序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的道路交通工程系統(tǒng)分析方法樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。

第1篇

    1交通工程的概念及特點(diǎn)

    1.1交通工程的概念 交通工程就是把人、車、路、環(huán)境及能源等與交通有關(guān)的幾個(gè)方面綜合在道路交通這一統(tǒng)一體中進(jìn)行研究,以尋求道路通行能力最大、交通事故最少、運(yùn)行速度最快、運(yùn)輸費(fèi)用最省、環(huán)境影響最小、能源消耗最低的交通系統(tǒng)規(guī)劃、建設(shè)與管理方案,從而達(dá)到安全、迅速、經(jīng)濟(jì)、方便、舒適、節(jié)能及低公害的目的工程建設(shè)。

    1.2交通工程的特點(diǎn)

    1.2.1規(guī)模合理性。交通工程是關(guān)系到社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要的工程設(shè)施,交通狀況的好壞直接關(guān)系到人們生活水平的質(zhì)量,因此交通工程具有建設(shè)規(guī)模合理性的特征,只有具有了建設(shè)規(guī)?？茖W(xué)合理的設(shè)計(jì)以后,才能使建設(shè)出來的交通符合社會的發(fā)展。

    1.2.2 系統(tǒng)性。公路工程交通設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系涉及的范圍很大,交通是全人類共同使用的公共資源,交通的建設(shè)程度關(guān)系到人們的生活質(zhì)量,可以說交通工程是一個(gè)關(guān)系到多個(gè)社會層次的系統(tǒng)工程,它具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性,只有把社會的各個(gè)系統(tǒng)調(diào)動起來才能實(shí)現(xiàn)交通工程的最終目的。

    1.2.3 配套性。配套性主要是指交通工程系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),除了在本系統(tǒng)內(nèi)相互配套以外,還須與公路沿線設(shè)施的其他標(biāo)準(zhǔn)配套,如監(jiān)控、通信、收費(fèi)等系統(tǒng)與管理機(jī)構(gòu)、房建設(shè)計(jì)等標(biāo)準(zhǔn)的配套,已有系統(tǒng)功能的發(fā)揮。

    2我國交通工程的現(xiàn)狀

    2.1 交通流理論研究

    交通流理論是用物理與數(shù)學(xué)的定理、方法,定量地描述交通流特性,是交通工程學(xué)的基礎(chǔ)理論之一,對道路交通系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理具有指導(dǎo)作用。國內(nèi)對交通流理論的研究,沒有從純數(shù)學(xué)、物理學(xué) 角度入手,而是結(jié)合具體交通 問題開展工作,取得 了一些成果。

    東南大學(xué)用穿插理論研究環(huán)形交叉路口的通行能力。同濟(jì)大學(xué)用沖突點(diǎn)法研究十字路一口的通行能力。交通部公路研究所結(jié)合路口信號控制,建立了交通平滑離散模型。北京工業(yè)大學(xué)在研究燈管路口通行能力的過程中,研究了路口直行車隊(duì)的車輛跟馳模型、路口自行車行駛狀態(tài)的流體力學(xué)模型與通行能力計(jì)算公式。近年來,研究了高速公路交通流特性,開發(fā)了高速公路交通仿真程序。

    2.2交通規(guī)劃理論與方法的研究

    交通規(guī)劃是研究在一定土地使用條件下的交通需求與交通供應(yīng)的平衡關(guān)系。我國過去編制交通規(guī)劃,實(shí)際上是擬定道路網(wǎng)規(guī)劃,且以定性分析為主。自引進(jìn) 了交通工程學(xué)以后,編制交通規(guī)劃,名符其實(shí)的是擬定包括場站在 內(nèi)的各種交通方式的綜合交通規(guī)劃,且以大量占有數(shù)據(jù)的定量分析 為主。自80年代初開始,應(yīng)用美國50年代提出的UTPS,先后對天津、徐州、上海、北京等30多個(gè)城市進(jìn)行了大規(guī)模居民出行調(diào)查,編制交通規(guī)劃方案。在這個(gè)過程中,各地根據(jù)實(shí)際情況,對模型做某些修改、

