時間:2022-08-01 12:46:47
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇水電勘測設計論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
水利水電;測量;CAD;GPS;GIS;遙感
工具的進步引起了社會的變革,技術的革新推動了效率的飛躍。在信息社會,我們要積極有效地運用各種信息化工具,服務我們的工作。結合水利勘測工作,各種勘測手段的應用,促進了勘測工作由定性分析向定量計算方向發展。定性與定量的緊密結合,對于促進我國水電水利工程發展有重大意義。
1.CAD技術在水利水電勘測設計行業中的應用
CAD(計算機輔助設計)技術產生于二十世紀50年代后期,它伴隨著計算機硬件軟件技術的發展而迅速普及。二十世紀80年代CAD技術開始引入我國。90年代,CAD技術和系統在我國水利水電勘測設計行業有了飛速的發展,CAD的應用迅速普及。
近年來,隨著國家經濟實力的增強,開始逐步加大對大江大河的整治力度。對水庫和堤防除險加固工程投資巨大。與之相應的勘測設計工作量也急劇增大。傳統的手工繪圖、計算不能滿足其任務要求,利用CAD技術,則極大地改善了勘測設計條件。在水利水電勘測設計行業實現了計算繪圖與測量的一體化,從數據錄入到輸出都是在自動化軟件的管理下進行,在計算機之間或計算機與設備之間以數據流的形式交流,實現了無紙化辦公,自動化計算,不但極大地提高了效率,還避免了人為的錯誤??赡芤郧笆止び嬎阋齻€工日的工作量,不到一分鐘就計算完成了。
CAD技術也在不斷地豐富和完善。面對日益復雜與苛刻的勘測設計工程,CAD技術發揮的作用也將會也來越大。它的發展已經和水利水電勘測設計行業的發展息息相關,可以說,這兩項是相互促進的。水利水電勘測設計行業未來是要求朝著標準化、協同化、精細化方向發展。那么以計算機智能管理操作為基礎的CAD將為實現這一方向起到不可替代的支撐作用。水利水電勘測設計行業的CAD技術應用今后應重點放在三維設計、協同設計、智能化設計方面,使CAD工具不僅僅當繪圖工具,還要當計算工具、儲存工具和測量工具。
2.GPS定位技術在測量工程中的應用
GPS是指全球定位系統。是世界上第一種大規模商業及民用應用的衛星導航,測繪測距系統。作者需要指出的是,單純的GPS系統不會在我國有更加深入的應用了,因為我國已經有了類似于GPS的北斗系統。同時,歐洲有了自己的伽利略系統,俄羅斯也有了格洛納斯系統。本文所指的GPS,代表以上所說的所有系統,并不是僅指美國的全球衛星導航系統。
近年來,GPS高精度的定位技術在工程測量領域得到了廣泛的應用,它的突出優點有以下幾點:
GPS設備操作簡便,不需要太多的專業知識。它重量輕,體積小,所帶來的后勤壓力也小,減少了測繪人員的勞動強度。
觀測站選址靈活,不需要通視,減少了觀測站的數量,也就減少了測量工作的經費和時間。
幾乎不需要人工計算,定位精度高,減少了計算失誤率。在小于50km的基線上,其相對精度可以達到1ppm~2ppm,隨著基線的加長,其定位相對精度就越高,這是人工觀測不能比擬的。
觀測效果豐富。GPS觀測成果同時提供了三維坐標。在測量經緯度的同時,也測量了所處地的高度。這就為研究大地水準面的形狀和地面點的高程開辟了新途徑。
對于手工校正要求低,觀測時間短。目前,利用經典的靜態定位方法,完成一條基線的相對定位所需要的觀測時間,一般為1h~3h。為了進一步縮短觀測時間,提高作業速度,近年來發展的短基線(不超過20km)快速相對定位法,其觀測時間僅需數分鐘。
GPS觀測設備能全天候作業,一般不受天氣條件限制。突破了光學觀測的局限。
3.遙感技術在水利水電勘測中的應用
根據遙感的平臺分類,可以將遙感技術分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共三大類。遙感技術由于視域廣闊、信息豐富、具立體感、衛星影像成周期性重現以及獲取資料快速等特點,被廣泛應用于水利水電勘測設計工程中有關地質問題及相關的環境等問題的調查與研究。
A.遙感技術在區域構造穩定性研究
遙感圖像能提供大量宏觀的線性構造信息,較為全面的反映區域地質特征、水系分布特征和地貌形態,所以遙感圖像成為研究區域構造格架,確定斷裂體系及活動性以及評價工程及其周緣地區的構造穩定性所必不可缺的參考資料。
B.遙感技術對于危險地帶的監視
在大型水利水電工程庫區岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆積體等易出現問題的地帶進行監測與調查中,有一些工程應用遙感技術利用航衛片或彩紅外片進行地質解譯,結合野外的現場觀察,可以方便快捷的判定該地區的地質活動強度與穩定性。
C.遙感技術對于非地表資料的判讀
利用遙感影像,特別是彩紅外影像進行巖溶及巖溶水文地質調查有其特殊的優勢,像片解譯不僅能很好地判讀各種巖溶地貌現象,而且還可以充分利用和其它介質紅外光譜的差異,判斷地下水的分布和泉水分布等。。
D.代替人工進行中小比例尺地質測繪填圖
在保持必須的野外考察和成圖現場校核工作的前提下,中小比例尺地質圖可以用遙感成圖取代常規地質測繪。建筑物及其它重要地區大比例尺工程地質圖優先考慮遙感成圖。這樣可以節約測繪時間,提升工作效率。
4.地理信息系統在水利水電勘測中的應用
地理信息系統即GIS技術,它是一門綜合性的技術,與計算機系統,傳感器系統,數據庫系統緊密相連。這些技術又是在不斷發展的,每項技術的進步都給GIS帶來了深刻的變化。所以GIS在水利勘測設計行業的應用和發展,不僅僅取決于GIS技術自身的發展,更取決于整個行業的數字化的進程。
GIS技術可以有效的管理具有空間屬性的各種資源環境信息。它自身集成了信息采集(需要傳感器支持)、存儲、判別、計算與處理、多樣化專業性輸出等功能。是計算機技術在資源管理行業利用的代表。GIS技術的發展有以下2種趨勢:
網絡GIS。是指GIS技術與互聯網密切結合并深度拓展的一種產物。網絡是實現資源共享和遠程遙控的基礎技術,從互聯網的任意一個節點,網絡用戶可以瀏覽GIS站點中的空間數據、制作專題圖,以及進行各種空間檢索和空間分析。千里之外的數據猶如在眼前一樣,可以直接操作。它可用于除了一般數據外的特殊數據類型,尤其是矢量數據的處理。以網絡瀏覽器為應用工作平臺,在客戶端可以實現對矢量數據的操作,全國各個測繪點和數據庫連為一個整體,并可通過網絡遠程調用和各類數據、圖形、圖像。
“3S”組合集成技術?!?S”是一種更加深入化的組合系統技術,它是全球衛星定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、遙感系統(RS)的深度組合,也就是說,通過計算機硬件的基礎加上軟件的分析能力,統一的接受由其他接口傳來的各種信息,并作出判斷。在這個大系統中,每一部分進行分工,猶如大腦控制軀干,GPS主要被用于實時、快速地提供目標的空間位置;RS用于實時或準實時提供目標及其環境的語義或語義信息,發現地球表面的各種變化;GIS則對多源時空數據進行綜合處理、時時編譯、動態存取,系統組合的功效可以更全面的反應多種情況,表達更多的信息。
5.結語
面對快速發展的水利水電建設事業,我們要積極地學習利用新的技術和工具來為我們服務。本文介紹的以CAD電腦輔助繪圖技術,遙感技術,GPS全球定位技術,GIS技術為代表的智能化技術,極大地提升了水利水電行業工作效率,減輕了工作人員的勞動強度和工作負擔,并且能提升準確率。我們在發揚艱苦奮斗工作精神的同時,也要主動學習掌握這些新的工具,新的技術,這樣才能滿足新時期水利水電勘測事業的工作需要。
[1]楊連生.水利水電工程地質[M]武漢:武漢大學出版社.2004
關鍵詞:工程地質 專家庫系統 功能 界面 模塊 開發
1 前言
