基于虚拟现实的水电工程施工动态可视化仿真研究

针对水利水电工程施工动态仿真的复杂性,基于虚拟现实技术,采用高效的图形渲染引擎,进行物理系统的模拟,展现出具有真实感的可实时交互的虚拟场景,并将系统仿真信息与图形紧密结合起来,为水利水电工程的设计、管理提供一种全新的环境,为决策者提供更科学、直观的依据。

基于面向对象仿真的水电工程施工布置可视化研究

水电工程施工总布置时间、空间逻辑关系复杂,具有动态交互的特性。该文基于面向对象仿真技术,构建了含时间属性的基本对象模型,通过混合系统和高效的图像渲染引擎,实时绘制动态场景;并通过单独的交互模块,实现了可视化成果对仿真过程的反馈,为决策者提供了直观、高效的可视化操作平台。

水电工程施工过程可视化系统建模研究

水电工程施工过程复杂,传统工程管理方法难以实现高效的管理。可视化仿真可以直观表现当前工程进度、方案,但实时建模比较困难。基于图形建模技术,在空间坐标描述基础上加入时间维,建立了含时间属性的层次性图形模型:单元模型、工序模型和场景模型;提出了水电工程施工过程可视化系统建模的方法。工程应用的表明,该建模方式对不同类型的水电工程有着较好的适用性。

引江济太工程与太湖流域水资源可持续利用刍议

太湖流域突出的水环境问题引起国家和社会各界的高度关注,两年的引江济太试验对缓解太湖水质恶化、使死水流动产生了明显的作用和效益。但是太湖流域的水环境修复和保护在本质上仍然还是要先治污。因此,引江济太工程需要与太湖流域水资源可持续利用和水环境综合治理规划有机结合,分阶段实施。

现代水资源配置研究现状及发展趋势

结合水资源的现状与存在的问题,说明水资源配置对可持续发展的重要意义,阐述现代理论方法下的水资源配置,包括基于模拟方法的、优化的、水权的、博弈论的、复杂适应系统的水资源配置方式,并在此基础上展望该研究领域未来的发展方向。

气候变化对黄河水资源的影响及其适应性管理

气候变化将直接影响降水、蒸散发和径流等水文要素,并在一定程度上改变水资源量及其时空分布,进一步影响水资源利用格局及水安全形势。气候变化对水资源安全的影响是国际上普遍关心的全球性问题,也是我国可持续发展面临的重大战略问题。黄河作为中华民族的母亲河,在全球气候变化的条件下,水资源的供需矛盾日益尖锐。结合黄河的水资源特点,研究和评价了气候变化情景下黄河水资源的脆弱性,并从配置、利用、调度、管理方面系统地提出了适应性对策:探讨有序适应的黄河流域水资源优化配置方案;完善水沙调控体系,探讨高效输沙模式;合理开发非常规水资源;优化调整梯级水库运用方式;实施最严格的水资源管理制度;积极实施外流域调水。

面向可持续发展的水资源优化配置研究

结合可持续发展与水资源优化配置的关系,从水资源承载能力、经济社会和生态环境指标体系三方面建立了基于可持续发展的水资源优化配置的评价体系。以工程模糊集理论中的隶属度计算方法为基础,进行评价因子可持续度的计算,衡量区域可持续发展能力。以鄯善县为例,采用区域水资源供需平衡的模拟计算结果,作为指标评价体系的实际指标值,进行鄯善县水资源配置可持续度的评判。结果表明:鄯善县的可持续度随着规划水平年(2015、2020、2030年)的延续而逐渐增大。2030年鄯善县可持续度达到0.74,处于中上级可持续发展水平。最后给出了鄯善县多目标协同可持续发展的策略。

开封市水资源利用平衡分析

以我国水资源较为短缺的河南省开封市为例,对该地区水资源利用趋势进行预测,并对水资源进行平衡分析。从深入分析水资源供求趋势出发,以水资源预测理论为基础,对开封市不同水平年来水及各行业用水情况进行了科学的预测,并在此基础上对规划水平年进行了水量供需平衡分析。