    標(biāo)定參數(shù)、編寫計(jì)算程序。值得一提的是東南大學(xué)對非平衡交通分配模型做了有益的改進(jìn),并提出了動態(tài)多通路交通分配模型。北京工業(yè)大學(xué)對交通預(yù)測提出多角度預(yù)測理論與方法,提高了中、長期預(yù)測的可信度。

    與此同時(shí),北京工業(yè)大學(xué)開辟了交通樞紐規(guī)劃新領(lǐng)域,提出了客運(yùn)樞紐規(guī)劃原理與選址方法 貨運(yùn)樞紐規(guī)劃原理與選址方法。西安公路學(xué)院提出了用總量控制法編制公路網(wǎng)規(guī)劃。

    2.3道路交通系統(tǒng)安全理論研究

    交通安全是涉及人身生命和國民經(jīng)濟(jì)損失的重要問題,一直受到各部門的重視。北京工業(yè)大學(xué)交通工程專業(yè),自1979年成立以來,把道路交通安全做為自己恒定的研究方向。多年來,他們以人的因素為主體,綜合分析影響交通安全的道路條件,用路者的條件,車輛條件和交通環(huán)境等諸多因素,揭示了一些產(chǎn)生交通事故的機(jī)理和規(guī)律。所見到的成果有 交通安全灰色評價(jià)方法道路交通安全模糊綜合評價(jià)方法 道路交通事故成因分析城市道路交通事故的特性研究危險(xiǎn)路段的判定與改善交通工程心理學(xué)多角度預(yù)測交通事故的方法等。

    2.4交通系統(tǒng)分析與交通管理技術(shù)

    在交通管理的實(shí)踐中,逐步形成了使交通渠化、交通 管理需雙向控制的思想,并明確提出交通綜合治理的口號。渠化是變無序交通為有序交通的一種技術(shù)雙向控制是指在最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有交通設(shè)施的功能的同時(shí),兼控交通需求,否則交通管理無法奏效交通綜合治理是指運(yùn)用系統(tǒng)工程、交通工程的理論科學(xué)地治理交通。在這種思想的指導(dǎo)下,做了如下工作。

    2.4.1 自1979年起,在全國公路上建立 了11 262個(gè)間隙式交通調(diào)查點(diǎn)和183個(gè)連續(xù)式交通調(diào)查站。系統(tǒng)地觀測公路交通量、車速、交通組成等數(shù)據(jù)。在上海、北京、哈爾濱、福州幾個(gè)城市盯街道上建立交通觀測站,監(jiān)測城市道路的交通變化規(guī)律。

    2.4.2 制定了道路交通標(biāo)志標(biāo)線規(guī)范修訂了道路交通管理?xiàng)l例。

    2.4.3 在大中城市和高速公路上,廣泛應(yīng)用標(biāo)志、標(biāo)線等交通管理技術(shù)。北京、深圳等城市采用了交通 區(qū)域控制。

    2.4.4 北京、深圳等城市采用了交通區(qū)域控制。

    2.4.5 在交通管理部門,推廣了計(jì)算機(jī)交通事故管理系統(tǒng)。

    2.5 交通設(shè)施設(shè)計(jì)理論與方法

    道路是最主要的交通設(shè)施,如何使道路符合行車規(guī)律,如何使道路 滿足用路者的旅行需求,如何使道路勘測設(shè)計(jì)自動化,一向是廣大道路交通工程人員追求的目標(biāo)。

    “ 七五 ” 期間,國家做為重點(diǎn)攻關(guān)課題研究了公路設(shè)計(jì)CAD,取得了一批成果。目前,交通部公路勘察設(shè)計(jì)院和 部分省市交通設(shè)計(jì)院,以及有關(guān)院校都有公路設(shè)CAD軟件,可用計(jì)算機(jī)從事道路設(shè)計(jì)。

    在設(shè)計(jì)理論方面,北京工業(yè)大學(xué)提出了道路線形設(shè)計(jì)新理論。舊理論以滿足汽車行駛要求為出發(fā)點(diǎn),靜止地分析 問題,孤立地設(shè)計(jì)新理論是以滿足用路者的出行需求為出發(fā)點(diǎn),動態(tài)的分析問題,強(qiáng)調(diào)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。

