雷峁溝骨干淤地壩分期加高優(yōu)化分析.pdf

1、淤地壩是黃土高原地區(qū)治理水土流失的一種行之有效的水土保持工程措施，它在攔截泥沙、蓄洪滯洪、減蝕固溝、增產(chǎn)糧食、改善生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮了顯著的生念、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，在黃土高原水土流失治理和生態(tài)環(huán)境建設(shè)中具有不可替代的作用。加快淤地壩建設(shè)對于黃土高原地區(qū)全面建設(shè)小康社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，對于國家實(shí)施西部大開發(fā)也有重要的促進(jìn)作用。 目前，淤地壩建設(shè)一般均采用一次設(shè)計(jì)一次建壩達(dá)到設(shè)計(jì)壩高，而采用分期加高的淤地壩在實(shí)際加高時(shí)，加高次數(shù)和

2、每次所加的高度仍是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定，沒有真正的設(shè)計(jì)計(jì)算。為此，不少學(xué)者在淤地壩加高方面做了大量的工作，分別討論了淤地壩二次加高和三次加高問題、等庫容加高和等壩高加高兩種加高方式。但由于加高次數(shù)和方式受到了限制，所得出的結(jié)論有一定的局限性。 本文是以雷峁溝骨干淤地壩為實(shí)例，結(jié)合當(dāng)前淤地壩的設(shè)計(jì)和建設(shè)成果與經(jīng)驗(yàn)，就壩前貼坡式分期加高問題進(jìn)行研究。通過分析影響淤地壩壩體總投資的幾個(gè)重要因素，從可以作為壩體利用的壩前淤泥的體積計(jì)算入手，以

3、初修壩高和每次加高后的壩高為決策變量，以壩體節(jié)約的土方工程費(fèi)用最大為目標(biāo)函數(shù)，建立淤地壩壩體加高優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并利用Matlab程序進(jìn)行優(yōu)化分析，得到?jīng)Q策變量的最優(yōu)值，從而得出淤地壩壩體分期加高所節(jié)約的費(fèi)用。然后對不同加高次數(shù)的壩體節(jié)約投資費(fèi)用進(jìn)行比較，節(jié)約投資費(fèi)用最大所對應(yīng)的初修壩高、間隔年限、每次加高壩體高度、加高次數(shù)，就是分期加高最優(yōu)化的結(jié)果。 淤地壩分期加高是完全可行的。從安全方面來看，它并沒有降低原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；從經(jīng)濟(jì)效益