信息自动化技术在水利水电工程建设中的应用研究论文_江承琛

信息自动化技术在水利水电工程建设中的应用研究论文_江承琛

广东水电二局股份有限公司 广东省广州市 511340

摘要:近年来,我国水利水电工程的建设如火如荼,对我国的能源生产与农业产业发展起到了非常重要的推动作用,而信息自动化技术则极大地推动了水利水电工程建设的自动化与智能化,本文因此而对水利水电工程建设中的信息自动化技术的应用效果进行简要阐述,并且分析水利水电工程建设中的信息自动化技术应用策略。

关键词:信息自动化技术;水利水电工程;地理信息系统

前言:水利水电工程由于其工程建设目标与建设环境的特殊性,非常容易受到地质地理环境的影响,因而在水利水电工程施工建设中,需要合理利用更加科学有效的信息自动化技术来对这些地质与地理环境因素加以明确,以便于采取适当措施加以调整,进一步提高工程施工作业的效率与质量。

1.信息自动化技术在水利水电工程建设中的应用概述

信息自动化技术在水利水电工程建设中的应用,是将常规的信息技术与计算机技术在水利水电工程建设过程中加以应用,在技术应用的过程中,通过其自动化管理与控制,进一步实现水利水电工程建设管理的科学性与有效。在开展水利水电工程建设的过程中,信息自动化技术可以划分为水利自动化与水电自动化,二者共同构成水利水电工程的管理体系,进而以之为基础,更好地开展水利水电工程的有效管理。

水利水电工程建设过程中,信息自动化技术的应用通常是两层结构或者三层结构的,包括信息收集层、处理层与应用层,在实际的水利水电工程建设中,信息自动化技术可以凭借这些实用性功能实现对建设工程的智能化与自动化检测,实现对建设工程的有效管理。在水利水电工程建设中,信息自动化技术的应用主要内容就包括地理信息系统(GIS)与遥感技术(RS)。

2.水利水电工程建设中信息自动化技术的应用策略

2.1 GIS技术的应用

2.1.1水利检测中GIS技术的应用

GIS技术可以应用于水利检测当中。在水利水电工程的准备阶段,GIS技术可以有效辅助工程的选址与定位,检测当地具体环境并加以分析,明确该工程水量淹没阶梯的情况与程度,以便于制定行之有效的水利水电工程建设方案与规划设计。在接下来的水利水电工程防洪阶段中的应用也可以取得非常好的效果。

2.1.2防洪工作中GIS技术的应用

GIS技术可以通过模糊优选神经网络与流量智能预警模型来更加精准地预测流域面雨量,在计算时不会受到计算者主观因素的影响,且不受数据数量限制,因此该技术的应用体现出了很高的精确性与有效性。在精准预测雨量并进行示警之后,水利水电工程就可以及时制定相应的防范措施,及时向市民发布洪峰预警信息,以便于在最短时间内减少洪灾造成的危害。如果洪灾较为严重的话,还可以对救灾路线加以模拟。

图 1 GIS技术操作系统

2.1.3动态演示中GIS技术的应用

GIS具有立体的动画演示功能,在现代水利水电工程建设中的应用过程中,GIS技术的应用可以实现更加细致的布局与规划,可以从更加全面的角度来观察与分析水利水电工程,及时发现工程问题,以便于工程施工人员与技术人员进行及时有效的调整。同时,GIS技术的应用成本有限,但能够取得巨大的效果。比如,水利水电工程建设中,GIS技术的动态演示功能,可以帮助技术人员通过计算机观察到母线洞与工程的内部构造,更加直观而立体地了解水利水电工程建设的实际情况,并且借由相关数据分析来实现对水利水电工程的全部掌控。GIS技术可以实现对工程施工环境的有效观测,便于施工人员与技术人员根据工程建设的实际需要,有效提高工程质量与工程效率[1]。