    3交通工程的管理措施

    3.1 利用科技手段促進(jìn)公路養(yǎng)護(hù)管理現(xiàn)代化

    首先,通過功能強(qiáng)大的軟件,使數(shù)據(jù)管理便捷高效,為公路養(yǎng)護(hù)和運(yùn)營提供大量、及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息,為公路交通的發(fā)展提供了有效依據(jù)。其次,通過高科技手段,實(shí)現(xiàn)人工檢測向自動化檢測發(fā)展,使公路質(zhì)量的檢測、評估分析更加快捷、準(zhǔn)確。另外,學(xué)習(xí)使用國外高等級公路養(yǎng)護(hù)適用新技術(shù),延長公路使用壽命,實(shí)現(xiàn)公路交通可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

    3.2建設(shè)專業(yè)化的養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍,加強(qiáng)監(jiān)管力度

    為了社會主義市場經(jīng)濟(jì)要求,公路養(yǎng)護(hù)管理養(yǎng)護(hù)工程要建立競爭機(jī)制,要求養(yǎng)護(hù)人員要有競爭意識,具備全方位養(yǎng)護(hù)能力,建立一支訓(xùn)練有素???機(jī)械配套、安全措施完備的專業(yè)化養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍。加強(qiáng)政府對公路行業(yè)的監(jiān)管力度。政府要快組織制定相應(yīng)的運(yùn)營高等級公路的養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)程和規(guī)范,養(yǎng)護(hù)作業(yè)實(shí)行社會監(jiān)理、政府監(jiān)督。

    3.3建立完善的交通工程監(jiān)督制度

    不斷的更新交通工程管理的理念。要使新的管理方式更加有效,可以很好的適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,使其工作方式和辦事程序改變,增強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的連接。充分利用現(xiàn)有的管理經(jīng)驗(yàn)及信息技術(shù)的互動,將交通工程市場監(jiān)督好,提高其管理水平。

第2篇

關(guān)鍵詞：南水北調(diào) 西線工程 虛擬 仿真

1 背景

南水北調(diào)西線工程規(guī)劃從長江上游大渡河、雅礱江、通天河上筑壩建水庫，采用隧洞穿過巴顏喀拉山，向黃河上游補(bǔ)水，以補(bǔ)充黃河水資源不足，是解決我國西北地區(qū)干旱缺水問題的重大戰(zhàn)略措施。同時(shí)，南水北調(diào)西線工程和東、中線工程共同組成一個(gè)有機(jī)整體，在一定條件和時(shí)間內(nèi)，三條線可相互補(bǔ)充，尤其可通過適當(dāng)調(diào)整黃河水量分配，使南水北調(diào)工程與北方東、中、西部水資源相互補(bǔ)償，共同實(shí)現(xiàn)我國的水資源優(yōu)化配置， 保證本世紀(jì)中葉我國人口高峰時(shí)國民經(jīng)濟(jì)和人民生活用水安全。

南水北調(diào)西線工程大規(guī)模的跨流域調(diào)水改變了原有水資源的時(shí)間、空間分布狀況，相應(yīng)地引起了調(diào)水區(qū)、受水區(qū)的自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化，并產(chǎn)生諸多有利的和不利的影響；同時(shí)，在施工和運(yùn)行調(diào)度管理等方面，西線又是一個(gè)復(fù)雜、龐大、艱巨的系統(tǒng)工程，存在著許多世界性的難題。如：如何正確評價(jià)南水北調(diào)西線工程調(diào)水后對促進(jìn)受水區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境改善的作用、對調(diào)水區(qū)可能引起的自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境變化？如何評價(jià)西線調(diào)水對黃河水資源的補(bǔ)償作用？如何分析不同調(diào)水量的供水目標(biāo)和供水范圍？如何優(yōu)化確定合適的壩高與洞線長度？如何研究遠(yuǎn)景規(guī)劃中的后續(xù)水源的戰(zhàn)略性問題？等等，對工程的規(guī)劃決策及工程建成后的運(yùn)行管理都有著重要意義。未雨綢繆，必須認(rèn)真研究這些問題。

