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水利水電發展研究:農村水利水電工程建設管理發展
摘要:近些年，“三農問題”引起國家的高度重視，我國相關的職能部門加大對農村水利水工程建設的投入，推動與促進農村水利水電事業的健康發展。然而，就現階段的農村水利水電事業來看，其中依舊存在許多方面的問題，阻礙著水利水電事業的發展。基于此，主要研究農村水利水電工程建設管理的意義及問題，并提出解決的措施，以期為促進我國農業經濟的發展提供一定的參考與借鑒。
關鍵詞:農村水利水電工程；建設管理；措施
在農村的生產過程中，水利水電工程屬于重要的基礎性設備，是保障農村生產順利進行的關鍵。通過建設農村水利水電工程，不僅可以實現對生態環境的有效保護，更可以提高資源的利用效率，從而促進社會經濟快速發展。近年來，我國加大對農村水利水電建設的投入。然而，當前農村水利水電建設中依舊存在許多方面的問題，給水利水電建設的發展帶來巨大的阻礙。
1農村水利水電工程建設管理的意義
自古以來，我國是一個農業大國，生產上采取自給自足的模式。然而，農業生產極易受到外界天氣的影響。天氣狀況良好，農民可以迎來一個豐收年；而天氣狀況惡劣，農民則極有可能會顆粒無收。換言之，在自然的面前農業生產受到巨大的阻礙，農村的生產活動受到洪澇與干旱等不良天氣的影響，給農業的生產帶來嚴重的影響。然而，自改革開放以來，我國高度重視農村基礎設施的建設，加大建設農村水利水電設施的投入，有效減少自然因素對農業生產的影響，為農業生產順利進行奠定堅實基礎。與此同時，加強對農村水利水電工程建設的管理，可確保科學合理地應用農村水利水電設施，充分發揮出起在防洪、發電、灌溉、養殖等方面的作用，從而提高農業生產的現代化水平，促進農民的增收，改善農民的生活[1]。
2農村水利水電工程建設管理存在的問題
近些年，在我國現代化的農業發展進程中，水利水電建設工程發揮著巨大的作用。然而，不可否認的是，由于受到管理方面因素的影響，導致水利水電工程的建設發展受到一定的阻礙，問題具體表現在以下幾個方面。首先，工程建設專業化程度不高。相關調查研究顯示，我國目前建設的農村水利水電設計總數達到2000多萬套，其中涉及水庫、堤防與水電站等內容，雖然在數量上十分可觀，但是經過長時間的使用，許多農村水利水電設施出現不同程度的問題。其次，大多數農村水利水電設備是農民在政府的資金支持下自發建設的，也就是說這種水利水電設施的公益性較強，而專業性與技術性則明顯不足，給水利水電的施工帶來巨大的隱患[2]。再次，忽視對農村水利水電設施的管理。在實際建設過程中，忽視對水利水電設施進行有效的管理，甚至出現施工人員違反相關標準與要求進行操作的現象。，管理人員在安全管理方面的意識比較淡薄，而且不重視采取先進的技術，這些問題阻礙著農村水利水電工程建設的順利進行。
3加強農村水利水電工程建設管理的措施
3.1構建系統的管理模式
當前我國水利水電工程較之發達國家依舊存在較大的距離。此外，就農村水利水電工程來看，其面臨著管理缺乏科學性與系統性的問題。為此，要想解決以上問題，可從以下幾個方面入手：首先，強化對技術的管理，嚴格按照程序開展農村水利水電工程的施工；其次，完善工程招標與投標制度，為工程的公平性、公正性與公開性提供重要保障；，加強對管理人員的培訓，提升管理意識，建設一支高素質的管理隊伍，建立健全責任制度，及時發現并妥善處理問題，從而推動與促進農村水利水電工程建設的順利進行[3]。
3.2改革與創新管理模式
農村水利水電工程屬于一項兼具復雜性與系統性的長期工程，對于技術的要求較高，而且極易受到地勢的影響。為此，要想保障水利水電工程的順利開展，最為關鍵的是改革傳統的管理模式，并促進管理流程的優化。只有這樣，才可以保障農村水利水電工程的順利進行。具體而言，包括以下幾點重要內容：首先，在建設水電水電工程中，應明確各個部門的分工，強化各個部門的溝通與合作，從而增強各個部門的協調性，使管理具有良好的靈活性[4]；其次，隨著信息時代的到來，網絡技術與信息技術在社會經濟建設的各個領域得到廣泛應用，水利水電工程同樣應充分發揮出現代化信息技術的作用，構建完善的管理系統，實現對水利水電工程多方位的管理。比如，創新與改革傳統的管理模式，充分發揮政府的作用，體現投資方的主體位置，在水利水電工程施工中積極融入現代化信息技術，從而為農村水利水電工程建設的安全性奠定堅實的基礎[5]。
4結語
近些年，我國社會經濟建設取得令人矚目的成績，對于水利水電工程建設提出更高要求，提高了我國農業生產的現代化水平，促進農村水利水電建設的發展。因此，有必要重視改進并完善管理措施，積極融入信息技術，改革管理機制與模式，從而促進我國農村水利水電工程建設順利進行。
