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川西山区河流水电梯级开发减水河段用水分配研究

文档作者：慕琳1 王应军2 文档来源： 1．重庆市合川区环境监测站 2．四川农业大学		更新日期： 2026年10月10日	点击数：
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低碳技术 LoW cARBoN WoRLD 2ol6珥
川西山区河流水电梯级开发减水河段用水分配研究
慕琳 ，王应军2
(1．重庆市合川区环境监测站，重庆合川401520；2．四川农业大学，四川成都611830)
【摘 要】本文根据白沙河流域水电梯级开发要求，建立水资源多目标优化配置模型。通过求解模型提出白沙河流域水资源优化配置方案，以
追求流域社会经济与生态环境综合效益最大化，促进流域协调持续发展。
【关键词】水电梯级开发；减水河段；用水分配；优化配置模型
【中图分类号】TV213．2 【文献标识码】A 【文章编号】2095—2066(2016)10—0042—03
刖舌
随着经济的不断发展．资源利用的矛盾也日益突出。如何
正确处理经济效益与生态效益的关系，解决用水分配问题，是
有待深入研究的课题。本文根据川西山区河流水资源利用特
点，建立流域水资源优化配置模型，进行流域用水分配探讨，
为白沙河流域水资源合理开发利用与生态经济可持续发展提
供科学依据
1水电梯级开发的生态环境影响
水电梯级开发将自然河流变成了人工渠道．对河流水文
过程、泥沙输送、水生生物以及河流两岸的自然景观等都有巨
大的再造作用【l】o由于水电梯级开发，河流被分隔成许多片段，
破坏了河流的连续性． 而且引水式电站会使河流形成较长的
减(脱)水段，河流的片段化以及减(脱)水段对流域的生态环
境影响很大固
2流域用水分配模型
2．1建模思路
本文按照流域水电梯级开发的基本要求．在构建模型时．
其思路为以可用水资源量为前提．在满足流域生态环境需水
要求的同时能够使流域获得最大的综合效益。
2．2 目标函数
本文选择社会效益、经济效益和生态效益等综合效益最
佳为优化配置目标。其中社会效益满足农村人畜用水需求，经
济效益满足梯级电站用水需求，生态效益满足河道内、外用水
需求。
目标1水资源利用综合效益最大．即社会、经济与生态效
益总和最大
maxB=VL(xL+x L)+VIXI+VE(xE+x E)+VA(xA+x A)
式中：B为流域用水总效益；V．、V．、V 、V 分别为单方生
活用水效益，单方经济用水效益．单方生态用水效益和单方农
业用水效益；x 、X 、X 、X^分别为地表水生活分配用水量，地表
水经济分配用水量．地表水生态分配用水量和地表水农业分
配用水量；x 、x 、X ^分别为地下水生活分配用水量，地下水
生态分配用水量和地下水农业分配用水量。
目标2基本生活用水必须得到满足。即满足流域居民和
度、坝基变形的要求都比混凝土坝基要低。但是，由于土石坝
的强度较弱，因此，对于土石坝坝基的加固．也不能懈怠。
3．4．1 覆盖层地基土石坝坝基加固
(1)松散性状材料地基
对于那些由松散性状材料组成的地基．对其进行加固时
则可以使用各种压实方法或者其他对地基材料进行改性的技
术，常用的技术有：① 振动压密；②振动锤加密或爆炸加密；(
静压灌浆；( 旋喷桩；( 振冲碎石桩等。其中旋喷桩主要原理
在于充分利用高压喷射的方式．将土和浆液在钻孔内进行混
合，有效形成土一水泥桩，其直径也是特定的。而碎石桩则是以
砾石或碎石置换并由钻孔中挖出的材料而在土中制成桩体。
排列桩体时可以保持紧密，以便形成的地段足够的稳定。而微
型砾石桩．其主要是碎石桩的变体，桩体尺寸较小，且钻孔是
由振动造成的。
(2)细砂等易液化土坝基 ，
在地震时土坝基中的细砂会液化。或者其他在受到地震
作用后发生液化的土料会影响土坝的稳定性。一旦在坝基中
有可液化的材料存在时．要尽快将其置换出来，如果挖除较为
困难，或者需要耗费较多的人力、物力以及财力，则可以利用
