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關(guān)鍵詞：節(jié)制閘；大開度檢驗；運行調(diào)度；南水北調(diào)

中圖分類號：TV68文獻標志碼：A文章編號：1672-1683（2017）01-0204-05

Abstract：The Middle Route Project （MRP） of South-to-North Water Diversion （SNWD） has 64 check gates.The check gates need to be tested under the flowing water from zero to the maximum opening to ensure the safe operation of the SNWD project.Certain operation measures need to be taken in order to complete the maximum opening test when the dividing gates have not yet met the design discharge.This article analyzed the feasibility of a maximum opening test based on a typical check gate，and compared the operation scheme across several specific conditions.After preliminary study，it selected the scheme of "adjusting the water level of local canal reaches with control gates"，where the hydraulic conditions of upstream and downstream control structures of the piloting check gate were adjusted to ensure relatively stable water supply and water level at the piloting check gate and the upstream and downstream canal reaches，thus realizing the maximum opening test.

Key words：check gates；maximum opening test；operation；South-to-North Water Diversion

南水北{中線全長1 432 km，沿線設(shè)有64座節(jié)制閘，97個分水口，機電設(shè)備的安全運行是保障工程平穩(wěn)高效輸水的基礎(chǔ)。因此，節(jié)制閘投運后需要進行各種安全運行調(diào)試，其中在動水條件下進行各種工況（零開度至全開度）大開度專項檢驗是必需的。但中線工程自2014年12月正式通水后，沿線需水量遠未達到設(shè)計要求，全線基本處于小流量、高水位的運行狀態(tài)，各節(jié)制閘的上、下游水位差較大（0.44～8.85 m），全線節(jié)制閘開度基本上處于小開度（0.4～3.7 m）運行狀態(tài)。經(jīng)復核，在不改變各渠段現(xiàn)有水位、流量的條件下，各節(jié)制閘單孔全開的過流能力均遠大于當前總干渠的輸水流量，在此條件下進行調(diào)試，將導致檢驗閘站上游渠段水位的迅速下降，影響總干渠的運行安全。中線工程無論是輸水線路長度、涉及建筑物種類、工程安全要求還是調(diào)度復雜程度均為國內(nèi)之最，且無直接經(jīng)驗可循，本文在大型輸水渠道調(diào)度控制研究基礎(chǔ)上，依照中線工程水力學仿真模型研究及輸水調(diào)度控制策略要求等，研究探索閘門大開度檢驗的可行性及可操作性方案，為工程長期平穩(wěn)安全輸水提供基礎(chǔ)保障。

考慮到總干渠上游節(jié)制閘過流量及閘門開度相對較大、可調(diào)節(jié)范圍大，運行現(xiàn)狀有利于大開度專項檢驗期間的運行控制；同時，經(jīng)對南陽境內(nèi)節(jié)制閘進行比對分析，白河渠道倒虹吸出口節(jié)制閘為4孔，單孔過閘流量相對較小。因此，本次擬選取白河渠道倒虹吸節(jié)制閘做為大開度專項檢驗的試點閘站，以其為例分析現(xiàn)狀條件下完成大開度檢驗的可行性，并結(jié)合中線總干渠輸水調(diào)度控制方式，充分考慮目前的運行實際深入研究探討了通過采取一定的調(diào)度措施，對總干渠的運行水力條件進行調(diào)整的方式實現(xiàn)節(jié)制閘大開度檢驗，同時保持節(jié)制閘過閘流量相對穩(wěn)定，保證工程正常供水[1-5]。

1 節(jié)制閘大開度檢驗調(diào)度目標及任務(wù)

根據(jù)總干渠目前的運行情況及節(jié)制閘大開度檢驗的需求，確定本次運行調(diào)度的主要任務(wù)如下：

（1）進行大開度檢驗的節(jié)制閘閘前水位保持在設(shè)計水位或當前運行水位附近（±20 cm）；

（2）控制各渠段運行水位不高于總干渠加大水位，渠段運行水位變幅滿足總干渠設(shè)計要求（不超過0.3 m/d）[6-8]；

（3）專項檢驗期間，不改變各節(jié)制閘的當前輸水流量；

（4）確保專項檢驗期間，各分水口門可以按計劃取水。

2 試點節(jié)制閘渠段內(nèi)相關(guān)建筑物運行現(xiàn)狀

本文選取南陽境內(nèi)白河渠道倒虹吸節(jié)制閘為例。白河渠道倒虹吸出口節(jié)制閘為4孔，每孔單寬為6.7 m，調(diào)試期間可能受到影響的渠段為上游十二里河節(jié)制閘-白河節(jié)制渠段和下游白河節(jié)制閘-東趙河節(jié)制閘渠段，渠段內(nèi)的娃娃河倒虹吸出口、梅溪河倒虹吸出口、白條河倒虹吸出口3個控制閘，田娃、大寨、半坡店3個分水口門，以及白河退水閘等7個建筑物在專項檢驗期間可能需根據(jù)運行調(diào)度需要進行相應(yīng)的調(diào)整。渠段內(nèi)相關(guān)建筑物示意圖見圖1。

結(jié)合當下的運行數(shù)據(jù)，試點節(jié)制閘渠段內(nèi)田娃、大寨、半坡店3個分水口門均為全關(guān)狀態(tài)，未參與運行調(diào)度；娃娃河、梅溪河、白條河倒虹吸出口3個控制閘為全開狀態(tài)，未參與運行調(diào)度，閘前水位分別為139.90 m、139.32 m、138.83 m；白河退水閘也處于全關(guān)狀態(tài)，未參與運行調(diào)度。試點節(jié)制閘渠段3個節(jié)制閘均正常運行，閘前水位控制在設(shè)計水位附近，閘門開度0.6～0.78 m，過閘流量約為80 m3/s，各節(jié)制閘運行狀況詳見表1。

3.1 現(xiàn)狀條件下單孔過流能力計算

專項檢驗期間，需將閘門全部提起，此時，過閘水流為堰流，可以采用《水閘設(shè)計規(guī)范》（SL 265-2001）的堰流計算公式計算過閘流量[9-11]。

式中：Q為過閘流量（m3/s）；B0為閘孔凈寬，白河節(jié)制閘單孔運行，可取B0=6.7 m；σ為淹沒系數(shù)；hs為從堰頂算起的下游水深（m）；ε為側(cè)收縮系數(shù)，白河節(jié)制閘位于倒虹吸出口，閘孔單寬與倒虹吸洞口同寬，可取ε=1.0；m為堰流流量系數(shù)，可采用0.385；g為重力加速度，可取9.81 m/s2；H0為堰上水深（m）；

白河節(jié)制閘設(shè)計流量為330 m3/s，加大流量為410 m3/s，其設(shè)計過流能力遠大于白河節(jié)制閘現(xiàn)狀過閘流量81.94 m3/s。因此，在大開度檢驗時，需采用單孔運行方式，單孔閘寬為6.7 m，閘底板高程為131.92 m。白河節(jié)制閘現(xiàn)狀條件下閘上水位為139.84 m，閘下水位138.85 m，閘上下游水位差為0.99 m，根據(jù)堰流公式，在當前水位條件下的過閘流量為224.1 m3/s。

3.2 現(xiàn)狀條件下節(jié)制閘大開度檢驗對總干渠運行的影響

據(jù)分析，單個節(jié)制閘大開度專項檢驗時間約需1 d?，F(xiàn)狀條件下白河節(jié)制閘3孔全關(guān)，1孔全開的過閘流量約為224 m3/s，遠大于該渠段正常輸水流量，如一直保持現(xiàn)狀上下游水位關(guān)系，8 h工作時間內(nèi)白河節(jié)制閘將比計劃多輸水約409萬m3。經(jīng)體積平衡試算，檢修期間白河節(jié)制閘閘前水位將下降至139.20 m，東趙河節(jié)制閘閘前水位將上升至139.12 m，渠段內(nèi)總水體不變[12-13]，詳見表2。

3.3 現(xiàn)狀條件下大開度檢驗的可行性

大開度專項檢驗需在設(shè)計水位下進行，在現(xiàn)狀條件下進行該檢驗，白河節(jié)制閘閘前水位較設(shè)計水位低0.72 m，且其上游渠段水位降速將遠大于0.3 m/d，可能造成節(jié)制閘上游渠段襯砌破壞，此外，白河節(jié)制閘下游渠段水位也將出現(xiàn)較大的上升，且超出了渠段設(shè)計運行水位，同樣可能給總干渠運行安全帶來一定的風險[14-16]。因此，在現(xiàn)狀條件下，進行白河節(jié)制閘大開度專項檢驗基本不可行，必須通過一定的調(diào)度措施，對總干渠的運行水力條件進行調(diào)整。

4 試點節(jié)制閘大開度檢驗運行調(diào)度參考方案

4.1 閘門大開度檢驗調(diào)度方案選擇

經(jīng)初步分析，在初期高水位、小流量運行調(diào)度下，要保證節(jié)制閘進行大開度檢驗，并保持渠道水位的相對穩(wěn)定和節(jié)制閘過流流量滿足總干渠正常供水的需要，可從以下幾方面制定運行調(diào)度方案。

（1）利用檢修閘形成靜水條件，進而在靜水條件下對節(jié)制閘進行大開度檢驗。

（2）調(diào)整節(jié)制閘上、下游渠段運行水位，降低節(jié)制閘前、后的水位差，從而減小單孔閘大開度下的過流能力，達到調(diào)試需要。

（3）控制閘調(diào)整局部渠段水位，可結(jié)合該節(jié)制閘上下游其它控制閘對節(jié)制閘上下游局部渠段進行水位控制。

（4）通過控制大開度開啟時間，控制渠段泄量等方式，使渠內(nèi)水位變化在運行范圍內(nèi)。

（5）利用檢修閘控制過閘流量，或在檢修閘處形成堰流，減少閘孔過流量，達到調(diào)試需要。

根據(jù)節(jié)制閘大開度專項檢驗“閘前設(shè)計水位、動水條件、閘門全開、單站檢驗時長約為1 d”的要求，結(jié)合試點白河節(jié)制閘上下游水位差較大、下游4 km左右有白條河倒虹吸控制閘的特點，白河節(jié)制閘大開度專項檢驗運行調(diào)度宜采用“控制閘調(diào)整局部渠段水位”的方式[17-18]。

4.2 試點節(jié)制閘大開度檢驗調(diào)度參考方案

（1）運行控制建筑物。

采用“控制閘調(diào)整局部渠段水位”的運行調(diào)度方式，對十二里河節(jié)制閘-白河節(jié)制閘渠段和白條河控制閘-東趙河節(jié)制閘渠段基本無影響，因此，十二里河節(jié)制閘可按照當前的運行調(diào)度要求進行常規(guī)調(diào)度操作。白河節(jié)制閘及白條河控制閘需根據(jù)運行調(diào)度需要，保持閘前水位的穩(wěn)定和過閘流量穩(wěn)定，東趙河節(jié)制閘可根據(jù)調(diào)度此期間的水位變化情況適時進行小開度調(diào)整[19-20]。

（2）過閘目標流量。

白河節(jié)制閘在專項檢驗期間輸水目標流量按照當前輸水流量控制，取81.0 m3/s。

（3）白河節(jié)制閘閘下水位確定。

為保證單孔全開時，白河節(jié)制閘的過閘流量在81.0 m3/s左右，需利用白條河控制閘將白河節(jié)制閘閘下水位抬升至一定的水位，根據(jù)堰流公式（1）及（2），可以反算出在閘上水位為139.84 m時，閘下水位需要保持在139.78 m左右。

（4）白條河控制閘閘前目標水位及目標開度。

為保證白河節(jié)制閘閘下水位在139.78 m附近，需利用白條河控制閘壅水，利用南水北調(diào)中線總干渠水力學模型對閘前目標水位進行試算可知，當白條河控制閘閘前水位控制在139.77 m時，在輸水流量為81.0 m3/s條件下，可將白河節(jié)制閘閘下水位穩(wěn)定在139.78 m。白條河控制閘閘前目標水位比該閘現(xiàn)狀水位138.83 m高0.94 m，比設(shè)計水位高約0.16 m，比加大水位低0.58 m，可滿足該渠段的運行安全要求，白條河控制閘的目標開度為0.68 m。

（5）|趙河節(jié)制閘閘前目標水位及目標開度。

將白條河控制閘閘前水位從當前的138.83 m抬升至目標水位139.77 m，此渠段需增加總水量約20.5萬m3，為盡量減少對其他渠段的影響，此部分水量擬由白條河控制閘-東趙河節(jié)制閘渠段調(diào)節(jié)，經(jīng)試算，東趙河節(jié)制閘的運行水位需由當前的138.61 m調(diào)整至138.35 m，下降約0.25 m。由于白條河控制閘-東趙河節(jié)制閘之間無分水口門取水，且東趙河節(jié)制閘下游水位為137.27 m，可滿足東趙河節(jié)制閘過流需求，因此，可將東趙河節(jié)制閘閘前運行水位調(diào)整至138.35 m，閘門目標開度為0.76 m。

4.3 點節(jié)制閘大開度檢驗調(diào)度操作技術(shù)要求及流程

白河節(jié)制閘大開度專項檢驗期間的運行調(diào)度可以分為局部水位調(diào)整、大開度檢驗及水位恢復3個階段進行，各階段的調(diào)度目標如下。

（1）局部水位調(diào)整階段主要調(diào)度目標為在不改變白河節(jié)制閘上游渠段運行條件的情況下，完成白河節(jié)制閘-白條河節(jié)制閘之間渠段的水位抬升及白條河控制閘-東趙河節(jié)制閘之間水位的降低。

（2）大開度檢驗期間的主要調(diào)度目標為通過調(diào)整白河節(jié)制閘各閘孔的開度，維持白河節(jié)制閘上、下游水位，過閘流量的穩(wěn)定，逐個完成白河節(jié)制閘4個閘孔的大開度檢驗工作。

（3）水位恢復階段的主要調(diào)度目標為在不影響白河節(jié)制閘-東趙河節(jié)制閘以外渠段運行的條件下，將白河節(jié)制閘-東趙河節(jié)制閘渠段的水位恢復至專項檢查之前的狀態(tài)。

5 結(jié)語

中線總干渠陶岔-北拒馬河段總共有61座節(jié)制閘，分為60個渠段，其中有31個渠段與白河節(jié)制閘一樣，在節(jié)制閘下游布置有倒虹吸出口控制閘，因此，選取白河節(jié)制閘作為大開度專項檢驗工作的試點具有較強的代表性。

本文采用“控制閘調(diào)整局部渠段水位”對白河節(jié)制閘實施大開度檢驗，方案可滿足大開度專項檢驗在設(shè)計水位、動水條件、單孔閘門全開的檢驗要求，通過對上下游節(jié)制閘、控制閘的調(diào)度，實現(xiàn)對總干渠其它渠段運行基本無影響，上下游渠段水位壅高、水位降速等均可以維持在渠道和建筑物允許范圍之內(nèi)，調(diào)度方案合理可行。

鑒于總干渠各節(jié)制閘、渠段的運行水位、閘孔數(shù)量、輸水流量、分水流量等運行邊界條件各不相同，因此，其他節(jié)制閘應(yīng)在此研究基礎(chǔ)上，根據(jù)其運行特點分別制定相應(yīng)的運行調(diào)度方案。

此外，在當前高水位、小流量的運行條件下，難以完成全線所有節(jié)制閘的大開度專項檢驗工作，如穿黃節(jié)制閘等，有待于進一步研究靜水條件下進行大開度專項檢驗的可行性，或在總干渠輸水流量加大后，具備相關(guān)條件后進行。

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篇2

關(guān)鍵詞：數(shù)字模型；城市防洪；調(diào)度方案；常州

中圖分類號： F291.1文獻標識碼：A 文章編號：

引言

常州市規(guī)劃建設(shè)城市防洪大包圍工程，確定常州市城市防洪規(guī)劃標準為100～200年一遇，其中城區(qū)（指大包圍運北片）為200年一遇；城區(qū)河道排澇標準為20年一遇最大24小時降雨不漫溢。近年，常州市完成了城市防洪大包圍主要節(jié)點控制工程的建設(shè)，主要內(nèi)容為新建南運河樞紐、串新河樞紐、大運河東樞紐、采菱港樞紐、澡港河南樞紐、大運河西樞紐、北塘河樞紐等工程。

新的防洪工程格局由眾多大小不一的水利樞紐工程組成，不同水利樞紐排水能力、對城區(qū)水位影響程度等等都不一樣。以往，周邊具有城市大包圍工程的市、區(qū)一般是通過多年演練、實況調(diào)度，從而摸索多樞紐的聯(lián)合調(diào)度。但是利用實況進行摸索總結(jié)，時間慢，工況少，特別是極端不利情況難以研判。因次，本文在水利科技專題研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了利用數(shù)字河網(wǎng)模型去探索主要節(jié)點工程聯(lián)合調(diào)度方案的一些過程和成果。

1常州市城市防洪工程情況

常州城市防洪規(guī)劃共設(shè)置水閘（套閘）93座，排澇泵站109座，總流量896.4m3/s，其中新建（改建）水閘39座，排澇泵站36座，總流量538.7m3/s。

常州城市防洪大包圍主要工程包括大運河東樞紐、采菱港樞紐、串新河樞紐、南運河樞紐、大運河西樞紐、澡港河南樞紐、老澡港河北樞紐、永匯河樞紐、北塘河北樞紐樞紐工程。其他工程主要是拆除重建龍游河南站，新建北童子河閘、新龍河閘、小龍港閘、皇糧浜閘等4座節(jié)制閘。新增排澇泵站裝機容量總計為330m3/s。各樞紐的規(guī)模見下表，其中大運河東樞紐、采菱港樞紐、串新河樞紐、南運河樞紐、大運河西樞紐、澡港河南樞紐、北塘河樞紐等7座節(jié)點工程是運北片防洪工程的重要組成部分，無論是位置、功能，還是排澇功率都在整個防洪體系中占到較高比重，因此也是本文討論的主要節(jié)點工程。