宁蒙灌区水资源模拟研究

宁蒙灌区地处黄河上中游,受人类活动影响大,流域水资源状况较为典型。运用LLⅡ分布式水文模型和ArcGIS软件研究了灌溉对径流的影响,利用流域内降雨、蒸发、灌溉、引水、DEM和径流资料,进行了多年径流连续模拟,取得了较好的模拟结果。在此基础上,通过比较20世纪80年代和90年代灌区内水资源量的变化,得出的结论是:影响流域水循环的因素有较大变化,且灌溉对径流的影响有很强的时空变异性。

基于水资源配置的水库群生态调度研究

为解决复杂流域水资源配置和水库群生态调度问题,以闸坝众多的沙颍河流域为研究对象,以流域关键断面的生态基流为基础,建立以“保证河道生态用水,优先生活用水”为目标的水资源配置模型。以近年用户的实际用水为基准年的需水水平,在丰、平、枯、特枯来水条件下,应用改进大规模线性规划方法求解,得到水库生态调度控制线和运行规则,以及地表水资源分配方案,并以枯水年85%来水条件进行验证。结果表明,与原常规调度相比,水库生态调度可充分利用可调水量的时空分布以及水库群的调控能力,更有效地提高沙颍河流域关键断面生态用水的保证率。研究为沙颍河流域水资源综合管理提供了技术支撑和决策支持。

基于GIS的无定河流域分布式水资源模拟

分布式水文模型是水文界研究的焦点问题之一。主要介绍了水资源模块与分布式水文模型的结合,重点讨论人类活动对流域或区域水资源的空间分布与演变的影响。选择黄河典型支流无定河流域,采用分布式模型建立产流模式,进行日径流的模拟,取得了较好的结果。结果表明,分布式水文模型不仅能提供各个空间网格上水资源量的分布,而且还能得到水资源量的演变规律。

黄河源区水资源的分布式计算和分析

水资源短缺是黄河面临的最突出的问题。采用武汉大学李兰教授开发的LLⅡ分布式流域水文模型与G IS和RS技术结合,根据数字高程DEM、遥感卫星植被覆盖、土地利用和土壤种类等资料,对黄河源区龙羊峡以上流域进行了水资源的分布式计算和分析。采用2003年水资源综合规划统计数据进行灌溉用水、工业用水和人畜生活用水的分布计算,以唐乃亥站16年日径流进行连续模拟和检验,结果较为满意。研究表明,该模型能对水资源管理和规划提供良好的指导依据。

云南省水资源合理配置研究

以云南省水资源综合规划的配置阶段成果为基础，在水资源节约保护和高效利用的前提下，采用流域水资源配置工具软件MIKEBASIN进行了1956～2000年系列的全省52个水资源三级分区套地级行政区的水资源配置研究。经过三次供需平衡分析，结果表明，除了近期2010年由于现状水资源工程建设历史欠帐太多而出现缺水外，中、远期的2020和2030水平年都能达到水资源供需平衡，滇中调水工程、润滇工程、农村饮水安全、病险水库处理、灌区续建配套与节水改造、城市污水处理回用等是主要的供水措施。

基于雨水资源化利用的城市排水系统优化设计

为解决城市日益突出的水资源危机以及现有雨洪排水系统所导致的城市水涝、城市生态环境恶化等一系列严重环境问题,提出了基于雨水资源化利用的城市雨洪排水系统优化设计方法,采取相应的工程措施,将汛期雨水“先就地利用,后排出,再蓄积调节利用”。该方法可以达到节约城市生活饮用水资源并减轻防洪压力的目的。