自2003年中國地質學會工程地質專業委員會發起建立“全國工程地質專家庫”以來,得到全國各界工程地質(含巖土工程和地質工程相關專業)行業高科技人員的積極響應,已經收到420余份反饋回來的專家登記表,均已錄入數據庫?!叭珖こ痰刭|專家庫”已初具規模,從針對服務的行業來說,包括水利電力、鐵路交通、礦山和工業民用建筑等;從專業領域來說,包括工程地質勘察、巖土工程施工、地質災害研究等;從遍及的單位來說,包括高等院校、科研院所、各部委直屬勘測設計院和公司等一百多家;從職稱分布來說,包括工程院院士、勘察大師、教授級高級工程師、高級工程師、教授、副教授、研究員、副研究員等;從工作職務來說,包括院長、副院長、總工程師、副總工程師、經理、校長、系主任等。
入庫的單位及其人數情況:北京國電華北電力工程有限公司14人;長安大學地質工程與測繪工程學院11人;成都理工大學環境與土木工程學院12人;國家電力公司成都勘測設計研究院43人;國家電力公司貴陽勘測設計研究院15人;國家電力公司昆明勘測設計研究院39人;建設綜合勘察研究設計院11人;水利部天津水利水電勘測設計研究院11人;中國科學院地質與地球物理研究所17人;中航勘察設計研究院39人(這里只列出了10人以上的單位)。
2 軟件功能
2.1 基本功能
① 顯示工程地質(地質工程、巖土工程及相關專業)專家基本信息,包括姓名、性別、出生年月、技術職稱、工作職務、工作單位、單位性質、聯系方式。 ② 顯示專家專業特長,工作領域。 ③ 打印專家表。 ④ 按照入庫序號、姓名和工作單位排序,方便檢索。 ⑤ 可隨時登記入庫。
2.2 查詢
按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質、技術職稱、專業特長、工作領域等單個字段查詢,查詢的結果可顯示專家基本信息、專業特長和工作領域,打印專家表。
2.3 高級查詢
多個字段的組合條件查詢,查詢結果可制作報表。
2.4 數據庫維護
數據庫管理員能夠輕松完成數據庫的日常維護工作,如添加、刪除、查詢等。
專家庫可用于人事檔案管理、查找工程咨詢專家、聘請工程項目評審專家、查找稿件評閱人、聘任學位論文審閱人等。
3 系統界面及功能模塊
3.1 主界面
全國工程地質專家庫系統主界面如圖1所示。界面包括菜單區、查詢區、信息管理區和信息顯示區。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項。查詢區包括單個字段的簡單查詢和高級查詢按鈕。信息管理區由基本資料、專業特長、工作領域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成,點選不同的按鈕,信息顯示區將顯示不同的信息。
3.2 高級查詢界面
點擊主界面窗口中查詢區的高級查詢按鈕會彈出高級查詢窗口,如圖2所示。通過該窗口可生成查詢條件、選擇結果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件,并執行查詢。查詢結果由查詢結果窗口(圖3)顯示出來。
3.3 查詢結果窗口
點擊高級查詢窗口中的開始查詢按鈕就可彈出查詢結果窗口。查詢結果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄,右上部分是打印全部結果按鈕和打印選中結果按鈕。下部是選中專家的詳細信息,當點選左上部的不同專家,其詳細信息會改變。
3.4 查詢結果報表打印窗口
點擊查詢結果窗口中的打印全部結果按鈕將彈出查詢結果報表打印窗口,如圖4所示。上部是打印按鈕、導出按鈕和縮放比例下拉列表框,中間是報表顯示區,下部是頁碼顯示和翻頁按鈕。
3.5 選中結果報表打印窗口
點擊主界面信息管理區打印按鈕和查詢結果窗口中的打印選中結果按鈕將彈出選中專家資料報表打印窗口,如圖5所示。
3.6 數據庫管理員界面
點擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項后,彈出管理員登陸對話框(圖6),輸入帳號和密碼后,點擊確定按鈕進入數據庫管理員界面(圖7)。
數據庫管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區和全表數據瀏覽和編輯區組成。工具按鈕包括移動記錄、添加、刪除等按鈕組成,專家信息編輯區用來編輯專家信息,全表數據瀏覽、編輯區瀏覽和編輯數據庫記錄。
4 工程地質專家庫系統開發
4.1 數據庫
(1)信息來源
通過學術會議、信件和網上下載(見enggeo.org/xwdt-040106.htm)等途徑分發“全國工程地質專家庫專家登記表”,收集反饋回來的原始登記表,錄入數據庫中。
(2)創建數據庫
在Microsoft Office Access軟件中建立專家數據庫。數據庫中包括的字段有:姓名、性別、出生年月、工作單位、技術職稱、工作職務、專家特長、工作領域、通信地址、郵政編碼、聯系電話、傳真和電子郵箱等,基本涵蓋了專家的基本信息、特長、工作領域和聯系方式。
(3)數據錄入
數據錄入方式有兩種方式: ① 在Access中錄入; ② 數據維護方式,即在數據庫管理員界面中輸入數據。
所有專家的信息存儲在一個數據表中,每位專家的信息在數據表中表現為一條記錄。
4.2 系統功能的代碼實現
采用Microsoft Visual Basic 6.0作為開發工具,運用其集成開發環境和快速應用程序開發技術,根據軟件的功能模塊分別創建程序界面和窗口(圖1-圖7)。開發過程中使用了ADO Data控件、DataGrid控件、DataEnviornment設計器、Data Report設計器等。
下面著重敘述高級查詢的實現。在高級查詢窗口中,用戶填寫的查詢條件包括查詢結果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句,用字符串連接生成SQL查詢語句。然后在專家數據表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結果窗口中顯示給用戶。完成高級查詢功能的程序片段如下:
Private Sub cmdQuery_Click()
Dim strKey As String
Dim strSQL As String, strsqlAll As String
Dim strOrderSQL As String
Dim strOrder As String
Dim intLenKey As Integer
Dim i As Integer, j As Integer
'查詢結果至少要顯示一個字段
If lstKey.SelCount = 0 Then
MsgBox "查詢結果中至少要顯示一個字段!", vbMsgBoxSetForeground, "缺少字段"
Exit Sub
End If
If txtCondition.Text = vbNullString Then
MsgBox "請加入查詢條件!", vbOKOnly + vbInformation, "提示"
Exit Sub
End If
'查詢結果中顯示的字段
strKey = vbNullString
strkeys = vbNullString
For i = 0 To lstKey.ListCount - 1
If lstKey.Selected(i) = True Then
strKey = strKey & lstKey.List(i) & ","
End If
strkeys = strkeys & lstKey.List(i) & ","
Next
strKey = Mid(strKey, 1, Len(strKey) - 1)
strkeys = Mid(strkeys, 1, Len(strkeys) - 1)
'where子句查詢條件
strWhere = vbNullString
If Len(Trim(strQuerySQL)) > 0 Then
strWhere = " where " & Trim(strQuerySQL)
Else
strWhere = vbNullString
End If
'字段排序字句
If lstOrderKey.ListCount > 0 Then
mstrOrderSQLs = ""
intLenKey = 0