表1城區(qū)主要防洪節(jié)點規(guī)模表

圖1常州市大包圍防洪工程分布圖

2數(shù)字河網(wǎng)模型

（1）模型基礎(chǔ)信息

模型主要使用的是太湖流域數(shù)字河網(wǎng)模型。模型構(gòu)建以太湖流域為邊界，細化常州區(qū)域河道，從而形成適合常州小區(qū)域的數(shù)字模型。根據(jù)流域地形特征，河網(wǎng)水系、水資源特點和流域治理總體布局等多種因素，太湖流域劃分為8個水利分區(qū)，即湖西區(qū)、武澄錫虞區(qū)、陽澄淀泖區(qū)、太湖區(qū)、杭嘉湖區(qū)、浙西區(qū)、浦東區(qū)和浦西區(qū)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)值計算的需要，進一步細分為36個水利計算分區(qū)和4個自排區(qū)，36個計算分區(qū)中平原區(qū)16個，湖西山丘區(qū)10個，浙西山區(qū)10個。

根據(jù)流域特點，將太湖流域平原河網(wǎng)地區(qū)（圩外及圩內(nèi)）下墊面分為水面、水田、旱地及城鎮(zhèn)（包括非耕地、和道路等）四類。常州市各類河道補充297條，形成了以太湖流域骨干河網(wǎng)為主體，常州區(qū)域小河道為支脈的比較全面的概化河網(wǎng)。

（2）模型構(gòu)建

根據(jù)流域的地形特征，并綜合考慮不同地貌區(qū)域的降雨徑流計算特點、河網(wǎng)水系和水利工程布局等多種因素，在湖西山丘區(qū)和平原區(qū)采用不同的產(chǎn)匯流模型。

湖西山丘區(qū)采用采用類似平原區(qū)的產(chǎn)流模型，單位線的方法進行匯流計算；浙西山丘區(qū)采用三水源、三層蒸發(fā)模式的新安江模型，匯流采用馬斯京根法。平原區(qū)的匯流方式采用河網(wǎng)多邊形分散式匯入周邊河網(wǎng)，平原區(qū)的匯流計算，目前尚無成熟的理論和計算方法。假定一種匯流曲線，即平原區(qū)的日凈雨一日天匯入河網(wǎng)。

河網(wǎng)水量模型，分別通過零維模型實現(xiàn)湖、蕩、圩的水量交換、一維模型描述河道水流運動。

上述所有模型組成分布式的數(shù)字模型，離散計算方程組后，經(jīng)過處理形成全流域統(tǒng)一的節(jié)點水位、流速線性方程組，其求解采用矩陣標識法。對于河網(wǎng)一維與湖泊零維間的耦合，采用全隱耦合方式進行，這樣保證了計算的穩(wěn)定性與計算精度，實現(xiàn)了整個流域內(nèi)的水流演進過程模擬。

（3）模型率定

通過對金壇、坊前、常州、太湖四站實測水位，以99年為典型年，對河網(wǎng)模型參數(shù)進行了率定。率定計算結(jié)果，各站計算與實測數(shù)據(jù)最大偏差10cm，符合要求。

3調(diào)度方案探索

常州市遭遇的暴雨洪水，主要為2類，一是流域型特大暴雨，如1991年型，1999年型，二是多發(fā)的區(qū)域型局地暴雨或臺風暴雨，如2003年型。1991年型暴雨（太湖流域百年一遇）作為規(guī)劃設(shè)計雨型進行水文水利計算，已得出了科學的成果以及相應(yīng)的大包圍工程調(diào)度規(guī)則。本文主要以非設(shè)計暴雨年型，如1999年型和2003年型暴雨為典型，進行大包圍主要控制工程的調(diào)度方案模擬，原則是大包圍內(nèi)控制最高洪水位不超過保證水位4.80米，同時對周邊防洪影響最小。

大包圍沿線主要的7處控制樞紐枚舉了從分片控制、直至全部控制的調(diào)度預(yù)想方案，并模擬演算不同組合的調(diào)度對大包圍內(nèi)、外產(chǎn)生的水情效果和影響，提出應(yīng)對非設(shè)計工況下典型暴雨洪水的大包圍控制工程優(yōu)化調(diào)度方案。

1、根據(jù)常州市城市防洪規(guī)劃中各節(jié)點工程的調(diào)度辦法，遇91年型暴雨，大包圍工程啟動，以常州站水位4.00m為大包圍封閉啟動條件，4.30m啟動泵站排水，常州站洪水位控制在4.80米以下。

模型演算表明，遇99年洪水，在大包圍沒有形成的工況下，大運河常州站最高水位為5.48米，城區(qū)周邊水位自西向東高水位為5.53~5.30米。

2、99年型情況下，常州水位達到4.40米時，啟動調(diào)度方案，常州站最高洪水位為4.73米；當常州水位達到4.50米時，啟動推薦調(diào)度方案，常州站最高水位為4.81米；當常州站水位達到4.60時，啟動推薦調(diào)度方案，常州站最高水位為4.86米。

3、在2003年型局地暴雨情況下，流域與區(qū)域都屬平水偏枯年份，汛期常州沿江遭遇百年一遇特大暴雨，導致短期內(nèi)運河水位快速上漲。模擬驗證結(jié)果表明，西樞紐東樞紐擋其它排方案也有較好的效果，常州城區(qū)洪水位下降0.63m。因此，遇2003年型暴雨，大包圍主要節(jié)點工程可在常州站水位接近4.60m時，啟動大運河東樞紐、西樞紐擋水，其它主要節(jié)點工程排水，包圍圈內(nèi)洪水位可控制在4.80m以下

4、99年流域性洪水實況，常州地區(qū)暴雨相對91年較小，受太湖及運河下游高水位頂托影響，常州區(qū)域水位較高，作為較優(yōu)調(diào)度方案，在實際大包圍工程調(diào)度中，可以結(jié)合氣象情況，利用東樞紐進行錯峰排澇，在鐘樓閘水位4.30m～4.80m，排除部分城區(qū)澇水，可以進一步緩解城區(qū)防汛壓力，對周邊無影響。

結(jié)語

篇3

【關(guān)鍵詞】WebGIS;德州;三干流;防洪調(diào)度

On WebGIS technology in Dezhou Three River Flood Control Operation System

Ma Yuan-jie1，F(xiàn)eng Lei2

（1.MWR IOC Zhangweinan Authority Planning DepartmentDezhouShandong253000;

2.River Water Conservancy Bureau Dezhou Project Management OfficeDezhouShandong253014）

【Abstract】Information is the basis for a real and effective flood control dispatching decisions， flood dispatching directly related to the merits of the city's people's lives and property safety and economic and social development. This paper analyzes the work of flood control scheduling problems and causes， will WebGIS technology in Dezhou three dispatching system of flood control， and to promote the application of research results， the better for flood control waterlogging disaster mitigation services.

【Key words】WebGIS;Texas;Three mainstream;Flood control operation

近年來，隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的廣泛深入運用，防洪指揮調(diào)度也得到迅速發(fā)展，其標準化和規(guī)范化對提高德州市防洪調(diào)度水平具有重要的推動作用，研究與開發(fā)適合本地特色的防洪指揮調(diào)度系統(tǒng)意義重大。將WebGIS技術(shù)應(yīng)用在德州市防洪指揮調(diào)度系統(tǒng)就是針對境內(nèi)相互間具有水文學、水力學、水利聯(lián)系的河道以及涵閘、堤防、險工等相關(guān)工程設(shè)施進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度，最大限度降低災(zāi)害影響和損失計算機軟件系統(tǒng)。

1. 存在的問題

真實有效的信息是防洪指揮調(diào)度決策的基礎(chǔ)。 德州市在水文測報的基礎(chǔ)上建立和開發(fā)了架構(gòu)齊全的防汛信息查詢系統(tǒng)，用于汛情信息自動采集和接收系統(tǒng)以滿足防洪調(diào)度決策的需要。雖然已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)大部分功能，但針對雨、水、工、災(zāi)情防汛信息以及洪水調(diào)度方案等還只能通過單一系統(tǒng)進行查詢，沒有形成統(tǒng)一、規(guī)范、通用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架，缺乏必要的功能整合，預(yù)報調(diào)度和決策思路、方法難以發(fā)揮很好的作用，上下級信息流通不暢、重要信息難以傳遞給所需防汛部門，影響防洪調(diào)度的時效性，指揮調(diào)度難度很大，造成防汛工作被動，不利于充分發(fā)揮現(xiàn)有工程的防洪效益。

2. 原因分析

防汛指揮調(diào)度的優(yōu)劣直接關(guān)系到全市人民生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟社會發(fā)展。德州市地處平原地帶，洪澇災(zāi)害是主要自然災(zāi)害之一。據(jù)記載，從1368年至1949年的580多年中，出現(xiàn)洪澇災(zāi)害362次，平均1.6年一次。1949年至2011年的60余年間，發(fā)生洪澇災(zāi)害30余次，較大洪澇災(zāi)害10余次，具有突發(fā)、頻發(fā)、多發(fā)等特點。境內(nèi)馬頰河、徒駭河、德惠新河三干流是骨干防洪排澇河道，在防御洪澇災(zāi)害方面功不可沒，但受重建輕管思想制約，現(xiàn)狀河道淤積嚴重，沿河建筑物老化病險，堤防殘缺薄弱，工程長期“吃老本”，防災(zāi)減災(zāi)功能衰減，有的甚至功能殆盡，遠遠達不到原設(shè)計標準，極大的影響了防洪減災(zāi)工作的成效。如果通過將所有的防洪工程都按照高標準建設(shè)，在經(jīng)濟上是不可行的，也是不必要的，而且大規(guī)模新建工程對環(huán)境和生態(tài)都會造成一定程度的影響和破壞。歷年來與洪澇災(zāi)害的抗爭過程證明，單純依靠工程措施不能從根本上消除洪澇災(zāi)害的威脅，需要在切實依靠工程措施的同時，加強防洪除澇非工程措施的研究和建設(shè)，實現(xiàn)工程與非工程措施相結(jié)合，緩解上述矛盾。建立基于WebGIS的防洪指揮調(diào)度系統(tǒng)，可規(guī)范設(shè)計、統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、標準功能，避免重復設(shè)計與開發(fā)，節(jié)約人力、財力和物力，在市級防指成員單位、市縣實現(xiàn)同級間橫向和上下級縱向的連接，有利于各級各有關(guān)單位統(tǒng)一掌握汛情，有利于防洪統(tǒng)一聯(lián)合調(diào)度決策，有利于促進防洪管理整體水平的提高，使防洪工程在防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮更大的效益。

圖1

3. 對策建議

將WebGIS技術(shù)應(yīng)用于德州市三干流防洪調(diào)度系統(tǒng)是防洪除澇非工程措施中的關(guān)鍵舉措，當發(fā)生洪澇災(zāi)害時，迅速采集和傳輸雨水工災(zāi)情信息，并對其發(fā)展趨勢作出預(yù)測和預(yù)報，經(jīng)分析制定出防洪抗旱調(diào)度方案，有效減輕和降低洪澇災(zāi)害的危害及損失。

該系統(tǒng)由決策支持系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、洪水預(yù)報系統(tǒng)、洪水調(diào)度系統(tǒng)和信息查詢系統(tǒng)構(gòu)成，面向防洪決策指揮，針對非工程措施，在計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，以防汛綜合數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用WebGIS技術(shù)完成各類有關(guān)信息的實時接收、處理、存儲和查詢匯總，通過“流域-河道”預(yù)報系統(tǒng)實現(xiàn)防洪形勢分析、防洪調(diào)度方案的生成、模擬、可視化顯示、多方案比較、調(diào)度方案管理、調(diào)度成果管理、系統(tǒng)管理、與中央系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換等功能，在電子地圖上清晰直觀顯示圖像圖表和文字說明，為實時防汛會商決策提供支持的計算機應(yīng)用軟件系統(tǒng)（見圖1）。

3.1決策支持系統(tǒng)技術(shù)。

包括GIS組件、決策調(diào)度模型、WEB應(yīng)用服務(wù)器、系統(tǒng)管理組件等。主要采用的技術(shù)路線如下：

3.1.1采用B/S實現(xiàn)方式，基于J2EE架構(gòu)，在WebLogic上進行集成和開發(fā)，保證系統(tǒng)可維護性強、可擴展性強。

3.1.2基于WebGIS進行信息展示與導航操作，保證系統(tǒng)具有良好的可視化效果。

3.1.3基于MVC設(shè)計模式的Struts技術(shù)進行系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)，清晰程序結(jié)構(gòu)、增強代碼穩(wěn)定性和信息展示的靈活性，確保系統(tǒng)具有更好的可維護性與適應(yīng)性。

3.1.4采用層次化、組件化的設(shè)計思想，分離業(yè)務(wù)邏輯與表現(xiàn)形式，增強代碼的重用性，滿足系統(tǒng)維護與升級的需要。

3.1.5采用河道演進模型和河道一維水動力學模型作為后臺模型支撐，保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

3.2數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。

利用WebGIS技術(shù)將氣象、雨、水、工、災(zāi)情等信息加載到電子地圖上，提供衛(wèi)星云圖、氣象雷達、天氣預(yù)報等氣象信息鏈接選項，方便查詢;實現(xiàn)降雨區(qū)域及發(fā)展過程動畫演示等功能，直觀顯示降雨趨勢;實現(xiàn)河道水位、流量等信息的實施測報與查詢，形成水位-流量變化曲線，計算降雨產(chǎn)流;實現(xiàn)重點涵閘、河段、堤防、險工信息的現(xiàn)場采集、前端控制、遠程視頻傳輸和總控，確保水利工程安全運行;實現(xiàn)農(nóng)田受災(zāi)面積在電子地圖中的動態(tài)示意;參考歷史洪水信息及工作經(jīng)驗實時調(diào)度三干流洪水。

圖2

圖3

3.3洪水預(yù)報系統(tǒng)。

根據(jù)洪水形成和運動的規(guī)律，以過去和實時水文氣象資料作為輸入，采用流域降雨徑流法與河道洪水預(yù)報相結(jié)合的方法對未來一定時段的洪水發(fā)展情況進行預(yù)報，通過分析研究流域降雨形成、洪水特點、河床變形及河道洪水波運動規(guī)律，利用水文學、水力學、河流動力學等技術(shù)，建立實用的洪水預(yù)報經(jīng)驗方案和數(shù)學預(yù)報模型，對洪峰水位（流量）、洪水過程等要素進行實時預(yù)報，并直觀顯示電子地圖中。實際應(yīng)用中，根據(jù)德州市實際，按自然分水線或支流分布情況將我市境內(nèi)三干流流域劃分成若干個子流域，各子流域之間由河道連接，形成“流域-河道”洪水預(yù)報系統(tǒng)（見圖2）。子流域流域匯流時間和河道洪水波傳播時間之和即理論預(yù)見期。各子流域的洪水預(yù)報屬流域降雨徑流預(yù)報，其流域產(chǎn)匯流預(yù)報模型采用新安江模型，輸入為流域內(nèi)點雨量或面雨量系列文件，輸出為出口斷面水位流量系列文件。產(chǎn)生的洪水過程最后匯集到干流，通過河道洪水預(yù)報法得到干流某斷面的洪水過程，其河道匯流預(yù)報模型運用馬斯京根演算法，該類模型輸入為上斷面水位流量系列文件，輸出為下斷面水位流量系列文件。每次預(yù)報完成后，不斷更新數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)，計算出的預(yù)報數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)比較，如果與預(yù)測現(xiàn)象一致，加快實時數(shù)據(jù)更新速度。如果不一致，及時調(diào)整模型參數(shù)，確保預(yù)測結(jié)果的快速精準。

3.4洪水調(diào)度系統(tǒng)（見圖3）。

綜合考慮上游來水、支流匯入、徑流產(chǎn)流、下游河道承載能力等多種因素，按照防洪調(diào)度規(guī)則及工程控制指標，結(jié)合決策者工作經(jīng)驗進行推理判斷，明確需啟用的防洪工程，生成多個洪水調(diào)度方案，在保證河道安全情況下，優(yōu)選對上下游影響最小的調(diào)度方案。

3.5信息查詢系統(tǒng)。

在綜合數(shù)據(jù)庫的支持下，構(gòu)建基于Web的綜合信息查詢系統(tǒng)，提供基于Web的實時雨水工災(zāi)情等防汛相關(guān)信息及圖上查詢和標注，地圖放大、縮小及漫游，預(yù)報調(diào)度成果等。

表1

圖4

4. 應(yīng)用實例

2012年7月底至8月初，德州市遭受連續(xù)強降雨過程，各個子系統(tǒng)在防洪調(diào)度中發(fā)揮了很大的作用，實時數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)及時準確的接收每次降雨、水位等汛情信息，之后利用洪水預(yù)報子系統(tǒng)推算下游流量、水位，進行洪水預(yù)報，并根據(jù)預(yù)報結(jié)果和三干流防洪調(diào)度規(guī)則，制定合理的洪水調(diào)度方案，為三干流合理安全調(diào)度提供了強有力的技術(shù)支撐。同時可以對此次洪災(zāi)中所有的調(diào)度成果及資料進行查詢。

4.1實時數(shù)據(jù)采集。

從自動雨水情測報系統(tǒng)中接收2012年7月30日6時至8月6日8時降水量（見表1、圖4）：

圖5

4.2洪水預(yù)報。

通過對實時雨水情的分析，根據(jù)上游洪峰利用流域降雨徑流法與河道洪水預(yù)報法對下游洪峰進行預(yù)測，預(yù)報結(jié)果與實際洪水過程對照如圖5、圖6。

圖6

4.3洪水調(diào)度。

4.3.1當?shù)禄莺铀簧蠞q到接近排澇水位時，為減輕河道的行洪壓力，8月1日14時提起趙棒槌涵洞通過北四分干，8月1日提起東西宗閘向馬頰河分流。

4.3.2當馬頰河行洪受下游頂托排水不暢時，分別于8月5日啟用沙楊河、躍豐河北段、漳馬河向減河、漳衛(wèi)新河分流;同時根據(jù)馬頰河上游來水減少的情況，及時控制調(diào)蓄上游攔河閘減少下泄水量，減輕下游河道的行洪壓力。

4.4分洪效果。

（1）此次分洪調(diào)度，馬頰河通過沙揚河向減河分洪最大流量為54m3/s，共分流6127萬m3;馬頰河通過躍豐河、漳馬河向漳衛(wèi)新河分流，躍豐河最大流量為35m3/s，漳馬河最大流量為25 m3/s，共分流7871萬m3左右。馬頰河分洪約1.5億m3。

（2）德惠新河通過北四分干平均分洪流量60m3/s，共分流9150萬m3;通過躍豐河南段向馬頰河平均分洪流量70m3/s，共分流9987萬m3。德惠新河分洪共1.9億m3。