作者:陳炳建 單位:來賓市武宣縣樂梅水庫工程灌區管理所
水利水電發展研究:水利水電工程土石方施工技術發展探討
摘要：水利水電工程是我國國民經濟和社會發展的基礎產業。水利水電工程建設具有周期較長，投資較大的特點。同時，也受自然資源，地質地貌，水文特征的等條件影響。在經濟全球化的影響下，我國國民經濟水平增長迅速，作為水利工程中重要技術之一的土石方施工技術也不斷發展進步，即使是面對復雜的形勢，高質量的要求，其土石方施工技術也能緊跟時展步伐，取得顯著成績。
關鍵詞：水利水電工程，土石方施工技術，成績顯著
正文：
前言
水利水電工程的土石方施工技術是工程實施初期的關鍵工序，將土和巖石進行松動，進行破碎，然后挖掘并運出的工程。隨著社會的發展，水利水電工程的土石方施工技術不論是從規模，還是從技術水平上來說都發展迅速，并且受到好評。在一定程度上，解決了水利水電工程施工過程中的挖掘難題，并且土石方工程的爆破技術，土石方施工技術水平方面已經達到了國際的先進水平。
一.土石方施工技術的特點
（一）、具有綜合性和系統性
水利水電的土石方工程是由水利水電工程的一小塊流域及其地區內的土石方施工的內容組成的，它是水利水電工程施工不可少的環節。并且土石方在施工時本身又具有綜合性，和很多項工程都有聯系，相輔相成，互相制約[1]。而且水利水電工程涉列的范圍比較大，假如它的土石方施工實施不恰當，會對其施工地區帶來嚴重的經濟損失，所以，在制定水利水電工程土石方施工計劃時，一定要充分考慮當地的地質地貌，水文特征，實施必要的現場勘測，結合其系統性和綜合性合理分析，有效進行。
（二）、影響環境
水利水電的土石方施工一般都是在水源周圍進行挖掘，爆破，這個工程中避免不了要影響周圍的環境，尤其是還會影響土質，影響植物的生長，例如，土石方施工時因為挖掘會產生廢水，廢水的隨意排放不僅會污染水源，還會影響人們的生活。因此，必須要規范水利水電土石方施工程序，使用科學合理技術，減少對自然環境的破壞，堅持可持續發展戰略。
二.水利水電土石方施工技術分析
（一）、土石方施工工程的爆破技術
水利工程土石方施工的爆破作為一種科學技術，應用很廣。對于土石方工程的爆破，它要求極高的機械化水準。爆破雖然有諸多的好處，但是也存在破碎塊度不均勻，再進行第二次的破碎一定會影響機械的使用效率，因傳統的手風鉆的鉆孔爆破方法，勞動生產率非常的低，遠遠滿足不了挖裝機械的作業和生產需要。所以，必須合理控制巖石破碎的塊度大小問題，爆堆的形狀問題，從而充分發揮機械的使用效能。例如，修建長江三峽大壩的時候，就需要從一座山中開挖出一條便于航行的水道，被稱之為船閘。修建的這個船閘就有2公里長，需要的工程量較多，而且船閘中間還需要建一個60米寬、50米深的隔船墩，如果用一般爆破方法不可能完成，但是經過新式的爆破技術，提高了精度，爆破就很容易了[2]。無論從爆破規模還是爆破度上看，中國水利水電工程的爆破技術都達到了很高的水平。另外，也要做好爆破前的準備工作，因此，這就要求施工人員，在進行爆破前完善爆破環節，監督質量，無論是從爆破設計到爆破器材質量，還是爆破施工到起爆網路連接等都要注意檢查，不能馬虎。
（二）、土石方明挖
水利水電工程的土石方明挖應用比較廣泛，一般用于平整場地，開挖水閘，水壩等建筑物的地基，開挖地下廠房，水工隧道等等，還可以開采填筑材料，建筑石料。對于土石方明挖的技術研究，設備使用都比較晚，早期一直都是使用的半機械化的施工技術，到了上個世紀60年代，我國的土石方機械的施工技術水平還是比較低的，那是的施工還都是依附于斗容的挖掘機、自卸的汽車等，當遇到了大規模的土石方工程的時候，由于傳統的機械設備的效率比較低，達不到土石方施工的要求，因此，漸漸地土石方工程開始注重運用機械化設備，提高效率，促進發展。
（三）、水下開挖
土石方施工實施水下開挖，其施工的方案編制不僅要滿足設計的要求以及工程質量的要求，保障施工的安全和達到工期的要求，依據技術經濟進行比較，對施工的方案進行優化的選擇。在編制施工的方案時,通常都要考慮，及時，研究開挖的方式與施工的方法是否能滿足開挖的進度要求，并且還能達到防洪的要求。第二，通過季節的變化，水文的特征以及施工的條件，科學合理的安排施工的順序，達到快速施工的效果。第三，依據開挖工程的規模大小，施工方法，土石的特性，選取恰當的施工機械設備。第四，要懂得因地制宜，提前制定好交通運輸路線。第五，把握好土石方的平衡調配，密切關注挖與采的結合，防止反復的倒運。第六，要做好施工的排放廢水的措施，把那些阻礙施工的和影響工程質量的雨水、施工廢水以及地下水排放到場外，為工程提供一個好的施工環境。第七，依據施工技術規范的要求，設計要求，確保施工的質量，對施工中可能遇到的問題，提前做技術分析，提出解決的措施，有效預防。