基于小生境遗传算法的区域水资源优化配置

水资源优化配置作为解决区域水资源短缺的重要手段,对保证整个区域国民经济的可持续发展起着重要的支撑作用。以水资源优化配置理论为基础,基于某市水资源现状,通过建立水资源分配模型,利用小生境遗传算法求解水资源在各部门的配置。

杨房沟水电站建基面先锋槽爆破开挖实验研究

以杨房沟水电站坝基开挖为背景,针对前期坝肩槽生产性爆破试验所揭示出的爆破损伤较大、爆破振动难以控制等问题,开展了实验研究。对比分析不同炮孔结构条件下爆破的宏观效果、损伤分布及平整度等因素,通过优选炮孔装药结构、孔底能量调控破技术能够有效控制损伤和保证开挖平整度,为后续工程建设提供良好的条件。

三峡工程运用后城陵矶—武汉河段河床调整及崩岸特点

为研究近期城汉河段河床调整及崩岸特点,利用实测水沙及地形等资料,采用河段平均的方法,计算了城汉河段断面形态的调整过程,主要包括平滩河槽形态调整及其与前期水沙条件之间的关系.计算结果表明:城汉河段平滩河宽由2003年的1710m增加至2016年的1732m,增幅为1.28%,平滩水深由2003年的16.47m增加至2016年的17.95m,增幅为9.0%;白螺矶、界牌、簰洲及武汉等河段河床调整以纵向冲深为主,但陆溪口河段河床调整横向展宽与纵向冲深同步发展;2006-2016年城汉河段多年平均崩退速率为5.5m/a,崩岸总长19.6km,占岸线总长的8.3%,右岸占55.3%.簰洲河段岸线崩长占城汉河段岸线崩退总长的75.9%.此外还分析了河床边界与水沙条件等因素对重点河段(簰洲河段)崩岸过程的影响,来水来沙条件占主导地位,局部区域崩岸的发生依赖于河床边界条件;建立了典型断面平滩河宽与前期水沙条件之间的经验关系,较好地反映了水沙条件变化对崩岸过程的影响.

气候变化条件下长江水资源演变趋势与对策

在总结气候变化对流域水资源影响研究方法的基础上,分别构建了长江流域水量平衡简化模型和汉江流域9 km×9 km的VIC分布式水文模型,并利用GCMs的输出驱动所建水文模型,预测了长江和汉江流域水资源在气候变化背景下的变化趋势。研究结果表明,对于长江和汉江流域,尽管未来气温序列预测值有所差异,但气温升高的趋势是一致的,未来降水的变化相对气温而言更复杂,趋势性不明显。基于气候模式预测信息估算的未来100 a流域水资源量变化情况基本为,前40 a左右呈逐渐减小,之后总体呈逐渐增大的趋势。

浅析水文水资源防洪减灾与环境管理措施

据水利部检测数据显示,2021年7月,全国9省区有79条河流发生超警戒水位,河南省更是普降暴雨、大暴雨,局部地区出现特大暴雨。极端暴雨灾害对国家和人民造成了不可估量的社会与经济损失,严重影响了人们的正常生活和国家经济社会的发展。同时,我国又是农业大国,极端气候灾害尤其对我国农业生产带来不可逆的重创。因此,防洪减灾与环境管理工作迫在眉睫。阐述了在极端气候日益频繁的现状下,如何充分利用现代水文水资源技术,加强水文水资源管理,落实防洪减灾措施,建立健全的防洪体系和预案,旨在为今后各流域和城市防洪规划、生态环境保护管理提供策略和参考。

区域水资源承载力与可持续发展

水资源承载力是水资源短缺能否支撑人口、经济和环境协调发展的一个"瓶颈"因素。本文简要论述了水资源承载力的基本概念、内涵,并以武汉市为对象,就水资源承载力的现状进行分析研究并提出对策,从而发现从可持续发展的角度来对水资源承载力进行评价研究,能够帮助人们了解水资源的缺乏程度,为政府制定发展规划提供参考依据,具有极大的社会意义。