基于GIM的水利水电灌浆工程三维可视化分析方法与应用

水利水电灌浆工程具有“作业隐蔽、数据量大、经验性强”等特点,长期以来其质量控制成为行业面临的难题。以建筑信息模型(BIM)核心价值理念为导向,以提高灌浆分析效率与效果为目标,遵循全过程“实时监控、快速分析、动态反馈”的思路,研究了基于地质信息模型(GIM)的灌浆工程三维可视化分析方法,包括GIM模型的构建与分析方法、灌浆工程参数化与可视化技术、灌浆过程实时监控与可视化技术等,并在此基础上研发了基于GIM的灌浆工程三维可视化分析系统。工程实践表明,该方法可实现事前灌浆孔地质条件的预测预判、事中灌浆过程的实时监控与异常诊断、事后成果数据的快速分析与评价,为隐蔽灌浆工程的质量控制与管理提供了可靠技术支撑。     

基于BIM的水利水电灌浆工程管理系统研发与应用

水利水电灌浆工程具有“作业隐蔽、数据量大、经验性强、涉及专业多”等特点,其质量控制与管理是行业长期面临的难题。以全生命周期、多专业协同的管理理念为指导,以网络数据库、三维可视化、面向对象编程等技术为手段,通过开发地质数据管理与建模、灌浆参数化设计、三维可视化展示与分析、灌浆资料整理与输出、渗流渗压监测等五大模块,构建了基于BIM技术的水利水电灌浆工程管理系统。在此基础上,研究了基于BIM管理系统的灌浆工程分析方法,并以乌东德水电站为实例开展工程应用。实践表明：该系统可有效减少灌浆施工过程的盲目性、提高灌浆分析的针对性,实现“施工过程透明、灌浆数据有效、设计参数动态、成果资料共享”的目标,可为隐蔽灌浆工程的质量控制与管理提供技术支撑。     

某水电站河床坝基固结灌浆效果分析

根据在建的某高拱坝水电站工程地质的特点,从灌浆后坝基岩体的整体刚度、均一性及抗渗性等方面对整个河床坝基固结灌浆的效果进行了分析,建立了坝基灌浆检测三维地质模型,为坝基灌浆质量评价、不合格原因分析、补灌设计提供了直观可靠的三维可视化分析模型。     

基于OpenGL的涵洞三维可视化系统的研究

传统的涵洞二维设计与三维可视化分离,不能够直观地观察到三维模型的建立以及更新的过程。为了实现涵洞工程设计三维可视化表达,论文采用VC++6.0编程,基于MFC的OpenGL图形应用程序框架,开发了涵洞三维可视化系统。该系统通过参数化设计,应用图像处理技术,有效集成了建筑物方案设计、结构设计,将设计成果三维可视化。实例表明,该系统有别于传统的非集成化设计,为涵洞三维可视化设计提供新方法。更多还原     

三维可视化水工设计的系统框架和集成研究

三维可视化工程设计在先进行业已开始进入实用阶段,但在水工领域的发展却非常滞后。笔者通过分析不同行业三维可视化工程设计研究成果,提出了三维可视化水工设计系统的技术支撑,并针对水工设计行业的特点,指出了实现三维可视化水工设计系统的可行框架和实现方案。     

溪洛渡水电站灌浆网络管理信息系统建设及应用

溪洛渡水电站灌浆管理信息系统总体采用B/S体系结构,结合数据库技术、无线网络技术、图形图像技术,将灌浆基础数据采集、数据实时监控、数据统计分析、形象展示有机结合在一起。该系统包括数据管理子系统、查询与分析子系统、形象可视化子系统3大子系统,可对灌浆盲区进行无线组网、将灌浆数据实时传输至Internet、对灌浆数据进行统计分析、生成灌浆形象展示图形、图表,并可对现场异常进行预警,有助于现场灌浆质量和进度的管理和提高工程管理水平。     

黄河水情会商可视化支持系统建设研究

采用B/S三层架构体系,利用三维GIS可视化技术,结合水文数据库和预报模型的输出成果,建设了黄河水情可视化支持系统.实际应用表明,该系统利用三维可视化技术、仿真技术,实现了水利工程、水文站等水利设施基本情况的查询;结合实时和历史水文资料,实现了洪水演进的动态展示以及水文信息的分析计算.系统在黄河防汛会商决策过程中得到了应用.     