三.控制爆破技術
對于巖層的保護層開挖的過程中，有從前的分層開挖，漸漸地發展為現階段的光面預裂的爆破方法。隨著適合于微差的爆破技術和控制爆破的新型的炸藥品種的出現，水利水電土石方施工技術也有效的利用了控制爆破技術，控制爆破不僅可以大大減輕勞動的強度，還能夠明顯的縮短工期，并且可以確保安全，從而提高了經濟和社會效益。因此，它的應用范圍也日益擴大。由此可見，我國的水利水電工程的土石方施工技術，已經走在了前端。
結束語
隨著城市化建設進程的不斷推進，我國的水利水電工程也開始重視引進國內外先進的技術與設備，其中就包括了大型的土石方施工設備與技術，正因為有先進的意識，才使得我國水利水電工程土石方施工技術持續發展進步，為整個水利水電工程的有效實施提供了有效的保障。不過水利水電工程土石方施工技術在發展過程中，我們作為水利工程的實施者不能驕傲，要保持謙虛謹慎的心態，促使其技術走向更高的水準。
作者：羅煒 單位：陜西鵬達建工集團有限公司
水利水電發展研究:農村水利水電工程管理發展
1水利水電發展的意義
1.1使各方面積極因素得到充分發揮
在加強水利水電工程施工管理的過程中，施工人員可以就其自身優勢進行分配工作，并使施工機械一直處在正常狀態下。在人力財力和物力等方面合理分配，以使達到較大效益。
1.2促進解決三農問題
農業農村和農民問題作為基礎問題，直接依靠水利水電工程建設的發展而發展。由于地形和氣候問題，旱澇時有發生，而當這些不可因素發生的時候，農民的溫飽問題便遭遇威脅，而建設水利水電便能合理良好的解決此項問題。水利水電建設并在農業發展中起到發電、防洪、養殖的作用，改善生態環境，為新農村的良好建設起到促進作用！
1.3有助于發展農業生產，發展生產力
水利水電工程的建設本身就是一種擴大內需的需要，在其消耗大量鋼鐵水泥的過程中，有利于工業的有效發展，并鞏固農業的基礎地位，為我國新農村的建設發展提供物質保障。農業發展也必定帶動生產力的發展，有利于兩極分化的消除，實現共同富裕！
1.4提高工程質量與建設效益
如果施工管理做到位，便能夠使水利工程的各個要素得到合理科學的安排與分配，使各項目的資源配置得到優化施工，從而能夠發揮較大效益。調動施工人員的積極性與主動性，使其能夠順利按照施工規范保準操作，并嚴格履行自身職責，預防施工事故的未謀發生，從而達到水利工程建設質量與效益的提高！
2探索水利水電工程發展的對策
2.1加強施工人員的相對知識培訓
作為施工企業方，應當為施工人員提供一個良好的學習求索平臺，對其管理人員教育培養進行強化教育，使其綜合能力得到提高。作為施工管理人員，自身不僅應當具有完備的水利水電工程知識基礎理論和專業技能，還應有一定法律知識與教育文化素質！施工管理人員應該明確自身角色扮演的位置，協調與各方面的良好合作發展關系，并樹立良好的管理形態意識，可以通過學習相對理論知識以加強自身管理能力與技術能力等，從而能夠保障施工項目的正常完成！
2.2加大資金投入，完善設備管理
加大對農村水利水電的工程項目投入，是為了能夠為其建設發展工程中所需的設備得到完善。正如每一項工程都需要設備的支撐而言，每一項設備的正常投入則是保障施工方的順利進行和施工質量的達標！加強成本管理具體有以下措施進行：及時，建立相關完善的責任體系，使其每一位工作人員都能明確自己的職責所在。規范自身行為。第二，對于材料的管理費用工作一定要做好，并擴大信息曝光度，讓員工可以監督每一項材料的價格，防止泄露與貪污。第三，一定要重視創新意識，引進新技術，采用新材料，重視新工藝的發展利用。并能夠達到降低成本、降低人力費用、降低機械使用率，合理安排合理使用！
2.3加強施工過程中的安全管理
水利水電工程施工當中最重要的問題之一就是安全問題。施工單位在建設施工的過程中一定要重視施工人員的安全，加強安全教育知識并對其進行培訓工作。利用教育強化與定期教育的方式，使水利水電工程的施工過程中每一環節都能落實安全管理的工作，提高施工單位與施工人員兩方面的對安全工作的重視與認識！此外，施工人員自身也應該強化安全意識，在對施工過程當中的每一環節進行規范操作，實現安全管理監督方針與要，為水利水電工程的安全問題提供保障！
2.4加強施工過程中的質量管理
在對水利水電工程施工質量管理方面，應當注意下面幾項問題：及時，明確清楚水利水電工程施工質量的檢驗標準與內容，以及檢驗規范，以促進程序化與規范化的質量檢驗。另外還要對施工材料進行檢驗，確保所用材料的質量合格，避免由此而導致的質量事故發生。第二，可以采取多種檢驗方式對水利水電工程進行檢驗，例如專職檢驗、日常檢驗、員工檢驗或領導定期檢驗等相結合的方式，加強水利水電工程質量監督，促進水利工程順利進行。第三，提高檢驗方的責任意識，建立完善的質量檢驗體系，使水利施工的每一項質量檢驗過程都能順利進行！