為解決南水北調(diào)西線工程實(shí)施中的一些世界性難題，通過全數(shù)字化數(shù)據(jù)平臺的構(gòu)建和數(shù)字仿真技術(shù)的應(yīng)用，建立全新的數(shù)字化研究環(huán)境和虛擬調(diào)水工程環(huán)境，依靠大尺度、高精度情景數(shù)字模擬研究和實(shí)際驗(yàn)證，構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化決策模型，為回答西線調(diào)水中涉及國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重大戰(zhàn)略問題以及工程的可行性和科學(xué)性問題提供工作平臺。

2 目的

南水北調(diào)西線工程虛擬仿真及應(yīng)用研究的目的：為解決南水北調(diào)西線工程實(shí)施中的一些世界性難題，集成全數(shù)字?jǐn)z影測量、遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)字三維仿真和多源空間數(shù)據(jù)無縫集成(Seamless Integration of Multi-source Spatial Data)等高新技術(shù)，建設(shè)南水北調(diào)西線工程勘測設(shè)計(jì)一體化數(shù)字集成平臺和虛擬環(huán)境，完成多比例尺、多數(shù)據(jù)類型資料的數(shù)字集成，以功能強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件與模型為支撐，為相關(guān)科學(xué)家、工程規(guī)劃設(shè)計(jì)人員高效的工作提供詳實(shí)靈活便捷的數(shù)字流域研究環(huán)境，通過對南水北調(diào)西線工程調(diào)水區(qū)、輸水沿線、受水區(qū)和后備水源區(qū)的數(shù)字仿真手段，對調(diào)水工程的可行性、有效性及存在的可能方案進(jìn)一步予以綜合分析與論證。可在調(diào)水線路沿線依據(jù)其地形、地震、工程地質(zhì)等條件，對不同調(diào)水實(shí)施方案的投資規(guī)模、工程實(shí)施條件進(jìn)行比選，并初步估計(jì)其生態(tài)環(huán)境影響；依據(jù)調(diào)水前提對受水區(qū)社會、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境效益做出分析，提出客水分配與利用的優(yōu)化模式；通過對后備水源區(qū)的相關(guān)研究，探討后續(xù)擴(kuò)大調(diào)水的可行性及其影響。為水資源跨流域配置方案的優(yōu)化選擇提供全新的高技術(shù)支撐工具，加快南水北調(diào)西線工程的準(zhǔn)備，為規(guī)劃決策及工程實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。

3 南水北調(diào)西線工程虛擬仿真及應(yīng)用研究主要內(nèi)容

研究內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面，第一個(gè)方面，針對南水北調(diào)西線工程研究多信息源集成的數(shù)字平臺和虛擬仿真的關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)涵蓋調(diào)水區(qū)、輸水沿線、受水區(qū)的數(shù)字平臺和虛擬仿真系統(tǒng)；第二方面，在數(shù)字平臺和虛擬仿真系統(tǒng)的支持下，對西線調(diào)水工程中的不同調(diào)水量、供水目標(biāo)、外調(diào)水和內(nèi)地水分配利用、輸水路線以及對生態(tài)環(huán)境影響等問題進(jìn)行系統(tǒng)分析和優(yōu)化研究。

3.1 南水北調(diào)西線數(shù)字集成系統(tǒng)研究

研究如何以南水北調(diào)西線（含后備水源區(qū)）跨流域調(diào)水工程規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作為需求背景，在調(diào)水線路區(qū)、受水區(qū)、水源區(qū)構(gòu)建一體化的數(shù)字集成平臺，提供數(shù)字仿真研究數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括：

3.1.l 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究——1)數(shù)字化集成平臺設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、數(shù)據(jù)字典和表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。研究數(shù)據(jù)庫應(yīng)包含的內(nèi)容、數(shù)據(jù)項(xiàng)、涵蓋范圍、組織策略等；2) 海量多數(shù)據(jù)源、多類型、多要素、多尺度、多時(shí)相空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的研究。在以往工作積累的基礎(chǔ)上根據(jù)本項(xiàng)目的要求，完善大型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，使之能夠管理圖形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、三維高程數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)等多類型數(shù)據(jù)，探討數(shù)據(jù)庫多源數(shù)據(jù)邏輯一致性協(xié)調(diào)與管理方法。完善系統(tǒng)安全管理設(shè)計(jì)，最大限度地實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的互操作。