經(jīng)過馬頰河、德惠新河、漳衛(wèi)新河的聯(lián)合分洪調(diào)度，共分洪3.3億m3，占全市積澇水量（6億立方米）的57%，使河道水位平穩(wěn)持續(xù)下降，確保了全市干支流河道安全運行。

4.5效益分析。

4.5.1農(nóng)田積水快速外排，減少農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失。通過認真分析、準確預(yù)報、科學調(diào)度，成功分流3.4億m3洪水，可減少農(nóng)田積水面積170余萬畝，縮短澇水外排時間8天左右，有效降低了干流河道水位，為抗洪搶險爭取了時間和主動，對減少農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失起到了關(guān)鍵作用。

4.5.2河道無決口，水利工程安全運行。雖然汛前對全市水利工程進行了認真安全排查，但是由于2012年汛期強降雨引發(fā)的洪水已經(jīng)遠遠超出了河道行洪能力，加之河道淤積嚴重、閘涵工程年久失修等問題，如果洪水調(diào)度不科學將出現(xiàn)嚴重后果。通過系統(tǒng)調(diào)度、科學研判，對洪水形勢作出準確判斷，及時調(diào)度閘涵、分流洪水，全市干支流河道無決口，水利工程安全運行。僅德惠新河躍豐河部分河段出現(xiàn)了漫溢，由于及時加固、封堵，迅速化險為夷。

4.5.3人員零傷亡，防洪社會效益顯著。暴雨內(nèi)澇直接威脅全市254萬人的生命安全，經(jīng)受了雨淋水淹的危舊房屋、險工險段、低洼易澇區(qū)等也存在著極大的安全隱患。為此，各級政府、各有關(guān)部門積極抽調(diào)排水設(shè)備外排積水，免除工廠停產(chǎn)、商業(yè)停業(yè)和交通中斷等社會損失，避免人員傷亡，為社會經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。

5. 結(jié)語

篇4

中國防洪實踐起始于20世紀50年代，經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展建設(shè)，目前中國已建成大、中、小型水庫83000余座，總庫容量4677億m3，防洪堤26萬km，重要蓄滯洪區(qū)97處，總面積約3.5萬km2，蓄洪總?cè)萘考s970億m3。這些水利工程措施對中國開展防洪減災(zāi)工作起到了積極的推動作用，特別是367座大型水庫（總庫容3400多億m3）和2524座中型水庫（總庫容693億m3），更是對各級河道洪水起到了重要的控制和調(diào)節(jié)作用。同時，中國又是一個嚴重缺水的國家。伴隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展及人口的不斷增長，一方面，干旱、河道斷流、水污染等水安全問題日益突出；另一方面，一些大型水庫在汛期為減少洪災(zāi)損失將洪水大量排棄，造成水資源的巨大浪費[。進入新時代新時期，特別是經(jīng)歷1998年長江大洪水之后，中國政府審時度勢，對以前的防洪策略做了戰(zhàn)略性的調(diào)整，提出了從“控制洪水”向“管理洪水”、從“工程水利”向“資源水利”、從“傳統(tǒng)洪水”向“現(xiàn)代洪水”轉(zhuǎn)變，力爭實現(xiàn)人水和諧、人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的全方位、多角度的治水新理念和新方略。實現(xiàn)洪水資源安全利用[1]，可以利用洪水資源本身有利的一面，最大限度地挖掘洪水對促進中國經(jīng)濟、社會及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的作用，一定程度上緩解中國由于水資源短缺而對經(jīng)濟、社會發(fā)展造成的制約和限制。從根本上說，洪水資源安全利用的治水理念和策略符合中國基本國情和以人為本，全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的科學發(fā)展觀。由此可見，進行水庫洪水資源優(yōu)化調(diào)度研究具有深遠的理論意義和重大的實踐意義。

2.水庫洪水資源化調(diào)度的研究進展

目前，隨著認識的不斷提高，無論從技術(shù)上還是管理上，都已使洪水資源化成為可能。洪水資源化，包括工程措施和非工程措施。水庫洪水調(diào)度是目前一種最主要的主動防洪措施，它通過時空上重新分配水量，達到防洪錯峰、蓄水興利的目的，是實現(xiàn)洪水資源安全利用的一項重要非工程措施。水庫洪水資源化利用有著悠久的歷史，在過去的幾十年時間里，從單一水庫的常規(guī)調(diào)度到大規(guī)模水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度及水庫洪水資源化調(diào)度，中國的水庫洪水調(diào)度工作在技術(shù)上取得了一系列的進步。

2.1水庫常規(guī)調(diào)度的方式

水庫常規(guī)調(diào)度方式是以調(diào)度規(guī)則為依據(jù)，利用徑流調(diào)節(jié)理論和水能計算方法來確定滿足水庫既定任務(wù)的蓄泄過程。常規(guī)調(diào)度方法主要有時歷法和圖解法，調(diào)度圖由一些基本調(diào)度線組成，這些調(diào)度線是具有控制意義的水庫蓄水量（或水位）變化過程線，是根據(jù)過去的水文氣象資料和水利樞紐的實際應(yīng)用工況繪制而成的。由于常規(guī)調(diào)度方法是一種半經(jīng)驗、半理論的方法，簡單、直觀，但調(diào)度結(jié)果不一定最優(yōu)，且不便于處理復雜的水庫調(diào)度問題。水庫優(yōu)化調(diào)度則是在常規(guī)調(diào)度方式和系統(tǒng)工程理論（最優(yōu)化理論、智能算法等）的基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來的一種新型調(diào)度方式，旨在建立以水庫功能發(fā)揮為中心的水利水電系統(tǒng)目標函數(shù)，擬訂目標函數(shù)應(yīng)滿足的約束條件，然后用最優(yōu)化方法等現(xiàn)代計算方法求解由目標函數(shù)和約束條件組成的系統(tǒng)方程組，最后得到目標函數(shù)取最優(yōu)值時所對應(yīng)的水庫控制運用方式。

2.2國外水庫水資源的調(diào)度研究進展

20世紀50年代以來，隨著系統(tǒng)工程理論的迅速發(fā)展和應(yīng)用，國外許多學者將其應(yīng)用到水庫洪水調(diào)度研究中。1955年，美國的Little提出了水電系統(tǒng)隨機動態(tài)規(guī)劃調(diào)度模型，對水庫優(yōu)化調(diào)度問題進行了研究，從而標志著用系統(tǒng)工程方法研究水庫洪水調(diào)度工作的開始。水庫優(yōu)化調(diào)度常采用的數(shù)學模型有線性規(guī)劃（Linearprogramming，LP）、非線性規(guī)劃（Nonlinearprogramming，NLP）及動態(tài)規(guī)劃（Dynamicprogramming，DP）模型。該方法可在保證水庫大壩安全可靠的情況下，解決各用水單位之間的矛盾，滿足其基本要求，并能經(jīng)濟合理地利用水能資源，以獲得最大的水利綜合利用效益。

2.3國內(nèi)水庫水資源調(diào)度的研究進展

洪水具有資源、災(zāi)害雙重屬性，水庫洪水資源化調(diào)度是新時期中國治水理念更新的產(chǎn)物，是經(jīng)濟社會發(fā)展的客觀需要，是與時俱進、開拓創(chuàng)新的結(jié)果，也是實現(xiàn)興利與除害結(jié)合、防洪與抗旱并舉的一個具體典型體現(xiàn)。水庫洪水資源化調(diào)度不等同于常規(guī)的水庫防洪調(diào)度，它是利用現(xiàn)代科技水平與技術(shù)手段作為支撐，在不降低水庫下游防洪標準的前提下，充分發(fā)揮水庫的防洪與興利功能。許多大型水庫一般均具有防洪與興利兩項功能，由于中國長期遭受洪水災(zāi)害的困擾，因此常規(guī)水庫調(diào)度方式過多考慮水庫大壩防洪安全，造成了大量的水資源浪費現(xiàn)象。水庫洪水資源化調(diào)度不是被動的防御洪水，而是兼顧防洪與興利，利用現(xiàn)代科技手段突破水庫設(shè)計中的部分防洪調(diào)度參數(shù)和規(guī)則，將防洪與興利相結(jié)合進行調(diào)度。因此，不降低水庫原有防洪標準是評價水庫洪水資源化調(diào)度是否可行的最主要準則。另外，由于水庫洪水調(diào)度過程中存在的若干不確定性（如設(shè)計入庫洪水、洪水預(yù)報、調(diào)度模型不確定性等），洪水調(diào)度系統(tǒng)風險分析是實現(xiàn)洪水資源化過程中不可或缺的工作環(huán)節(jié)。洪水災(zāi)害風險管理是當前洪水管理的重要模式之一，因此須在深入細致地把握流域水資源洪水風險特性與演變趨向的基礎(chǔ)上，因地制宜地將工程措施與非工程措施有機地結(jié)合起來，以非工程措施來推動更加有利于全局與長遠利益的工程措施，輔以風險分擔與風險補償政策，形成與洪水共存的治水方略，將洪水風險控制在可承受的限度之內(nèi)，促使人與自然之間的關(guān)系向良性互動方向轉(zhuǎn)變。近年來，隨著智能科學（如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論等）及計算科學技術(shù)的不斷發(fā)展，又相繼出現(xiàn)了水庫洪水優(yōu)化調(diào)度的隨機性模型、確定性模型研究以及各種模型求解的逐步優(yōu)化算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、遺傳算法及聚合分解法等。1997年，馬光文等將二進制編碼的遺傳算法應(yīng)用于水庫洪水優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)并進行了研究。2001年，暢建霞等將十進制編碼的改進遺傳算法應(yīng)用于水庫洪水優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，有效克服了二進制編碼的冗余問題。2005年，趙基花等應(yīng)用改進的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立水庫洪水優(yōu)化調(diào)度函數(shù)，提高了計算精度。2006年，劉攀等針對三峽水庫運行初期蓄水實時調(diào)度問題，提出了一種改進方法用于訓練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水庫調(diào)度函數(shù)。應(yīng)用結(jié)果表明：該方法雖不能最好地擬合訓練樣本與檢驗樣本，但在調(diào)度過程中可以獲得較大的發(fā)電效益。2006年，張靜等以水庫洪水優(yōu)化調(diào)度方案指標值作為網(wǎng)絡(luò)輸入、以方案對模糊集“優(yōu)”的隸屬度作為輸出建立網(wǎng)絡(luò)模型，實現(xiàn)了對實際水庫多個可行調(diào)度方案的優(yōu)劣排序。2008年，陳立華等從編碼方法、遺傳算子和混合算法方面對標準遺傳算法進行改進，提出了采用超立方體浮點數(shù)編碼的自適應(yīng)遺傳算法和超立方體浮點數(shù)編碼的遺傳模擬退火算法，并在水庫洪水優(yōu)化調(diào)度中開展了應(yīng)用研究。實施水庫洪水資源化調(diào)度，可提高水電系統(tǒng)的經(jīng)濟管理水平，幾乎在不增加任何額外投資的條件下，便可獲得顯著的經(jīng)濟效益。目前，智能科學及計算科學技術(shù)的迅速發(fā)展必將進一步推動水庫（群）洪水資源化調(diào)度技術(shù)的研究與發(fā)展。利用現(xiàn)代成熟的計算科學技術(shù)建立水庫（群）洪水調(diào)度的專家決策支持系統(tǒng)，并結(jié)合各種優(yōu)化技術(shù)、模擬技術(shù)及專家經(jīng)驗，不斷提高系統(tǒng)的通用性，從而可更加及時、準確、自動和直觀地為決策者的科學決策提供可靠依據(jù)。

3.水庫洪水調(diào)度方案設(shè)計

水庫洪水調(diào)度的目的是根據(jù)已得到的實時洪水預(yù)報成果及水庫面臨時刻狀態(tài)，在合理確定各調(diào)度目標權(quán)重和確保水庫大壩防洪安全的前提下，對水庫未來時刻的多個可行調(diào)度方案進行優(yōu)劣抉擇，從而使水庫獲得最大的防洪與興利效益。水庫洪水調(diào)度問題可歸結(jié)為對若干可行調(diào)度方案的復雜決策問題，而任何系統(tǒng)決策問題均可以歸結(jié)為以益損值為目標函數(shù)、決策方案為優(yōu)化變量、自然狀態(tài)為約束條件的方案優(yōu)選問題，其中自然狀態(tài)、決策方案、益損值和決策準則是解決這類問題的四個要素。因此，水庫洪水調(diào)度問題實際上就是以行動方案為評價對象的一類特殊的復雜系統(tǒng)評價問題。系統(tǒng)綜合評價的實質(zhì)，就是如何合理地把多層次多維復雜系統(tǒng)評價指標轉(zhuǎn)換成單層次一維系統(tǒng)評價指標的過程，該過程需要充分挖掘反映評價對象主要特征信息和評價主體價值判斷信息的指標數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，需要定性分析和定量計算綜合集成的可操作的、合適的綜合評價方法。復雜系統(tǒng)方案優(yōu)選評價問題往往涉及的指標眾多，指標之間的關(guān)系也較復雜，且常常具有層次性。目前，主要采用定性與定量方法相結(jié)合、客觀信息與主觀信息相融合的各種系統(tǒng)工程方法。為此，2006年，金菊良等提出了復雜系統(tǒng)方案優(yōu)選評價的理論框架：

（1）確定評價對象集生成函數(shù)。其中，對于系統(tǒng)評價對象是行動方案的方案優(yōu)選問題，則?？捎枚嗄繕艘?guī)劃法所得到的非劣解集作為評價對象集；對于系統(tǒng)評價對象是多種評價方法對同一系統(tǒng)問題所產(chǎn)生的多種評價結(jié)果，則這些評價方法本身也構(gòu)成一種評價對象函數(shù)。復雜系統(tǒng)綜合評價中評價對象的選取問題，至今仍是限制許多基于評價對象樣本數(shù)據(jù)驅(qū)動的統(tǒng)計評價模型和機器學習模型廣泛應(yīng)用的瓶頸。

（2）對評價系統(tǒng)逐層分析，確定評價總目標、準則層、指標層，得到具有遞階層次結(jié)構(gòu)的評價指標體系，并確定評價指標集生成函數(shù)。目前常用的評價指標集生成函數(shù)方法有德爾菲法（Delphimethod）、主成分法、層次分析法（Analytichierarchyprocess，AHP）、投影尋蹤方法（Projectionpursuit，PP）等。評價指標體系既是判斷評價對象價值標準的方式，也是表達系統(tǒng)總目標及實現(xiàn)總目標的具體途徑。因此，評價指標集生成函數(shù)的合理選取在復雜系統(tǒng)綜合評價的理論框架中極為重要。

（3）確定評價指標測度函數(shù)。若某指標本身就是一確定性實數(shù)變量，則可直接用其觀測值、實驗值作為該指標的測度；若指標是隨機變量，則可用估計均值、標準差、相關(guān)系數(shù)等統(tǒng)計特征的有關(guān)統(tǒng)計計算方法及指標變量的概率分布確定該指標的測度。另外若指標是定性的，則需將其定量化。

（4）確定指標一致無量綱化函數(shù)。目前確定指標一致無量綱化函數(shù)的方法主要有廣義指數(shù)法、廣義線性功效系數(shù)法、非線性函數(shù)法、分段函數(shù)法等。評價指標一致無量綱化是目前處理綜合評價不可公度性的主要途徑，不同的函數(shù)對綜合評價結(jié)果將產(chǎn)生顯著影響。因此，需要根據(jù)系統(tǒng)評價總目標和約束條件，仔細選取并構(gòu)造合適的指標一致無量綱化函數(shù)。

（5）確定評價指標權(quán)重函數(shù)。指標權(quán)重既是指標屬性之間重要性差異程度的反映（主觀權(quán)重），也是評價對象之間整體價值差異程度和評價指標在各評價對象觀測值之間差異程度的體現(xiàn)（客觀權(quán)重）。合理確定指標權(quán)重是影響系統(tǒng)評價結(jié)果是否合理的核心問題之一，已成為當前復雜系統(tǒng)評價研究的熱點和難點?，F(xiàn)有的確定指標權(quán)重函數(shù)的方法主要有客觀賦權(quán)法、主觀賦權(quán)法、主客觀組合賦權(quán)法和變權(quán)重法等。權(quán)重實質(zhì)上是一種特殊的定性指標，因此原則上，確定定性指標定量化的方法大多也可移用于確定指標權(quán)重。

（6）確定綜合評價指標函數(shù)，實現(xiàn)對評價要素的優(yōu)劣排序。由于實際評價系統(tǒng)評價主體、評價要素、評價指標及其層次結(jié)構(gòu)的復雜性和評價標準的不確定性及動態(tài)性，上述眾多綜合評價方法尚存在技術(shù)單一或評價結(jié)果優(yōu)劣差異不明顯甚至與實際情況不符等缺點。

1.方案優(yōu)選智能方法研究進展

由于系統(tǒng)方案優(yōu)選決策評價問題的復雜性和不確定性，常規(guī)的系統(tǒng)評價方法已不能最佳地反映評價對象與評價指標之間的復雜關(guān)系。因此，這些方法只復雜系統(tǒng)決策評價問題提供部分參考工具，但不能產(chǎn)生智慧。在解決復雜系統(tǒng)評價問題時，在難于或不適宜建立常規(guī)數(shù)學模型的場合，要利用人的知識經(jīng)驗和人工智能、模糊識別等方法建立知識模型，越過數(shù)學模型的障礙，直接由知識模型轉(zhuǎn)化為計算機模型，采用知識模型與數(shù)學模型相結(jié)合形成廣義模型，以處理大系統(tǒng)的模型化問題。智能是指人們認識事物、運用和創(chuàng)新知識并解決問題的能力，它包括運用知識認識新事物、學習新方法、創(chuàng)造新思維、解決新問題等的能力。根據(jù)生物界“物競天擇、優(yōu)勝劣汰”的運動變化規(guī)律，生物進化的過程實際上可以認為是某種優(yōu)化問題的求解過程。因此，利用智能方法（如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集等）人工模擬生物智能行為并將該優(yōu)化思想應(yīng)用于系統(tǒng)綜合評價之中，可望在很大程度上提高優(yōu)化的性能和效率。目前，模擬智能方法已成為建立和發(fā)展這類廣義模型的最有效途徑之一。