2.5改革水利工程的管理模式
目前我國水利工程的主要管理模式還是由國家政府的投資和利用，下發指令。這是一種間接的管理模式，而要轉變的方向是將間接管理轉變為直接管理，這就是說需要多方面的投資方進行投資，利用市場調節的主要功能進行投資，也讓投資方可以自行決定是否要進行投資并擔負該項目建設的有關風險。
2.6加強技術管理與驗收工作
技術管理包含兩個層面的含義，一是行政管理，一是技術管控。另外還應考慮到創新技術的因素。技術創新對水利水電發展起到一定至關重要作用，它是其工作質量的保障。所以，我們應該建立一個相關的創新技術組織，專門為負責技術創新的層面管理工作！同樣的，水利水電工程的驗收工作也相關重要，在水利水電工程檢驗合格后方能辦理移交手續。而檢驗的一般標準是：工程符合水利水電的驗收的相關規定與要求，驗收規范也較合理，所要求的交工資料也全部歸檔，安全環保設施達到相關的標準規范，此種情況下，才可竣工驗收。
3結束語
水利水電工程的建設直接關系到我國農村經濟良好發展，是一項十分重要的利國利民項目建設工程。本文通過對水利水電工程的自身含義進行剖析并對我國目前發展現狀的探討，發現其在施工管理過程中所存在的一系列問題，并就這些問題所在提出了相對應的管理發展策略。總之，水利水電工程的發展需要各個因素的協調與各個部門的相互配合，從而達成共識解決施工質量問題與安全問題。發展水利水電工作時，應利用科學技術，實現技術創新，朝著更高效益的方向發展，才能提高我國農村的經濟發展效益，促進農村快速發展。
作者：張文杰 單位：四平市梨樹灌區管理局
水利水電發展研究:水利水電工程發展
摘要：可視化仿真技術是計算機可視化技術和系統仿真技術相結合形成的一種新型的仿真技術。可視化仿真的理論和方法包括全過程動態仿真理論、圖形輔助仿真建模方法、基于GIS的三維動態數字模型構造及其可視化方法、基于GIS的三維動態演示方法及基于GIS的交互式可視化仿真系統結構等。
關鍵詞：可視化仿真GIS地下洞室群施工導截流大壩施工總布置
一、研究背景
水利水電工程往往規模大、投資多、施工難度大，因而在工程設計和管理過程中，確定合理的施工方法，優化選擇施工機械及配套組合，制訂切合實際的施工進度計劃，高效簡便地對施工信息進行管理，直觀形象地反映復雜施工過程，對于確保工程建設如期完成和降低工程造價都是至關重要的。為達到上述目的，除了在施工組織設計中要充分考慮工程特點和具體施工各種條件外，若能在事先對工程施工的運行發展過程和施工中各項活動的協調關系等狀況進行預測和評價，將對工程施工組織計劃的正確決策提供的依據。可視化仿真技術的產生與發展正好適應了這種客觀需要，它為解決施工中上述問題開辟了新的途徑。
國外從20世紀70年代開始提出循環網絡仿真技術（CYCLONE），至今已發展了一系列的工程仿真應用軟件，但這些研究成果及仿真軟件主要應用于土木工程施工如高層建筑施工、土石方工程等。20世紀80年代初，天津大學率先在全國開展水利水電工程施工過程仿真方法研究，在近20年的發展中取得了大量開拓性的成果和社會效益。近年來，又在推動水利水電工程設計和管理向可視化、數字化方向發展方面做了大量研究工作。借助于計算機科學、系統科學和工程科學與技術的迅速發展，重點研究了三維動態可視化仿真理論與方法及其在水利水電工程中的應用，獲得了一系列富有創新性的理論方法與應用研究成果。
在開展可視化仿真及其在水利水電工程中的應用研究工作中，存在以下三個關鍵技術問題：
1．可視化技術與系統仿真技術結合的途徑
建立基于GIS的交互式可視化仿真系統框架，將可視化技術與系統仿真的各個環節相結合，實現仿真建模可視化、仿真計算可視化、仿真結果可視化。
2．可視化仿真技術在水利水電工程中的應用問題
根據水利水電工程的特點和實際需要，將可視化仿真技術與具體的工程問題相結合，提出可視化仿真技術在水利水電工程中應用的具體途徑。
3．可視化仿真軟件的通用化問題
水利水電工程施工系統仿真軟件的通用化不僅是關鍵技術問題之一，而且是推廣應用的前提。
二、基于GIS的三維動態可視化仿真技術
1．可視化仿真涵義
可視化仿真（VisualSimulationVS）是計算機可視化技術和系統建模技術相結合后形成的一種新型仿真技術，其實質是采用圖形或圖像方式對仿真計算過程的跟蹤、駕馭和結果的后處理，同時實現仿真軟件界面的可視化，具有迅速、高效、直觀、形象的建模特點。使用可視化技術以后，系統的子模塊用形象的圖形來表示，并可通過鼠標在屏幕上直觀形象的操作，就可以完成整個仿真任務。一般可視化仿真包含三個重要的環節，即仿真計算過程可視化、仿真結果可視化、仿真建模過程的可視化。
