水文在水利工程管理中应用.docx

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1、水文在水利工程管理中应用摘要：水资源是人类赖以生存的重要资源，假设要实现水资源的充 分利用，必须通过水利工程来实现，在水利工程建设中，水文与水 质管理是其重要依据。随着数字信息时代的开展，水文与水质管理 工作也面临着变革，采用水文与水质管理系统，对于水利工程的建 设与开展具有重要意义。因此，本文以广东省东莞市江库联网工程 为例，首先从东莞市水资源以及水利工程开发的现状着手，然后分 析水文与水质管理系统在东莞市江库联网工程中发挥的作用，最后 对水文与水质管理系统在东莞市水利工程中的实际应用进行探究。关键词：水文与水质管理系统；水利工程；水资源水文与水质管理已成为当前水利工程建设的一项重要工作。水

2、文 水质管理系统主要可在现场勘查、数据资料收集、蓄水位以及死水 位确实立等方面进行管理应用,通过该系统的应用，能够为水利工 程的建设与管维提供必要的依据1。广东省东莞市的水资源丰富， 是东深供水工程的水源地，假设能应用现代化的管理系统加强该水文 与水质管理，不仅关系到当地居民的生产生活用水平安，而且还深 刻地影响到整个东深供水工程，对深港两地的饮用水平安至关重要, 所以水文与水质管理是一项极为重要的工作。本文以广东省东莞市 江库联网工程为例，对该地区水利工程中应用的水文与水质管理系 统发挥的成效进行研究。一、东莞市水资源以及水利工程开发的现状分析1 .东莞市水资源概况东江是东莞市的主要供水水源

3、地。东江作为过境河流，多年平均 天然径流量为244.6亿m3 ,将近85%集中在汛期,由于东江承当 着港深、惠州、河源以及东莞、广州等兴旺地区的供水任务，供水矛盾突出，因此东江入境可为东莞市所利用的水资源量要在全省水资源优化配置的基础上由省进行统分配。但境内多年平均水资源总量为20.76亿m3 ,（地表水20.55 ;地下水5.63 ;重复5.42 ） 折合年径流深842.2mm。其中：东江下游多年平均水资源总量为 8.10亿m3折合年径流深948.6mm，占全市水资源总量的39.0% ;东江三角洲12.66亿m3 ,折合年径流深785.8mm ,占全市水资源总量的61.0%。人均占有境内水资

4、源量为245m3/人。根据广东 省水资源及其开发利用评价，全省人均水资源量为2,627m3/人,东莞市人均占有境内水资源量仅为全省平均数的8.9%。可见，东 莞市当地水资源极为贫乏。由于境内水体污染严重，局部地下水受 到污染，根据监测资料，有超过半数的地下水受到污染，水质类别 到达V类。超标的工程有亚硝酸盐、硝酸盐、氨氮、高镒酸盐指数、 硫酸盐、PH值和总大肠菌群。境内主要河流石马河、寒溪河、东 引运河水体污染严重，水质全年基本都劣V类由此可见，东莞市的 水资源丰富，但水资源污染情况严重，用水平安存在极大隐患，针 对该市水资源开展水文与水质管理工作极为必要。2 .水利工程开发现状东莞市2021

5、年底共有蓄水工程165座，总库容39,045万m3 , 兴利库容24,202万m3 ,现状年供水能力39,070万m3 ,设计年 供水能力36,376万m3。其中中型水库7座，总库容20,938万 m3 ,兴利库容12,033万m3 ,现状年供水能力19,428万m3 , 设计年供水能力14,449万m3水1理水库39座 总库容14,311 万m3 ,兴利库容9,433万m3 ,现状年供水能力15,303万m3 , 设计年供水能力15,566万m3 ;小（2 ）型水库88座，总库容3,635 万m3 ,兴利库容2,613万m3 ,现状年供水能力4,154万m3 , 设计年供水能力6,125万m

6、3 ;塘坝31座，总库容162万m3 , 兴利库容123万m3 ,现状年供水能力185万m3 ,设计年供水能 力236万m3。按水资源分区统计，东江区蓄水工程60座，总库 容11,198万m3，兴利库容7,190万m3，现状年供水能力11Q82 万m3设计年供水能力11,848万m3其中中型水库3座力乂 1 ） 型水库16座，小（2 ）型水库34座，塘坝7座。东江三角洲区蓄 水工程105座，总库容27,847万m3 ,兴利库容17,011万m3 , 现状年供水能力27,989万m3 ,设计年供水能力24,528万m3 , 其中中型水库4座，小（1）型水库23座，小（2 ）型水库54座， 塘坝2