3.1.2 南水北調(diào)西線數(shù)據(jù)庫集成——開展西線調(diào)水環(huán)境與工程數(shù)據(jù)庫建設(shè)。分別在調(diào)水工程線路、受水區(qū)和調(diào)出區(qū)建設(shè)多比例尺系列的多要素地理環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫，作為宏觀和典型區(qū)域環(huán)境虛擬仿真研究的數(shù)據(jù)本底。在各方面數(shù)據(jù)條件允許的情況下具體內(nèi)容為：1) 區(qū)域背景影像數(shù)據(jù)庫，覆蓋全部區(qū)域，配合1/5萬、1/25萬尺度分析需要，擬采用2000年ETM影像圖為基礎(chǔ)，對圖像時(shí)相不佳的圖像以2000年以后的夏季影像更替后制作成相應(yīng)比例尺影像圖；在需用1/1萬數(shù)據(jù)的工程線路典型區(qū)段，如地圖條件不能滿足需要的情況下，不排斥使用高分辨率衛(wèi)星立體對影像數(shù)據(jù)。2) 區(qū)域電子地形圖、數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)庫：1/25萬數(shù)據(jù)覆蓋全部工作區(qū)，1/5萬數(shù)據(jù)覆蓋調(diào)水區(qū)線路兩側(cè)、受水區(qū)黃河干流兩側(cè)300 m高程區(qū)間，1/1萬數(shù)據(jù)覆蓋工程線路典型區(qū)段。3) 區(qū)域土地覆蓋、土地資源數(shù)據(jù)庫：1/25萬土地覆蓋數(shù)據(jù)庫覆蓋全部工作區(qū)域，1/5萬土地覆蓋數(shù)據(jù)庫覆蓋調(diào)水區(qū)線路兩側(cè)、受水區(qū)黃河干流兩側(cè)200 M高程區(qū)間，1/1萬土地覆蓋數(shù)據(jù)庫覆蓋工程線路典型區(qū)段。依據(jù)影像數(shù)據(jù)參照2000年1/10萬土地利用現(xiàn)狀圖解譯編繪制作。1/100萬土地資源數(shù)據(jù)庫覆蓋全部工作區(qū)域，由已有成果移植修編完成。4) 區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)、水文地質(zhì)、地勘數(shù)據(jù)庫：1/20萬普通地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫覆蓋全部調(diào)水水源區(qū);1/20萬或更大比例尺普通地質(zhì)電子地圖、水文地質(zhì)電子地圖覆蓋調(diào)水工程典型地段。5) 區(qū)域氣象、水文數(shù)據(jù)庫：兼顧受水區(qū)、重點(diǎn)在調(diào)水區(qū)和后備水源區(qū)，盡可能長地搜集時(shí)間序列基本氣象(如氣溫、地溫、降水、風(fēng)速、蒸發(fā)、輻射等參數(shù))、水文（流量、水位、懸移質(zhì)含量、水質(zhì)等參數(shù)）數(shù)據(jù)，在展布觀測站空間位置的基礎(chǔ)上，內(nèi)插構(gòu)成各要素的空間等值線分布或沿程分布數(shù)據(jù)庫。6) 區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)、人文綜合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫：在全部工作區(qū)以縣為基本單位的人口、耕地面積、產(chǎn)值等社會經(jīng)濟(jì)狀況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，工程沿線展布到圖斑。將重要文物、重點(diǎn)宗教設(shè)施等標(biāo)定在電子地形圖數(shù)據(jù)基底上構(gòu)綜合數(shù)據(jù)庫層面。7) 區(qū)域水資源數(shù)據(jù)庫：以受水區(qū)水資源利用三級分區(qū)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，補(bǔ)充調(diào)水區(qū)相應(yīng)分區(qū)構(gòu)成覆蓋全部工作區(qū)的水資源及利用分區(qū)數(shù)據(jù)庫；以地形數(shù)據(jù)為基底將全部工作區(qū)水利工程現(xiàn)狀和規(guī)劃資料展布在二維空間上。8) 生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫：生物多樣性、林草地表覆蓋度、土壤類型和質(zhì)量、土壤侵蝕、人口承載力、荒漠化、鹽堿地、主要野生動植物分布等。轉(zhuǎn)貼于 　3.2 南水北調(diào)西線虛擬仿真系統(tǒng)研究