（1）遺傳算法在系統(tǒng)評價方案優(yōu)選中的應(yīng)用。遺傳算法（Geneticalgorithm，GA）是解決群體自適應(yīng)啟發(fā)式迭代尋優(yōu)問題的一種直接搜索算法，也是解決系統(tǒng)優(yōu)化問題的一種通用方法。它特別適用于常規(guī)優(yōu)化方法難于處理的復雜系統(tǒng)非線性優(yōu)化問題，是21世紀計算智能的關(guān)鍵技術(shù)之一。它直接面向優(yōu)化問題，與常規(guī)優(yōu)化方法相比，它的結(jié)果是一組好的解而不是單個解，這為解的使用者提供了可供選擇的機會。所有這些都表明了遺傳算法在復雜系統(tǒng)評價理論與實踐中具有廣泛的應(yīng)用空間。實際上，現(xiàn)代系統(tǒng)工程的理論體系由于吸收、改進和創(chuàng)新遺傳算法而煥然一新。

（2）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)評價方案優(yōu)選中的應(yīng)用。人腦的最基本單元是神經(jīng)元，一個典型的神經(jīng)元通過接受來自其它神經(jīng)元的信息，將其加工后又通過軸突發(fā)出電活性脈沖，大量的神經(jīng)元相互作用，從而指導著我們正常的思維活動。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificialneuralnetworks，ANN）就是用工程技術(shù)手段模擬上述人腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能特征的一類人工系統(tǒng)，它用非線性處理單元來模擬人腦神經(jīng)元，構(gòu)成一個大規(guī)模并行的非線性動力系統(tǒng)。與其它人工智能方法相比，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自組織、自學習功能和較強的魯棒性，HechtNielsen證明了在一定條件下，對于任意δ>0，存在一個三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它能以δ均方誤差的精度逼近任意平方可積非線性連續(xù)函數(shù)。顯然，這種通用的函數(shù)逼近功能為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在系統(tǒng)方案優(yōu)選評價中的廣泛應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

（3）模糊集理論在系統(tǒng)評價方案優(yōu)選中的應(yīng)用。模糊性是指事物概念和外延的不確定性，這些不確定性是由于客觀事物的演化性、主觀認識的經(jīng)驗性和科技發(fā)展的局限性等原因而產(chǎn)生的。模糊集（Fuzzysets）是以論域（所討論的全體對象）為定義域、以區(qū)間[0，1]為值域的實數(shù)值函數(shù)，稱該函數(shù)為隸屬函數(shù)，用以刻畫外延具有不確定性的各種概念（統(tǒng)稱為模糊性概念），即論域中任一對象符合某屬性概念的程度可用[0，1]上的某特定實數(shù)值來定量描述從數(shù)學角度看，模糊集與隸屬函數(shù)相等價，模糊集是直觀概念，而隸屬函數(shù)是模糊集的數(shù)學表達形式。模糊集理論就是應(yīng)用模糊集這一模擬人腦模糊思維的數(shù)學工具來定量描述、分析、識別、分類、判斷、推理、決策和控制各種模糊事物所形成的一門現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學分支學科。目前，已發(fā)展成熟并廣為應(yīng)用的模糊集理論主要有模糊模式識別、模糊聚類分析、模糊綜合評價、模糊推理、模糊控制等方法。實踐表明：由于實際系統(tǒng)評價問題中或許根本就不存在純確定性評價模型，人類主觀因素在這些實際評價過程中起著重要甚至主導作用。而人類處理主觀因素的常用方法就是語言信息，語言信息的特點是其描述的模糊性，所描述的事物沒有明確的外延。模糊集理論恰好可以直接利用人類語言信息及其運算，這就是模糊集理論在系統(tǒng)評價中可廣泛成功應(yīng)用的主要理論依據(jù)。

（4）集對分析在系統(tǒng)評價方案優(yōu)選中的應(yīng)用。集對分析（Setpairanalysis，SPA）是中國著名學者趙克勤先生于1989年提出的一種利用同、異、反聯(lián)系數(shù)處理確定不確定系統(tǒng)模糊隨機性的系統(tǒng)分析方法。集對分析理論能從不同側(cè)面刻畫優(yōu)選方案評價指標與評價標準之間的差異情況，其內(nèi)容豐富，幾乎能涵蓋整個模糊集理論，這為集對分析方法在系統(tǒng)優(yōu)選評價中廣泛開展應(yīng)用研究提供了堅實的理論基礎(chǔ)。總之，將遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論及集對分析等智能方法應(yīng)用于復雜系統(tǒng)評價問題不僅是必要的，而且是可行的。深入而系統(tǒng)地開展這類應(yīng)用基礎(chǔ)研究，可以進一步揭示評價系統(tǒng)的復雜特征，更深刻地認識評價系統(tǒng)的本質(zhì)屬性、內(nèi)在機制和結(jié)構(gòu)形式，也有助于理解、掌握和改進各種常規(guī)系統(tǒng)評價方法，探索新的系統(tǒng)評價理論、模型及其方法論，以便選擇正確的決策方案，科學地設(shè)計、協(xié)調(diào)、管理和控制人類所面對的各類復雜系統(tǒng)。

篇5

關(guān)鍵詞：水庫調(diào)度；系統(tǒng)工程；數(shù)學模型

水庫調(diào)度目前普遍采用的是常規(guī)調(diào)度方法，是在實測資料的基礎(chǔ)上繪制調(diào)度圖來指導水庫的運用，具有簡單直觀和一定可靠性的優(yōu)點。但是，由于調(diào)度圖帶有一定的經(jīng)驗性，因而調(diào)度結(jié)果一般只是可行解而不是最優(yōu)解。其次，由于調(diào)度圖的繪制，往往不考慮矩短期或中長期預(yù)報，或者即使按某些判別式進行調(diào)度，又考慮本時段的預(yù)報來水量，所得結(jié)果也只是局部最優(yōu)解而非全周期最優(yōu)解。至于滿足各種約束條件，考慮不同的最優(yōu)準則，進行庫群和水利系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)度，常規(guī)調(diào)度都存在著不足之處。因此，需要應(yīng)用系統(tǒng)分析的方法，來研究水庫和庫群的優(yōu)化調(diào)度。這就是，將單一目標水庫或綜合利用水庫以至庫群看成為一個系統(tǒng)，應(yīng)用系統(tǒng)工程中的某些優(yōu)化方法，來研究水庫優(yōu)化調(diào)度問題。

一、系統(tǒng)與系統(tǒng)分析的基本概念

所謂系統(tǒng)，是指具有相互依賴相互作用關(guān)系，在完成特定功能上相互制約相互影響的若干元素所構(gòu)成的統(tǒng)一的有機整體。

系統(tǒng)具有整體性、相關(guān)性、目的性和環(huán)境適應(yīng)性的特性。構(gòu)成系統(tǒng)的各元素雖然具有不同的性能，但它們不是簡單集合，而是統(tǒng)一成為良好功能的整體。任何系統(tǒng)也都不能孤立存在，它必定存在于一定的環(huán)境之中。那些具有相互關(guān)系的基本單元所構(gòu)成的統(tǒng)一體的內(nèi)部就屬于系統(tǒng)，而與之有相互作用的其他部分則屬于環(huán)境（或系統(tǒng)界限）。系統(tǒng)的環(huán)境可按事物本身的特性和研究問題的需要而劃分其范圍和邊界。一個系統(tǒng)必然要與外部環(huán)境產(chǎn)生特質(zhì)的、能量的和信息的交換，必須適應(yīng)環(huán)境的變化。

系統(tǒng)本自一般可由輸入、轉(zhuǎn)換和輸出三個部分組成。系統(tǒng)環(huán)境實質(zhì)上就是系統(tǒng)工作的約束條件。系統(tǒng)在特定環(huán)境下對輸入進行處理、加工，滿足一定的目標而變?yōu)檩敵觥?/p>

因此，從這個意義上來說，系統(tǒng)又可理解為一個把輸入轉(zhuǎn)換為輸出的轉(zhuǎn)換機構(gòu)。

所謂系統(tǒng)分析，是從系統(tǒng)的全局出發(fā)，統(tǒng)籌考慮系統(tǒng)內(nèi)各個組成部分的相互制約關(guān)系，力求將和雜的生產(chǎn)問題和社會性現(xiàn)象，用物理方法和數(shù)學語言來描述，按照擬定的目標準則，通過模擬技術(shù)和最優(yōu)化方法，從多種比較方案中識別和選取擇最優(yōu)方案。一般包括以下幾個階段，即：明確問題的內(nèi)容與邊界，確定系統(tǒng)的目標；建立數(shù)學模型；運用最優(yōu)化理論和方法對數(shù)學模型求解；進行系統(tǒng)評價確定最何必系統(tǒng)方案。

二、水庫調(diào)度的數(shù)學模型及最優(yōu)化調(diào)度的基本內(nèi)容

運用系統(tǒng)工程的觀點和方法來研究水庫的調(diào)度，就是要在水庫柢紐工程的參變數(shù)已定的條件下，確定完成任務(wù)最多、或發(fā)揮作用最大而不利影響最小的優(yōu)化操作方法。當把水庫或庫群看作一個系統(tǒng)，則水庫及有關(guān)建筑物和設(shè)備就是系統(tǒng)的各個元素。入庫徑流就是輸入；防洪、發(fā)電和灌溉等綜合效益就是輸出。庫容大小，水位變幅，水電站裝機容量和下游防洪要求等限制就是環(huán)境。當把水庫或庫群系統(tǒng)的各元素以及輸入和輸出等通過一定的間化和某些假定后，可用數(shù)學形式來描述表達，就可以得到水庫調(diào)度的數(shù)學模型，進而可以采用最優(yōu)化方法對數(shù)學模型求解而還應(yīng)得最優(yōu)調(diào)度方案。因此，研究水庫的最優(yōu)調(diào)度，需要研究入庫徑流以便擬定輸入；需要構(gòu)作數(shù)學模型；需要探討最優(yōu)化的求解方法。在此僅對數(shù)學模型、最優(yōu)化準則、目標函數(shù)和約束條件作一簡介。

（一）水庫調(diào)度的數(shù)學模型。

水庫調(diào)度的數(shù)學模型，通常是由最優(yōu)化的目標函數(shù)和約束條件兩部分組成。最優(yōu)化的目標函數(shù)，即最優(yōu)化問題優(yōu)化目標的數(shù)學表達式，一般以效益或費用的形式表達，而與最優(yōu)化準則有關(guān)。約束條件組反映各種設(shè)備能力和運行的各種限制要求。具體而言就是：

1.最優(yōu)準則。

它是衡量水庫運行方式是否達到最優(yōu)的標準。對于單目標或以某一目標為主的水庫，最優(yōu)準則較為簡單。如發(fā)電為主水庫，可以是在合理滿足其他部門用水要求的前提下，電力系統(tǒng)計算支出最小或電力系統(tǒng)總耗煤量最小最小或水電站發(fā)電量最多等。對于防洪為主的水庫，可以是在合理考慮其他綜合利用要求下，削減洪峰后的下泄成災(zāi)流量最小或超過安全泄量的加權(quán)歷時最短等。對于鑫目標水庫或復雜的水利系統(tǒng)，則應(yīng)以綜合性指標最優(yōu)為好，如以國民經(jīng)濟最大或國民經(jīng)濟費用最小等。

2.目標函數(shù)。

目標數(shù)的一般表達形式為

Z=Maxf（xi、si、pk） （1―1）

式中xi―決策變量；

Si―狀態(tài)變量；

Pk―系統(tǒng)參數(shù)。

目標函數(shù)取極大化（Max）或極小化（Max），依擬定的準則而定。當以效益為標準時，取極大化。當以成本或費用為標準時，取極小化。具體而言，需視目標準則而定。如水電系統(tǒng)以水電站群總發(fā)電量最大為最優(yōu)準則時，目標函數(shù)就可寫為：

Z=Max∑∑Eit

式中Eit―表示第t時間取第i個水電站的發(fā)電量。

3.約束條件組。

水庫調(diào)度中的約束條件，一般有水庫蓄水量（或蓄水位）的限制，水庫泄水能力的限制，水電站裝機容量的限制，水庫及下游防洪要求限制和水量與電量平衡的限制等。通常以數(shù)學函數(shù)方程表示，組合成一組約束方程組。

水庫調(diào)度的目標函數(shù)和約束方程組組成的數(shù)學模型，按照輸入輸出的不同，目標函數(shù)和約束條件的差異，又可分為靜態(tài)模型和動態(tài)模型、確定性模型和隨機模型、線性模型和非線性模型。當系統(tǒng)變化與時間進程無關(guān)時，就稱為靜態(tài)模型；當在一定的時空范圍內(nèi)，變量和參數(shù)均采用確定值，通過優(yōu)化求得的效益指標也是確定值時，這就是確定性模型。而當考慮某些變量的不確定性作為隨機變量處理，因而優(yōu)化所得的效益只能是期望效益的就是隨機模型。當模型中所有數(shù)學主程都是線性時，就是線性模型；當模型中的全部或部分數(shù)學方程是非線性的時候就是非線性模型。

篇6

關(guān)鍵詞：長春市城區(qū)；供水水源；方案研究

中圖分類號：TU991.11 文獻標識碼：A

長春市是一個水資源比較貧乏的城市，水資源一直是困擾城市社會經(jīng)濟發(fā)展的主要問題。這種“多水源、多用戶”供水格局的城市供水水源是否科學合理、是否存在水源的危機情形、是否能保證供水安全，是民生十分關(guān)注的問題。為此，需要從長春市的政治、經(jīng)濟、城市發(fā)展、市民生活的不同視角去分析城市水源配置的合理性以及水源危機的緊迫性，以保障城市經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、促進小康社會建設(shè)。研究城區(qū)供水水源優(yōu)化配置與調(diào)度方案，對保證城市正常供水及城市供水水源遭受突發(fā)性污染和遭遇特枯水期2種情形予以分析、研究，提出解決城區(qū)供水與蓄水矛盾的辦法和水源應(yīng)急配置預(yù)案，顯得十分迫切。本項目源于水利部下達的長春市節(jié)水型社會專題研究項目，方案的編制結(jié)合長春市供用水的實際，研究成果可以做為今后水資源管理與供水調(diào)度的理論依據(jù)。

1 長春市經(jīng)濟社會及水資源狀況

1.1經(jīng)濟社會狀況

長春市位于吉林省中部，地處松遼平原的東部邊緣。地理位置為東經(jīng)124?18?～ 127?02?，北緯43?05?～ 45?15?。長春市市區(qū)面積3126km2（不含雙陽區(qū)），長春市城區(qū)由朝陽區(qū)、綠園區(qū)、寬城區(qū)、二道區(qū)、南關(guān)區(qū)5個城區(qū)及長春經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)、長春高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、長春凈月潭旅游經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和長春汽車產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)組成。建成區(qū)面積350 km2。

長春作為吉林省省會，是全省政治、經(jīng)濟、文化和交通中心，素有“汽車城”、“電影城”、“光電之城”、“科技文化城”、“大學之城”、“森林城”、“雕塑城”的美譽，是中國汽車、電影、光學、生物制藥、軌道客車等行業(yè)的發(fā)源地。

1.2 水資源狀況

長春市多年平均水資源總量為27.46億m3。 其中，地表水資源量為13.26×108m3，地下水水資源量為16.36×108m3，地表與地下重復計算水量為2.16億m3。長春市多年平均入境水量為148.0×108m3，多年平均出境水量158.1×108m3。

長春市共有大型水庫3座，中型水庫16座，總庫容為25.38×108m3，興利庫容8.91×108m3。

長春市城市供水水源有常規(guī)水源和非常規(guī)水源兩類，常規(guī)水源為石頭口門水庫和新立城水庫二座大型水庫、引松入長工程及地下水水源；非常規(guī)水源為污水處理再利用工程。現(xiàn)有城市供水廠4座，設(shè)計總供水能力102萬t/d ，實際供水能力89萬t/d。

2 水資源配置與供需平衡分析

水資源優(yōu)化配置是多目標優(yōu)化問題，其目標不是追求某一方面的效益最好，而是追求經(jīng)濟、社會、環(huán)境的綜合效益最大，并力圖保持系統(tǒng)的良性發(fā)展。即水資源優(yōu)化配置不僅要適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展和人民生活的需要，還應(yīng)盡可能的滿足人類所依賴的生態(tài)環(huán)境對水資源的需求，以及未來社會對水資源的基本需求。

2.1 需水預(yù)測

根據(jù)長春市節(jié)水型社會建設(shè)規(guī)劃成果預(yù)測： 2015年長春市城區(qū)人口為308萬人，第二產(chǎn)業(yè)增加值為1749億元，第三產(chǎn)業(yè)增加值為1140.1億元，與此相對應(yīng)的用水定額值分別為：123L/人.d、11m3/萬元、7.6 m3/萬元；2020年城區(qū)人口為351.8萬人，第二產(chǎn)業(yè)增加值為2341億元，第三產(chǎn)業(yè)增加值為1526.6億元，與此相對應(yīng)的用水定額值分別為：131L/人.d、10m3/萬元、6.3 m3/萬元。2015年總需水量為4.00×108m3；2020年總需水量將達到5.40×108m3。

2.2水資源優(yōu)化配置方案

規(guī)劃水平年的水資源配置的基本思路是：安全第一，統(tǒng)一調(diào)度，降低成本，保護環(huán)境。在豐水年和平水年，充分利用本地水，減少外調(diào)水，加大生態(tài)用水，補足景觀用水，并做好水庫的汛末蓄水儲備；偏枯年，適當調(diào)水，盡量滿足農(nóng)業(yè)用水；特枯年，加大調(diào)水，減少農(nóng)業(yè)、生態(tài)用水，適當超采地下水，盡量利用回用水，保證城市供水。不同水平年供需分析見表1。