7、4座根据上述分析,该市对水利工程的开发比拟重视，但过 于复杂的水利工程体系,造成管理难度加大，必须通过有效的管理 技术方法开展水利工程管理，实现水利工程开发与管理工作齐头并 进，提升水利工程的整体效益。二、水文与水质管理系统的应用1 .水文与水质管理系统的应用模型设计东莞水利工程中，对水文与水质管理系统开展设计时，是基于系 统观点来开展整体思想设计的。该管理系统的每一个模块均需同数据库之间构建完整的结构，并且还需要经每一个接口使数据交换这 一常用功能予以实现。管理系统能够利用数据库实现统一化管理, 从而使该系统同时具备数据收集处理、数据输入输出、动态数据交 换以及数据预览等多功能。管理系统可对

8、提供的原始数据、运算标 准、运算结果和动态数据交换设施统一存储，以便开展统一的处理 与调控，从而到达数据输出以及数据交换的目的。江库联网工程水 文与水质管理系统采用了 VB ( VisualBasic)开展可视化编程，不 仅具备语言运行功能，而且还具备M叩inf。功能，同时系统数据 库采用WA ( WindowsAccess ),对Access数据予以保存，使之 与数据库转换程序共同形成统一的管理平台。该平台的主要功能包 括数据预览、数据报表生成、数据处理输出等。其包含的数据表有 地下水流量监测表、水质监测表、温度监测表等，同时还包括一些 基础性资料，对于数据管理还具有删除、查询、修改以及输入

9、等功 能江库联网工程水文与水质管理系统的功能应用模型见图2所示。2 .水文水资源险情的预警功能模块设计在这一模型之中，可保证在精度任意条件下对任意函数实现，但 是其并未对网络构造提供一个可行有效的方法。通过对节点数以及 隐藏数进行选取，在该模型之中，节点机理所对应的函数可以表达 为:fx=l/( l+e-x-0 )式中“表示节点的信息；表示节点的阈值。通过该机理函数在此方面开展模型训练，同时采用知识形式将其予 以表现。在该模型下，如果水文水资源出现险情预警，且险情预警 对象Y包含的样本有n个，那么其表达式可表示为：Y=yl,y2，yn) 通过成因分析以及实况分析得知介样本所对应的m险情预警因子

10、 的特征，那么针对样本数量n ,其特征矩阵如下：因m个险情预警因 子的物理量之间存在差异，同时在量纲方面也存在差异，并且由于 险情预警因子同样本数量之间存在正相关或是负相关的关系，那么对 应的险情预警因子对象特征可表达为：ai=yi/ymne其险情预警因 子对象Y所对应的样本值格式化向量可以表达为：A=(al,a2，,am )。在数据输入模块之中，借助节点i使获取的信 息输入到隐藏节点之中，当输入的节点与输出的节点之间等同的情 况下，即可表达为：uij = rijo式中，可理解为将节点i之中的信息 向隐藏节点输入，为了更加便于描述该隐藏节点，可将其标准向量 表达为：S=(sl,s2，,se )

11、 0在隐藏节点之中的机理函数所对应 的识别模型可表达为：式中，表示i输出相对于h输入的权重；j 代表样本号。将P作为输出节点的机理函数，并对其展开结果优选， 那么其表达式为：式中，表示p同h之间连接权重。以险情预警因子 结构作为基础，对其计算之后，从而可对江库联网工程之中出现的 险情因素实施进一步分析。3 .水文水资源的多层次决策优选功能模块设计以整体模型的特征作为依据，对整体模型划分成H层，处于最高 层的便是H层,在整体模型层次之中，各层均设置了假设干个并列状 态下的单元子系统。在该优选流程中，最底层的单元子系统都出现 目标特征输入其中。据此能够对第二层决策单元的输出进行计算, 以这种方法依

12、次逐层计算，从而得出H层计算结果。以实际经验为 依据，对系统节点之间的连接权重进行模拟。依照该向量方案之中 的权重大小，可以确定各种方案的优劣，并对优劣程度进行排序, 从而实现管理决策的最优化。4 .分析水利工程的效益功能模块设计经分析系统目标效益，需要在模型中出现的各种随机因素条件下, 依照各因素之间存在的约束关系，对江库联网工程的效益结构进行 有效构建，具体见图2所示。从图2中可以观察到，江库联网水库 在运行中是按照东莞水利工程水文水资源调度规那么来进行资源调 度的，实现了资源调度的规范化，同时，各水库间也存在一些节点， 可以将水利工程区间资源投入到节点之中，从而使联网水库运行中 能够将内

