城市河道治理的断面经济优化设计方法.pdfVIP

水利水电技术第45卷2014年第7期 城市河道治理的断面经济优化设计方法 蔡鸥，徐奎，马超，张雅卓 (天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072) 摘要：针对城市河道治理，提出了满足河道多功能要求的断面经济优化设计方法，构建了断面经济 优化设计模型。以某河道为例。利用遗传算法对优化设计模型进行求解，结果表明所选方案较优。本 文提出的河道经济优化设计方法可根据不同的约束、不同的目标对模型进行修正与调整。因而，可适 用不同的河道治理工程，具有一定的应用推广价值。 关键词：城市河流；河道治理；河道多功能性；断面设计；经济优化 中图分类号：Tv85 文献标识码：B 文章编号：1000．0860(2014)07—0112—05 Design method for economic optimization on river cross-section of urban Aver improvement CAI Ou，XU Kui，MA Chao，ZHANG Yazhuo (State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety，Tianjin University，Tianjin 300072，China) Abstract：Aiming at urban fiver improvement，a design method for economic optimization of river cross section for meeting the requirement of multi—functions of fiver is proposed and a relevant optimization design model is established as well．By taking a river as the study case，the optimization model is solved witIl genetic algorithm，and then the result shows that the optimized scheme is more optimal．With the design method for the economic optimization of fiver cross section proposed herein，the model can be modified and adjusted in accordance with various restraining conditions and various objectives．Therefore，it is not only a— daptable to the projeet of urban river improvement，but also has a certain popularization value． Key words：urban river；fiver improvement；multi—functions of river；cross-section design；economic optimization 随着现代水利由传统的工程水利向资源水利和环 境水利转变，城市河流治理理念由只侧重于满足防 洪、排涝要求，向建设城市河流的生态化、景观化、 人文化等多功能要求转变⋯。目前，国内外学者对 城市河流治理的研究主要集中于河道生态、景观理论 及应用研究，包括：生态河道的理论框架口1、河流 功能治理方法体系-3。、河流健康评价指标H。5 J、河流 生态修复方法∞。]、河流景观设计方法[8。91以及河流 治理后评估¨圳等。从实际河流治理工程来看，无论 建设何种功能的河流，河道治理的工程投资均较大， 回收期较长。因此，对于城市河道治理，如何在保证 河流的功能下，尽可能降低建设成本或使治理的收益 达到最大，是一个很重要的课题。基于此，本文旨在 通过河道优化设计，建立城市河道治理的经济设计模 型，使河道满足生态景观等要求的基础上，达到治理 112 收益最大化。 1 河道治理优化问题的数学描述 从空问上来看，河道治理是对河道空间的改 变，即是河道空间位置的函数。从河道的横向、垂 向与纵向来进行描述，记为门=F(x，Z，y)，河 道的整治从横断面、底坡及纵向河道中心线三方面 进行。而河道治理为满足自然性，一般不对河道中 心线进行修改。因此，河道治理的成本与收益可表 示为河道断面与坡降的函数。以河道治理收益最大 为目标建模 收稿日期：2014—02—16 基金项目：国家自然科学基金。 作者简介：蔡鸥(1