地下水资源的三维体视化研究

本文提出采用真三维可视化技术即体视化技术进行地下水资源研究，文中论述了地下水资源研究中体视化技术应用的重要意义，在介绍体视化技术的基础上提出了地学信息三维体视化的基本框图，并研制了地下水资源三维体视化系统，该系统由水文地质数据库、基础图形数据库、水文地质体体数据生成、水文地质体体视化、剖面显示和地下水流场可视化6个模块组成。最后结合常州—武进地区的地下水资源研究进行了实例分析。     

苗尾水电站帷幕灌浆动态监控系统研究及应用

苗尾水电站作为一等大1型工程,其帷幕灌浆工程量大、工期紧,施工干扰大,并且灌浆作为地下隐蔽施工工程,所处地质条件复杂,这都给灌浆施工分析与控制带来极大的困难,如何确保灌浆过程质量,这是工程建设中的重点和难点。综合运用数据库管理技术、网络技术、图形处理技术和三维可视化技术等,建立基于B/S结构的帷幕灌浆动态监控系统,包括数据导入、实时数据监测、灌浆设计、灌浆成果分析、灌后检查、灌浆统一模型、成果共享、材料核销、进度报告、监控报告和系统管理等11个模块,对灌浆过程中涉及的灌浆信息、压水信息以及检查信息进行动态采集与数字化处理,针对灌浆施工主要控制参数进行动态监控,并实现各种工程信息整合和数据共享,为工程决策与管理提供信息应用和支撑平台。     

水陆一体三维可视化管理系统设计与实现

雷达激光点云、无人机摄影测量、水下地形测量等水陆地形测量技术的发展，极大促进了水利信息三维可视化的相关研究。该文以Cesium作为可视化平台，结合地理信息系统、大数据可视化、数据库等技术，探究水利信息三维可视化方法，构建了水陆一体三维可视化管理系统。该系统不仅实现了对水利信息的三维可视化展示，并且支持剖面分析、漫游飞行、淹没分析等交互功能，深层次挖掘水利信息，有效辅助水利研究人员对流域信息的认知与决策。     

鄂北地区水资源配置工程三维可视化系统开发

本文主要介绍鄂北地区水资源配置工程三维可视化系统的开发。研究了AutoCAD Civil 3D、ArcGIS Desktop等软件对DEM和DOM的处理,AutoCAD Civil 3D与3DS MAX在建模中的协作,Skyline系列软件的相互协作及对它的二次开发,且系统经过对特定的动态事件进行数学建模,最终获得了较实用的三维可视化系统。     

均匀粗砂层中灌浆机理细观数值 模拟研究

基于流固耦合的原理，采用二维颗粒流方法对均匀粗砂层灌浆过程进行了数值模拟分析。从细观角度探讨了粗砂层灌浆过程的特点，根据灌浆过程中颗粒接触力变化及浆液扩散规律将灌浆过程划分为三个阶段，重点研究了灌浆过程中孔隙率的变化规律以及灌浆压力、灌浆时间对灌浆效果的影响。研究结果表明，基于流固耦合的颗粒流方法能很好地模拟均匀粗砂层的浆液扩散过程。     

基于GEAS 3D的乌东德水电站防渗帷幕局部灌浆异常分析及处理

防渗帷幕作为解决水库渗漏问题的最主要手段,在水电工程建设中被广泛应用。近年来,在我国西南地区水电工程陆续兴建,由于西南地区碳酸盐岩地层发育、岩溶条件复杂,防渗帷幕施工期,局部灌浆量大、串浆、漏浆等灌浆异常时有发生。乌东德水电站作为典型碳酸盐岩地区修建的巨型水电站,最大坝高270 m,最大挡水水头约160 m,具备帷幕规模大、水头高、地质条件复杂的特点。针对该电站大坝防渗帷幕左岸高程850 m灌浆平洞的局部灌浆异常,在利用灌浆孔、专门勘察孔、施工支洞、物探检测等传统手段的基础上,创新性依托“GEAS 3D(灌浆工程三维地质信息可视化分析系统)”,结合海量灌浆施工资料进行综合分析,查明异常区范围及工程地质特征、灌浆特征,为下一步针对性处理提供依据。研究成果提供了一种基于“地质BIM+灌浆信息化”分析管理平台的灌浆异常综合分析解决方案,可为类似工程提供借鉴。     

基于Cesium的WebGIS流域虚拟场景搭建

为了在Web端更直观展示三维数字流域可视化信息,结合广泛运用于实际工程项目的倾斜摄影技术、BIM模型、WebGL可视化等前沿热点技术,介绍了基于地图引擎Cesium搭建流域虚拟可视化场景环境的方法。Cesium是一个基于WebGL的开源三维地图引擎,它解决了传统插件式Web三维虚拟场景兼容性差的问题,实现跨平台三维流域信息Web端流畅加载。采用Java Script与WebGL为开发语言,基于B/S架构,采用缓存下载、切片技术实现地形与影像的集成加载;采用3DMAX、Revit、Super Map iDesktop等工具实现倾斜摄影模型与精细模型的转换与集成加载;采用nginx反向代理,Ajax异步调用技术实现水情信息的集成可视化;最后达到了流域多种信息集成显示的效果,对基于Web的流域仿真具有较好的参考价值。为流域模拟仿真WebGIS平台探索了快速智能的搭建方案。     