虛擬仿真系統(tǒng)是在數(shù)據(jù)集成平臺軟硬件環(huán)境的支持下，研制模擬仿真、綜合分析的工具。內(nèi)容包括：

3.2.1 空間分析與仿真基本算法研究及開發(fā) 擴(kuò)展GIS的空間分析功能，研究三維疊置分析、三維緩沖分析、三維最優(yōu)路徑與工程優(yōu)化分析，為虛擬仿真研究提供基本三維空間分析函數(shù)庫。

3.2.2 工程沿線可視化的三維虛擬地理環(huán)境構(gòu)建 構(gòu)建南水北調(diào)西線工程沿線可視化的三維虛擬地理環(huán)境，模擬地表質(zhì)地、地表覆蓋、道路交通、高程、坡度、氣候等地理環(huán)境因素為不同調(diào)水方案工程實(shí)施研究提供三維地理環(huán)境。

3.2.3 工程沿線可視化的三維工程施工虛擬環(huán)境構(gòu)建 構(gòu)建南水北調(diào)西線工程沿線可視化的三維工程施工虛擬環(huán)境，模擬不同調(diào)水方案的各種工程參數(shù)，提供進(jìn)行線路投資空間三維分布的計(jì)算手段；以三維工程施工虛擬環(huán)境提供解決壩高與洞線長度優(yōu)化、多庫聯(lián)調(diào)輸水方式優(yōu)化等技術(shù)問題的工具。

3.2.4 工程沿線可視化的三維地質(zhì)虛擬環(huán)境構(gòu)建 在三維虛擬地理環(huán)境的基礎(chǔ)上，結(jié)合南水北調(diào)西線工程沿線的活動斷裂帶、地震烈度區(qū)劃、崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害資料，對不同選線方案主要地質(zhì)災(zāi)害危害和風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行虛擬研究和評估提供可視化平臺和手段。

3.2.5 虛擬系統(tǒng)集成應(yīng)用 在虛擬系統(tǒng)工具組件開發(fā)的基礎(chǔ)上，根據(jù)調(diào)水區(qū)、受水區(qū)、水源區(qū)不同的應(yīng)用目標(biāo)，在數(shù)據(jù)集成平臺的支持下，結(jié)合各專業(yè)模型，使虛擬系統(tǒng)平臺將水資源優(yōu)化配置、調(diào)水方案優(yōu)化、調(diào)水線路及聯(lián)合調(diào)度、生態(tài)環(huán)境影響等仿真模型能夠完整地集成在一起，形成一個(gè)面向具體應(yīng)用的虛擬仿真系統(tǒng)。

3.3 南水北調(diào)西線水資源合理配置研究

西北地區(qū)作為21世紀(jì)我國新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，在國家糧食安全、能源、原材料工業(yè)等方面擁有無可替代的作用，突出的區(qū)位優(yōu)勢和相對薄弱的水資源條件，形成了該區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的主要矛盾。在西部大開發(fā)和西部地區(qū)嚴(yán)重缺水的背景下，依據(jù)受水區(qū)對水資源的內(nèi)在需求，就水資源開發(fā)、利用、配置、保護(hù)、管理等問題，進(jìn)行受水區(qū)不同水平年的需水預(yù)測和缺水識別；論證南水北調(diào)西線外調(diào)水與當(dāng)?shù)厮Y(jié)合利用方式；對不同調(diào)水量的供水目標(biāo)及供水范圍進(jìn)行分析，為確定西線各期調(diào)水工程合理的供水范圍、供水線路提供決策手段和方法。主要內(nèi)容包括：

3.3.1 受水區(qū)水資源演變內(nèi)在規(guī)律研究 區(qū)域產(chǎn)水量變化的趨勢，將直接影響水資源危機(jī)發(fā)生的頻次和程度。伴隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程以及不當(dāng)用水方式，受水區(qū)生態(tài)環(huán)境有繼續(xù)惡化的趨勢。事實(shí)上，所研究的受水區(qū)的生態(tài)退化是水危機(jī)即將發(fā)生的重大征兆。根據(jù)流域水循環(huán)演變趨勢，利用區(qū)域水資源二元演化模型，模擬受水區(qū)水資源在一定演變速率情景下流域供水和缺水變化趨勢，揭示未來水資源演變對受水區(qū)供水和缺水形勢的影響。