For j = 0 To lstOrderKey.ListCount - 1
strOrderSQL = lstOrderKey.List(j)
If optOrder(0).Value = True Then
intLenKey = InStr(1, strOrderSQL, "(升序)", vbTextCompare)
strOrder = " ASC"
Else
intLenKey = InStr(1, strOrderSQL, "(降序)", vbTextCompare)
strOrder = " DESC"
End If
If intLenKey > 0 Then
strOrderSQL = Mid(strOrderSQL, 1, intLenKey - 1)
If mstrOrderSQLs "" Then
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & ","
End If
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & strOrderSQL & strOrder
End If
Next j
mstrOrderSQLs = " order by " & mstrOrderSQLs
Else
mstrOrderSQLs = ""
End If
'字符串連接生成SQL查詢語句
strSQL = "select " & strKey & " from " & " 專家庫 " & strWhere & mstrOrderSQLs
strsqlAll = "select " & strkeys & " from " & " 專家庫 " & strWhere & mstrOrderSQLs
adoconnection.Execute strSQL
adoconnection.Execute strsqlAll
If Err Then
MsgBox Err.Number & vbCrLf & Err.Description & Err.Source, vbCritical, "SQL語句錯誤"
Err.Clear
Exit Sub
End If
Set recResult = New ADODB.Recordset
Set recKeyword = New ADODB.Recordset
frmQueryResult.strSQL = strSQL
frmQueryResult.strSQL = strsqlAll
recKeyword.Open strSQL, adoconnection, adOpenStatic, adLockOptimistic
recResult.Open strsqlAll, adoconnection, adOpenDynamic, adLockOptimistic
If recKeyword.RecordCount
MsgBox "沒有您要查找的記錄!", vbInformation + vbOKOnly, "找不到記錄"
Exit Sub
End If
'查詢結果顯示
frmQueryResult.Show vbModal
End Sub
一、學生綜合能力不足的典型表現
(一)對專業知識的融會貫通能力
從歷次修訂和執行的本科教學計劃看,農業水利專業以往和當前開設的課程,足以滿足學生畢業后繼續學習、工作和基本科研所需,關鍵問題是學生是否真正掌握了所學的知專業識并能靈活地對其進行綜合運用,能否在大學專業教育的基礎上主動加強知識儲備和拓展專業實踐技能。畢業設計內容一般不局限于一門課程或一本教材,這就要求學生具有較強的對專業知識的融會貫通能力,能夠綜合運用所學的專業知識分析并解決實際問題。然而,即使在學習成績好,或者已經被確認錄取為研究生的學生當中,具備這種能力的學生并不多見,“學習好”基本等同于“課程考試成績較高”,而不能代表學生的專業實踐能力強。
(二)主動學習和獨立工作的能力
在四年大學生活中,掌握最基本的文獻檢索方法并利用便利的校園網查閱文獻的學生并不多,甚至一部分學生從來沒有查過文獻,需要專業文獻時僅在網上搜索一些網頁文件,復制粘貼一下便草草了事。指導教師詳細布置好的設計任務,學生不知道如何入手,需要老師事無巨細地指導;對于大多數學生而言,試驗方案的制定,數據的觀測、收集及分析處理等能力均為空白。由于缺乏學習的主動性和查閱分析文獻資料的能力,讓學生獨立開展研究、獨立完成課題幾乎是不可能的。此外,當前大學生普遍缺乏密切配合及團結協作的精神,指導教師布置的設計任務,有時需要小組集體完成,然而小組成員往往存在觀望、等待和依賴他人的心理,相互推托,不愿主動承擔任務和責任。
(三)計算機應用能力
農業水利專業開設的計算機類課程較多,一般包括計算機應用基礎(如MicrosoftOffice系列)、編程語言(如MicrosoftVisualBasic)、繪圖軟件(如AUTOCAD)等。從專業實踐應用的角度看,無論對于學習或工作,開設的這些課程和課時量已足夠,并且這些軟件完全可以在短期內自學并逐步提高熟練程度。但令人遺憾的是,雖然配備個人電腦的學生為數不少,但學生在基本的Word編輯排版、Excel繪圖及公式計算、簡單的程序編制、CAD制圖出圖等方面的熟練程度遠不及網絡聊天和電腦游戲。
(四)文字及口頭表述能力
在畢業設計過程中,學生提交的畢業論文和相關的文字材料層次不清,語句不通,詳略不得當,標點符號亂用,錯字別字常見。在與教師的溝通以及最后的畢業答辯過程中,學生的口頭表述能力明顯不足,不善于應用專業詞匯表達專業研究內容。
二、農業水利專業畢業設計發展模式
(一)知識脈絡的傳承
從農業水利專業階段教學的角度看,學生的專業學習主要體現在對不同課程的學習方面:在大一學年主要學習公共課,對專業的認識比較模糊;從大二學年開始進入基礎課和專業課的學習階段;至大四學年第一學期期末,學生基本修完教學計劃開設的所有課程。在此期間雖然學生對專業有了一定的了解和認識,但更多的情況是在每學期的課程學習后,很快轉入到新學期的課程學習中,缺乏對專業知識的系統梳理。畢業設計往往針對較完整的項目,可能涉及“農田水利學”“、水工建筑物”“、水力學”“、鋼筋混凝土”“、水利工程概預算”“、水泵”等多門課程知識,然而,在這些課程的獨立授課過程中,不可能完全傳達涉及的其它課程的所有知識。課程設計雖然可以部分地解決這個問題,但課程設計主要是針對一門課程知識的運用。因此,從提高學生對專業知識融會貫通的角度看,需要專業任課教師間的密切配合,尤其要突出強調本門課程在專業教學計劃中的地位、應用范疇以及與其他課程的前后銜接關系,重點解決好專業知識脈絡的傳承問題。
(二)與專業對口單位的協作
為提高畢業設計質量,解決學生畢業與工作銜接的一系列問題,除依靠全院教師的言傳身教外,還可以加強與農業水利專業對口單位(如:黑龍江省水利水電勘測設計研究院、黑龍江農墾勘測設計研究院、哈爾濱市水利規劃設計研究院、黑龍江省水利科學研究院等)的協作,通過邀請工程師、專家、學者等到學院作報告或現場指導,將大四學生直接派往設計部門或其他生產實踐部門參加實際項目等方式,開展多方面的溝通和配合,使學生的畢業設計選題結合生產實際[1]。這樣,不僅可以提高學生對學科和專業的認識,使學生提前進入工作狀態,還可以及時了解對口單位的人員需求信息,提高學生的就業意識,同時對教師工作也是一種交流和促進。
(三)本科的導師制
實行本科導師制,可以使學生有更長的時間參與指導教師的科研項目,而指導教師也有了比較穩定的助手。對于有課題和項目而無助手的中青年教師而言,導師制無疑是一個很好的機會[2]。結合我校農業水利專業階段教學的實際,可以考慮學生從大三學年開始,利用課余時間積極參與到教師的科研課題中來,在近一年半的時間里,通過協助教師和學長查閱資料、開展試驗、撰寫材料等逐漸提煉畢業設計題目和研究內容,從容地完成畢業設計。這不僅有利于拓寬學生的知識面,培養學生的動手、動腦和科研創新等多方面能力,也可以大大提高畢業生的綜合素質和競爭能力。
1三維地質建模的意義