用示踪探测技术优化岩溶水库防渗设计

贵州岩溶区的中、小型水库多数位于河源区,岩溶渗漏流场复杂多样且难以准确勘测,致使防渗处理难达到应有效果。示踪探测技术在查明水库渗漏流场方面具有明显优势,以鹿角坝洼地水库为例,根据安全性、抗吸附性、稳定性、均匀溶混性、肉眼可见性、易检测性等因素综合考虑,采用经抗吸附处理的萤光素作为化学示踪剂,采用F96C型荧光分光光度计进行样品检测,说明示踪探测方法在岩溶水库防渗设计优化中的应用。结果表明,鹿角坝洼地水库物探指出的深部岩溶与水库渗漏未产生关联,水库不存在隐藏的渗漏通道;水库前期灌浆施工防渗封堵效果显著,鹿角坝水库暗河系统的过水能力已从3 m3/s左右减少到0.4 m3/s,尤其是Ⅱ层廊道完成的单排孔灌浆效果已满足设计要求。经示踪探测研究,水库防渗设计更具针对性,可避免岩溶防渗处理中的失当和过当现象,使投资效益明显提高。     

某重点山洪沟防治措施及经济效益分析

气候、地形地貌、河流水系、人类活动是山洪沟致灾的重要因素。针对这些因素,需要有针对性地选择工程措施,采取不同的堤身断面型式,并注重堤脚抗冲刷设计。对于一般河岸,可采取造价较低的临水侧混凝土矮挡墙上接土质斜坡;对于迎流顶冲、深槽迫岸的局部危险堤段,可采取安全性更高的重力式混凝土挡墙;对于历史溃口段、堤身开裂段等险工险段,可采取堤身充填灌浆、临水侧混凝土挡墙护脚、生态护坡防冲等防治措施。为方便不幸落水者自救攀爬上岸,以及为动植物提供生长栖息环境,在挡墙临水侧增设混凝土凹槽,工程成本仅增加约3%。     

基于Excel VBA的灌浆成果表整理程序的开发

针对水利灌浆工程灌浆成果表整理工作最大、效率低的问题,提出运用Excel的二次开发工具VBA语言编写程序、将可视化窗口作为操作界面的方法,实现灌浆成果表的自动整理.将原始钻孔资料与灌浆资料录入Excel工作表,在可视化窗口中选择需要进行整理的表名,单击生成表格命令按钮即可自动完成成果表整理.工程实例结果表明:该程序可实...     

水利工程灌浆大数据平台设计与实现

随着云计算、大数据、物联网的发展,水利工程各类采集数据与日俱增,面对如此大规模的数据集,传统存储、计算相关的理论和方法已不能满足海量、多源、异构数据的存取与处理。针对水利工程灌浆大数据,设计平台总体架构,搭建Hadoop分布式集群,设计并行化数据挖掘算法,实现水利工程灌浆大数据平台,并基于B/S服务模式进行平台展现、应用和管理。平台功能模块主要包括数据资源下载、数据集上传与运行、自定义算法、运行状态及结果和大数据可视化等,并结合白鹤滩水利工程建立基于随机森林的灌浆工程单位注入量预测模型和基于K-Means聚类的灌浆成果异常检测模型进行应用示范。平台的设计与实现融合水利工程结构化与非结构化数据,将大数据集群并行计算和数据挖掘技术应用到水利工程中,改变传统随机抽样和单一挖掘分析模型,采用多粒度、多层次、多渠道的分析模型对数据全量进行挖掘分析,从海量数据中挖掘分析出于管理、决策和生产有用的信息,实现了数据资源的集成共享、业务的高效处理、数据信息的知识发现,提高了数据存储和处理效率和精度,为当前水利工程大数据的存储与计算提供一种新的解决思路     

三峡航道三维可视化与分析系统的设计与实现

长江的安全航行,特别是三峡航道,是一项重要的系统工程。传统的二维电子河道地图对保证航行安全十分有效。但是,它不是可视的,许多复杂的分析在二维的环境下难以完成。因此,实现三维航道数字化和智能化对安全航行非常重要和迫切。为实现这一目的,介绍了以三维GIS为基础的三峡航道三维可视化与分析系统的整体框架。在此框架下,说明了从航道空间数据收集,储存,管理,处理,查询和分析到典型的航行应用技术的集成服务。详细讨论了一些关键技术,包括：多源数据源支持的航道生成技术,基于GIS和CAD的航道模型生产工艺,多源、多类型、多尺度数据的组织和管理技术,海量数据的三维动态可视化技术,二维与三维互演示与分析技术。基于这些理论与技术,开发了TEAVIS三维数字航道。介绍了一些基于这一系统的典型应用。