都江堰水资源可持续利用及三维虚拟仿真研究

发布时间：2020-08-12 20:15

【摘要】：在三维虚拟仿真场景下对都江堰的工程布局和水资源的可持续利用进行系统研究,对促进水利学科的进展和都江堰灌区的发展均有重要的意义。 1. 研究了都江堰三大主体工程在天然情况下分流分沙的规律性,枢纽工程顺应天然河势和水流泥沙的运动规律布局,经不断维修、改建和完善,历经两千多年而不衰,充分体现了天人合一的可持续发展理念。 2. 探讨了都江堰水资源的供需矛盾,分析了水资源利用的历史演变、现状及发展趋势。提出了解决都江堰水资源供需矛盾的对策,这些措施将有助于缓减水资源时空分布不均匀和水资源总量缺乏的矛盾,对提高都江堰的供水保证率、减轻洪水灾害、改善都江堰历史文物保护区的景观都有重要的作用。 3. 将地形嵌套建模的方法用于流域三维仿真模拟,采用多分辨率的地形建模和多层细节的构造,实现了不同数据资料统一协调的流域地形建模。提出了分区域建模的概念和方法,减少了按数据变化梯度判据建模所造成的数据冗余。 4. 提出了流域三维仿真模拟的三个层次,在数学模型计算进程的可控性、动态显示的实时性、计算与显示的数据传输等三个方面进行了开拓性的研究,实现了数模计算与三维虚拟仿真相结合的实时交互,在流域三维仿真系统实时性和交互性的系统开发方面取得了新进展。 5. 应用粒子系统模拟流场,分析了影响流场模拟效果和实时性的各种因素,提高了系统运行的实时性与真实性,完善了集实时计算和显示于一体的流场仿真系统。 6. 提出了利用废弃土坝修建杨柳湖水库的推荐方案,并对方案的实用功能和视觉影响进行了论证,对原方案争论的焦点提出了合理的解决方案。三维可视化技术为工程方案的论证提供了新的工具。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TV213.9
【图文】：

科学可视化,风暴,软件系统,标量场

余盛明 1996），图 1-1 为 Vis5D 的系统界面及其在 California 地区的风暴形成模拟。图1-1 科学可视化软件系统Vis5D及其在California地区的风暴模拟在水流计算可视化方面，当前大多以二维可视化研究为主，近年来三维可视化也出现了多种不同的表现方式。对水流的计算表现，包括标量场和矢量场模拟两个方面。标量场的模拟主要以等值线、等值面等方式表达，表达形式较为单一简单，生成算法也较为成熟；而矢量场的模拟方式则较多（唐泽圣，1999），

都江堰,河势,岷江

都江堰枢纽主要由鱼嘴、金刚堤、飞沙堰和宝瓶口等组成分流、引水、排沙枢纽，河势见图 2-1。图2-1 都江堰河势图2.1.2 灌区渠系工程都江堰枢纽将岷江分为右岸沙黑河总干渠、左岸内江总干渠和岷江干流。岷江干流从都江堰到新津河段长 70 余公里，为岷江的排洪河道。内江水流进宝瓶口后，通过总干渠至仰天窝节制闸一分为二，再经蒲柏、走江闸二分为四，顺应西北高、东南低的地势倾斜，一分再分，形成自流灌溉的渠道体系，灌溉成都平原及川中丘陵区一千余万亩农田。岷江右岸则由沙黑总河进口后灌溉岷江右岸的土地，灌区分布如图 2-2。

分布图,分布图,水沙运动,都江堰

都江堰灌区分布图

【引证文献】