13、外部资源进行充分有效地利用，实现资源优化配置，从而 对于联网水利工程效益的提升发挥着重要作用，江库联网工程水文 与水质管理系统在应用时，可对内外部资源数据进行掌控，而资源 调度那么是通过该系统操作的，该系统通过观察各类资源的情况，按 照资源调度规那么适当地将资源进行调度，完成调度后，该系统能够 得出各水利工程所耗用的资源量，根据资源量及水利工程产出量综 合分析经济效益。三、水文与水质管理系统在江库联网水库中发挥的重要作用为了提升江库联网开发与管理的整体效益，该地区在开展水利工 程管理工作中应用了水文与水质管理系统，从目前的应用现状来看, 该系统在发挥的重要作用突出表现在以下几个方面：1 .实现

14、信息资源的准确收集江库联网工程在开展日常管理工作中，信息资源的收集属于重点 工作，此项工作的主要内容包括水利工程平安信息的记录、工程设 计材料记录、工程维修维护记录以及工程加固信息记录等2。在信 息资源收集时，需要根据东莞市自然环境条件，对水利工程现场的 地质地形特征、集水面积以及河流河道的主要特性等方面信息资料 开展勘察及比对，根据勘察获取的数据信息，利用该管理系统的计 算模块，开展完整、统一的计算。2 .实现水利工程的现场勘测水利工程在实际运行时，需要对运行状况进行全面勘测，在江库 联网工程未采取水文与水质管理系统时期，由于现场勘测的难度比 较大，并且需要耗费较多的人力及物力资源，所以水利

15、工程前期管 理并未采用水文与水质管理系统，在水利工程管理方面不够全面, 尤其是对水利工程现场勘测工作缺乏重视，导致管理方案与工程实 际需求不符，对水利工程的运管维护造成不良影响3,近年来，江 库联网工程在开展运维管理工作中逐渐意识到现场勘测工作的重 要性，关注地下水的流量、温度、水位以及水质等方面的勘测4, 并重视数据化管理，所以采用先进的水文与水质管理系统，实现了 水利工程现场勘测效果的提升，为水文水资源管理提供必需的数据 支持。3 .实现水文水资源险情的预报水文水资源险情主要包括洪涝、旱情等，一旦险情突发，那么会对 工农业生产、人们生活产生严重的危害，甚至会对人们的生命财产 平安产生严重威

16、胁。因此，开展水文水资源监测管控的意义重大5。 江库联网工程采用的水文与水质管理系统能够对蓄水量出现的变 化、河流上下游水位差值等数据进行监测和计算，当计算值超出预 警标准值后，管理系统会发出平安警报，相关监测人员便能够通过 警报了解水文水资源出现的险情，从而采取有效措施对险情的发生 予以预防处理，防止因险情发生造成重大事故及损失。4 .实现蓄水位的合理调整在江库联网工程中，死水位以及蓄水位在常规情况下是不会进行 调整的，但在实际运维管理中，需要依照实际情况适当予以调整。 蓄水位之所以要进行调整，主要是因水库的总体容量达不到实际需 求，在此情况下，既往通常会向上级部门进行汇报，通过上级部门 审

17、批后方可进行调整，这种常规流程过于复杂，并且上级部门审批 还需要结合实际蓄水位来进行确定，导致审批时间较长，容易出现 不可预估的风险，而采用水文与水质管理系统之后，通过该系统能 够对水位的变化进行监测，并通过系统平台将监测结果反应给上级 部门，上级部门结合系统监测结果直接审批，从而能够及时快捷地 开展蓄水位调整，并且系统监测数据的准确性要高于监测人员通过 监测获取的数据,在蓄水位调整的准确性方面更占优势，可实现蓄 水位的合理调整。5 .实现计算结果的分析与决策通过水文与水质管理系统对数据进行计算后，便需要对计算结果 展开分析工作，分析内容主要是将计算结果与其数据进行比照，了 解两者之间存在的差

18、异，找出两者差异出现的原因，原因分析后便 可结合分析结果作出相应的决策，从而保证决策的科学性与合理性。 在这一过程中，假设要保证决策的科学合理性，必须保证该管理系统 监测到的数据信息准确无误，并及时汇入到数据库之中，防止出现 数据丧失，为计算结果分析以及决策制定提供有力依据。综上，东莞的经济开展离不开水资源的合理利用，本文通过对江 库联网工程建设中采用水文与水质管理系统，可对该地区水利工程 的险情预警、决策管理、信息采集整理以及经济效益分析等多个方 面进行有效应用,通过研究说明,水文与水质管理系统可实现水资 源的优化管理，利于水利工程建设的有效开展，通过该系统的应用, 可实现现代化、信息化、科学化水利工程管理，能够推动水利工程 的建设和开展。