表1 不同水平年供需平衡分析（單位：104m3 ）

水平年 需水量 供水量 余缺水量

蓄水 調(diào)水 地下水 中水 合計

工程 工程 利用

2015 39954 25680 7414 1580 5280 39954 0

2020 53962 25680 15972 1750 10560 53962 0

通過以上配置，各水平年能夠滿足居民生活用水、工業(yè)用水和生態(tài)用水需求，盡量保證農(nóng)業(yè)用水，基本滿足了配置的目標。

3 優(yōu)化調(diào)度方案

城市供水的特點是，水量大而集中，保證率高，水質(zhì)要求高。長春市城區(qū)供水水源調(diào)度遵循以下水量調(diào)度總原則：

a.安全性原則。水量調(diào)度必須遵循“安全第一”的原則，對各種水利工程的操作運用都必須控制在設(shè)計或規(guī)定的安全范圍之內(nèi)。

b.防洪優(yōu)先原則。水庫必須保證設(shè)計的防洪庫容可用于防洪，汛期水庫的蓄水位不得高于防洪汛限水位，汛后逐漸抬高水位蓄水興利。

c.先地表、后地下、先境內(nèi)、后境外的原則。

3.1 正常情況下的調(diào)度方案

3.1.1不同水平年的調(diào)度方案

由于長春市城區(qū)2015年之前正常情況下供水可以滿足用水需求，所以本調(diào)度方案主要保證供水安全，盡量減小供水成本。

為滿足政府部門宏觀管理與調(diào)控的要求，確定不同保證率調(diào)度方案的控制性指標：

a.水庫水量指標：根據(jù)2座水庫的來水情況、供水能力和調(diào)度運行規(guī)則而定，在供水緊張時首先保證長春市城區(qū)用水，農(nóng)業(yè)灌溉保證率75%，可適當破壞。2020年 “中部城市引松”工程通水后，水庫擠占的農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水都要退還。

b.引松入長工程指標：按照一期工程為常規(guī)水源，二期工程為備用水源調(diào)度。在本地水資源能夠滿足供水時不啟動引松入長工程。啟動時間根據(jù)汛前、汛后的時間段以及天氣狀況等因素綜合決定，理論啟動時間為石頭口門水庫庫容小于24000×104m3時。

c.地下水指標：地下水開采在本單元的可開采量的范圍內(nèi)。

d.中水利用指標：在長春市節(jié)水型社會建設(shè)規(guī)劃中已經(jīng)明確了中水利用的主要行業(yè)，中水主要用于熱電廠冷卻循環(huán)用水和生態(tài)環(huán)境用水，并有相應(yīng)的約束機制。長春市第一、二、三熱電廠已經(jīng)與水務(wù)集團簽訂了中水利用協(xié)議書，近期2015年前利用中水5280×104m3/a，2020年利用中水10560×104m3/a。

長春市城區(qū)年用水量雖然存在季節(jié)性差異，根據(jù)長春市水務(wù)集團供水資料統(tǒng)計，日用水量在不同季節(jié)變化不是很明顯，因此不考慮各月用水量的微小變化，按各月平均分配水量。引松入長工程根據(jù)水庫的來水量由石頭口門水庫調(diào)節(jié)為城區(qū)供水；遠期“中部城市引松”工程主要由新立城水庫調(diào)節(jié)為城區(qū)供水。

3.1.2特枯干旱年的應(yīng)急對策

特枯干旱年或連續(xù)枯水年，在節(jié)約用水的前提下，優(yōu)先保證生活用水，其次是保證重要工業(yè)用水，適當減少農(nóng)業(yè)灌溉用水，適當超采地下水，補充城鎮(zhèn)供水量的不足。連續(xù)干旱年，推廣節(jié)水技術(shù)，調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，多渠道開源，保證生活用水。

a.工程措施：

盡最大可能加大外調(diào)水的供水量，加強輸水調(diào)度管理，確保調(diào)水量最大化和使用高效化。并適當超采地下水；多渠道開源，加大污水利用的力度；外調(diào)水量不夠時，啟動備用水源。

b.非工程措施：

制訂用水計劃，錯時段定量供水。供水緊張時，定時限量向住宅供水，限制或禁止洗車、游泳場館、洗浴及耗水量大、效益低的工業(yè)企業(yè)用水，按照淺寬式破壞的規(guī)則合理安排生產(chǎn)用水；壓縮農(nóng)業(yè)用水，保證城鎮(zhèn)供水。適當減少灌溉面積，減少灌溉用水量；采用經(jīng)濟杠桿，實現(xiàn)節(jié)約用水。采用梯級水價，通過超額加價的辦法來限制用水，最終達到節(jié)約用水的目的；向缺水嚴重的地區(qū)提供緊急援助措施。包括消防車送水等。

3.2應(yīng)急調(diào)度預(yù)案

隨著長春市城市規(guī)模的擴大，極端天氣現(xiàn)象的頻繁發(fā)生，城市供水系統(tǒng)的脆弱性不斷凸顯。但由于引松入長工程效益的發(fā)揮，未來再發(fā)生類似2000～2003年的連續(xù)干旱情況也不會出現(xiàn)嚴重缺水的局面。但若是發(fā)生歷史上罕見的連續(xù)干旱，或者某一水源地出現(xiàn)突發(fā)性水質(zhì)狀況時，還是有一定的供水壓力，要提早考慮和提出相應(yīng)的對策。編制針對各種意外事故的城市供水應(yīng)急預(yù)案，提高城市供水應(yīng)對突發(fā)事件的應(yīng)變能力，減輕災(zāi)害造成的損失，保證水資源供給，維護社會穩(wěn)定。

3.2.1現(xiàn)狀工程條件下的應(yīng)急預(yù)案

如因某一水源地水質(zhì)污染造成供水嚴重不足時，關(guān)閉被污染的供水水源，及時啟用備用水源，并查找污染源、污染途徑、污染范圍和污染程度等，及時采取治理措施，力爭在最短時間內(nèi)恢復供水。按照出現(xiàn)污染的水源地不同，和供水影響的區(qū)域大小，適當啟用特殊干旱年的非工程措施。

a.第一種情況：

當新立城水庫出現(xiàn)水質(zhì)問題時，直接影響三水廠供水區(qū)域。解決措施是：增加一水廠供量，利用10.5公里管線，每天向三水廠轉(zhuǎn)供成品水9萬t；利用二水廠向西部調(diào)水3.5萬t，四水廠每天替代二水廠向二道地區(qū)送水1.5萬t；啟動長新街加壓泵站，利用“3.5公里”北環(huán)城路DN1200供水管線應(yīng)急工程每天向西部調(diào)水2萬t。以上措施，可為缺水地區(qū)運送14.5萬t水，但由于管網(wǎng)限制，仍有近3萬人無水可用，只能靠消防車向無水區(qū)送水。

b.第二種情況：

當石頭口門水庫突發(fā)水質(zhì)問題，引松入長工程也無法發(fā)揮功能，直接影響長春市3/4左右區(qū)域，應(yīng)急措施是：加大新立城水庫供水，三水廠向大成玉米區(qū)域送水3萬t；啟動凈月潭水庫每天為一水廠供水15萬t，新立城水庫利用明渠為凈月潭補充水源；超采地下水，盡量維持缺水地區(qū)群眾的日常生活。通過以上措施，仍有近一半居民處于嚴重缺水的狀況，只能靠送水車送水。

由此可見，在某一水源地突發(fā)水質(zhì)狀況時，因工程原因限制，無論如何調(diào)度，也無法解決短時期內(nèi)的缺水狀況。如果2個水源地同時出現(xiàn)水質(zhì)狀況，后果不堪想象。為此，提出應(yīng)急工程規(guī)劃。

3.2.2應(yīng)急供水對策

a.引松入長與水廠對接工程

目前引松入長工程是將第二松花江水通過管線引至石頭口門水庫，如果石頭口門水庫出現(xiàn)水質(zhì)狀況，引松工程將無法供水。規(guī)劃建設(shè)引松入長源水管線繞過石頭口門水庫到達放牛溝泵站，可以直接向凈水廠供水。

b.應(yīng)急備用水源地水井與管網(wǎng)配套工程

長春市應(yīng)急備用水源地設(shè)計布井275眼，可連續(xù)開采90d。水源井與配套管網(wǎng)應(yīng)建設(shè)至少要45d，不能保證應(yīng)急供水，要提前建成，做到有遠備而無近憂。

c.三水廠引石工程

規(guī)劃將石頭口門水庫原水引至三水廠。目前石頭口門水庫輸水管線已到達一水廠，需從一水廠與三水廠之間鋪設(shè)10.5km管線。

d.一水廠引新工程

規(guī)劃將新立城水庫原水引至一水廠。新立城水庫到一水廠有明渠，由于區(qū)間有排污已無法使用，需沿明渠鋪設(shè)一條管線即可自流入廠。

4 結(jié)論與建議

4.1主要結(jié)論

通過對供水方案的研究，摸清了長春市城市供水存在的問題，在分析了水資源供需結(jié)構(gòu)、利用效率和工程布局合理性的基礎(chǔ)上，編制出正常情況下水源地調(diào)度方案，和應(yīng)急預(yù)案，提出了特殊干旱年的供水對策和措施，同時對多水源聯(lián)合調(diào)度進行了初步探討。

正常情況下，通過調(diào)度，可以保證供水安全，提高本地水資源的利用效率，滿足居民生活用水和工業(yè)用水需求，基本滿足農(nóng)業(yè)用水的需求，保持地下水水位降深在允許范圍內(nèi)，廢污水處理率和回用率滿足相關(guān)規(guī)劃要求；通過對多水源聯(lián)合調(diào)度方案的研究，為極大地提高城市供水的保證程度，提高城市供水應(yīng)對突發(fā)事件的能力，充分利用本地水資源，減少供水成本，尋找了途徑。

4.2建議

加大源水輸水管網(wǎng)配套建設(shè)力度，保證城市供水安全。盡早對城市水源與凈水廠的對接工程進行規(guī)劃、設(shè)計和施工，以保證突發(fā)狀況下的應(yīng)急供水安全；繼續(xù)推進水源地保護專項規(guī)劃的實施進度。近年來，水源地保護工作取得了一些成績，如石頭口門水庫采取栽植蘆葦、生態(tài)治污的辦法，新立城水庫實施了增容改造、退耕還林、還草治理等措施，都取得了較好的效果。但對水源地的污染源治理力度還要加強；升級改造現(xiàn)有凈水廠，提高制水能力，保證水質(zhì)要求。抓緊進行一水廠、三水廠的設(shè)備升級，力爭在2011年達到其設(shè)計制水能力；加快城市供水管網(wǎng)的改造進程，降低漏失率，可實現(xiàn)節(jié)約用水。另外，目前城市供水管網(wǎng)已經(jīng)形成環(huán)路，但凈水廠之間還沒有做到互通有無，應(yīng)該未雨綢繆，嘗試將凈水廠形成聯(lián)供，提高成品水的供給保證；理順“二次供水”管理體制，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理，建立有效的監(jiān)督機制。

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篇7

關(guān)鍵詞: 工程項目管理；系統(tǒng)；協(xié)調(diào)；動態(tài)優(yōu)化

中圖分類號:F224

文獻標識碼:A文章編號:1672-8513(2010)03-0173-04

Dynamic Optimization Study of the Three Major Objectives in

Highway Project Management

QIU Dongbing1,LIU Zhijun2

(1. School of Management, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China;

2. Chongqing Highway Training Centre, Chongqing 400067, China)

Abstract:

The paper analyzes the interactions and the relationships among the three objectives in the highway project management. It starts with the project management dynamic optimization idea， follows the principle of system analysis and coordination，and uses the quantitative analysis method to build up the coordination models for the project managers in making scientific decisions.

Key words:

project management; system; coordination; dynamic optimization

爭取成功的項目是項目管理的總體目標，這個總體目標可以概括為在限定的時間內(nèi)，在限定的資源（如資金、勞動力、設(shè)備材料等）條件下，以盡可能快的進度、盡可能低的費用，圓滿完成項目任務(wù).項目管理的目標有3個最主要的方面：質(zhì)量目標，工期目標和費用目標，這3大目標之間互相聯(lián)系，互相影響，共同構(gòu)成項目管理的目標體系.由于3者之間的相互作用關(guān)系，使得某一方面的變化必然引起另兩個方面的變化，如過于追求縮短工期，必然引起費用增加，而且會影響項目的質(zhì)量.因此，項目管理應(yīng)追求3者之間的均衡性和合理性，任何單一強調(diào)最高質(zhì)量、最短工期、最低費用的做法都是片面的.只有協(xié)調(diào)好3者之間的關(guān)系，才能保證工程項目順利完成.

衡量一項計劃方案的優(yōu)劣，應(yīng)該綜合評價它的技術(shù)經(jīng)濟指標，包括質(zhì)量、工期及費用等，但目前還沒有一個能全面反映這些指標的綜合數(shù)學模型用以作為評價最優(yōu)計劃方案的依據(jù).本文旨在運用定量的分析方法，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)計劃的特點，在項目的整個過程中對工期、費用和質(zhì)量作整體的動態(tài)優(yōu)化，得到一系列的方案，根據(jù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)原理，建立公路工程項目目標控制系統(tǒng)的系統(tǒng)協(xié)調(diào)模型，并設(shè)計符合本系統(tǒng)特點的協(xié)調(diào)判定指標體系，用子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)度指標來反映其協(xié)調(diào)統(tǒng)一程度，進而對優(yōu)化方案進行評價和優(yōu)選.

1 3大目標及其關(guān)系概述

工程項目質(zhì)量目標是指在項目實施的整個過程中，使工程項目實體、功能和使用價值以及參與工程建設(shè)的有關(guān)各方工作質(zhì)量達到或超過有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范、標準所規(guī)定的要求和水平.影響工程項目質(zhì)量的因素很多，通?？梢愿爬槿斯ぁC械、材料、方法和環(huán)境5個方面.因此，工程項目管理人員必須綜合考慮各方面的因素，對工程項目質(zhì)量管理實施全面和全過程的控制，才能實現(xiàn)工程項目的質(zhì)量目標.

工程項目工期目標是指在實施項目的整個過程中，使項目的各個單項、單位、分部及分項工程的施工進度滿足項目總體進度計劃要求，爭取提前或在規(guī)定工期內(nèi)完成任務(wù).工程項目進度目標不能按計劃實現(xiàn)的原因有多種，如管理人員、勞務(wù)人員素質(zhì)和能力低下，數(shù)量不足；材料和設(shè)備不能按時、按質(zhì)、按量供應(yīng)；建設(shè)資金缺乏，不能按時到位；施工技術(shù)水平低；組織協(xié)調(diào)困難；非抗力因素的存在等等.要實現(xiàn)工期目標，必須對上述影響工期的因素實施控制，采取措施減少或避免其對工程工期的影響.

工程項目費用目標是指在整個項目實施過程中，力求使項目在滿足質(zhì)量和進度要求的前提下，實現(xiàn)項目實際費用不超過計劃費用.影響工程項目費用目標實現(xiàn)的因素也很多，如工程量的變化，材料價格的浮動，施工圖的變更及施工方案的選擇等等.但最主要是要協(xié)調(diào)好與質(zhì)量目標和進度目標之間的關(guān)系，項目管理人員在對工程費用目標進行確定或論證時，應(yīng)當綜合考慮整個目標系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，不僅使費用目標滿足業(yè)主的需求，還要使質(zhì)量目標和進度目標也能滿足業(yè)主的要求.這就需要在確定項目目標系統(tǒng)時認真分析業(yè)主對項目的整體需求，反復協(xié)調(diào)工程質(zhì)量、進度和費用3大目標之間的關(guān)系，力求實現(xiàn)3大目標的最佳匹配.

邱東兵，：公路工程項目管理3大目標動態(tài)優(yōu)化研究

工程項目的質(zhì)量、進度和費用3大目標是一個相互關(guān)聯(lián)的整體，3大目標之間既存在著矛盾，又存在著統(tǒng)一.進行工程項目管理，必須充分考慮工程項目3大目標之間的對立統(tǒng)一關(guān)系，注意統(tǒng)籌兼顧，防止發(fā)生盲目追求單一目標而忽視其他目標的現(xiàn)象.也許在很多情況下，為了實現(xiàn)其中一項目標，使得其它兩項付出一定的代價，但是，項目管理人員必須要把握好這個度，不可盲目地追求單一目標，否則會帶來不可估量的后果.所以項目管理者必須追求其3者之間的均衡性和合理性，才能保證工程項目的建設(shè)保質(zhì)保量地完成.

2 工程項目目標系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化的理論基礎(chǔ)

2.1 系統(tǒng)整體功能大于局部功能之和原理

公路工程項目的目標控制系統(tǒng)是一個復合的系統(tǒng)，它由進度控制子系統(tǒng)、費用控制子系統(tǒng)、質(zhì)量控制子系統(tǒng)等組成，而這些子系統(tǒng)又由各自的計劃子系統(tǒng)和實施子系統(tǒng)等組成，各系統(tǒng)具有相對獨立性并具有各自的特定功能和運行目標.這些子系統(tǒng)之間是相互作用和相互制約的，片面地考慮其中的某一目標而忽視其他目標，必將大大削弱系統(tǒng)的整體功能.它們通過相互關(guān)聯(lián)、相互滲透而耦合為一種全新的整體效應(yīng)，這一整體功能遠遠超過各個功能之和，這一關(guān)系可用數(shù)學語言描述為：

2.2 協(xié)同理論

協(xié)同學是由德國物理學家哈肯（Hermann Haken）在20世紀60年代研究激光理論的基礎(chǔ)上，于1969年提出的.它是一門研究系統(tǒng)的各個部分如何通過非線性的相互作用產(chǎn)生協(xié)同現(xiàn)象和相干效應(yīng)，形成系統(tǒng)在空間上、時間上或功能上的有序結(jié)構(gòu).協(xié)同學認為協(xié)同導致有序，在影響系統(tǒng)行為的變量中分為2種變量，一種是快弛豫變量或快變量，這類變量在系統(tǒng)受到干擾而波動時，總是力圖使系統(tǒng)回到原先的穩(wěn)定狀態(tài)，它們起一種阻尼作用，且衰減很快，對系統(tǒng)發(fā)生結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變的過程沒有大的影響.另一種變量是慢弛豫變量或慢變量，該變量在系統(tǒng)受到干擾而波動時，使系統(tǒng)偏離穩(wěn)態(tài)，走向非穩(wěn)態(tài)，或進入新的穩(wěn)態(tài).它們始終左右著系統(tǒng)演化的進程，決定著演化結(jié)果的結(jié)構(gòu)與功能.哈肯定義慢變量為表示系統(tǒng)有序程度的序變量.如果系統(tǒng)處于完全無序的混沌狀態(tài)，其序參量為0；在接近臨界區(qū)時，序參量迅速增大；進入臨界區(qū)，序參量達最大值，它主導著系統(tǒng)出現(xiàn)的有序結(jié)構(gòu)［6］.

