摘要：随着工程总承包模式在水利水电行业的普及应用,以设计为龙头的设计施工一体化模式已成为降本增效、统一管理、科学决策的有效手段。本文全面评述了国内外及水利水电行业总承包模式、设计模式、建造模式和设计施工协同模式的发展现状,明确了水电工程设计施工一体化目前的行业痛点及主要发展瓶颈,提出立足于信息化技术前沿,深化技术创新与实践,以正向设计和精益建造模式为基础,解决设计施工一体化过程中设计优化效率低、设计施工信息互馈过程烦琐、智能化建造水平不高等问题。针对这一理念,本文以数字孪生技术为未来的基础应用架构,详细阐述了未来的重点研究方向,为提高水电工程设计施工一体化水平,弥补水利信息化短板提供技术指引。

摘要：传统的洪水风险分析方法由于计算时长、数据不足和难以适应地形变化等,限制其在快速应急响应中的应用,亟需对大场景洪水进行快速预测建模与分析。本文推出一种融合大场景点云分割与深度学习的洪水风险快速模拟方法,通过数据采集与预处理、点云分割、重建数字高程模型和水动力学模拟,在中国南水北调工程的局部地区进行实证研究。结果表明,提取原始地面特征的平均交并比和总体分类精度分别高达70.8%和88.7%,洪水模拟设计与校核情景下的最大淹没面积分别为7.0万m^(2)和10.5万m^(2)。该方法为洪水风险快速评估提供了新方法,可提高洪水风险测绘的建模效率和分析精度。

摘要：针对我国输水工程中生物污损现象造成的壁面混凝土剥落、有效过水断面缩小以及水质恶化等问题,依托南水北调中线某输水建筑物,开展了不同面积占比下的室内模型试验,并采用多孔介质域数值仿真分析了以淡水壳菜为主的生物附着下的有压管道三维流场和淡水壳菜附着对有压输水工程过流能力的影响。结果表明:受淡水壳菜附着的影响,有压管道水流呈主流偏移现象,近壁面水流质点动量交换更加剧烈;断面糙率与附着厚度及面积占比均呈正相关关系,低密度时,影响因素主要为淡水壳菜附着数目,高密度时,附着厚度为主要因素。

摘要：针对泵站运行方案制定智能化水平低、运行过程中受环境变化影响难以在计划时间内完成提水量的问题,提出一种基于知识图谱的泵站运行方案智能推荐与优化方法。基于2013—2022年南水北调东线邓楼泵站历史运行数据构建知识图谱,结合数值相似度匹配方法为泵站运行推荐可靠的方案。通过分析泵站运行过程中的性能数据,确定泵站机组运行的性能曲线,结合实时监测的流量和净扬程数据对泵站运行方案动态调控。应用情况表明,推荐的所有运行方案的效率均在67.00%以上,能够满足泵站的运行要求,并且实现了泵站运行过程的动态优化。

摘要：针对目前水电项目建设过程中出现的专业协同性差、管理效率低、协调困难等问题,提出了基于BIM+GIS的水电工程施工期协同管理框架,利用BIM+GIS融合技术、WebGL 3D图形技术等手段,以BIMServer和Cesium 3D GIS平台为依托开发了基于BIM+GIS的水电工程施工期协同管理系统。该系统为水电工程各参建方提供了一个宏微观信息并举的三维可视化交互环境,将BIM精细化模型与GIS大场景深度结合,实现了对水电项目管理进度、费用、质量、安全等指标的协同控制,有利于对水电工程建设阶段的科学化、精细化、智能化管理,体现了BIM+GIS技术在水电工程施工期项目管理过程中的应用价值。目前,该系统投入使用至某水电工程中,应用效果良好。

摘要：针对水利水电工程专业众多,建模工具的差异会导致专业协同或阶段性成果移交时出现数据移交难度大甚至数据丢失的问题,创新性地提出通过按需扩展IFC(工业基础类)原数据结构,建立数字孪生水利水电工程扩展数据结构方法,形成面向语义表达、几何表达和属性集表达的水利水电工程IFC扩展表达方式,为水利水电工程易丢失的数据提供标准化存储空间。以此为基础,基于Autodesk Revit软件并借助Revit IFC Exporter开源工具包,研发包含几何信息、属性信息等的扩展IFC导出功能,对坝体结构进行扩展和导出,验证扩展数据结构建立方法的可操作性。最终通过数据移交案例,证明了该方法能够有效保证工程信息在移交过程中不丢失。

摘要：为解决水利工程BIM模型解析交互不流畅、外形失真、信息丢失等问题,提出一种通用性的基于BIM的数字孪生水利工程轻量化技术。将水利工程轻量化分为BIM建模、数据结构标准化、模型提取与转换、模型压缩与传输、模型解析与渲染5个方面,按照水利工程数据特点和业务应用需求,针对性地提出轻量化措施,发挥BIM技术的三维可视化、数据化性能,实现业务协同应用。将上述技术应用于引汉济渭一期工程,通过规定模型几何构形表示方式、数据标准化存储空间、模型必要信息提取与转换方式、模型压缩工具和传输手段、模型解析工具和渲染方法等,实现工程地质模型的轻量化。轻量化后工程地质模型的每秒传输帧数(FPS)由10提高到55,验证了该技术的有效性。

摘要：针对水利工程建设中施工人员靠近危险区域的风险问题,文章利用计算机视觉和深度学习,提出了靠近风险区域的危险行为预警方法。首先利用改进的YOLOv5+DeepSORT多目标追踪算法实现施工人员的追踪和轨迹收集;然后利用Social-STGCNN算法构建轨迹预测模型;最后,基于AI电子围栏,实现靠近危险区域的实时预警。工程实例表明,该方法能够预测和避免施工人员进入风险区,有助于构建早期施工安全预警机制,完善水利安全生产风险管控理论。

摘要：工程概况黄登水电站位于云南省怒江傈僳族自治州兰坪县境内,为澜沧江上游河段规划中的第六个梯级,装机容量1900MW,总库容16.7亿m3,总投资238亿元。碾压混凝土重力坝最大坝高203m,为已建成的中国最高、世界第二同类型坝。BIM技术应用及创新①研发HydroBIM-GeoBIM三维地质模型建模软件,可将地质模型与建筑物模型进行融合,进而实现地质与设计的三维无缝对接;通过面建模方法创建坝基开挖面模型,直观、准确呈现坝基工程地质条件,为坝基的抗滑稳定性计算及帷幕灌浆检查孔的布置提供准确依据;基于坝基声波检测孔钻孔电视成果创建地下缓倾角结构面三维模型,准确揭示坝基缓倾角结构面的空间分布情况及其连续性,为客观评价缓倾角结构面坝基抗滑稳定性提供支撑。