考虑水土流失的水电工程土石方优化调配研究

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1、三峡大学硕士学位论文1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状目前国外有关土石方优化调配方面的研究主要集中于系统模型的完善、求解算法的改进，部分涉及到考虑减少弃渣或节能环保等，很少以土石方调配与水土保持联合优化为研究对象。[13-14]Peng.Y，FENG.Y.F等按照不同类型的土石料适用于不同填筑区的思路，提高供填物料质量的匹配性，减少物料浪费，强调减少弃渣和开挖量对达到经济效益的重要性，以总施工费用最低作为优化目标，将土石方调配模拟系统进行了细化分析，并用遗传算法GA（geneticalgorithm）、混合粒子群优化算法HPSOA（hybr

2、idparticleswarmoptimizationalgorithm）等对多目标资源优化问题进行求解，使优化结果更加符合实际情况。[15-17]Yi.Y，ValeriyaLykina等认为在土石方优化调配的研究中，大部分会用到多目标规划模型，但多目标规划模型通常约束条件众多，求解困难，因此，其从对多目标模型方便求解的角度出发，运用了改进混合粒子群算法IPSO（improvedparticleswarmoptimization），使得优化调配的计算效率更高。[18-19]Zeng.Q.C，QZeng等认为影响土石方调配成本及效率的因素是：施工现场

3、条件、施工机械特征、工作特征、管理等因素，因此，提出了智能化的土石方调配系统模型，能够做到自动生成机械需求计划，提供不同的施工机械间的匹配方法，可以提高机械的使用效率，降低能耗，在对土石方调配高效、精确管理的同时，达到降低对自然环境影响的目的。[20-21]Liu.S.H，Li,Z.F等认为影响土石方调配成本和效率的主要因素有：土壤类别、借土区与弃土区的运距和空间位置关系、运输道路系统及施工现场的气候条件等，做好对这些因素的控制与管理，对降低土石方调配总成本、缩短工期有重要意义，并将土石方调配活动作为一个系统进行分解，构建借土区相关单价变化的三级阶

4、梯模型TSM（three-stepmodel），利用Lingo软件编程求解，当求解结果有多方案可选时，应将现场气候条件、调配期内预计出现的降雨天数作为重要参考依据，以减少因雨水冲刷松散土体造成的水土流失，为土石方工程的合理调配提供了科学依据。1.2.2国内研究现状目前国内有关土石方优化调配方面的研究除了继续以总调配费用最低为优化目标外，周厚贵、陈奇伯等人开始关注到土石方调配活动对工区新增水土流失量有重要影响，强调未来土石方调配方案设计时，应将其造成的水土流失量作为约束因素之一，以减少对生态环境的影响。[9][22-25]周厚贵等等认为土石方调配活动

5、是工区新增水土流失的主要原因，而不同2万方数据三峡大学硕士学位论文的土石方填筑、开挖、弃渣方案，将产生不同的裸露面积、开挖面、弃渣数量、位置等影响工区新增水土流失量的要素，因此在土石方调配方案设计时，应将减少工区新增水土流失量作为约束因素之一，使土石方施工造成的新增水土流失量最小化或控制在满意、许可范围内。[26-27]陈奇伯等认为当前水电工程土石方调配中很少考虑到调配活动对生态环境的影响，不符合生态水电的要求，强调水电项目中的土石方工程应与生态环境相协调，在实现工程建设目标的同时减少对生态环境的影响，达到经济、社会、生态环境目标三者的协调统一。[

6、28]金毅认为水电项目土石方工程施工中弃渣量大，堆渣场多，渣场是产生水土流失的重点部位，但在当前弃渣场设计中，仅从工程建设需求和施工便利性出发来考虑弃渣场的数量和位置，未考虑到其造成的水土流失量，不符合现代水电工程施工的生态环保要求，应从水土保持的角度控制和优化弃渣场设计方案，全过程预防和治理弃渣场的水土流失。[29-31]马力，魏元芹等认为，水电工程中现有的土石方调配方案设计，主要从工程建设需求、施工进度要求及便利性等方面出发，对水土流失防治措施考虑较少，应从坝址选择、料场选址、弃渣场选址、施工道路布设、控制扰动面积和弃渣量方面，全局全过程的控制

7、土石方工程施工造成的水土流失。[32]曹云，付延敏认为水电工程土石方施工扰动地表、弃渣等会产生大量水土流失，为节约用地，减少地表扰动，应对工程占地综合利用，将表层土堆放场设置于附近的弃渣场和料场，以控制扰动范围，降低工程建设造成的水土流失量。[33-34]吴高见等认为随着水电工程中高土石坝的发展，西部成为建设高土石坝的主要区域，西部地区生态环境脆弱，破坏后恢复困难，工程弃渣、开挖及临时堆渣等施工中，极易引起滑坡、泥石流等地质灾害，因此应将西部寒冷地区环境绿化技术、生态环保技术及施工影响区的滑坡、泥石流等地质灾害防治技术与其他施工技术同等视为高土石坝

8、施工的关键技术，在土石方开挖、弃渣施工中应采取相应工程措施以免形成新的地质灾害。[35-36]解新芳等认为堆石坝等其他水电