2．全過程動態仿真理論與方法
全過程動態仿真理論融合了面向對象的圖形輔助建模、動態仿真、網絡計劃分析與優化、動態演示、數據庫等技術，把整個施工過程作為一個整體，對施工全過程進行跟蹤模擬。
全過程動態仿真理論的特點就是體現了系統工程的思想。它是針對整個水利水電工程施工系統進行的，所有的優化及調配目標是使整個系統達到，而不是局部達到。它把整個施工過程作為一個大的系統，綜合考慮系統中各個單項工程之間、各個工作面之間相互影響、相互制約的關系，分析整體的施工進度、施工強度等關鍵問題，獲得更為真實的施工情況，從而達到為施工組織設計提供科學依據的目的。仿真流程圖見圖1。
3．面向對象的圖形輔助仿真建模技術
仿真是一種基于模型的活動，建模是仿真過程中十分重要的一個環節。如何能夠實現簡化而又靈活的建模過程是仿真研究的重要課題。
面向對象方法的應用使建模過程變得自然直觀，用戶可以把被仿真系統的各種活動都看成對象，并根據這些對象的類屬關系和本身特性直接構造仿真模型。這種建模過程十分類似于人類所習慣的對客觀世界中事件分類的思維過程，所以使仿真用戶感到由物理模型到計算機模型的過渡非常自然。面向對象方法的繼承性，使仿真系統十分容易擴充。同時，利用對象類層次結構的合理設計，可以達到較高的代碼重用率。
在系統仿真中應用圖形技術，能夠描述許多用語言難以表達的信息，圖形輔助建模就是利用鼠標在計算機屏幕上繪制系統模型或用模型庫中已有的系統元件拼合系統模型。
面向對象的圖形輔助建模的基礎是系統的可分性，即認為系統是由子系統組成的，而子系統又可分解成更原始的子系統。由于這種性質的存在，構造模型的方式是通過連接組成系統模型的成分模型（子模型）來建造總體模型。對于一個復雜的施工系統而言，按施工系統的層次性，可將其分解為相對簡單和獨立的子系統，而子系統間的相互聯系和影響可在子系統模型間設置相應耦合接口而加以協調，這樣可將各個子模型拼接起來而構成整體系統模型。施工系統的運行規律通過施工系統模型中各實體的屬性與狀態的變化來反映和體現。根據上述，便形成了面向對象的圖形輔助仿真建模思想。
4．基于GIS的較的仿真三維動態數字模型構造及其可視化方法
（1）數字地形模型建立
地表數字地形模型（DigitalTerrainModelDTM）是整個工程施工三維數字模型的重要組成部分，這里既是所有工程建筑物布置及施工活動的場所，也是施工過程中地形動態填挖的受體。水利水電工程一般均建在地形起伏較大的高原和山區，因此施工區地表DTM采用TIN模型來實現。建立工程地表DTM由地形等高線原始數據按一定的算法生成TIN模型。
（2）動態實體參數化數字建模
按照實體對象的屬性，可將其分別用點、線、面、體等四類圖形數據結構來表達。動態實體的數字模型尚需反映其屬性信息，幾何圖形與其屬性的一一對應關系建立可利用GIS的空間數據組織結構來實現。同時為反映工程施工的動態過程，在其數據結構中除了描述幾何特征及屬性外，還體現時間特征。
實體建模若采用參數化建模方法，可大大簡化建模過程。參數化實體建模是一種通過相關幾何關系組合一系列用參數控制的特征部件而構造整個幾何結構模型的技術。整個建模過程可描述成一組特征部件的組裝過程，而每個部件都由一些關鍵的參數來定義。
（3）地形動態填挖
地形填挖表現為DTM模型的修改，實質上是對地形TIN模型進行操作。即用足夠大的開挖（填筑）初始形體面轉化的TIN模型，與地形TIN兩者生成相交邊界，再從地形TIN上沿相交線切去填挖初始形體面所包含的地形區域，同時從填挖形體TIN模型中以相交線為邊界切去多余的開挖（填筑）邊坡區域，把兩個修正后的TIN合并構成一個經填挖后的地形DTM。在填挖計算過程中可同時得到填挖區域表面積與填挖體的工程量。
5．基于GIS的三維動態演示方法
基于GIS的三維動態演示是對任意時刻系統仿真面貌的再現，它反映了仿真系統內部數據場的動態變化過程。利用仿真模塊得到工程系統的動態信息，包括時間、建筑物幾何形狀及其屬性等，生成工程施工系統各環節某一動態變化單元i對應的圖元（施工、水位單元等）任意時刻t的面貌Vi（t），則t時刻的工程整體面貌可表示為V（t）＝Σvi（t），n為總的圖元數。其中，vi（t）＝fi（Xi，Yi，Xi，t），表示在動態施工過程中，包含時間信息的圖元的幾何形狀，它隨時間的變化而變化。把工程施工任意時刻的整體面貌貯存在圖形庫中，并與其一一對應的屬性數據建立聯系，從而在動畫演示時，按時間順序讀取圖形庫中的形體數據及相對應的屬性信息，不斷更新繪圖變量和屬性變量賦值，同時不斷刷新屏幕顯示。這樣就實現了整體工程施工過程的三維面貌及相應信息的動態顯示。
6．基于GIS的交互式可視化仿真系統結構