2.3 系統(tǒng)動態(tài)控制原理

對系統(tǒng)的動態(tài)控制是通過對構(gòu)成復合系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)管理而達到協(xié)調(diào)狀態(tài)的一種動態(tài)控制過程.這個過程包括問題確定、沖突求解、決策與實施、評價與反饋4個環(huán)節(jié).工程項目目標控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)就是通過分析子系統(tǒng)的沖突和矛盾，尋找一種優(yōu)化的方法組織系統(tǒng)，使各個系統(tǒng)通過協(xié)作和競爭達到新層次的系統(tǒng).工程項目實施過程也是網(wǎng)絡(luò)計劃的實施和執(zhí)行過程，當實際控制目標（質(zhì)量、進度、費用）與規(guī)劃目標出現(xiàn)偏差時，需要采取糾正措施，修改網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，對原計劃做出新的調(diào)整，此時控制系統(tǒng)需要做出新的決策.整個工程項目控制過程是動態(tài)優(yōu)化管理的過程.優(yōu)化和協(xié)調(diào)的目標是一致的，其實質(zhì)就是尋求滿足各約束條件的進度、費用和質(zhì)量的最佳結(jié)合，實現(xiàn)系統(tǒng)的綜合優(yōu)化.

3 系統(tǒng)協(xié)調(diào)模型的建立

3.1 系統(tǒng)協(xié)調(diào)分析原理

系統(tǒng)之間或系統(tǒng)組成要素之間在發(fā)展演化過程中彼此的和諧程度稱為協(xié)調(diào)度，設(shè)其子系統(tǒng)Sj，j∈［1，k］，并設(shè)其發(fā)展過程中的序參變量為ej=(ej1，ej2，…，ejn)，其中n≥1，αji≤eji≤βji，i∈［1，n］.根據(jù)協(xié)同理論，假定ej1，ej2，…，ejm的值越大，系統(tǒng)的有序程度越高，其取值越小，系統(tǒng)的有序程度越低；而當ejm+1，ejm+2，…，ejn的取值越大，系統(tǒng)的有序程度越低，其取值越小，系統(tǒng)的有序程度越高.定義下式為系統(tǒng)Sj序參量分量eji的系統(tǒng)有序度：

μj(eji)=eji－αjiβji－αji， i∈［1，m］

；(2)

μj(eji)=αji－ejiβji－αji， i∈［m+1，n］.(3)

由以上定義可知，μj(eji)∈［0，1］，其值越大，eji對系統(tǒng)有序的作用也就越大.

從總體上看，序參量變量ej對系統(tǒng)Sj有序程度的綜合作用可通過μj(eji)的集成來實現(xiàn).本文采用一定的組合形式集成后的函數(shù)稱作協(xié)調(diào)度函數(shù)［3］.

3.2 3大目標系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指標體系

3.2.1 工期指標

設(shè)工程正常工期為Ta，看作系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)間的標準值，可記為β1=Ta，通過網(wǎng)絡(luò)綜合優(yōu)化得到一組備選方案，這些備選方案的工期分別為T1，T2，…,Tn，將其最小值作為系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點的下限值，將其最大值作為系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點的上限值，根據(jù)大小順序排列為T1≥T2≥…≥Tn.根據(jù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的設(shè)計，工期指標具有負功效，其對系統(tǒng)有序度的功效為：

μ1=(β1－xi)(maxTi－minTi)=(Ta－xi)(T1－Tn),(4)

其中，xi∈［Tn，T1］.

可見，當xi=Ta時μ1=0，此時保持原計劃工期，沒有進行工期優(yōu)化.當xi=Tn且Ta=T1時，即優(yōu)化工期等于最短極限工期時，μ1=1，此時進度控制子系統(tǒng)單目標達到最優(yōu).

3.2.2 費用指標

與工期指標類似，費用指標對系統(tǒng)有序度也具有負功效，即目標要求越小越好.將原計劃的費用Ca作為系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)間的標準值β2，將網(wǎng)絡(luò)計劃優(yōu)化后的最小費用值作為系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點的下限值，最大費用值作為系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點的上限值，故功效函數(shù)可以表達為：

μ2=(β2－xi)(C1－Cn),(5)

其中xi∈［C1，Cn］.同理，當xi=β2時μ2=0，此時保持原費用不變，即沒有進行費用優(yōu)化.當xi=Cn且β2=C1時，即優(yōu)化后的費用等于極限最小費用時，μ1=1，此時進度控制子系統(tǒng)單目標達到最優(yōu).

3.2.3 質(zhì)量指標

質(zhì)量指標不同于上述2種指標，因為工期指標和費用指標通過優(yōu)化能夠得到具體的量化值，如工期優(yōu)化后能使原工期縮短10天，費用優(yōu)化后能節(jié)約10萬元等.相比質(zhì)量指標優(yōu)化后卻顯得很抽象.質(zhì)量指標按其等級可分為不合格（綜合得分0.6以下）、合格（綜合得分0.6~0.7）、良（綜合得分0.7~0.85）及優(yōu)（綜合得分0.85~1）4個等級，對這4種等級的界定是根據(jù)影響質(zhì)量指標的5大因素綜合因素來確定的.在確定質(zhì)量等級的過程中，根據(jù)不同的情況分別賦予人工、機械、材料、方法及環(huán)境以不同的權(quán)重ωi，1≤i≤5，ωi∈(0，1)，然后運用專家評分法分別給這5大因素實施情況打分ui，1≤i≤5，ui∈(0，1)，最后根據(jù)綜合得分確定質(zhì)量等級，用數(shù)學語言可表示為：

βj=∑5i=1ωi ui.(6)

同上，設(shè)工程要求質(zhì)量為Qa，將其作為質(zhì)量穩(wěn)定區(qū)間的標準值并對其進行優(yōu)化.通過進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，得到一系列的質(zhì)量等級水平，將這些質(zhì)量水平從低到高排序得到Q1，Q2，…,Qn，而且，Q1≤Q2≤…≤Qn，可知其系統(tǒng)穩(wěn)定臨界點的下限Q1，上限為Qn.根據(jù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的設(shè)計，質(zhì)量指標具有正功效，其功效函數(shù)可以表達為：

μ3=(xi－Qa)(Qn－Q1),(7)

其中Q1≤xi≤Qn.當xi=Qa時，μ3=0，表明質(zhì)量水平?jīng)]有變化；當xi=Qn且Qa=Q1時，μ3=1，此時表明質(zhì)量控制子系統(tǒng)單目標達到最優(yōu).

3.3 基于網(wǎng)絡(luò)計劃的動態(tài)優(yōu)化分析

公路工程項目的3大目標是一個有機的統(tǒng)一體，對其綜合優(yōu)化的目的是使項目的性價比更高.工程周期由網(wǎng)絡(luò)計劃中的關(guān)鍵線路決定，如工期縮短通常要增加關(guān)鍵線路上關(guān)鍵工序的資源數(shù)量從而造成費用的增加，同時也會導致質(zhì)量產(chǎn)生不同程度的變化.因此，不妨設(shè)3大目標系統(tǒng)的初始狀態(tài)為H(T0，C0，Q0)，通過對系統(tǒng)的調(diào)整和優(yōu)化可得到一系列新的目標系統(tǒng)，此時系統(tǒng)的狀態(tài)分別為H(T1，C1，Q1)，H(T2，C2，Q2),…,H(Tn，Cn，Qn)，這樣就可以利用以上協(xié)調(diào)度函數(shù)來進行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性分析.

3.4 系統(tǒng)協(xié)調(diào)性分析

通過上述分析，建立了3大目標控制子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度指標體系，其協(xié)調(diào)度分別為U1，U2，U3，然后可以用專家評分法來確定各項指標的權(quán)重系數(shù)(W1，W2，W3)，最后采用線性加權(quán)法計算協(xié)調(diào)函數(shù)C：

C=∑3i=1Wi•Ui,(8)

其中，∑3i=1Wi=1.顯然模型中的協(xié)調(diào)度C值越大，復合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的程度越高，反之則越低，將協(xié)調(diào)性最好的方案定為最滿意的方案.

4 應(yīng)用實例

根據(jù)本文所建立的系統(tǒng)協(xié)調(diào)及優(yōu)化模型，在重慶市某高速公路一標段進行了實際應(yīng)用，該標段原計劃工期為420天，總費用為26352萬元，質(zhì)量要求系數(shù)為0.86，根據(jù)系統(tǒng)模型記X0=（420，26352，0.860），經(jīng)過對系統(tǒng)整體的協(xié)調(diào)和調(diào)整后，最終得出了5種不同優(yōu)化方案，分別記為：X1=（413，26254，0.852），X2=（408，25936，0.843），X3=（410，26087，0.864），X4=（406，26654，0.850），X5=（401，26963，0.857），對這5種方案進行協(xié)調(diào)分析，并根據(jù)各工程建設(shè)的實際情況，用專家評分法進行確定工期、費用及質(zhì)量的權(quán)重系數(shù)，其權(quán)重值分別為ω=（0.38，0.45，0.17），然后采用線性加權(quán)法計算協(xié)調(diào)函數(shù)C，求得各方案的工期指標，費用指標及質(zhì)量指標，最終得到的協(xié)調(diào)度的值見表1.

從表中可以看出方案X3的協(xié)調(diào)度最高，為最滿意的方案，而工期最短方案X5，費用最少方案X2及質(zhì)量最優(yōu)方案X4，均不是最佳方案，這也證明了片面考慮系統(tǒng)中的某一目標為整體目標并不能使整體功能達到最優(yōu)，即追求任一單目標最優(yōu)的方案都不一定是最佳方案.在工程項目的實施過程中實行動態(tài)控制，根據(jù)信息反饋及時地調(diào)整原計劃，不斷地采用此方法，對系統(tǒng)進行新的協(xié)調(diào)和綜合優(yōu)化，以保證3大目標系統(tǒng)的動態(tài)均衡.

5 結(jié)語

本文從系統(tǒng)協(xié)調(diào)及動態(tài)優(yōu)化的角度出發(fā)，綜合考慮了進度、費用及質(zhì)量3大目標之間在整個工程項目中的對立和統(tǒng)一的關(guān)系，并建立模型對其綜合優(yōu)化，具有一定的理論和現(xiàn)實意義.但是，由于公路工程項目實施過程中受到很多因素的影響，如政府政策、投資環(huán)境、建設(shè)合同等因素.因此，必須綜合處理好與各方面的關(guān)系，通過整體協(xié)調(diào)，促其向綜合信息系統(tǒng)方向發(fā)展，才能保證工程項目建設(shè)的圓滿成功.

參考文獻:

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篇8

關(guān)鍵詞： 云平_； 海量數(shù)據(jù)； 可視化調(diào)度平臺； Hadoop

中圖分類號： TN911?34； TP391 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）08?0107?03

Design of visualization scheduling platform for mass data impact under cloud platform

NIE Jing1， SHI Zhongjian2

（1. Nanning College for Vocational Technology， Nanning 530008， China； 2. Hanshan Normal University， Chaozhou 521000， China）

Abstract： Aiming at the problems existing in the current cloud platform scheduling， a visualization scheduling platform for mass data impact under cloud platform was designed， which is composed of the mass data acquisition module， cloud platform module and visualization scheduling module. The antenna in mass data acquisition module carries out the acquisition and frequency modulation of mass data， and transmits the data to the digital signal processor for processing. The processing result is transmitted to the cloud platform module. The Hadoop distributed computing technology is used in the cloud platform module to analyze and calculate the processing result of the mass data acquisition module. The cloud platform module gives out a scheduling scheme. The scheduling scheme is transmitted to the visualization scheduling module to realize the scheduling scheme visualization and specific implementation of the dispatching work. The platform software is used to design the generation process of the scheduling scheme in the cloud platform module. The experimental result shows that the designed platform has perfect computational performance and scheduling performance.

Keywords： cloud platform； mass data； visualization scheduling platform； Hadoop

調(diào)度是一種能夠給出合理運行決策的技術(shù)，其能夠有效提升各領(lǐng)域的工作效率和工作精度，縮減人工作業(yè)量?？梢暬窃?0世紀80年代開始興起的計算機圖像顯示技術(shù)，人眼視覺是可視化的基礎(chǔ)[1?3]。將可視化與調(diào)度結(jié)合起來，能夠使原本較為抽象的運行決策更加便于理解，可視化調(diào)度平臺應(yīng)景而生。然而，當今社會各領(lǐng)域的信息量巨大，在海量數(shù)據(jù)沖擊中，可視化調(diào)度平臺已逐漸落后，云平臺的產(chǎn)生使這一現(xiàn)象得到有效緩解[4?6]。

1 海量數(shù)據(jù)沖擊中的可視化調(diào)度平臺設(shè)計

1.1 海量數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計

在云平臺下海量數(shù)據(jù)沖擊中的可視化調(diào)度平臺中，由于海量數(shù)據(jù)采集模塊掌控著調(diào)度對象中海量數(shù)據(jù)的采集工作，是整個平臺性能的基礎(chǔ)保證。為此，需要在保證采集精度的前提下，賦予該模塊足夠的穩(wěn)定性和工作效率，加強模塊對調(diào)度對象的控制能力。圖1是海量數(shù)據(jù)采集模塊組成圖。由圖1可知，海量數(shù)據(jù)采集模塊主要由天線、數(shù)據(jù)接收器、數(shù)字信號處理器、看門狗計時器和通信接口組成。在云平臺下海量數(shù)據(jù)沖擊中的可視化調(diào)度平臺中，海量數(shù)據(jù)采集模塊的天線是最先經(jīng)受海量數(shù)據(jù)沖擊的。在沖擊開始后，天線隨即對海量數(shù)據(jù)進行采集和調(diào)頻。這樣設(shè)計能夠保證天線免受非調(diào)度對象數(shù)據(jù)的影響，提高模塊采集精度。

1.2 云平臺模塊設(shè)計

云平臺模塊接收到海量數(shù)據(jù)采集模塊傳遞來的處理結(jié)果后，將對其進行計算，給出調(diào)度方案。云平臺模塊對海量數(shù)據(jù)處理結(jié)果進行Hadoop分布式計算。Hadoop分布式計算是云平臺中較為常用的處理技術(shù)，這種技術(shù)能夠為云平臺下海量數(shù)據(jù)沖擊中的可視化調(diào)度平臺提供高效、透明的調(diào)度方案，其對調(diào)度人員的技術(shù)要求不高，可節(jié)約平臺的運行成本。圖2是Hadoop分布式計算的結(jié)構(gòu)圖。

由圖2可知，Hadoop分布式計算的子項目有四種，分別是映射?歸約模型、分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)以及分布式應(yīng)用程序協(xié)調(diào)服務(wù)。

1.3 可視化調(diào)度模塊

可視化調(diào)度模塊是云平臺下海量數(shù)據(jù)沖擊中的可視化調(diào)度平臺對調(diào)度對象實施具體調(diào)度工作的模塊，也是用戶可直接使用的模塊?？梢暬{(diào)度模塊能夠?qū)⒄{(diào)度方案以可視化的形式呈現(xiàn)給用戶，這一工作要求用戶與可視化調(diào)度模塊間應(yīng)具有較強的人機交互能力，為此，設(shè)計出如圖3所示的可視化{度模塊結(jié)構(gòu)圖。

由圖3可知，可視化調(diào)度模塊能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度方案的特征可視化和密度可視化。特征可視化包括調(diào)度對象中海量數(shù)據(jù)的沖擊形式、海量數(shù)據(jù)類型和調(diào)度形式；密度可視化是指對方案中每條調(diào)度流程相對應(yīng)的海量數(shù)據(jù)密度進行可視化。調(diào)度管理對調(diào)度方案進行調(diào)用，通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將調(diào)度流程分配至其相應(yīng)的調(diào)度對象網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上，分配完成后，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將調(diào)度對象網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)反饋給調(diào)度管理。在云平臺下海量數(shù)據(jù)沖擊中的可視化調(diào)度平臺中，用戶通過用戶瀏覽器查看平臺的可視化內(nèi)容和平臺調(diào)度工作的實施情況。

2 可視化調(diào)度平臺軟件設(shè)計

云平臺下海量數(shù)據(jù)沖擊中的可視化調(diào)度平臺的云平臺模塊，利用Hadoop分布式計算技術(shù)對海量數(shù)據(jù)采集模塊的處理結(jié)果進行分析和計算，最終實現(xiàn)調(diào)度方案的給出。調(diào)度方案產(chǎn)生流程如圖4所示。

由圖4可知，云平臺模塊先對海量數(shù)據(jù)采集模塊處理過的海量數(shù)據(jù)進行調(diào)用，把其中具有特殊特征的數(shù)據(jù)構(gòu)建成優(yōu)先處理集合（特殊特征是根據(jù)以往調(diào)度工作里經(jīng)常需要進行調(diào)度的數(shù)據(jù)中提取出來的，用戶也可對其進行預(yù)定義），再利用分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫對優(yōu)先處理集合中的數(shù)據(jù)進行檢驗，確定其是否需要進行調(diào)度。如果不需要，則更新優(yōu)先處理集合。

3 實驗驗證

3.1 平臺計算性能驗證

在海量數(shù)據(jù)沖擊中的可視化調(diào)度平臺的計算性能驗證實驗中，以某大型電網(wǎng)作為實驗對象進行30天實驗。實驗電網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量為11 GB/天，用本文平臺、Brook平臺和Skepu平臺對實驗電網(wǎng)中的海量數(shù)據(jù)同時進行計算，并輸出三個平臺的計算用時和計算準確率見圖5、圖6。由圖5、圖6可知， Brook平臺的計算用時高于本文平臺、低于Skepu平臺，30天內(nèi)的計算用時波動不明顯；但該平臺的計算準確率不高，最大值僅為91.2%，整體計算性能較為平庸。Skepu平臺的計算用時隨著實驗天數(shù)的增長而增長，其計算準確率曲線波動也較大，造成這些現(xiàn)象的原因可能是該平臺的存儲性能不好，導致平臺的計算性能不高。對比來看，本文平臺的計算用時較短、計算準確率較高，實驗輸出曲線波動不大，擁有較好的計算性能。

3.2 平臺調(diào)度性能驗證

用本文平臺、Brook平臺和Skepu平臺對實驗電網(wǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進行可視化調(diào)度，圖7為三個平臺調(diào)度實施時間對比圖，圖8為用戶對調(diào)度方案的滿意度對比圖。

由圖7可知， Brook平臺的調(diào)度實施時間過長，不能在海量數(shù)據(jù)類型較為復雜的領(lǐng)域中使用；Skepu平臺的調(diào)度實施時間較短，但曲線整體呈現(xiàn)上升趨勢；本文平臺的調(diào)度實施時間要低于Brook平臺和Skepu平臺。由圖8可知，用戶對三個平臺給出的調(diào)度方案的滿意度均很高，除了Skepu平臺的用戶滿意度曲線在實驗中期有一定的下降，本文平臺和Brook平臺的用戶滿意度曲線均較為平穩(wěn)，且用戶對本文平臺給出的調(diào)度方案的滿意度始終維持在96.5%以上。

綜上所述，本文平臺具有較好的調(diào)度性能。

4 結(jié) 論

本文設(shè)計云平臺下海量數(shù)據(jù)沖擊中的可視化調(diào)度平臺，其擁有三個重要模塊，分別是海量數(shù)據(jù)采集模塊、云平臺模塊和可視化調(diào)度模塊，這些模塊分別負責對調(diào)度對象中海量數(shù)據(jù)的采集、計算和調(diào)度方案的可視化與實施等工作。實驗通過對比本文平臺、Brook平臺和Skepu平臺的計算性能和調(diào)度性能，驗證了本文平臺在海量數(shù)據(jù)沖擊中，具有較好的計算性能和調(diào)度性能。

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篇9

關(guān)鍵詞：WebGIS；防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)；B/S；Web Services；Flex

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）16-3713-04

Abstract：Flood prevention is related to national stability and development of harmonious society， good work of flood prevention is of great social significance.This paper develops a Flood-Prevention Information Management System Based on WebGIS， discusses about framework of system、database andintegration of system. Combined with WebGIS， the Flood-Prevention Information Management System become more simple to operate.WebGIS and Flood-Prevention Information Management System share the same database. The framework solves the communication problems through Web Services. According to the development requirement of Flood-Prevention Information Management Systembased on B/S， the system integrates WebGIS system with Flood-Prevention Information Management System through Flex framework.