我們知道,工程勘察設計成果的主要表現形式之一是各類圖件,所以又有圖紙是工程師的語言的尊稱。工程圖紙的繪制早已計算機化,這不用多說了。唯一要多羅嗦的是我們一般地將計算機輔助設計(CAD)就直接當成計算機制圖來理解,并且直呼CAD制圖,這稍微狹隘了一些,但既然已經成為了習慣約定,我們這里所提及的CAD制圖就暫且理解為狹義CAD。
在傳統的工程勘察內業整理工作中,地質制圖花去了地質師的大量時間和精力,因此CAD在工程勘察中的應用成為工程勘察信息化的重中之重,這是毋庸置疑的。國內工程地質計算機制圖也已經走過了二十余年的探索和應用歷程,現在誰要是還不能應用計算機繪制地質圖件,那是找不到飯碗的,可見計算機地質制圖的普及和應用程度也已經達到或者說早已達到了生產應用的水平。本次會議的代表和廠商,關于CAD技術的發言占了較大比例。
關于工程地質計算機制圖,我們甚至可以說,凡是思考過此類問題的地質師,最后都會不約而同地走到三維制圖這樣的思路上來。為什么會如此的殊途同歸,我想主要有兩點,一是主觀為自己,二是客觀為他人。為自己簡化繁鎖的制圖過程,建立了三維地質模型,其他切制剖面圖平截圖的事情就可以隨心所欲了!為他人主要是指地質圖件在提供給其他專業使用的過程中,在表達上難以讓非地質專業的技術人員理解,特別是一些地質結構面的空間組合關系,有時我們自己都不一定能分析透徹,雖然可以用類似于赤平投影這樣的工具來表達,但仍然并不直觀,一些影響到工程建筑物的布置和穩定的地質缺陷體,很難在二維圖上真實地反映出來。顯然,計算機三維地質建模是地質、設計、施工等專業都迫切需要的,也是工程科研所需要的,在進行工程三維穩定分析計算時甚至是必不可少的。
2三維軟件的發展與應用簡述
2.1CAD技術的四次革命
被稱為四次CAD技術革命的驅動器實際上就是三維問題的提出與解決方案的形成。
20世紀60年代出現了三維CAD系統的雛形;20世紀70年代,法國人提出了貝賽爾算法,使得在用計算機處理曲線及曲面問題時變得可以操作;法國達索(Dassault)公司推出了著名的三維曲面造型系統CATIA,導致了第一次CAD技術革命。CATIA被稱為貴族化的曲面造型系統,據有關資料介紹,當時在國內租用一套CATIA的年租金需15~20萬美元。
20世紀70年代末到80年代初,美國SDRC公司在當時星球大戰計劃的背景下,由美國國家航空及宇航局(NASA)支持,在CAD技術方面進行了許多開拓性研究,了世界上第一個完全基于實體造型技術的大型CAD/CAE軟件──I-DEAS。由于實體造型技術能夠精確表達機械零件的全部屬性,在理論上有助于統一CAD、CAE、CAM的模型表達,給設計帶來了驚人的方便性,因而被稱之為CAD發展史上的第二次技術革命。
CAD發展史上的第三次技術革命,是1986年美國參數技術公司PTC(ParametricTechnologyCorp.)推出的Pro/Engineer參數化軟件,又稱為參數化造形設計,第一次實現了尺寸驅動零件設計修改。進入20世紀80年代后期至90年代初,參數化技術更為成熟,幾乎成為CAD業界的標準。PTC先行擠占低端的AutoCAD市場,繼而進入高端CAD市場,與CATIA、I-DEAS、CV、UG等群雄逐鹿,并在CAD市場份額排名上已名列前茅。
由于參數化技術尚有許多不足之處,全尺寸約束的設計思路干擾和制約了設計者創造力及想象力的發揮,為此,美國SDRC公司于1993年推出了全新體系結構的I-DEASMasterSeries軟件,提出了更為先進的實體造型技術---變量化技術,又稱變量化造型設計,從而驅動了CAD技術發展的第四次革命。
2.2國產CAD系統的雄起
國內著名自主產權的CAXA系統,當前的宣傳口號為“創新設計”,同樣聲稱代表了CAD技術發展的第四次革命。該系統由北京航空航天大學研發,經過十多年持續不斷的投入和市場實踐,獲得了國家有關部門的重點支助,技術上已經相當成熟。2002年科技部在863計劃重中之重的“三維CAD系統”項目上采用了全新的研發和產業化機制,由CAXA牽頭,組織清華英泰、江蘇數字化設計制造中心、浙江大學、武漢開目、武漢天喻、陜西省CAD中心(西工大)和上海宏正等國內8家CAD廠商聯合承擔,實現了優勢互補、資源共享、多家合作、廣泛參與的“中國制造業信息化CAD產業技術聯盟”。CAXA突出了以創新設計取代參數化設計,讓設計者從三維空間直接進行產品構思和創意。CAXA已成功銷售正版軟件超過10萬套(其中3D軟件超過1萬5千套,CAM軟件超過1萬2千套),正在航空、航天、核工業、船舶、石油、化工、汽車、鐵路、電力、電子、家電、通信等眾多制造行業中被廣泛應用(請讀者注意:這里已經聲明了“制造行業”,其他工程行業好象還是AuotCAD一統天下),在國內CAD/CAX市場占有率穩居第一,被指定為國家制造業信息化三維CAD認證培訓的應用平臺之一。
2.3在中國CAD領域的AutoCAD和MicroStation
美國Autodesk公司1982年推出AutoCAD,很快進入中國市埸,又很快在國內CAD領域占據了具有類似于Windows操作系統一樣的統治地位。早期的AutoCAD沒有三維功能,直到1990年推出AutoCADR11版之后,提供了AME模塊來實現積木式立體繪圖,才使得三維制圖成為可能。AutoCADR13以后的版本,不再以AME模塊形式而是直接在AutoCAD中提供三維功能。到了AutoCAD2000,新提供了三維動態旋轉功能,在用戶指定的自由方式下連續旋轉三維實體,增強了三維可視化效果。AutoCAD的三維功能經過十多年來的不斷版本升級,最新的AutoCAD2005(2005年5月起,網上已經有了AutoCAD2006的下載版)在三維制圖功能方面已經達到了較高水準,可以實現復雜實體三維建模的要求。
美國Bentley公司的MicroStation是市場上僅次于AutoCAD的大型CAD系統。MicroStation的三維功能較AutoCAD的三維功能更為強大,并且還在AutoCAD三維功能之初的20世紀90年代初期,就已經可以代表當時三維建模的先進水平。而MicroStation在市場上的命運,很有點類似于IBM優秀操作系統OS/2,當年OS/2比Windows先進穩定,但卻在市場運作上很快就被微軟打??;MicroStation在中國市場的占有率遠遠低于AutoCAD,以至于在國內CAD應用領域熟悉的人不多,使用的人更少。
國內為了打破AutoCAD一統天下價格居高不下的局面,于2003年12月5日由中國勘測設計協會向全國各行各業的勘測設計協會發了一個推薦函:中設協字(2003)第53號“關于在勘測設計行業推薦使用MicroStationPowerCAD軟件的通知”,團購價300/套。此舉措在國內工程勘測設計行業產生了一定影響,這兩年MicroStation的用戶也就逐漸多了起來。
2.4其他三維軟件
1996年在北京第三十屆國際地質大會科學展覽會上,美國、法國、加拿大、以色列等國家的一些優秀的三維地質建模軟件紛紛亮相(我們已經在一些文章中向讀者作過介紹)。此類軟件當時和后來在國內石油勘探系統用得較多,效果很好。此類軟件由于系統龐大,要求計算機性能很高,對用戶的使用水平要求也很高,在除了石油勘探系統之外的其他勘測行業很少引進。另一個根本性的原因恐怕還是此類軟件價格昂貴,一般性土建工程勘察沒有必要,就是較為復雜的水庫大壩工程地質勘察也不一定消受得起。而石油勘探則完全不一樣,打一口石油鉆井的費用數千萬元,用高檔計算機輔以高水平的三維分析軟件以確定鉆井井位,則是很有必要的。
國內外還有一些GIS系統,也提供不同需求層次的三維功能。國內工程地質界早有人自編三維建模軟件,也有能解決一般性實體建模問題的,但都尚未能形成氣候,真正用于工程實際三維實體建模的實例尚不多見。一些宣稱三維應用的實例多為地形模型,實際上是一張地形表皮而不是地質實體,也就是動畫一下使平面地形圖站立起來看上去易于理解而已。
2.5三維軟件行業應用的傾向性