基于GIS系統仿真的可視化表現在建模過程中利用GIS的信息可視化采集，以及在仿真可視化操作過程中利用GIS的動態信息可視化表達。由于GIS特有的空間信息組織機制，使得其實現這些功能有著先天的優勢。同時，在可視化仿真系統中，用戶可根據顯示的圖像交互控制仿真的各個階段，直到對所模擬的現象獲得理解與洞察。在這一過程中，用戶可以通過系統提供的操作界面隨著可視化仿真系統反饋的結果來同步保持交互對仿真過程的控制。
圖2表示的是一個基于GIS的系統交互式可視化仿真的框架模型，在此模型中清晰地反映了GIS在系統仿真中結合的具體環節，以及用戶控制仿真進程的實現手段。
三、可視化仿真技術在水利水電工程中的應用研究
1．復雜地下洞室群施工動態可視化仿真與優化方法研究
地下廠房系統施工開挖量大，施工強度高，施工條件復雜，是一個極其復雜的過程。由于工序的作業時間的隨機性，容易產生隨機排隊現象而影響其他作業；由于地下洞室系統縱橫交錯，布置密集，高差大，施工通道少，使得各工序配合與相互干擾錯綜復雜；在安排各個洞室施工先后順序及隧洞施工順序時，需要考慮對工程的總工期、圍巖穩定、通風散煙條件、施工強度以及交通運輸等問題的影響。各個洞室施工在時間、空間上的邏輯關系復雜，傳統橫道圖難以直觀地揭示其復雜的時空關系。因而僅靠設計人員采用傳統的方法分析計算，難以確定合理的施工機械設備配套方案、制定合理的施工進度計劃和施工組織設計方案，難以、快速、地掌握施工全過程。
基于上述問題，提出了復雜地下廠房施工系統可視化仿真理論方法，并研制開發了相應的計算機軟件ESAS，其基本構成見圖3。通過地下洞室群施工全過程動態仿真，可以對施工過程進行定量計算與分析，進行多方案的比較和優化，直到得出滿意方案。
2．水利水電工程施工導截流三維動態可視化仿真方法研究
水利水電工程施工導流設計和管理過程，往往需要涉及大量的數據及圖形信息，如壩區的水文、地形、地質資料以及樞紐設計、施工場地布置和施工導流方案設計等各種數據及圖紙。高效、簡便地對這些信息進行管理，是提高設計效率及施工管理水平的關鍵之一。同時，施工導流方案設計是施工組織設計的重要環節，其設計過程復雜，對不同的導流方案很難進行直觀的比較，所以實現施工導流形象直觀的表達具有重大的現實意義。
為此，提出水利水電工程施工導截流三維動態可視化仿真理論與方法，并實現施工導截流可視化信息管理與三維動態演示系統CDMIS。此系統充分利用地理信息系統（GIS強大的空間數據分析與處理能力，建立三維施工導截流場地布置模型，以及在此基礎上實現可視化的信息查詢及管理等功能，從而實現設計過程中信息的可視化管理，同時實現施工導截流三維動態演示。水電工程施工導截流三維動態可視化仿真系統（CDMIS）結構圖見圖4。
3．混凝土壩施工過程三維動態可視化仿真與優化方法研究
混凝土壩施工，考慮到溫度、應力、澆筑機械設備布置和澆筑能力等因素的影響，需將混凝土壩體按一定的原則進行分縫分塊澆筑。由于混凝土壩澆筑量大，澆筑塊數以千、萬計，澆筑塊之間的施工約束條件十分復雜，這就給安排澆筑順序和進度帶來極大閑難，使人工安排澆筑塊、澆筑順序幾乎成為不可能。目前在制定混凝土壩施工組織計劃時，傳統的方法是憑經驗用類比的方法按月升高若干澆筑層和混凝土澆筑強度等指標來控制施工計劃的進程。這種方法由于缺乏系統的定量計算分析，在論證施工各階段的筑壩進度以及各混凝土壩段升高過程是否能滿足大壩施工各方面的要求時總感到論據不足。
隨著計算機和系統仿真技術的迅速發展，尤其是系統仿真技術在復雜系統運行中的推廣應用，使得有可能在計算機上實現對混凝上壩施工的動態過程的仿真實驗。事先擬定不同的混凝土壩施工方案，并對施工動態過程進行仿真，可預測不同施工方案下混凝土施工進程的各項定量指標，這對制定合理的混凝土壩施工進度計劃將提供科學的決策依據。在充分考慮各種澆筑施工影響因素的情況下，建立混凝土壩施工系統的數學邏輯模型，并在此模型基礎上編制計算機仿真軟件。通過選取各種可能的機械配套方案及輸入不同的施工技術參數進行大壩施工過程的仿真計算，可得到機械配套的數量、機械的利用率、混凝土月澆筑強度、逐月累計混凝土澆筑方量過程曲線。同時還可得到相應某施工方案下大壩澆筑施工的詳細進度計劃、各控制階段的筑壩進程面貌等。而且通過混凝土壩澆筑仿真還可對其不同的澆筑規則對壩體上升進程的影響進行分析和研究。
同時，利用基于GIS的三維動態演示系統來表現復雜混凝土壩施工過程。通過建立坐標系，把現實世界的事物在計算機中對應位置重現出來，建立實體的數字模型，并按照一定方式將實體與其屬性一一對應，從而反映實體的靜態空間特征。同時利用過程信息，生成三維動畫，為描述復雜的施工過程提供可視化手段。
4．水利水電工程施工總布置三維動態可視化仿真方法研究
