摘要：水文及水利计算在国家的发展过程中起着十分重要的作用，它可以帮助建立水电站和水库。本文从水文资料收集分析、演化计算的主要分支及基本特征以及设计洪水计算等方面对水利工程水文及水利计算进行了相关探索，最后还对水利工程水文及水利计算提出了相关建议，希望能够为更好地发展我国水利事业做出一定的指导意义。
关键词：水利工程；水文计算；水利计算；计算
引言
从实际的水利工程相关情况来看，因为水利工程一般都具有比较长的利用时间，长达几十甚至是几百年。现阶段的水文分析依然还处在发展进步的阶段，各方面还不够完善，因此依然需要不断地探索，所以说目前现有的水文预报现状是难以完成预测水文情势这一任务的。此外，对于水文计算的方法，虽然有很多，但是却没有具体的规定是需要使用哪一种，不同的水文计算方法会使得最终的计算结果有非常大的差异。
1. 实例分析
下面以位于云南省某地区一水利工程为例对水利工程水文及水利计算做相关研究，该水利工程主要目的是为了对堤坝进行加固，这个工程里的河全长可达370多千米，整个流域的总面积超过18000多平方米，该段总长80多千米，有30米的落差，河的宽度在200-400米之间。
2. 水文资料收集分析
水文资料在水利工程中是十分重要的一部分，因为其可以为在施工过程中可能出现的水文情势提供一些十分必要的数据信息，避免了一些不必要的损失。
对于水文资料而言，其收集资料的形式有很多种，不过它的主要内容需要符合规划标准的相关需求，同时，洪水洪峰的流量以及规划雨量等也应该保持在某些范围内。
3. 演化计算的主要分支以及基本特征
演化计算分为好几个方面，包括遗传算法方面、演化算法方面以及规划与遗传程序设计方面等。虽然这些方法在实现的方法上有所差别，但是它们却有着相同的本质，它们所遵循的原则也是相同的，都是竞争的原则。最近几年，因为各种算法也开始有了混合的部分，导致它们之间的界限越来越不明显，于是演化计算这一新型的计算方法就出现了。
3.1 遗传算法
以生物系统进化机制为基础，上个世纪六十年代左右出现了遗传算法，英文名称是GeneticAlgorithm，简称为GA，这种算法是以生物遗传和进化机制为基础，并且适用于复杂系统优化的自适应概率化的技术。之后，经过不断的探索发展出了多种遗传算子，并且世界上第一本阐述遗传算法和人工自适应系统的著作《AdaptationinNaturaland Artificial Systems》在1975年出版了。自此以后，大量的学者不断地完善遗传算法，并在大规模计算、工程等领域中的应用过程中取得了很好的效果。
3.2 演化规划
演化规划的英文名称是Evolutionary Programming，它出现在上个世纪的六十年代。这种方法最初只是一种尝试，它的预测是通过已经存在或者发生的事来对还没有发生的事所进行的。
3.3 遗传程序设计
遗传程序的设计被创立于九十年代初的美国Standford 大学。与该法相关的著作《Genetic Programming》出版于 1992 年。遗传程序设计作为遗传算法的一支，其为了实现程序自动化设计的目的，一般是通过对生物进化中思想的利用来搜索一个可用计算机程序实现的结构空间的。
3.4 演化计算的几点基本特征
（1）智能性
演化算法一般是在确定相关步骤后才能够进行自动探索的，这些步骤主要指的是对方案进行编码操作、适应值计算方法以及遗传算子等。一般情况下，适应值比较大的个体的生存概率比较高，这些个体可以通过基因突变等算法进一步产生与环境更适应的后代。
（2）本质并行性
演化计算的并行性主要分为两个方面，其一是内在并行（inherentparallelism）方面，另一个则是内含并行性（implicitparallelism）方面。多台计算机独立采用演化算法进行计算，并且计算过程不需要相互干涉的算法成为内在并行；而内含并行性指的则是采用种群的方式，运用成千上万台计算机共同组织搜索求解空间的不同区域，这种做法在很大程度上提高了计算搜索的效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（3）全局优化