總觀以上所列三維軟件系統,可以明顯地看出行業應用的傾向性。CATIA、I-DEAS、CV、UG和國產CAXA等系統,主要支持者和用戶群在宇航、飛機、汽車、機械等制造業;三維地質建模軟件多用于石油勘探業。這些行業的經濟實力最雄厚,支持力度最大,研發力量最強,應用水平很高。AutoCAD和MicroStation均屬于成功市場化的通用CAD系統,其用戶主要在工民建、水利水電、能源交通、港航等工程勘測設計行業,其支持力度也主要是這些行業的龐大用戶群。
以上我們對三維軟件進行行業應用劃分只是一個相對概念,制造業用AutoCAD,土建用CAXA也是常見的,就像客車也可以裝貨貨車也在載人一樣。
2.6CAD軟件的二次開發
一般較為成熟的有一定市場的CAD平臺,都要為用戶提供二次開發工具(編程語言、與其他語言的接口等)。AutoCAD提供了LISP、ObjectARX、VBA;MicroStation提供了MicroStationBasic和VBA;CAXA用C++開發,很自然地提供了與C++和VC++的接口。另外,各CAD廠商之間對圖形文件格式、數據交換標準等技術問題,有些不成文的默契或轉換工具,誰的市場份額最大誰就具有最大的發言權,誰就有可能成為事實標準。例如AutoCAD的DWG文件格式,MicroStation、CAXA等CAD系統都能與此兼容。
由于行業應用各具特色,許多用戶都要在選定的CAD平臺上進行二次開發,國內許多行業CAD應用軟件提供商也多為二次開發的應用系統。例如國內名氣較大的理正軟件研究院所提供的工程勘察CAD系統、水利水電行業的許多勘測設計CAD系統,都是基于AutoCAD的二次開發。當然,高手用戶也有根本不用二次開發軟件的,直接就在AutoCAD、MicroStation等CAD平臺上完成自己的設計和制圖任務。
3三維地質建模的新思路
三維地質建模有難度,也存在一些誤區。走出誤區需要新思路。
3.1三維地質建模的誤區
工程地質界對于三維地質建模的追求已經許多年了,早在非窗口化非圖形化的DOS時代,國內就有許多人探索過。由于當年計算機硬件和軟件功能的局限性,這樣的探索是有意義的但卻注定了沒有多少實際效果,因此也就一直達不到工程實用的水準。我們在追求三維地質建模的過程中也曾經存在過一些誤區,例如早先我們有些貪大求全,總希望將一個樞紐工程區(例如壩址區)的三維地質體全部搬到計算機上,這樣的誤區實際上導致了三維地質建模走進了死胡同!對于構造不發育地質條件簡單地區,問題不大且早就有人這樣做了(例如建于土質地基上的火電站、近于水平地層的一些工程)。而對于存在較為復雜的褶皺構造、斷裂構造、侵入體等地質條件區,就顯得相當困難。原因在于建模的范圍太大,所需要的地質信息量太大,計算機的性能有限,軟件處理功能不夠,當然還有若干其他技術和非技術的原因,一直困繞著三維地質建模的工程應用。
3.2走出三維地質建模的誤區
探索多年卻走不出誤區,這不但是探索者的困惑,也是行業發展和專業應用的尷尬。由于地質三維問題意義重大難度也大,一些難以用數學模型來準確表述的空間非規則的面、多個非規則面在空間的組合與切割關系以及它們所組成的空間實體的計算機描述,深深地吸引著眾多探索者的興趣和志向,時不時地,我們還可以從不同的消息面上了解到聲稱解決了地質三維建模問題的夸張性廣告詞式的報導或自我介紹,甚至還有高?;蚩蒲袉挝坏难芯咳藛T上門宣傳自己對三維建模問題的解決方案。這里,筆者暫時放棄對眾多三維愛好者和探索者們研究成就的深入報導,而轉向對以應用為先解決工程實際問題為重的解決方案的評述,看看是不是可以走出地質三維建模的誤區。
在本次勘察信息化壇上,中國水電顧問集團北京勘測設計研究院的徐春才高工向會議展示了近年來他們在AutoCAD平臺上實現三維地質建模的最新成果,立即吸引了代表們的眼球,被筆者稱為本次論壇上的CAD技術亮點之一。
徐春才的探索是務實的。首先他對工程界最為流行的AutoCAD的三維功能進行了較為深入的研究,界定了充分利用AutoCAD本身提供的三維功能去實現三維地質建模的基本思路;其次是選用合適的編程語言開發出一些AutoCAD并不具備的三維地質建模輔助工具,以實現建模意圖。
徐工更為可取的務實思路是根據工程需要去考慮做“局部”模型還是建“整體”模型。例如地下洞室區的地質體,是最為令地質師和設計師都很頭疼的地下空間,做出這一工程區域的三維地質實體模型,最需要表達的是巖性(地質勘察的首要任務)、各主要地質結構面的空間組合(通過地表測繪、探硐和鉆孔等勘探手段可以勘察到一定精度)、建筑物與地質實體之間的空間關系等。實現了這樣的實體模型,可以說基本上就已經大功告成了(圖1)。其他諸如組合塊體分析、穩定計算、地應力方位、建筑物空間位置根據地質條件的調整、地質缺陷的加固處理、實體的任意旋轉與任意剖視等等,都將在此模型基礎上獲得有效解決。又如對于某一塊需要深入研究的邊坡、壩基等,都可以做出“局部”三維地質模型以滿足工程需要。而需要做整體的地方,例如水庫庫區做出一個三維的庫盆,將大壩實體(確定性問題做起來很容易)放上去之后,根據水位的升降來計算庫容量,或計算開挖體積等等。這種“整體”只需具有三維的地表特征屬性就可以了,當然也可以把壩址區主要構造等條件放上去,就可以基本滿足全工程區的一般性切圖的需要(圖2)。更進一步地,如果地質資料足夠,工程需要,按照以上思路在AutoCAD平臺上構建出壩址區整體三維地質模型,在技術上也是可行的。
3.2三維地質建模新思路是可行的
(1)軟件平臺的可行性
徐工在AutoCAD平臺上成功地實現了三維地質建模,說明現有流行CAD平臺均是可行的。如果還有人在MicroStation、CAXA等CAD平臺上進一步探索,筆者相信同樣可以成功。此類CAD平臺雖然沒有直接提供構建三維地質模型工具,但可以充分利用這些平臺構建各類曲面和實體的功能,巧妙地應用這些功能的有效組合,輔以其他編程語言開發出特殊問題的解決工具,成功就在眼前。
(2)工程需求的可行性
三維地質建模一定要根據工程需求來構建。一般來說,那些短平快的中小工程,幾張二維地質圖足以滿足需要,當然沒有必要去建三維地質模型。還有一些簡單工程,例如一段堤防、渠道、中小規模的閘涵等,也沒有建模必要。真正需要構建三維地質模型的是一些大型樞紐工程的大壩區、高邊坡區和洞室區等,可以按照工程需求分局部和整體、急用先建、先粗后細的原則來考慮。工程需求并非貪大求全,只須滿足要求即可。
(3)技術路線的可行性
在成熟的軟件平臺上做自己想做的事,其技術路線不存在根本性問題。三維軟件經過數十年的發展,業已相當成熟。我們需要提倡的是像徐工那樣的務實精神,消化現有軟件功能,擴展應用領域,走務實技術路線。
(4)技術力量的可行性
生產第一線的地質師不會用計算機的狀況已經一去不復返了。不過要求地質師們都達到徐工那樣的水平又是不現實的??陀^地說,通過不斷學習和應用實踐,將涌現出高水平的地質計算機應用人才,這就是我們所需要的工程勘測設計的技術力量。
4國內自主產權的勘察CAD
在本次勘察信息化論壇上,深圳市勘察研究院介紹了他們開發的自主產權的“勘察e”數字化勘察信息處理軟件(以下簡稱:“勘察e”),同樣吸引了眾多專家代表們的強烈關注,被筆者稱之為又一個CAD技術亮點。
“勘察e”具有CAD功能(其他信息管理等功能本文不議),不基于任何其他CAD平臺,因此我們又稱其為自主產權勘察CAD。熟悉CAD的朋友們都知道二次開發,本文前已贅述。我們也都知道,各行各業都在用的AutoCAD,一套正版本要價一萬元以上(還是在其他CAD擠壓降價后),雖然正版化已經叫了多年,但用非正版AutoCAD的還是大有人在。近年來媒體報導勘測設計單位被Autodesk公司聘請的偵探查盜版害得好苦,動不動罰款上百萬元。國內AutoCAD的商也公開或非公開地四處安置舉報人員,搞得某些用戶們真不敢掉以輕心。如果有自主產權價廉物美的勘察CAD軟件,勘察單位是愿意接受的。想想看,我們使用中的許多基于AutoCAD上進行二次開發的軟件系統,一旦離開了AutoCAD平臺就等于廢物!因此早有專家擔憂,我們的信息化一是被掛在微軟Windows操作系統的戰車上,二是被AutoCAD牽著鼻子,如果有一天微軟戰車拋錨Autodesk公司翻臉,我們的信息化就將全線崩潰化!不知道這是不是危言聳聽!