水利水電工程施工總布置是對工程施工場地在施工期間進行的空間規劃。由于水利水電工程施工場地布置幾乎包括了一切地上、地下已有的、擬建的建筑物，一切為施工服務的臨時性建筑物（包括砂石加工系統、混凝土系統等），因此布置過程非常復雜。
對樞紐主要建筑物施工全過程進行分析，并在此基礎上實現各建筑物施工關系之間的協調，以實現直觀的施工總布置形象全過程三維動態仿真，使施工場地布置隨工程進度計劃盡可能形象、直觀、迅速地演示現場施工場地變化過程。不僅能直觀顯示樞紐施工組織設計的成果，而且將極大地方便工程施工總布置決策及管理。水電站施工總布置可視化仿真系統（CLMIS）的總體結構見圖5。
四、結束語
可視化仿真的理論和方法包括全過程動態仿真理論、圖形輔助仿真建模方法、基于GIS的三維動態數字模型構造及其可視化方法、基于GIS的三維動態演示方法及基于GIS的交互式可視化仿真系統結構等，實現了仿真建模、仿真計算過程及成果的可視化。
在此基礎上，深入研究了復雜水電工程地下廠房施工系統的可視化仿真與優化、水電工程施工導截流三維動態可視化仿真、混凝土壩施工過程三維動態可視化仿真及優化、水電站施工總布置可視化仿真等問題，并結合溪洛渡工程應用，研制開發了相應的可視化仿真軟件ESAS、CDMIS、DAMSIM、CLMIS。軟件以三維圖形、數字表格等方式直觀表達了工程建設過程任意時刻的面貌，可視化程度高，仿真效果好，動態演示形象逼真。
可視化仿真技術及其在水利水電工程中的應用研究是結合實際工程，在水電工程設計向數字化、可視化和智能化發展方面進行的開拓性的研究工作。該研究成果在溪洛渡、三峽、龍灘等10余項水利水電工程中獲得成功的應用，取得了顯著的社會效益，并獲得直接經濟效益1．03億元。該項研究成果于2002年6月順利通過國家教育部組織的鑒定，與會專家一致認為該項成果達到國際經驗豐富水平。該項研究為復雜大型工程施工組織設計提供了科學的理論方法和先進的技術手段，極大地提高了水利水電工程設計與管理的現代化水平。
水利水電發展研究:農村管理發展水利水電論文
1.水利水電工程管理
1.1水利水電工程的內涵水利水電施工是按照設計提出的工程結構、數量、質量、進度及造價等要求修建水利工程的工作。包括施工準備、施工技術與施工管理等內容。隨著科學技術的發展，水利水電工程施工已成為一門獨立的學科。水利水電施工企業是我國水利工程建設中的主力軍，其主要業務包括水利水電樞紐建設、水工建筑物基礎處理、水工金屬結構制作與安裝、水利水電機電設備安裝、水工大壩工程、水利堤防工程、河湖整治等水利水電建設項目。水利水電是一種清潔的能源，隨著社會的發展和國家對環境治理的重視，對于清潔能源的開發越來越注重，在水利水電建筑工程的施工過程中，技術是工程順利開展的保障，直接關系到工程竣工后的效益和工程質量，以及社會影響力。
同時，施工技術也是構建水利水電工程的一個重要因素，技術人員應該不斷的學習新的技術，多開展各種技術交流活動，對于以前遇到的各種問題要及時總結，對于可復制性的問題應該在各種培訓上進行講解，避免問題的再次出現。由此可見，技術力量在水利水電工程施工的重要性。水利水電工程在施工中，不僅需要資金和技術的支持，管理是更為重要的內容，只有在施工管理中樹立嚴格的組織紀律，加強企業管理和項目管理制度體系的建設，發揮項目管理的作用，才能使得水利水電工程的建設質量上一個新的臺階。縱觀以前工程事故，無一不與施工管理有關，施工管理人員應該加強學習，不斷的補充知識，將安全管理和施工管理有機的結合在一起，將項目管理的潛能盡可能的發揮出來。綜上所述，加強水利水電工程的施工管理至關重要，是企業發展的靈魂，是工程質量的保障。
1.2農村地區水利水電工程的特點農村地區水利水電工程承擔擋水蓄水和泄水的任務，因而對水工建筑物的穩定、承壓、防滲、抗沖、耐磨、抗凍、抗裂等性能都有特殊要求，需按照水利工程的技術規范，采取專門的施工方法和措施，確保工程質量；農村地區水利水電工程對地基的要求比較嚴格，工程又常處于地質條件比較復雜的地區和部位，地基處理不好就會留下隱患，事后難以補救，需要采取專門的地基處理措施；農村地區水利水電工程多在河道、湖泊、沿海及其他水域施工，需根據水流的自然條件及工程建設的要求進行施工導流截流及水下作業。
2.農村水利水電工程管理存在的問題
我國水利設施建設范圍廣泛，種類繁多。其在全國各地的分布對我國的防洪、排澇、灌溉、供水、發電、水土保持、養殖、旅游和改善生態環境等起著重要作用。水利設施主要包括堤防、水庫、灌區、涵閘、排灌泵站、機井、水電站、飲水工程和水土保持工程等。自建國以來，我國動用國家資金在農村地區建設了大量的水利水電工程，但是這些設施的建設在管理上存在著很多的問題。具體如下。