Key words： WebGIS； flood-prevention information management system； B/S； Web Services；Flex

防汛調(diào)度工作關(guān)系國民經(jīng)濟發(fā)展和人民的人身財產(chǎn)安全，極大地影響國家穩(wěn)定和社會的和諧發(fā)展，做好防汛工作具有巨大的社會意義。傳統(tǒng)的防汛調(diào)度數(shù)據(jù)都是以文件報表的形式傳達到防汛調(diào)度指揮中心。這種方式效率低，不能充分合理地利用人力物力資源，已經(jīng)不能適應(yīng)如今的防汛要求。借助于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，將各種防汛調(diào)度信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，開發(fā)基于B/S模式的防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)[1，2]，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳輸，汛情信息網(wǎng)絡(luò)共享的目標。同時在防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)中應(yīng)用WebGIS技術(shù)，為防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)信息化提供了新的思路。WebGIS技術(shù)應(yīng)用在防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)的開發(fā)中，使用圖形語言方式描述空間信息，用戶可以直觀形象快速地獲取信息。WebGIS具有操作簡單、跨平臺、可擴展、信息分布共享、高效的負載平衡等特點，它在諸多領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。WebGIS技術(shù)的引入，豐富了防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)的功能。借助于WebGIS的圖形表達和地理信息處理能力[3，4，5]，防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的分析、處理、展示也更加簡單和直觀[6，7，8，9]。借助于Flex技術(shù)和Web Services，解決WebGIS系統(tǒng)和防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)的集成問題和通信問題[10，11，12，13]。研究WebGIS技術(shù)在防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)中的應(yīng)用具有非常重要的實踐意義[14]。

1 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框架

系統(tǒng)框架如圖1所示，基于WebGIS的防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)是在互聯(lián)網(wǎng)上，并結(jié)合WebGIS功能的一種系統(tǒng)表現(xiàn)。除了要求一般Web系統(tǒng)所必須的Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器外，還必須設(shè)置WebGIS服務(wù)器，專門負責地理信息的查詢、分析和處理。用戶的請求會被Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和WebGIS服務(wù)器共同受理，并將最后的結(jié)果發(fā)回給用戶。

Web服務(wù)器響應(yīng)客戶端的頁面請求，并根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯，進行頁面跳轉(zhuǎn)；同時，為WebGIS服務(wù)器提供數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。在本系統(tǒng)中報表服務(wù)器采用專業(yè)的報表工具（FineReport）設(shè)計圖形報表，設(shè)計好的報表模板在報表服務(wù)器上，供表示層調(diào)用。Web Services服務(wù)器提供Web Services服務(wù)，在本系統(tǒng)中主要提供對數(shù)據(jù)庫的操作功能。WebGIS服務(wù)器主要承擔兩方面作用：一是動態(tài)響應(yīng)用戶對地圖的請求，分析和處理地理空間數(shù)據(jù)；另一個作用是提供用戶訪問地圖的REST接口。WebGIS總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.1 基于Flex的WebGIS交互平臺

本系統(tǒng)框架中采用Flex設(shè)計WebGIS服務(wù)的表示層，通過ArcGIS Server的提供的REST接口調(diào)用WebGIS服務(wù)，包括地圖瀏覽、地理信息查詢和統(tǒng)計分析，如圖3。系統(tǒng)表示層的設(shè)計以追求操作簡單、表現(xiàn)形式豐富為目標，結(jié)合提供的ArcGIS API for Flex開發(fā)庫，開發(fā)者可制定各種自定義控件，為使用者提供更好的用戶體驗。系統(tǒng)的開發(fā)采用的是分層開發(fā)模式，表示層只提供人機交互，不包括業(yè)務(wù)邏輯功能。同時，F(xiàn)lex還能對來自Web Service的數(shù)據(jù)進行有效處理。表示層采用Flex開發(fā)有效解決了系統(tǒng)跨平臺展示的問題，并且對防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)B/S模式開發(fā)過程中遇到的數(shù)據(jù)信息集成、界面交互和實時數(shù)據(jù)更新顯示等難題提供了一套可行的解決方案。

1.2 基于Web Service的數(shù)據(jù)支持

數(shù)據(jù)層的設(shè)計包括兩方面：GIS 數(shù)據(jù)訪問層（GIS 系統(tǒng)和空間數(shù)據(jù)庫）和防汛調(diào)度信息數(shù)據(jù)訪問層。GIS 數(shù)據(jù)訪問層完成相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)的存儲訪問提供防汛信息數(shù)據(jù)的訪問操作，采用Oracle 10g數(shù)據(jù)庫。防汛調(diào)度信息數(shù)據(jù)訪問層采用JDBC 開發(fā)，減少了網(wǎng)絡(luò)的傳輸成本和服務(wù)器的運行負擔。第一步，注冊JDBC驅(qū)動；第二步，創(chuàng)建連接池對象，并通過連接池獲得與連接池的連接來訪問數(shù)據(jù)庫。針對數(shù)據(jù)庫中的每一張表，建立一個數(shù)據(jù)表類，包括對數(shù)據(jù)表的增刪改查操作，通過新建數(shù)據(jù)庫表對象完成對數(shù)據(jù)庫的訪問。同時，由于數(shù)據(jù)庫的安全訪問問題，需要向外部提供一個間接的數(shù)據(jù)訪問接口。在本系統(tǒng)中使用Web Service提供在線數(shù)據(jù)訪問，Web Service基于XML 語言，使用SOAP（Simple Object Access Protocol，簡單對象訪問協(xié)議）傳輸數(shù)據(jù)。表示層設(shè)計時，在swf文件中配置相關(guān)Web Services的地址和要訪問的服務(wù)，解析傳送的XML文件數(shù)據(jù)，最后將數(shù)據(jù)信息在Flex應(yīng)用以特定方式表示出來。流程如下：

2 基于WebGIS的防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)

系統(tǒng)示范區(qū)位于東北某汛情多發(fā)區(qū)，歷史上發(fā)生過多次洪災(zāi)?；赪ebGIS的防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)能為示范區(qū)的防汛工作提供決策支持。結(jié)合GIS地圖技術(shù)，動態(tài)實時地顯示示范區(qū)內(nèi)各防汛倉庫防汛物資的儲備情況和分布信息，包括倉庫位置、搶險物資種類以及數(shù)量等；在電子地圖上，直接對搶險物資進行統(tǒng)一管理；采用FineReport報表工具，制定特定的報表模板，直觀顯示災(zāi)點的搶險物資的需求情況；根據(jù)災(zāi)點險情信息，分析各倉庫搶險物資的儲備情況，給出最佳的搶險物資運輸路徑，并制定調(diào)度方案。系統(tǒng)包括人員物資登錄、人員物資調(diào)度、人員物資查詢、系統(tǒng)管理、水雨情監(jiān)測等模塊。

人員物資登陸：人員信息和物資入庫信息登記。

人員物資調(diào)度：根據(jù)實時汛情和路徑分析結(jié)果，制定防汛調(diào)度方案。

人員物資查詢：對物資信息、搶先隊伍信息和調(diào)度方案信息進行查詢操作。

系統(tǒng)管理：統(tǒng)一管理調(diào)度方案信息和人員物資信息。

2.1 分布式救援物資管理

分布式救援物資管理概念是針對應(yīng)對突發(fā)汛情快速制定搶險物資方案而提出的，是一種基于調(diào)度指揮中心協(xié)調(diào)的管理體系。救援物資存放在各個分級物資倉庫中，調(diào)度指揮中心整體負責各個倉庫的物資出入庫管理。各個倉庫的位置設(shè)定在各區(qū)災(zāi)情多發(fā)區(qū)附近，并要求周圍交通便捷，從而保證救援物資快速安全地到達搶險地點。調(diào)度指揮中心根據(jù)需求和哥倉庫的實際庫存情況，制定相應(yīng)的物資入庫方案和搶險物資出庫分配方案。分布式救援物資管理依托信息系統(tǒng)，能實時了解各個搶險物資倉庫的實時庫存信息，進而將分布式的庫存整合為一個整體。在原來的管理體系中只能對單個倉庫進行局部優(yōu)化，現(xiàn)在我們能從整個系統(tǒng)范圍內(nèi)進行全局優(yōu)化，保障了效率的最大化。分布式救援物資管理的優(yōu)點：1）反映迅速，能在汛情發(fā)生后的短時間內(nèi)從最近的倉庫調(diào)度搶險救援物資；2）倉庫統(tǒng)一管理，管理成本降低；3）調(diào)度指揮中心整體管理各個倉庫的庫存情況，省去中間環(huán)節(jié)，管理結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化。缺點：1）管理控制的難度提高；2）信息共享依賴程度高。

2.2 動態(tài)救援路徑規(guī)劃與實時應(yīng)急平臺

為了實現(xiàn)多個倉庫點到單個災(zāi)點的最優(yōu)路徑分析，我們采用了基于路徑分析的臨近設(shè)施分析方法。首先，創(chuàng)建臨近設(shè)施分析的GP服務(wù)模型，

模型的輸入?yún)?shù)有：倉庫點矢量數(shù)據(jù)，受災(zāi)點矢量數(shù)據(jù)，障礙點矢量數(shù)據(jù)，查找臨近設(shè)施個數(shù)，路徑分析容差大小模型的輸出結(jié)果有：最優(yōu)路徑矢量數(shù)據(jù)，最優(yōu)路徑矢量數(shù)據(jù)文本信息（xml格式）完成了GP服務(wù)的創(chuàng)建，在ArcMap中設(shè)置好參數(shù)，將GP服務(wù)保存為ArcMap配置文件，并將其。

同時，為了顯示常見交通信息，我們也制作了交通地圖服務(wù)，并將其。通過地圖服務(wù)用戶就可以通過鼠標操作獲取并向服務(wù)器發(fā)送受災(zāi)點和道路障礙點的信息，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫也可以返回并倉庫點信息并向GIS服務(wù)器發(fā)送倉庫點信息，在此基礎(chǔ)上GP服務(wù)就可以數(shù)據(jù)處理，并將結(jié)果返回。

防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)是為防汛工作提供技術(shù)支持。當某個災(zāi)點發(fā)生防汛險情時，應(yīng)根據(jù)已有路徑情況和相關(guān)限制信息來快速制定路線，并提交給指揮中心，供指揮中心參考。在本文中，防汛調(diào)度工作是指將搶險物資和搶險人員快速送到指定災(zāi)點位置。所以路徑規(guī)劃不僅得考慮道路網(wǎng)信息（道路的行駛成本、道路通車與否），還得考慮這些就近搶險中心的搶險人員和搶險物資的儲備情況是否滿足救災(zāi)要求，相關(guān)流程如圖5。

2.3 系統(tǒng)效果圖

系統(tǒng)目前在運行在北方某梯級調(diào)度中心，運行效果良好，為快速合理制定防汛調(diào)度方案提供巨大的技術(shù)支持。系統(tǒng)運行效果圖如下：

3 結(jié)束語

本文提出了基于WebGIS的防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)的解決方案，并討論了基于Flex的WebGIS開發(fā)方式。本系統(tǒng)已部署運行在某梯級調(diào)度中心，并運行良好。

基于WebGIS的防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)仍是一個較新的領(lǐng)域。它結(jié)合WebGIS的優(yōu)勢，解決了傳統(tǒng)防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)信息傳輸效率低的缺陷，同時還豐富了系統(tǒng)的功能，提高了用戶的工作效率。借助于WebGIS技術(shù)的發(fā)展，防汛調(diào)度信息管理系統(tǒng)的功能會得到更加充分的完善。

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篇10

貴州省防洪條例全文第一章　總則

第一條　為了防治洪水，防御、減輕洪澇災(zāi)害，維護人民的生命和財產(chǎn)安全，保障和促進經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展，根據(jù)《中華人民共和國防洪法》和有關(guān)法律、法規(guī)的規(guī)定，結(jié)合本省實際，制定本條例。

第二條　在本省行政區(qū)域內(nèi)從事江河、湖泊、水庫洪水防治和防御、減輕洪澇災(zāi)害的活動，必須遵守本條例。

第三條　各級人民政府應(yīng)當加強對防洪工作的統(tǒng)一領(lǐng)導，組織有關(guān)部門、單位，動員社會力量，有計劃地進行本行政區(qū)域內(nèi)的江河、湖泊、水庫治理，加強防洪工程設(shè)施建設(shè)，做好防汛抗洪工作和洪澇災(zāi)害的恢復與救助工作。

各級人民政府應(yīng)當將防汛經(jīng)費列入財政預(yù)算，用于防汛抗洪工作。

第四條　省人民政府水行政部門負責全省防洪的組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、指導等日常工作。

縣級以上人民政府水行政部門負責本行政區(qū)域內(nèi)防洪的組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、指導等日常工作。

縣級以上人民政府其他有關(guān)部門按照各自的職責，負責有關(guān)防洪工作。

第五條　縣級以上人民政府和有關(guān)部門應(yīng)當加強宣傳與教育，提高防汛抗洪意識，對在防汛抗洪中做出顯著成績的單位和個人，給予表彰或者獎勵。

第二章　防洪規(guī)劃

第六條　防洪規(guī)劃是江河、湖泊治理和水庫等防洪工程設(shè)施建設(shè)以及與防洪安全有關(guān)活動的基本依據(jù)，應(yīng)當納入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的總體規(guī)劃。

編制土地利用總體規(guī)劃、城市總體規(guī)劃和其他涉及防洪的綜合性、專業(yè)性規(guī)劃以及進行重大建設(shè)項目布局時，必須進行防洪除澇方面的專項規(guī)劃或者論證，確保防洪安全。

修改防洪規(guī)劃，應(yīng)當報經(jīng)原批準機關(guān)批準。

第七條　江河的防洪規(guī)劃，由縣級以上人民政府水行政部門按照下列分工，依據(jù)流域綜合規(guī)劃、區(qū)域綜合規(guī)劃會同有關(guān)部門和有關(guān)地區(qū)編制，報本級人民政府批準，并報上一級人民政府水行政部門備案:

(一)長江流域的烏江、三岔河、六沖河、清水河、芙蓉江、赤水河、清水江、氵舞陽河;珠江流域的黃泥河、北盤江、濛江、都柳江、南盤江、紅水河，由省人民政府水行政部門組織編制;

(二)跨行政區(qū)域的江河，由其共同的上一級人民政府水行政部門組織編制;

(三)其他江河，由所在地縣級以上人民政府水行政部門組織編制。

第八條　城市的防洪規(guī)劃，由城市人民政府組織水行政部門、建設(shè)行政部門和其他有關(guān)部門依據(jù)江河流域規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃編制，經(jīng)上一級人民政府水行政部門和其他有關(guān)部門審查后，報本級人民政府批準，并納入城市總體規(guī)劃。經(jīng)批準的城市防洪規(guī)劃應(yīng)當報上一級人民政府水行政部門備案。

第九條　縣級以上人民政府應(yīng)當組織有關(guān)部門對山洪災(zāi)害多發(fā)地區(qū)進行全面調(diào)查，劃定山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)、危險區(qū)，予以公告，并編制防治規(guī)劃、采取防治措施。

城市、村鎮(zhèn)和其他居民點以及工廠、礦山、鐵路、公路、電力和通信設(shè)施等布局應(yīng)當避開山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)、危險區(qū)。已經(jīng)建在受山洪災(zāi)害威脅的地方的，當?shù)厝嗣裾畱?yīng)當有計劃地組織搬遷或者采取防御措施。

第三章　治理與防護

第十條　各級人民政府應(yīng)當組織有關(guān)部門因地制宜地采取防治洪水措施，建立健全水文、氣象、通信、預(yù)警以及洪澇災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)，提高防御洪水能力。

防治江河洪水，應(yīng)當蓄泄兼施，充分發(fā)揮河道行洪能力和湖泊、水庫調(diào)蓄洪水的功能。加強防洪工程設(shè)施建設(shè)和管護，提高防洪能力;加強水土流失綜合治理，保護、擴大及科學利用林草植被，涵養(yǎng)水源，減輕洪澇災(zāi)害。

第十一條　防御山洪災(zāi)害，應(yīng)當采取全面規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧、標本兼治、綜合治理的原則和以防為主、防治結(jié)合的方針，建立健全山洪災(zāi)害通信報警系統(tǒng)和群測群防體系，最大限度減少災(zāi)害造成的損失。

第十二條　整治河道和修建堤防、攔水壩、碼頭、橋梁、公路、鐵路等對河道有影響的工程，應(yīng)當兼顧上下游、左右岸的關(guān)系，按照防洪規(guī)劃治導線實施，不得任意改變河水流向。

防洪規(guī)劃治導線按照下列程序擬定和批準:

(一)本條例第七條第一項所列江河的防洪規(guī)劃治導線，由省人民政府水行政部門擬定，報省人民政府批準;

(二)本條例第七條第二項所列江河的防洪規(guī)劃治導線，由其共同的上一級人民政府水行政部門擬定，報本級人民政府批準;