在本次會議期間,筆者與“勘察e”的開發者蔣鵬博士初步交流,深受這些有識青年創新勇氣的感染?!翱辈靍”的CAD功能在其技術含量和輔助設計方面還不能與AutoCAD等流行CAD平臺相提并論,但他們關于勘察方面的專用功能卻是可以基本滿足專業應用要求的,其中一些關于專業用戶可以靈活定制的功能,流行的權威CAD并不具備。另外,該系統也作了一些簡單三維的研究,例如輸出地層透視圖,進行地層層面及鉆孔柱狀圖的迭加、動態顯示等?!翱辈靍”系統的圖形文件與AutoCAD兼容。系統用C++開發,自然提供C++、VC++技術接口,你也可以在此基礎進行自己喜歡的二次開發。
“勘察e”是個新生兒,技術上尚不如人,但卻有特色,有發展前景,因此筆者看好這樣的未來亮點。其實,工程勘察在使用AutoCAD、Microstation等通用CAD軟件時,有許多的功能我們或許永遠也不會用上,就像我們在使用最常用的Word、Excell等軟件時,不同的用戶側重于自己使用的那一部分,誰也不會去折騰與自己應用無關的功能。既然如此,工程勘察CAD完全可以也完全應該根據自己專業的需求,開發出滿足專業應用的CAD系統。只要按照軟件開發的兼容性要求,在文件格式、數據格式、軟件接口等等方面做好與其他CAD平臺的信息可交換性,也應該是大有前途的。
5結語
CAD技術經過數十年來的發展,目前在國內市場上流行的具有強大用戶群的AutoCAD、CAXA和Microstation等系統,幾乎歷經千錘百練,功能強大,技術成熟,開發實力雄厚,是CAD軟件的龍頭老大。在這些平臺基礎上進行專業特色需求的二次開發,是許多CAD軟件廠商的無奈選擇,也是許多用戶的無奈選擇。既然如此,認真消化和用好這些流行系統,完全可以解決工程界最為復雜的三維地質建模問題。
“勘察e”一類的自主產權專用系統是有前途的。如果國內CAD軟件都只在別人基礎上作二次開發,一棵樹上吊死是十分危險的!但大家都來做“勘察e”則又大有重復開發的嫌疑??扇〉氖谴蠹一ハ嘀С謭F結起來共同開發“勘察e”,也許就能走出重復開發的誤區。這里最大的支持應該是用戶,而用戶也需要行業引導。當然如果有類似于CAXA這樣的高校和國家的支持,“勘察e”也可以成為勘察行業的龍頭老大。
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關鍵詞:水利工程 土石壩 筑壩材料 研究
1概述
20世紀70年代,四川省三岔水庫粘土斜墻石渣壩及南部升鐘水庫壩高70 m粘土心墻石渣壩的建設,標志著四川省土石壩建設擺脫了早期建設單一均質土壩的傳統模式。
冕寧大橋水庫壩高93 m的混凝土面板堆石壩的建成,是四川省水利建設史上的新發展。這些大型水利工程大壩的成功建設,都顯示了筑壩材料研究的發展和對大壩建設的強有力支持。隨著對當地筑壩材料的深入研究和開發,促進了我省一大批各具特色的土石壩工程的建設。20多年的工程實踐,已在防滲料、反濾過渡料、壩殼料諸方面得到了深入的研究和發展,取得了可喜的成果。21世紀初,岷江紫坪鋪水利樞紐壩高156 m面板堆石壩的興建,必將開創四川省水利史上土石壩建設的新篇章。
2防滲料的研究
2.1膨脹土的研究
70年代中后期,針對四川盆地9個水庫大壩土料400余組試驗成果,分析研究了本地區膨脹的主要判別指標,同時研究了大壩防滲體應用膨脹土的方法,并在升鐘水庫大壩心墻中成功運用,論文“筑壩工程利用膨脹土的研究”在第四屆全國土力學及基礎工程學術會上進行了交流,為我省土石壩工程建設中對膨脹土判別及應用提供了經驗。
2.2泥巖石渣作防滲料
80年代后期,隨著大、中型水利工程建設的需要,大量開采土料已對耕地造成威脅。針對四川中部“紅色地層”廣布風化砂和泥巖料的特點,開展了研究其替代粘土作防滲料并在工程實踐中取得實效。論文“風化砂、泥巖石渣作防滲料的研究”總結了我省雙河口及雙溪水庫大壩建設中的研究應用成果,該論文在第三十屆國際地質大會上發表,這個階段強調的是風化泥巖石渣的使用。90年代中后期,在應用風化泥巖作防滲料的基礎上,更進一步地研究了弱風化或新鮮泥巖石渣作防滲料。在研究方法及施工開采上有了新的突破,并在沉抗水庫中得以實施應用,論文“沉抗水庫大壩泥巖心墻防滲料的研究”在《土石壩工程》上進行了交流。目前,在建的大洋溝水庫、關門石水庫、牛角坑水庫大壩都采用了泥巖石渣做防滲料。在我省的土石壩建設中,采用“紅層”泥巖石渣料作防滲料取得了顯著的社會效益及經濟效益。
2.3礫質紅粘土研究
紅土在我國南方諸省用作筑壩材料早已是不爭的事實。但在80年代,四川省特別是在大型水利工程對其的使用則存在著相當大的疑慮,如在大橋水庫勘測設計階段進行主壩壩型比較中,對這種天然密度低、含水量高、天然孔隙比在0.95~1.13的礫質紅粘土作為防滲料存在著極大的爭議。為此,對級配連續之寬級配礫質紅粘土(因其礫石為棱角狀,在大橋工程中通稱碎石土)進行了系統的研究。主要包括礫質紅粘土礦物成分、天然含水量、級配及相應的力學特性研究。對礫質紅粘土不同季節含水量的變化、含水量與細粒含量、碎石風化程度、天然含水量與擊實最優含水量的關系等作了專門性研究,并獲得科學結論,證明礫質紅粘土符合防滲材料質量的技術要求,是較好的筑壩材料,因而支持了在大橋水庫副壩溝昔格達地層上修建壩高29.5 m的礫質紅粘土心墻堆石壩的方案,從而免去了在中酸性混染巖地層上修建壩高60 m面板堆石壩的方案,節約了大量資金,取得了較好的經濟效益。隨后,其在瓦都水庫、晃橋水庫都得以應用,并取得顯著的工程效益。
3洪積扇碎石土
四川西部地區屬高烈度地震區。在西部地區進行水利水電工程建設,土石壩有著更強的優勢和前景。為保證工程安全,降低工程造價,對該地區廣泛分布的洪積堆積物的研究和利用具有重要意義。大橋水庫利用洪積扇碎石土作為主壩面板堆石壩墊層料成為工程建設之首例;瓦都水庫利用洪積扇碎石土作為大壩下游壩殼填料,為開發利用天然資源,降低工程造價作出了貢獻。論文“筑壩工程利用洪積扇碎石土的研究”及“大橋水庫混凝土面板堆石壩墊層的設計與研究”分別發表在《’99中西部巖土力學與工程學術討論會論文集》及《土石壩工程》2000年第1期,對洪積扇碎石土特性研究及應用作了介紹。 4反濾過渡料的研究
(1)傳統的反濾層和過渡層是分層設計的,我們把既對防滲體起反濾保護,又對壩殼料起過渡的雙重作用稱為反濾過渡層。采用這種連續級配料可以得到降低工程造價和簡化施工的效果;
(2)反濾過渡料設計選擇的方法:①級配連續。無論是人工破碎或天然砂卵石反濾過渡料都遵循連續級配的原則,保證充填關系;②運用中國水科院劉杰的研究成果(國家自然科學基金資助項目),針對防滲體的不同性質,控制并選擇與反濾過渡料相適應的D20料徑;③反濾過渡料最大粒徑的控制一般多為80 mm,如雙溪水庫人工破碎反濾過渡料、瓦都水庫天然砂卵石反濾過渡料控制最大粒徑為80~60 mm;大橋水庫副壩碎石土心墻堆石壩因其心墻的礫質紅粘土特性,天然砂卵石反濾過渡料最大粒徑選為200 mm,基本為全級配砂卵石,從而大大降低了造價;④試驗論證。通過反濾試驗,檢驗反濾過渡料反濾保護及排水效果,控制其滲透系數在A×10-3 cm/s~A×10-4cm/s量級范圍;
(3)利用破碎帶石渣作反濾過渡料?;螛蛩畮於咽蠄鲋杏袑捈s45 m的擠壓破碎帶,通過對破碎帶的全面研究,得出破碎帶石渣符合用作反濾過渡料質量的技術要求,從而確定取代原設計采用之人工破碎反濾過渡料。破碎帶石渣單價約為人工破碎料的1/4,因此而節省了資金。論文“利用擠壓破碎帶石渣作反濾過渡料的研究”在《土石壩工程》2000年第2期中對研究成果作了詳細介紹。
5壩殼料的研究
5.1壩殼用料
70年代中后期,我省土石壩壩殼用料范圍已有較大發展,巖性已涉及到砂巖、泥質粉砂巖、灰巖、白云巖、中酸性混染巖(花崗巖、閃長巖、輝綠巖混染)、玄武巖、石英正長巖、砂質頁巖、砂卵石等諸多品種,巖石強度涉及軟巖硬巖不同等級,研究范圍廣泛并在相應工程中應用,使土石壩建設獲得成功。
5.2壩殼料最大干密度