人工加密的方式使其抗液化能力有所增强．使其能够跟原先
设计好的地震烈度相适应。而后对其进行防护。防护的措施主
要有加盖重、加强排水等。对于地震下易于液化失稳的松散软
弱地层的抗震加固方法很多。例如，提高材料密度或结合增设
排水的振冲加固法、强夯法等。以及改善地层的应力条件的压
栽法等
3．4．2 岩石地基± 石坝坝基加固
在岩石地基上建造的土石坝很少出现不稳定的问题，地
基发生微小的沉降不会影响坝体，然而岩石的表面不够规整
时．其剖面会发生急剧的变化，或者局部出现倒坡的问题，导
致坝体内出现不均匀沉降的问题．坝体发生开裂．严重时还会
导致坝体内部遭到冲蚀，因此，在某些情况下，要重新调整新
墙下的岩石表面。一旦岩基内软弱面较大，则需要采取一定的
措施防止其发生滑动，例如可以设置戗台：如果软弱面坡度太
陡．摩擦的阻力相对减少，也需进行地基加固。
4结语
总之，在水利工程的施工过程中，坝基的加固是其中的重
要工作，坝基加固处理方法主要应考虑到坝基的地质条件、大
坝类型、施工条件等因素的影响，选取灵活、经济的处理措施，
从而获得良好的施工效果
参考文献
[1]刘凡明．浅谈如何做好大坝地基的坝基加固处理技术【J】．建材与装
饰(旬刊)，2011：161～162．
[2]谭志勇．大坝地基的坝基加固处理技术分析【J]．门窗，2013(3)：89．
【3]沈旗扬．论大坝地基的坝基加固处理技术分析【J]．城市建设理论研
究．2011(24)：45．
收稿日期：2016—3—25
作者简介：曾志勇(1979-)，男，工程师，本科，主要从事水利工作。
L0W cARBoN W0RLD 2ol6 低碳技术
牲畜用水。
J
rain k R +Σk
j= 1
式中：Wl为生活用水量；ki为人均用水定额，Ri为人口总
数； 为j类牲畜平均用水定额， 。为J类牲畜数量；J为牲畜
种类。
目标3流域生态环境用水要求必须得到满足。即减水河
段总缺水量最小。
T I
minQ自=Σ Σ(Q +Q +Qre,it We。 )
t = 1i= 1
式中：Q。为减水河段总缺水量；Qd，“为i电站t时段的下
泄水量；Q ， 为i减水河段t时段的上游来水量；Q ， 为i减水
河段t时段的区间来水量； ． 为i减水河段t时段的生态需
水量：I为减水河段总数；T为时段总数。
目标4流域经济用水效益最大。即梯级电站发电效益最大。
T l
1 1
maxBI： {Ni ×chxAT(t))
t= 1i = 1
式中：BI为流域总发电效益；Nit为i电站t时段平均出力；
C 为i电站季节性电能价格；AT(t)为t时段长度；I为电站总
数：T为时段总数。
2．3约束条件
2．3．1 水■ 平衡约束
QT=QL+QI+QE+QA QP=Q 。+Qd。wn QT≤QP
式中 ：QT为总用水量；QL为生活用水量；QI为经济用水量；
QE为生态用水量；Q 为农业用水量；Q 为水资源量；Q 。为地
表水量；Qd一为地下水量。
2-3．2 生态需水■约束
(1)总量约束
．
= wi
．
+w
式中：W。． 为t时段流域总生态需水量；Wm．1为t时段河道
内生态需水量，W ． 为t时段河道外生态需水量。
(2)需水量约束
Wd， ≤Ql≤Wd，～
式中：Q 为t时段河流流量；Wd． 为t时段内维持流域基
本生态环境功能水量；W ．一为t时段内维持流域最佳生态环
境功能水量。
2_3_3 生态用水量约束
(1)总量约束
K
Q ，t= Q ElkI ．
k= l
式中：QE， 为t时段流域总的生态用水量；QE．h 为t时段第
k个生态用水对象的生态用水量。
(2)用水量约束
当QE,t≥Wd， 时，满足：W ， ≤QE， < ，一
式中：Wd．Il-Il为t时段内维持流域基本生态环境功能水量；
W ．～ 为t时段内维持流域最佳生态环境功能水量。
n
当Q El≤w ， ，k< 里L 时，满足：kW ， ≤QE，l

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