基于GIS的水电工程可视化辅助设计理论与方法

针对当前水电工程设计领域存在的计算机应用水平还有待于提高，设计过程复杂且不直观等情况，在探讨工程可视化辅助设计(VCAD)基本概念及其理论构成体系的基础上，提出了基于GIS的水电工程可视化辅助设计理论与方法，实现了直观方便的设计建模和设计过程的交互控制，以及设计成果的直观形象表达，从而有助于提高工程设计的效率和质量，也为大型水利水电工程设计提供了一种新的辅助手段．     

断层错位影响下输水管道结构分析

对于穿越复杂地质条件下的输水管道，有的工程中采取了在输水管道中间设置波纹管伸缩节的措施，它有效地控制了管道的变形，改善了结构的应力分布。通过采用大型有限元结构分析软件，对在活动断层错位影响下的隧洞内输水管道进行了分析计算，对其安全性进行了评价，结果是安全的。     

三板溪面板堆石坝施工仿真与应用研究

以三板溪面板堆石坝施工过程为例，通过考虑影响施工的众多随机因素，运用循环网络技术及计算机仿真技术，将堆石坝施工中的两个子系统，即运输上坝子系统和坝面填筑子系统有机地结合起来进行一体化全过程仿真，得到了采用传统设计方法很难准确得到的一些施工组织设计的重要参数。其详尽的仿真成果验证了本文仿真方法的先进性及有效性。     

基于分形理论的坝基裂隙岩体注灰量与导水率关系研究

由于天然岩体裂隙分布的隐蔽性和不确定性,很难准确评价天然裂隙岩体的渗透性和可灌性。离散裂隙网络作为描述天然裂隙网络的有力工具,能在一定程度上反应裂隙岩体的某些特征,但都是基于统计意义上的概率分布,无法反应裂隙网络参数的内部联系以及微观特征。Mandelbrot提出的分形几何是描述不规则物体的重要工具,研究发现裂隙网络中的裂隙迹长分布服从分形特征,很多学者利用这一理论对裂隙网络的渗透性进行了研究,推导了裂隙网络渗透系数的表达式。然而缺乏裂隙网络的可灌性和灌浆量的研究。本文首先利用裂隙网络的分形特征和裂隙迹长与隙宽的关系,建立了裂隙岩体导水率的分形模型,推导了裂隙岩体导水率与分形维数的关系表达式,并与已有研究结果进行了对比,证实了该关系式的可靠性。其次,分析了裂隙岩体灌浆注灰量与分形维数的关系,进而推导了注灰量与导水率的关系式,根据注灰量与导水率的关系曲线对灌浆区域的划分,定义了3个不同的灌浆区域:正常区域、微小裂隙区域和扩展区域,分别对应于正常灌浆、微小裂隙较多和裂隙扩展变形这3种不同的灌浆状态。最后,通过与工程实测数据的对比,证实了本文注灰量与导水率关系式的可靠性和适用性,也说明了3个灌浆区域的划分是合理并且重要的。因此,该关系式和灌浆区域的划分可以用来预测和评价实际工程灌浆施工的合理性和可灌性。     

碾压混凝土坝施工气候信息实时监控理论与应用

在分析了基于仓面施工气候信息实时监控的碾压混凝土施工质量控制措施基础上,提出了监 控中VC值(vibrating-compacted value)的调控方法,构建了监控的概念模型,并进行了其系统设计。 该系统成功应用于官地水电站碾压混凝土坝施工质量实时控制中,实现了仓面施工气候信息的自动采 集、存储、查看和分析。通过预测VC值损失量及其对其他施工措施的影响,该系统实现了反馈控 制,为保证工程质量发挥了重要的作用。     

基于GIS的混凝土坝施工可视化仿真技术及其应用

将可视化技术与仿真技术相结合，提出了基于GIS的混凝土坝施工可视化仿真技术，开发了相应的软件GVSS。GVSS是用于制定和优化混凝土坝施工进度计划的工具，提供了可视化和查询等功能。通过将GVSS应用到实际的混凝土坝施工中，证明了该项技术和软件的有效性。     

复杂长距离输水系统仿真优化研究

将自优化模拟模型应用于长距离输水系统优化调度研究中，以数字仿真模型为基础，增加在线控制优化环节，根据仿真模型的输出反馈不断优化系统输入，实现系统仿真过程的自适应优化。并以MATLAB软件作为系统仿真平台，成功地实现了实例工程的仿真优化过程，为复杂长距离输水系统优化调度研究开辟了一条新途径。     

水利水电工程仿真系统可信性评估研究

水利水电工程的规划、设计、施工与管理过程都是极其复杂的。仿真技术的发展与应用给水利水电工程的各项工作提供了很有效的辅助手段，但长期以来，人们在利用仿真技术进行辅助决策时，进行更多的是对仿真结果可信性的评估，对于仿真模型乃至仿真系统本身的可信性问题缺乏研究。本文分析了水利水电工程仿真系统可信性评估的现状，并对该领域仿真系统可信性评估的内容、遵循的原则及评估方法进行研究。     

床面起伏影响下截流抛石稳定研究

本文从截流抛石在河床面上接触边界分析出发，引入相对暴露度△和倾斜度θ两个指标来描述抛投块石在床面的物理特征；其次，依据抛石稳定机理，建立稳定率模型，并采用随机模拟方法对某工程截流设计进行稳定性分析计算，从数据结果中概化出抛石稳定率与流速和粒径之间的关系。     

施工总布置三维可视化数字模型研究

为直观准确地描述施工总布置中各施工环节之间复杂的变化时空关系，以水利水电工程为基础，借助GIS特有的空间数据组织结构和可视化表达功能，构造了施工总布置三维可视化数字模型，其中包括施工场地地表三维数字模型(DTM)和施工总布置建筑物实体三维数字模型，并根据需要对地形数字模型进行了填挖处理。在此模型基础上实现了施工过程的三维动态演示、三维场景沿河流巡航、施工总布置可视化信息查询和局部观察。工程实际中的应用表明该模型可为工程施工组织设计提供一个科学有效的可视化分析和辅助决策手段。