壩殼料填筑干密度是土石壩設計和施工控制中最重要的指標之一,而研究無粘聚性壩殼料最大干密度的方法,求得科學合理的指標則成為關鍵。自1990年起,對紫坪鋪、大橋等大型工程堆石料即開始進行振動臺法及表面振動器法堆石最大干密度的比較研究。隨著各工程筑壩材料巖石及強度的不同,已形成了一套較完整的表面振動器法求堆石料最大干密度方法,論文“無粘聚性粗粒料最大干密度試驗方法探討”已在《土石壩工程》中作了全面介紹。大量的工程實踐已經證明,采用該方法求得的最大干密度更接近實際,以此最大干密度值確定的設計干密度,完全能達到指導施工和控制施工質量的目的。
6紫坪鋪水利樞紐工程大壩筑壩料
自1990年起,開始了紫坪鋪大壩筑壩料的試驗研究,各設計階段經歷了對尖尖山灰巖、水西關砂巖及青城橋砂卵石料的研究。在招標設計階段,則進一步對尖尖山料場作擴大調查及復查,對灰巖堆石、墊層及過渡料做了大量的試驗,確定了相應的級配、控制干密度及其力學特性指標。由于尖尖山系飛來峰,歷經地質構造作用,巖體裂隙發育,因而對該料是否可獲得堆石所需塊度存在疑慮。2000年,經四川大學、水電五局及我院共同努力,通過爆破試驗,已成功地取得爆破開采堆石料(最大粒徑800 mm)、過渡料(最大粒徑400 mm)成果,爆破級配達到堆石、過渡料設計控制級配范圍。此外,本階段還對壩址覆蓋層砂卵石及基巖開挖料利用以及青城大橋砂卵石料均作了研究,為大壩填筑料作了充分的技術準備。
7筑壩材料的質量技術要求
土石壩建設的發展離不開筑壩材料的研究與開發,而正確評價筑壩材料質量是選擇工程建設安全、價格低廉的當地材料,進而作出優秀設計的基本條件。我省通過近30年的工程實踐,深刻體會到原天然建材“78規范”已不適應土石壩設計水平發展的需要,而2000年新版《天然建筑材料勘察規程》的天然建筑材料質量技術要求仍滯后于當今土石壩設計與建設的發展。結合我省土石壩建設的實踐,論文“試論碾壓式土石壩筑壩材料勘察質量評價”(《土石壩工程》2000年第2期)在這方面作了詳細的介紹,可供工程建設參考。
8結語
【關鍵詞】利益相關者;和諧理念;水利水電工程;項目管理
1引言
傳統的水利水電工程項目管理大多側重于質量、進度、安全、投資。但是,現代的項目管理大多希望可以達到利益相關者的期望和要求,就目前情況來看,我國的大多數水利水電工程項目管理都是在效仿國外的管理經驗,并在此基礎之上進行不斷的改進和完善,從成果來看,大多數都是在進行理論性的探討,并沒有完全付諸于實踐,也就有很多的困難需要解決,本文簡單根據利益相關者的和諧理念下的水利水電工程項目管理提出一個研究方向。
2水利水電工程項目管理的原則
在項目的開展過程中,在面對影響因素的過程中,既要考慮到主觀因素,又要考慮到客觀因素,這在管理的過程中,有著很多的困難需要解決,通過對相關的水利水電項目管理的工作經驗進行總結和歸納,更好的應用于現今階段的項目工程管理過程中,主要應該遵從以下幾點原則:第一,應該遵循持續性的管理原則。所有的水利水電工程的耗費時間都比較長[1]。因此,在對水利水電工程項目進行管理的過程中,即使是在項目的緊張階段,也應該保持積極的管理態度,應該時刻將多元化的管理理念落實,從根本上提升整個項目的綜合價值,為社會的發展奠定堅實的基礎。第二,管理工作有常規狀態,自然也有特殊的情況,在遇到特殊情況時,要積極應變,不要過于死板,一味地應用常規的管理方案,在遇到緊急事故的時候,應該立即組織營救,做好調整工作,減少損失。
3分析在項目管理中運用利益相關者的和諧概念的原因
3.1水利水電工程項目的管理環境決定
現如今,社會主義市場經濟在不斷的發展,利益的格局也在不斷的變化,傳統的項目管理制度已經逐漸不能適應社會不斷的發展需求,各方面的利益關系已經逐漸使得人們的思想觀念在不斷地變化,這也致使水利水電工程項目管理的環境產生翻天覆地的變化。由于水利水電工程項目具有管理系統復雜、分工專業、規模大的特點,導致項目管理在很大程度上有一定的風險和不確定因素,這些都需要應用人性化的管理方式進行管理,尤其是和諧的管理理念。
3.2水利水電工程項目的管理具有特殊性
水利水電項目是一項專業性很強的項目,且具有一次性的特點,項目管理的作用就是在限期內對資源進行整合,進行重新的利用,水利水電項目管理不僅是要對內部進行管理,還需要對外部進行管理,從項目的規劃階段,到審批階段,再到立項施工階段都需要多個部門進行協助才能完成,水利水電工程項目還有一定的復雜性和不確定性,從管理制度的角度來看,是不能靠單一的制度來進行管理的,這就需要適當地在管理制度中融入和諧的管理理念,通過一系列和諧互動的管理機制來實現水利水電項目管理的效果。
3.3水利水電工程項目的管理單位目標決定
水利水電工程項目具有很強的多目標性和復雜性,這決定在項目管理的過程中很多的優先權問題、項目成員的工作方式不同、資源分配等問題導致的利益相關者之間引發不必要的沖突和矛盾,這就需要管理者充分應用利益相關者的關系進行協調,建立一個和諧穩定的管理環境,從而實現質量、進度以及安全等目標的實現。
4正確應用利益相關者的和諧概念
正確應用利益相關者的和諧概念主要分為三個部分:一是對水利水電工程項目的環境進行有效的分析,找出利息益相關者[2]。主要是由于水利水電工程項目所涉及到的人群較廣泛,地區也較遼闊,這就需要對所在的復雜環境進行充分的分析,確定出利益相關者。二是,對利益相關者進行分析,找出最主要的利益沖突。利益沖突發生在水利水電工程項目中的項目建設管理單位與建設單位、設計公司、信貸公司、投資者甚至是單位員工之間,有很多的參與單位之間都有一定的利益沖突。三是,在上述對利益相關者充分的分析基礎之上,應該及時采取管理手段,尤其是和諧理念的管理,這主要應該從以下幾個方面著手:第一,應該對和諧理念的觀念進行強化,及時采取適當的和諧理念管理方法,本文簡述的是軟硬兼施的管理方法。將規范化的管理理念中融入和諧理念的管理模式,達到促進管理的目的,將管理的出發點放在和諧管理上,在實現水利水電工程項目管理正規化、制度化的同時,還應該堅持以人為本,將環境中的復雜因素進行合理地融合,保障管理制度的規范和合理,重視在管理中的和諧,保障組織建設更好的實施,最終實現與利益相關者之間的共贏局面。第二,建立起和諧的管理體系。建立相關的管理單位,并及時建立與建設單位、咨詢單位、設計公司、信貸公司、相關的投資者以及單位所有的員工之間的新型的管理體系,并將和諧的管理理念運用在人與人之間的關系管理上,實現單位中人與人之間更加的友好,人與自然之間更加和諧。第三,水利水電工程項目管理部門應該加強培養單位人才,提高整體的管理水平。就目前情況來看,我國的水利水電項目中的管理人員大多數都是技術人員,并沒有足夠的管理經驗和能力。因此,在對水利水電項目工程的管理中,應該更多的培養管理人才,尤其是培養一定的復合型人才,實現管理人員可以精通管理相關的專業知識的同時,還可以精通一定的專業技術,擁有一部分的復合型人才,能夠更好的注重以人為本的管理理念,可以將和諧的管理體制更好的運用。第四,重視水利水電工程項目管理上的創新和企業的建設。水利水電工程項目要達到更好的應用和諧管理的目的,就必須要進行創新,這主要是由于水利水電項目在管理的過程中環境比較復雜,不能用死板的制度管理去解決所有遇到的問題。因此,必須要將項目管理的制度進行不斷的創新,尤其是在軟件管理和管理體制方面,更好的解決在項目管理過程中遇到的問題,真正實現水利水電工程更好的建設的目的。水利水電工程項目一般的建造環境比較復雜,條件相對較艱苦,這就需要在項目管理的過程中適當的加強企業的團隊建設和文化建設,為管理創建一個和諧的環境,這樣既可以提高員工的工作熱情,還能凝聚團隊的斗志,從根本上提高水利水電工程項目管理的水平。
5結語
綜上所述,水利水電工程項目的管理擁有規范化的制度和先進的技術是前提,還要有更加先進的管理理念,傳統的管理理念已經很難達到項目管理的目標,且不能適應先進水利水電工程項目的管理環境。因此,本文基于利益相關者的和諧理念進行項目的管理,將原有的規范化的管理理念融入利益相關者的和諧理念,進行有機的再融合,建立一種更加合理的水利水電工程項目管理理念。
【參考文獻】
【1】吳洪波.水利水電工程項目管理中存在的若干問題探討[J].江西建材,2017(13):120-120.