(三)本條例第七條第三項所列江河的防洪規(guī)劃治導線，由所在地的縣級以上人民政府水行政部門擬定，報本級人民政府批準。

第十三條　河道、湖泊、水庫的管理范圍由縣級以上人民政府水行政部門會同有關(guān)行政部門依照有關(guān)規(guī)定劃定，報同級人民政府批準。

護堤地的管理范圍寬度為堤防內(nèi)堤腳線外水平距離5米至20米。

第十四條　在河道、湖泊、水庫的管理范圍內(nèi)禁止從事下列活動:

(一)修建妨礙行洪、排澇、水文測報、水工程正常運用的建筑物、構(gòu)筑物;

(二)傾倒垃圾、渣土、廢料;

(三)其他危害河道、湖泊的行為。

第十五條　禁止任何單位和個人破壞、侵占、損毀堤防、護岸、閘壩、排澇泵站、排洪渠系等防洪排澇工程和防汛、氣象、水文、通信等設(shè)施以及防汛備用器材、物料。

第十六條　在河道、湖泊、水庫管理范圍內(nèi)修建建筑物、構(gòu)筑物，應(yīng)當符合國家規(guī)定的防洪標準和其他有關(guān)技術(shù)要求，工程建設(shè)方案應(yīng)當依照有關(guān)規(guī)定履行相關(guān)審批手續(xù)。

第十七條　各級人民政府應(yīng)當組織有關(guān)部門定期對水庫大壩的安全運行進行檢查和監(jiān)督管理。對病險水庫應(yīng)當事先制定應(yīng)急搶險和居民臨時撤離方案，安排資金，采取措施除險加固。

有關(guān)部門應(yīng)當加強對尾礦壩、灰壩、攔沙壩的監(jiān)督管理，確保其安全。

第四章　防汛抗洪

第十八條　防汛抗洪工作實行各級人民政府行政首長負責制，統(tǒng)一指揮、分級分部門負責。

行政首長負責制的主要內(nèi)容:

(一)貫徹實施國家有關(guān)防洪的法律、法規(guī)和政策，組織制定有關(guān)防洪規(guī)劃和措施;

(二)建立健全防汛指揮機構(gòu)及其辦事機構(gòu);

(三)按照防洪規(guī)劃，加強防洪工程建設(shè)和山洪災(zāi)害防治;

(四)部署和組織汛前檢查和清障，做好安全度汛的各項準備;

(五)貫徹執(zhí)行上級防汛調(diào)度命令，開展防汛宣傳和思想動員工作，組織抗洪搶險，及時安全轉(zhuǎn)移受災(zāi)人員;

(六)負責落實防汛抗洪經(jīng)費和物資;

(七)組織開展災(zāi)后救助，恢復生產(chǎn)，修復水毀工程;

(八)鼓勵、支持開展洪水保險。

第十九條　省人民政府防汛指揮機構(gòu)，在國家防汛指揮機構(gòu)和省人民政府的領(lǐng)導下，指揮全省的防汛抗洪工作。

縣級以上人民政府防汛指揮機構(gòu)，在上級人民政府防汛指揮機構(gòu)和本級人民政府的領(lǐng)導下，指揮本行政區(qū)域內(nèi)的防汛抗洪工作。

縣級以上人民政府防汛指揮機構(gòu)的辦事機構(gòu)設(shè)在同級人民政府水行政部門。

第二十條　縣級以上人民政府防汛指揮機構(gòu)的主要職責:

(一)指揮防汛抗洪搶險工作，組織協(xié)調(diào)處理有關(guān)問題;

(二)負責實施汛前檢查和清障，督促有關(guān)部門及時處理影響安全度汛的有關(guān)問題;

(三)制定防御洪水方案;

(四)執(zhí)行上級防汛調(diào)度指令和洪水調(diào)度方案，實施洪水調(diào)度并落實各項措施;

(五)根據(jù)汛情及時通告;

(六)負責防汛經(jīng)費和物資的計劃、管理;

(七)督促防洪設(shè)施水毀工程的修復;

(八)組織協(xié)調(diào)山洪災(zāi)害防治。

第二十一條　縣級以上人民政府應(yīng)當組織有關(guān)部門編制山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)的防災(zāi)避災(zāi)預(yù)案，落實監(jiān)視、監(jiān)測人員，做好監(jiān)視、監(jiān)測和預(yù)警預(yù)報工作，及時轉(zhuǎn)移危險地段的人員。

縣級以上人民政府防汛指揮機構(gòu)應(yīng)當組織編制本行政區(qū)域內(nèi)有防洪任務(wù)城鎮(zhèn)的防御洪水方案，報上一級人民政府防汛指揮機構(gòu)審查后，由本級人民政府批準實施。

防御洪水方案經(jīng)批準后，有關(guān)地區(qū)、部門和單位必須執(zhí)行。

第二十二條　每年5月1日至9月30日為防汛期。在特殊情況下，省人民政府防汛指揮機構(gòu)可以宣布提前或者延長防汛期。個別地方根據(jù)具體情況可以由市、州人民政府防汛指揮機構(gòu)宣布提前或者延長防汛期。

江河、湖泊的水情接近保證水位或者安全流量、水庫水位接近設(shè)計洪水位或者防洪工程設(shè)施發(fā)生重大險情時，有關(guān)縣級以上人民政府防汛指揮機構(gòu)可以宣布進入緊急防汛期，并向上一級人民政府防汛指揮機構(gòu)報告。

防汛期間，各級防汛指揮機構(gòu)的辦事機構(gòu)和有防汛任務(wù)的單位必須堅持24小時值班。進入緊急防汛期的地方，各級人民政府防汛指揮機構(gòu)主要負責人應(yīng)當按照分級管理職責和防御洪水方案，組織有關(guān)單位和人員投入抗洪搶險。

第二十三條　水庫(水電站)的汛期調(diào)度運用計劃和防御洪水方案由水庫(水電站)的管理單位編制，按照下列規(guī)定批準:

(一)總庫容10000萬立方米以上的水庫(水電站)的汛期調(diào)度運用計劃和防御洪水方案，由省人民政府防汛指揮機構(gòu)批準;

(二)總庫容100萬至10000萬立方米的水庫(水電站)的汛期調(diào)度運用計劃和防御洪水方案，由市、州人民政府防汛指揮機構(gòu)批準;

(三)總庫容10萬立方米至100萬立方米的水庫(水電站)的汛期調(diào)度運用計劃和防御洪水方案，由縣級人民政府防汛指揮機構(gòu)批準。

水庫(水電站)汛期調(diào)度運用計劃和防御洪水方案應(yīng)當符合國家關(guān)于編制水庫調(diào)度運用計劃、水庫防洪應(yīng)急預(yù)案編制導則以及綜合利用水庫調(diào)度通則的規(guī)定。

縣級以上人民政府防汛指揮機構(gòu)應(yīng)當自收到申報材料之日起40日內(nèi)進行審批，對符合條件的，予以批準;對不符合條件的，退回申請并書面說明理由。

第二十四條　在建的庫容在1000萬立方米以上的水庫(水電站)工程的汛期安全度汛方案，由工程建設(shè)單位編制，經(jīng)項目主管單位批準后報省人民政府防汛指揮機構(gòu)備案;庫容在100萬至1000萬立方米的水庫(水電站)工程的汛期安全度汛方案，由工程建設(shè)單位編制，經(jīng)項目主管單位批準后報市、州人民政府防汛指揮機構(gòu)備案;庫容在100萬立方米以下的水庫(水電站)工程的汛期安全度汛方案，由工程建設(shè)單位編制，經(jīng)項目主管單位批準后報縣級人民政府防汛指揮機構(gòu)備案。

申報條件:

(一)位于城市或者縣城上游的中型水庫或者跨市、州中型水庫;

(二)導流工程、圍堰已按照設(shè)計要求完成;

(三)已按照規(guī)范進行截流驗收;

(四)大壩主體工程已開工建設(shè)。

項目主管單位應(yīng)當自收到申報材料之日起20日內(nèi)進行審查，對符合條件的，應(yīng)當予以批準;審查不合格的，退回申請并書面說明理由。

第二十五條　在防汛期，水庫(水電站)和其他水工程設(shè)施的運用，必須服從有管轄權(quán)的人民政府防汛指揮機構(gòu)的統(tǒng)一調(diào)度、指揮，執(zhí)行經(jīng)批準的汛期調(diào)度運用計劃和防御洪水方案。未經(jīng)批準，水庫(水電站)不得在汛期限制水位以上運用。

在防汛期，水庫(水電站)泄洪前，水庫(水電站)的管理單位應(yīng)當提前向有關(guān)部門通報汛情，不得擅自增大下泄流量;有關(guān)部門應(yīng)當及時向下游相關(guān)部門和群眾通報泄洪信息，下游受洪水影響的地區(qū)，應(yīng)當及時做好防洪的準備工作，不得設(shè)障阻水或者縮小河道過水能力。

泄洪造成損失的，應(yīng)當依照國家規(guī)定予以補償。

第二十六條　采取承包、租賃、股份制等方式經(jīng)營與防洪有關(guān)的水工程設(shè)施，經(jīng)營者必須服從有管轄權(quán)的人民政府防汛指揮機構(gòu)的統(tǒng)一管理和防汛調(diào)度，保證水工程的安全運行和原設(shè)計的防汛、排水功能。

第二十七條　在防汛期，江河、湖泊、水庫(水電站)的管理單位必須加強對水工程的巡查，發(fā)現(xiàn)險情，立即排除，并迅速向當?shù)厝嗣裾姥粗笓]機構(gòu)和上級主管部門報告。

第二十八條　對在江河、湖泊、水庫管理范圍內(nèi)阻礙行洪的障礙物，按照誰設(shè)障誰清除的原則，由有管轄權(quán)的人民政府防汛指揮機構(gòu)責令限期清除;逾期不清除的，由人民政府防汛指揮機構(gòu)依法組織強行清除，所需費用由設(shè)障者承擔;無法清除的，應(yīng)當采取相應(yīng)的補救措施。

對原有的在江河、湖泊、水庫管理范圍內(nèi)阻礙行洪的建筑物、構(gòu)筑物等，由縣級以上人民政府編制拆遷規(guī)劃，并組織拆遷。

在緊急防汛期，縣級以上人民政府防汛指揮機構(gòu)可以對管轄范圍內(nèi)的阻水嚴重的橋梁、碼頭、攔河壩和其他跨河工程設(shè)施作出緊急處置。

第二十九條　在抗洪搶險期間，防汛指揮車輛和抗洪搶險救災(zāi)救濟車輛免繳過路(橋)費;防汛指揮車輛和抗洪搶險救災(zāi)救濟車輛免繳過路(橋)費的通行證，由省人民政府防汛指揮機構(gòu)會同省人民政府交通行政部門核發(fā)。

第三十條　中國、中國人民武裝警察部隊和民兵預(yù)備役部隊在執(zhí)行抗洪搶險任務(wù)時，各級人民政府及其防汛指揮機構(gòu)應(yīng)當為其提供物資、器材等便利條件。

第五章　保障措施

第三十一條　江河、湖泊治理和水庫等防洪工程設(shè)施建設(shè)、維護以及防洪監(jiān)測、預(yù)警設(shè)施所需資金，按照事權(quán)和財權(quán)相統(tǒng)一的原則，由縣級以上人民政府分級承擔。城市防洪工程設(shè)施的建設(shè)和維護所需資金，由城市人民政府承擔。

受洪水威脅地區(qū)的重點單位應(yīng)當自籌資金興建必要的防洪自保工程，防洪自保工程必須符合防洪規(guī)劃。

第三十二條　各級人民政府安排的防汛經(jīng)費，專項用于防汛搶險、防洪工程運行維護、搶險物資儲備、防汛指揮設(shè)備購置和防汛指揮系統(tǒng)的建設(shè)等。在遭受特大洪澇災(zāi)害情況下，當?shù)厝嗣裾畱?yīng)當增加防汛專項資金用于抗洪搶險、防洪工程和水文、氣象測報、預(yù)警設(shè)施水毀修復。

第三十三條　防汛物資實行分級負擔、儲備、使用、管理和統(tǒng)籌調(diào)度的原則。

省級儲備的物資主要用于省內(nèi)重點防洪工程的防汛搶險;市、州和縣級儲備的物資主要用于本行政區(qū)域內(nèi)防洪工程的防汛搶險;有防汛抗洪任務(wù)的鄉(xiāng)、鎮(zhèn)和企業(yè)、事業(yè)單位應(yīng)當儲備必要的防汛物資，主要用于本鄉(xiāng)、鎮(zhèn)和本單位的防汛搶險。

在緊急防汛期間，各級人民政府防汛指揮機構(gòu)根據(jù)需要，有權(quán)在其管轄范圍內(nèi)調(diào)用物資、設(shè)備、交通運輸工具等，有關(guān)單位必須配合。緊急防汛期結(jié)束后，應(yīng)當及時歸還;造成損壞或者無法歸還的，按照規(guī)定進行補償。

第三十四條　縣級以上人民政府水行政部門可以向堤防和排澇等防洪工程保護區(qū)范圍內(nèi)的單位和個人征收河道工程修建維護管理費，用于加強防洪工程設(shè)施的建設(shè)和維護。具體征收辦法由省人民政府按照國務(wù)院的有關(guān)規(guī)定制定。

第三十五條　縣級以上人民政府應(yīng)當按照國務(wù)院的有關(guān)規(guī)定設(shè)立水利建設(shè)基金，用于防洪工程和水利工程的建設(shè)和維護。

第三十六條　防汛抗洪和救災(zāi)資金、物資，必須?？?物)專用，任何單位和個人不得截留、擠占、挪用。

第六章　法律責任

第三十七條　縣級以上人民政府水行政部門或者其他國家機關(guān)的工作人員，濫用職權(quán)、玩忽職守、徇私舞弊，有下列行為之一，尚不構(gòu)成犯罪的，對直接負責的主管人員和其他直接責任人員依法給予行政處分:

(一)不履行防汛抗洪職責或者發(fā)現(xiàn)違法行為不予查處的;

(二)不按照規(guī)定編制防洪規(guī)劃，不將防洪規(guī)劃納入土地利用總體規(guī)劃、城市總體規(guī)劃等相關(guān)規(guī)劃，擅自修改防洪規(guī)劃的;

(三)不按照規(guī)定劃定護堤地管理范圍的;

(四)違法審批、修建阻礙行洪的建筑物、構(gòu)筑物的;

(五)未按照職責對水庫大壩、尾礦壩、灰壩、攔沙壩進行監(jiān)督管理的;

(六)對山洪多發(fā)區(qū)、易發(fā)區(qū)、危險區(qū)和受山洪威脅的地區(qū)不進行監(jiān)視、監(jiān)測和預(yù)警預(yù)報，不采取防御措施的;

(七)不按照規(guī)定執(zhí)行防汛期24小時值班的;

(八)拒不執(zhí)行防御洪水方案、防汛搶險指令、防汛期調(diào)度運用計劃、不及時排除和報告險情的;

(九)不按照規(guī)定及時通報汛情的;

(十)違反規(guī)定征收河道工程修建維護管理費的;

(十一)截留、擠占、挪用防汛、救災(zāi)資金和物資的。

第三十八條　有下列行為之一，尚不構(gòu)成犯罪的，由公安機關(guān)依法給予處罰:

(一)抗拒、阻礙人民政府防汛指揮機構(gòu)、水行政部門的工作人員依法執(zhí)行公務(wù)的;

(二)緊急防汛期謊報險情，制造混亂的。

第三十九條　違反本條例第十四條規(guī)定的，由縣級以上人民政府水行政部門責令其停止違法行為，并限期排除阻礙或者采取其他補救措施，可以處以5000元以上5萬元以下罰款。

第四十條　違反本條例第十五條規(guī)定的，由縣級以上人民政府水行政部門責令其停止違法行為，限期恢復原狀或者采取其他補救措施;逾期不恢復原狀或者未采取其他補救措施的，代為恢復原狀或者采取其他補救措施，所需費用由違法者承擔，可以處以5000元以上5萬元以下罰款。

第四十一條　違反本條例第十六條規(guī)定，工程建設(shè)方案未依照有關(guān)規(guī)定履行相關(guān)審批手續(xù)的，由縣級以上人民政府水行政部門責令其停止違法行為，限期補辦有關(guān)手續(xù);工程設(shè)施建設(shè)嚴重影響防洪的，責令限期拆除;逾期不拆除的，強行拆除，所需費用由建設(shè)單位或者個人承擔;影響行洪但尚可以采取補救措施的，責令限期采取補救措施，可以處以1萬元以上10萬元以下罰款。

第四十二條　違反本條例第二十五條和第二十六條規(guī)定，有下列行為之一的，由有管轄權(quán)的人民政府水行政部門責令其限期改正，造成損失的依法賠償;情節(jié)嚴重的，可以處以5000元以上5萬元以下罰款:

(一)不服從有管轄權(quán)的人民政府防汛指揮機構(gòu)的統(tǒng)一管理、調(diào)度和指揮的;

(二)不執(zhí)行經(jīng)批準的汛期調(diào)度運用計劃和防御洪水方案的;

(三)未經(jīng)批準，水庫(水電站)擅自在汛期限期水位以上運用的;

(四)水庫(水電站)泄洪時擅自增大下泄流量的;

(五)泄洪前，有關(guān)部門未及時向下游相關(guān)部門和群眾通報泄洪信息的;

(六)下游受洪水影響的地區(qū)設(shè)障阻水或者縮小河道過水能力的。

防洪發(fā)展趨勢①防洪將更為重要:隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,今后如再發(fā)生同樣的淹沒范圍，其洪災(zāi)損失將越來越大。例如日本在1960年洪泛區(qū)的財富密度每平方公里 200萬美元，1965年為360萬美元，1970年為660萬美元，在1945年以前，年均損失為0.92億美元，1945年以后，則增到3.39億美元,為1945年前的9倍多。美國水資源理事會估計,近10多年來年平均洪災(zāi)損失為10億美元,預(yù)計到20xx年洪災(zāi)年平均損失將增加到50億美元。因此，為了減少洪災(zāi)損失，今后對防洪必將更為重視。

②防洪與水資源綜合利用相結(jié)合：水資源的開發(fā)工作，已由單目標發(fā)展到多目標(見多目標水利規(guī)劃)，由單純的經(jīng)濟考慮發(fā)展到經(jīng)濟、社會、環(huán)境等多方面研究，而防洪在世界上很多國家都是作為流域綜合治理的一個重要組成部分，它與發(fā)電、灌溉、排水、供水、環(huán)境和生態(tài)改善等相結(jié)合，是今后的發(fā)展方向。