基于近似模型某水库帷幕灌浆优化设计研究

李栋梁，杨 慧，贺 苗，王 蒙

(徐州市水利建筑设计研究院， 江苏 徐州 221000)

水库渗流问题是影响水库使用的重要因素，水库渗流严重可导致工程效益降低，甚至出现安全风险。在水库防渗工程中，常用的手段是防渗帷幕，但是，防渗帷幕设计缺少相关规范，设计方法多种多样。目前，防渗帷幕主要是从形态方面进行分析，因此，从形态方面考虑对防渗帷幕设计进行优化。目前，有限元数值模拟方法在防渗帷幕设计中得到了较为广泛的应用，计算速度较高，结果较为可靠[1-3]。然而为了使得防渗帷幕方案达到最优，需要构建多组数值模拟模型，这就加大了设计人员的工作量，降低帷幕设计效率。近似模型是一种利用数学表达式代替数值模拟模型的方法，通过多种数值模拟，建立变量与输出结果之间的关系，之后，利用相关算法获取关系式的最优结果，从而获取最优方案。目前，近似模型在水利工程中得到了较为广泛的使用[4-5]。较为常用的最优值算法包括：遗传算法、粒子群算法、蝙蝠算法等[6-10]。

以某水库坝址区防渗帷幕优化设计工程为实例进行研究分析。水库主要承担防洪、蓄水、灌溉、发电等综合功能。水库设计采用土工膜斜墙坝，初步设计大坝长132.05m，坝高10～15.75m，坝顶宽度4.5m。根据调查，坝址区岩土体结构发育，渗透性较强，需采取相关防渗措施。

1 近似模型基本原理

近似模型主要依据数学的基本原理，任意的函数均可以以多项式的形式进行表达。同时，精度可满足相关设计要求。……