報自治區審批的樓莊子水庫工程征收耕地按25倍執行,恰木薩水電站工程征收耕地按30倍執行的,鏨高水電站工程征收人均耕地不同的村分別按28倍和30倍執行的。
2水利水電工程征收耕地補償倍數存在差別的原因
從目前已開工或完成審批(或核準)的水利水電工程看,征收耕地補償倍數存在差別主要為投資建設主體不同和相關各方對征收補償政策規定理解不同。2.1投資建設主體不同如葉爾羌河阿爾塔什水利樞紐工程,建設資金含國家投資,項目由國家發改委批準,征收耕地補償倍數嚴格按《大中型水利水電工程建設征地補償和移民安置條例》(國務院令第471號)執行,土地補償和安置補助費倍數為16倍。如葉爾羌河恰木薩水電站,屬企業投資項目,項目由自治區發改委核準,征收耕地補償倍數依據《關于公布實施自治區征地統一年產值標準的通知》(新國土資發〔2011〕19號)的規定確定,土地補償費和安置補助費倍數為30倍。投資建設主體不同、審批或核準主管部門不同,因此,不同工程征收耕地補償標準不一致。2.2相關各方對征地補償政策規定理解不同如葉爾羌河鏨高水電站工程,該工程移民安置規劃編制過程中,當地國土部門提出征收耕地的安置補助費倍數應采用以行政村為單位的人均耕地來確定,由于該工程建設征地涉及莎車縣霍什拉甫鄉的5個村,根據各村人均耕地統計結果,人均耕地有1畝以下的,也有1~2畝之間的,因此該項目征收耕地的土地補償費和安置補助費出現了30倍(人均耕地1畝以下的村)和28倍(人均耕地在1~2畝之間的村)兩個標準。由于《關于公布實施自治區征地統一年產值標準的通知》(新國土資發〔2011〕19號)中未具體說明確定征收土地安置補助費的“人均耕地”是以征地所在行政村還是以鄉或是以縣為單位來計算,因此在確定上述類項目(征收耕地涉及行政村數量較多且各村人均耕地差別較大的項目)征收耕地補償標準時,地方政府、項目業主、設計單位及規劃報告審查部門對在什么范圍內確定的“人均耕地”理解不一致,導致各方主張的補償標準不一致。若鏨高水電站工程征收耕地補償標準采用鄉或縣的人均耕地來確定,那么征收該鄉各村耕地的土地補償費和安置補償費倍數均為30倍。因此,由于相關政策規定不具體,征地相關各方對政策相關規定的理解和把握不一致,導致同一工程征收同鄉范圍內不同村之間同等質量耕地的補償標準不一致。
3同一區片不同工程征收耕地補償倍數不一致引起的問題
以葉爾羌河上的阿爾塔什水利樞紐工程(已開工建設)、鏨高水電站工程(已核準)、恰木薩水電站工程(已開工建設)為例,上述3個工程為葉爾羌河出山口處的3個梯級工程,建設征收耕地均屬于山區鄉,涉及莎車縣霍什拉甫鄉和喀群鄉,其中阿爾塔什水利樞紐工程征收霍什拉甫鄉阿爾塔什村耕地的補償倍數為16倍;鏨高水電站工程征收霍什拉甫鄉努爾巴格村耕地的補償倍數為28倍,征收該鄉多來提巴格村耕地的補償倍數為30倍;恰木薩水電站工程征收霍什拉甫鄉亞瓦格村耕地的補償倍數為30倍,征收喀群鄉恰木薩村耕地的補償倍數為28倍。從上述工程征收耕地補償標準及實際工作遇到的情況來看,在同一區片依據現行政策規定確定的耕地補償倍數存在差別,會給征地補償相關工作帶來問題。(1)以“人均耕地”確定征收耕地安置補助倍數的規定,存在當地上報人均耕地統計數據不準確或某些地方干部為爭取耕地補償費用謊報人均耕地數量的可能性,如一些工程出現當地統計部門和當地村委會出具人均耕地證明數據相差較大的情況;(2)相關政策規定不夠具體,在編制及審批移民安置規劃時,設計單位、地方政府及業主單位對“人均耕地”的統計范圍理解不一致,導致對征收耕地的安置補助倍數難以達成一致意見,出現地方政府和項目業主之間相互扯皮,同時也增加審查部門工作難度;(3)征地補償實施階段,同一區片同等耕地被征收的不同村組農民難以接受不同倍數的耕地補償費用,會導致地方政府實施難度加大,移民攀比上訪情況增多,嚴重影響區域社會和諧及穩定。
4推行區片綜合地價的必要性
4.1推行區片綜合地價是當前政策規定的要求。自國土資源部2008年6月下發了《關于切實做好征地統一年產值標準和征地區片綜合地價公布實施工作的通知》開始,內地多省已相繼制定相應政策并順利實施,也取得了良好效果。如《黑龍江省征地區片綜合地價實施辦法》(2015年)、《關于公布湖北省征地統一年產值和區片綜合地價的通知》(2014年)、《甘肅省征地補償區片綜合地價》(2016年)、《河南省關于調整征地區片綜合地價標準的通知》(豫政﹝2016﹞48號)、《福建省人民政府關于全面實行征地區片綜合地價的通知》(閩政﹝2017﹞2號)等。自治區國土資源廳也在2009年將《新疆維吾爾自治區征地統一年產值標準和區片綜合地價測算補償標準》報自治區人民政府批示,并征求相關各單位意見,但目前仍未全面推行該項政策規定。國務院于2017年4月14日公布《關于修改大中型水利水電工程建設征地補償和移民安置條例的決定》(國務院令第679號),將原條例第二十二條修改為:“大中型水利水電工程建設征收土地的土地補償費和安置補助費,實行與鐵路等基礎設施項目用地同等補償標準,按照被征收土地所在省、自治區、直轄市規定的標準執行”。這些與土地征收緊密相關的政策規定的出臺,使土地征收尤其是耕地的征收外部法律、政策環境發生了變化,這就要求在土地征收的政策制訂上、土地補償標準的運作機制上全面進行規范化,以適應當前形勢和政策規定。4.2實施區片綜合地價是解決合理確定耕地補償標準的有效途徑。原征地補償標準采用以被征收“該耕地”的前3年平均年產值乘以法定補償倍數的辦法,征收耕地的補償倍數按照“人均耕地”確定,這種補償標準存在考慮因素單一、統計誤差較大、各方對政策規定把握不一致的情況,造成同一區片征地補償標準不同。而區片價在測算因素的選擇上,綜合考慮了土地區位、土地供求關系、當地經濟發展水平和城鎮居民最低生活保障水平等多個因素,突破了法律規定的年產值倍數法,并運用國際上通用的地價評估方法市場比較法,使測算結果更具科學性和合理性。4.3提高征地工作透明度,維護被征地農民合法權益。經自治區人民政府批準的區片征地補償標準向社會公布,且接受社會監督,讓農民充分了解補償標準,維護其知情權和參與權。公布的征地補償標準是一個剛性的標準,任何單位和個人都必須嚴格執行。目前征地補償標準是以被征收土地的年產值及人均耕地作為測算的依據,在實際工作中不同地類、不同項目之間存在征地補償同地不同價,甚至差距懸殊的問題,造成被征地農民集體和農戶心理不平衡。實行區片綜合地價后,在同一區片內同一地類不同宗地的征地補償標準相同,且不因征地目的及土地用途不同而有差異,確保征地補償價格透明度,維護被征地農民切實權益。
5結語
水利水電工程建投資數額大、征地影響范圍廣,工程建設給當地經濟社會帶來巨大利益的同時也產生較大的影響,尤其是建設征地和移民安置問題的處理是否妥當,直接影響工程能否順利準,提高征地工作透明度,實現補償公平,維護被征地農民合法權益,建議全區水利水電工程征收耕地盡快推行實施區片綜合地價。
參考文獻:
[1]崔杰.土地承包地及征地補償案件的法律適用[M].人民法院出版社,2005.