2.1建設人員資質缺乏，技術低下我國的水利水電工程建設人員大多是沒有經過專業培訓的農民，由于自身素質的缺乏并且沒有經過專門的培訓，又缺乏安全意識，導致施工的工程不規范，質量不能得到保障，存在著很大的安全問題，同時由于缺乏專業人員進行設備的管理與維護，致使很多工程建筑失去效用而被廢棄，造成了資源的浪費。
2.2設備短缺，工程效益低下淺析農村水利水電工程管理發展摘要：農村水利水電工程建設是一項非常重要的基礎工程，對于農村經濟的發展有一定的促進作用。但是就目前來看，我國農村的水利水電建設仍然存在一定的問題，需要我們加以探討和分析，為農村水利水電工程管理的發展提供建設性的意見。關鍵詞：農村水利水電工程管理發展俞小敏諸暨市石壁水庫管理局瞿威飛諸暨市水利水電局水利水電工程建設是一項周期長，至今消耗大，人員需求多的大型工程建設項目，因此在建設過程中要大量的投入。建設完成后，其維護和保養也需要大量的資金，好的設備可以促進水利水電工程的有效開展，然而由于資金的短缺經常會造成農村地區設備不足，從而降低了工程的效益，造成了隱形的浪費。
2.3管理制度不能與時俱進一項工程的實施離不開良好的管理制度，然而我們現在農村地區水利水電工程的管理卻沒有與時俱進，跟上時代的節奏，采用的仍然是傳統管理制度，農村水利水電工程的管理仍采用傳統的水利水電工程管理制度，這影響了工程施工的質量和維護的技術，影響了整個工程的社會效益和經濟效益。
3.加強農村水利水電工程管理的對策
3.1加強工程資金成本的管理
（1）施工成本的節約。在農村地區水利水電工程建設的過程中，施工前要做好工程預算，將選用的設備和材料，人員的支出等做好詳細的預算計劃，從而通過綜合考慮節約成本；項目施工隊伍的招標也要嚴格公開透明，從而有效控制成本。
（2）爭取金融支持。國家開發銀行一直為我國農村地區的水利水電建設提供金融支持。我國當前的建設任務繁重，資金缺口很大，迫切需要綜合運用財政和貨幣政策，引導銀行業金融機構增加水利信貸資金，切實增強水利支撐保障能力。在國家的水利建設金融信貸支持下，在水利建設中用好用足信貸資金，加快水利建設步伐。
3.2加強施工人員的技術和安全培訓人是直接參與施工的組織者指揮者和操作者，因此要調動人的積極性，發揮其主導作用。根據工程特點，從確保質量觀念出發在人的技術水平、人的心理行為、人的錯誤行為等方面來控制人的使用。如對技術復雜、難度較大、精度較高的工序或操作，應有技術熟練、經驗豐富的職工來完成。反之對那些應變能力差的人，不能操作快速運行、動作復雜的機械設備，對某些要求萬無一失的工序和操作，一定要分析人的心理行為，對具有危險源的作業現場，應控制人的錯誤行為等。此外應嚴格禁止無技術資質的人員上崗操作。建設單位在進行施工建設前在清晰的了解了水利水電工程建設的建設程序后再開始施工；施工中發揮好監管人員作用，實時檢查工程的質量；加強員工安全意識管理，避免意外事故的發生。同時邀請專家對施工人員進行培訓，使施工人員按照工程標準嚴格執行，保障工程質量。在水利水電工程建設完成之后，國家必須組織專門人員在農村建立管理部門，工作人員定期對水利水電工程的使用狀況進行檢查，及時解決已出現問題，避免重大水利水電工程問題的出現。
3.3健全農村地區水利水電工程管理的制度農村地區水利水電工程管理制度不健全也導致了水利水電工程管理中的各個問題。因此需要要轉變觀念，改革管理機制。要加強水利工程運行機制改革。認真落實水利產業政策，按照工程不同性質和分類，分別采取財政支持、有償服務、自主經營等不同投入和管理方式，按照市場經濟規律建成管理現代化、崗位責任化、運行規范化的工程管理體系。在內部管理上要分類別、分項目、因事設崗、定員、定責、定目標、定獎罰，實行競爭上崗，不適應水利工程管理的人員要堅決分流。
3.4創新水利水電工程管理的技術水平優化水利水電工程的管理，還要對管理技術進行創新，實現現代化的管理方式，政府加大管理創新的投資力度，結合工程特點利用現代信息技術對其進行監管；研發新的管理技術，建立專門的技術管理中心，提高管理效率。充分利用當今世界的科技成果，如計算機網絡、地理信息系統、遙感技術、衛星監視等現代技術手段指揮抗洪搶險和管理水資源，選擇的管水、調水和分配水資源方案，成倍的發揮減災效益。大力推廣節水技術。要把推廣節水灌溉作為一項革命性措施來抓，合理利用國家優惠的貼息貸款，發展節水灌溉事業。
4.結語
隨著社會的進步和時代的發展，我國農村地區的水利水電建設在農村的需求和國家的支持下不斷建設并完善，農村地區的水利水電工程管理需要隨之與時俱進，不斷加強。通過水利水電管理的加強來保障水利設施完好的發揮作用，從而促進農業的發展與進步，促進農村經濟的增長。
作者：俞小敏瞿威飛單位：諸暨市石壁水庫管理局諸暨市水利水電局