演化计算可以实现同时组织搜索多个解空间区域，并且其跳出局部最优解区域的速度也非常快，从而实现找出针对问题的全局最优解的目的。演化计算避免了传统的优化计算方法经常落入局部最优解区域的弊端。
4. 设计洪水计算
以本工程的实际情况为依据，对于此水文工程的计算方法我们选择的是水文比拟法。A水文站建站在28 年间的流量资料，因为该江的流量与水位的变化比较小，所以很明显的可以综合整理出一条单一的曲线。又因为A水电站的各方面资料比较齐全可以直接用来计算洪水量。
4.1 设计洪水计算
根据该站在一九六五年到二零零玖年这28 年间的最高水位情况和最大流量，当然还有在出现大洪水时候的洪峰对洪水所发生的频率来进行相关的计算。计算公式则为矩形公式，调试的依据是适线。
4.2 针对工程所在地设计进行洪水的计算
计算公式如下：Q1/Q2=(F1/F2)2/3
公式中的符号Q1 代表的是洪峰的流量，符号Q2代表的是工程地的洪峰量，符号F1代表的是水文站集水面积，符号F2代表的是工程地集水面积。可以根据水文站以及工程地在集水面积以及洪峰流量两方面的数据绘制相应的表格，然后通过连接坐标轴上的数据来达到计算最大流量的目的，最后是按照施工的具体要求对计算工程中最大流量的发生率。这样就可以在加入对施工环境、强度、质量等因素的考虑来断定工期。
4.3 规划洪水校核
该地区地处云南省境内，经过对云南省的暴雨径流相关记录的了解，我们可以知道工程地在该江流的第 I 区，所以可以以该地区的洪水处理方式为依据来处理此工程。暴雨低区的定点定面关系（αt ～ t～ F） 、内陆产流参数、浙江省综合单位线滞时 m1～θ 关系图中的 B 线；集水面积大于 500km2，采用浙江省综合单位线Ⅲ号无因次单位线 ui～xi。由于云南省综合单位线方法分析使用的资料基础稍好于推理公式法，而用实测洪峰验证，精度也比推理公式法高。因此，在 2 种方法经过合理协调，使设计洪峰流量比较接近以后，采用云南省综合单位线方法的计算成果。
5. 建议
为了能够进一步的开展相关水文工作，在水文科技工作人员于工程水位工作上的不断努力下，我们可以对水利工程水文及水利计算提出相关建议如下：
5.1 应该研究流域下垫面对水文的影响
根据有关研究的结果，我们可以知道实际上影响水文现象的主要原因可以分为以下两个方面：气候方面以及流域下垫面方面。主要原因是气候方面的变化是非常微小的，几十甚至上百年都不会变化，每一年的规律基本一致；但是对于流域下垫面而言，它是不同的，而且变化非常大，同时它的变化速度也比较快，因而洪峰、流量以及水位等受流域下垫面变化的影响是十分巨大的，这就要求相关的水文工作人员加大对在这方面的研究力度。
5.2以城市的水位变化为根据提出相应的计算方法
我国经济的快速发展，使得环境受到来自于工业以及人们日常生活两方面的破坏，城市的水位也在这种情况下明显的上升。为了改变这一现状，相关水文工作人员提出了一种更方便施行的城市水位测量方法。
5.3以不同的水文现象为根据采用不同的计算方法
水利工程的地势以及环境是在不断变化的，因此在实际进行的过程中，我们需要以各地水文的实际情况为依据，采取相应的计算方法，同时还应该不断地对计算方法进行改善与发展，从而能够实现水文测量的合理、科学化的发展。
结束语:
在水利建设中，水文占据着十分重要的地位。水文工程能否科学有序发展的前提是水文的科学有序发展。水文工作的良好发展与进步能够在保障人们生命安全的同时减少人们相关财产的损失，所以说相关水文工作人员需要注重水文方面工作的开展，对其工作的过程进行严格的把关，不断地提高水文相关工作的质量，为提高社会的安全性与稳定性做出应有的贡献。
参考文献
[1]徐文,翁振富.水利工程水文计算方法探讨[J].内蒙古水利,2013(2): 22-23.
[2]张斌,刘文龙.水利工程水文计算方法探讨[J].价值工程,2015,34(16): 181-183.
[3]梁毅.受潮汐影响地区水利工程水文水力计算方法探讨[J].黑龙江水利科技,2009,37(2):41-42.
论文作者:路小军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：水文论文; 水利工程论文; 算法论文; 计算方法论文; 工程论文; 洪水论文; 水利论文; 《基层建设》2018年第5期论文;