，并開展了廣泛的研究〔2,3〕。但作為水資源系統(tǒng)研究的一個重要分支——水庫調度，其風險概念和分析方法80年代才提出，研究剛剛起步。

近年來國內的許多學者對此進行了研究〔4〕。傅湘等用概率組合方法估算了水庫下游防洪區(qū)的洪災風險率，用系統(tǒng)分析方法建立了大型水庫汛限水位風險分析模型；馮平等研究了汛限水位對防洪和發(fā)電的影響，通過風險效益比較定量給出了合理的汛限水位；謝崇寶等分析了水庫防洪風險計算中水文、水流及水位庫容關系的不確定性，研究了水庫防洪全面風險率模型應用問題；梁川以極差分析法進行防洪調度風險評估；王本德等〔5〕建立了水庫防洪實時風險調度模型，該模型考慮了水庫下游防洪效益與水庫風險兩個目標，又在論述水庫預蓄效益與風險分析的必要性和主要困難的基礎上，首先提出了一種風險率的計算方法，然后提出一種以經濟效益與風險率為目標的水庫預蓄水位模糊控制模型及求解方法；田峰巍等提出了依據(jù)典型聯(lián)合概率分布函數(shù)的風險決策方法。李國芳和覃愛基采用頻率分析方法，對水利工程經濟風險分析方面進行探討，得出一些有益的結論。隨著矩分析方法和熵理論的日臻完善，可將信息熵、概率論和風險估計結合起來，建立最大熵風險估計模型。李繼清等〔6〕采用層次分析方法，將水利工程經濟效益系統(tǒng)劃分為防洪、發(fā)電、灌溉(供水)效益子系統(tǒng)，辯識出風險因子，通過兩種風險組合方式，建立最大熵模型，得到系統(tǒng)經濟效益的風險特性。

2風險分析的一般方法〔5～10〕<>

2.1靜態(tài)與動態(tài)相結合的調查方法

摘要：現(xiàn)行水庫調度方式以防洪調度與興利調度為主，沒有考慮生態(tài)因素。本文分析了現(xiàn)行水庫調度方法的不足，指出水庫調度應兼顧河流生態(tài)系統(tǒng)需求，實現(xiàn)水庫生態(tài)調度。分析介紹了生態(tài)調度所包含的內容：水量調度、泥沙調度、水質調度、控制因子調度。

關鍵詞：水庫生態(tài)；生態(tài)調度：生態(tài)系統(tǒng)

一、引言

大型水利工程譬如水庫的建設，使人們能夠對水資源進行更加有效的管理和利用，興利除弊，造福人類，同時水庫建設對生物群落和生態(tài)系統(tǒng)造成了不可避免的影響。并由此引出了水庫的“生態(tài)調度”概念。

二、水庫建設和現(xiàn)行調度方式對河流生態(tài)的影響

水庫建設影響千萬人的生命和財產，具有防洪、航運、供水、發(fā)電、控制水質和改善水景觀等綜合用途，帶來了巨大的社會經濟效益；另一方面，密集的水庫建設會對河流生態(tài)環(huán)境產生一系列的影響。眾多研究認為，水庫建設運行改變河流天然情勢，影響河流泥沙、水質，造成河流生態(tài)系統(tǒng)多樣性的下降。

第一章概論

1.1對當前電力電量平衡方法的再認識

1.2國內外電力電量平衡方法簡述

1.3專家系統(tǒng)與運籌學模型相結合的新途徑

1.4本項研究所取得的進展

第一部分