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2.2RS技术的应用

2.2.1稳定区域构造中RS技术的应用

水利水电工程建设的开展,利用RS技术可以到达一些人力无法企及的位置,为工程建设的顺利开展提供大量的数据信息。工程建设中的某些特殊地段,还可以通过RS技术来分析其地质结构,明确其地质构造的基础上,制定有效的应对措施,从而保证工程顺利开展,避免由于特殊结构的存在影响工程进度。实际上,RS技术在水利水电工程建设中的应用可以及时有效地发现一些特殊地貌,并探测环境湿度因素,帮助建筑施工人员及时打好提前量,采取相应措施保障施工进度。例如,四川省自贡小井沟水利工程嗅水河拱式工程在施工时,发现该地区的实际地质情况较为复杂,地形条件变化极大,为了满足工程施工的需要,在原施工图纸的基础上,进一步采用无人机、RS技术与BIM技术相结合,搭建了实景地质的三维模型,进而更加准确地完成了渡槽进出口与桥梁设计变更,顺利完成施工作业。

RS技术还可以及时明确地质灾害与发育情况,可以利用不同的空间分辨率综合航空与卫星遥感图像,准确地调查地质灾害的类型、形态与发育情况等,及时预警,以避免水利工程建设中的地面塌陷等灾害带来的巨大损失。另外,RS技术就可以实现区域水文地质普查与解译工作,通过RS技术的数据选取、处理、校正等技术对水文地质信息进行合理调查与分析。

2.2.2预防自然灾害中的RS技术应用

水利水电工程建设中,RS技术的应用可以有效监察并预防泥石流与滑坡等自然灾害事故的产生。水利水电工程建设的目的是实现水资源的有效调配,或者利用水资源更好地开展农业产业与电力生产等,并起到行之有效的预防洪水的效果,因此相较于其他类型的工程项目,水利水电工程具有环境与条件的特殊性,相对来说滑坡与泥石流的爆发概率都比较大。为此,采用RS技术的航拍功能与彩虹出片功能来进行有效的地质勘查,明确自然灾害的具体位置,并发出预警,以便于水利水电工程的施工人员及时加以调整,以避免造成较大损失[2]。

例如,北江(曲江乌石至三水河口)航道扩能升级工程飞来峡枢纽二、三线船闸工程施工过程中,采用RS技术与洪水分析软件等技术相结合,以RS技术获得相应的彩虹外航片对施工现场进行信息收集,进而利用三维开发技术,对虚拟开挖之后的场地进行建模,利用水文学与河流动力学等技术对其进行分析,进而明确三维溃堤场景,从而明确洪水隐患,及时采取措施加以调整,避免了施工过程中的损失。

2.2.3水电站水库坝址选择

RS技术可以应用于水利水电工程坝址选择方面,可以借用于无人机低空遥感图像,对地质活动情况进行高精度分析,进而明确该地质结构中是否存在断层结构,如果存在则明确其具体位置。对地表水情况进行精细探查,包括河流宽度等,对每一个水坝选址之后所造程度的田地淹没面积进行测算,并以此为基础明确在水利水电工程建设中需要拆迁人群的数量,以及由此产生的费用。水利水电工程是一项牵涉众多的工程,其坝址的选择需要综合以上全部信息进行科学考量。美国Bechtel公司早在2013年就已经获得FAA批准将无人机遥感技术应用于实际的工程选址与施工作业中,并且开始与Skycatch合作开发建设数据处理平台了,可见RS遥感技术在实际的工程建设中起到的作用。

例如,2017年广东省韩江高陂水利枢纽工程建设过程中,泄水闸(含排漂孔)、电站厂房、船闸、鱼道及连接重力坝等工程的选址与建设,就充分运用了RS技术参与地质结构分析与河流情况探查,有效避开了地质环境较差的位置,保障了各项工程的顺利施工,从而形成韩江下游及三角洲防洪、供水体系中的控制性工程。

结语:水利水电工程建设过程中,信息自动化技术的主要应用方向包括地理信息系统与遥感技术,这两种技术的有效应用可以实现对水文地理情况的检测,检测泥石流滑坡问题,以便于水利水电工程建设人员采取适当措施加以处理。

参考文献

[1]刘行.刍议信息自动化技术在水利水电工程建设中的有效运用[J].科学技术创新,2015(12).

[2]邓水根.水利水电工程建设中信息自动化技术的应用剖析[J].江西建材,2015(22):136-136.

论文作者:江承琛

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期

论文发表时间:2018/6/12

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