3.3.2 不同水平年需水與缺水預(yù)測 隨著人口增加和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，西北地區(qū)水資源需求不斷上升，而脆弱的生態(tài)環(huán)境和資源型缺水的自然條件，加劇了城市與農(nóng)村、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)之間的用水競爭。以經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的長期態(tài)勢和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的需要為基礎(chǔ)，在西部大開發(fā)的宏觀戰(zhàn)略指導(dǎo)下，結(jié)合受水區(qū)土地功能分區(qū)的分析，研究受水區(qū)不同水平年的需水預(yù)測，進(jìn)行水資源供需形勢和對經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響展望，分析缺水性質(zhì)以及缺水分布等態(tài)勢。

3.3.3 供水工程方案研究 利用數(shù)字動態(tài)模擬系統(tǒng)，對受水區(qū)的不同供水線路、供水工程進(jìn)行虛擬仿真，為確定供水工程的規(guī)模指標(biāo)，分析供水工程的可能性、可行性，提供技術(shù)方案和建議。

3.3.4 水資源合理配置研究 根據(jù)受水區(qū)缺水分布和調(diào)水區(qū)的不同輸出水量方案，利用虛擬研究環(huán)境平臺，針對不同供水范圍和供水目標(biāo)，進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性分析，提出不同來水條件下的水資源合理配置方案。

3.3.5 外調(diào)水與當(dāng)?shù)厮脫Q方式研究 基于虛擬仿真環(huán)境，對南水北調(diào)西線外調(diào)水與當(dāng)?shù)厮Y(jié)合利用方式進(jìn)行研究，主要內(nèi)容包括：對黃河流域各支流進(jìn)行流域水量的綜合平衡，合理確定從各支流的引水量，合理確定受水區(qū)的用水規(guī)模，進(jìn)一步確定支流向黃河干流的入流減少量，并通過水資源供需分析，合理確定南水北調(diào)西線工程需要對黃河干流增加的補(bǔ)水量。

3.3.6 沿線輸水方式優(yōu)化布置及調(diào)度研究 西線調(diào)水區(qū)的蓄水水庫分處不同的河流，在同一年份其水量豐枯不同，為滿足調(diào)水需要，對多庫聯(lián)合調(diào)度進(jìn)行研究。輸水方式若采用無壓流，則輸水隧洞斷面大，但襯砌要求相對簡單；若采用有壓輸水則斷面可縮小，但襯砌要求高，不同方式的輸水能力也不同，通過對輸水方式進(jìn)行優(yōu)化研究，對合理確定西線工程的輸水方式提供技術(shù)方案和建議。

3.4 南水北調(diào)西線后備水源戰(zhàn)略研究

在建立的南水北調(diào)西線遠(yuǎn)景調(diào)水區(qū)虛擬仿真平臺的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究西線調(diào)出區(qū)自然變化和人類活動影響下的水資源狀況，遠(yuǎn)景調(diào)水區(qū)調(diào)水線路評價(jià)以及可調(diào)水量分析，主要內(nèi)容有：

3.4.1 水源區(qū)水資源評價(jià)。調(diào)出區(qū)人跡罕至，水文、氣象資料極度缺乏 通過對時(shí)空變異規(guī)律的分析，提出不同類型地區(qū)水文、水資源仿真模擬模型，從而在過去工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步摸清調(diào)出區(qū)不同地區(qū)、不同海拔、不同時(shí)間水資源的數(shù)量與質(zhì)量，較好地填補(bǔ)這一地區(qū)水資源時(shí)空分布和垂直變化的空白，為西線調(diào)水奠定可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.4.2 遠(yuǎn)景調(diào)水區(qū)工程線路與規(guī)模研究 根據(jù)我國地勢西高東低的特點(diǎn)，在大量空間數(shù)據(jù)支持下，采用地理信息技術(shù)，在可預(yù)見的時(shí)間尺度內(nèi)，進(jìn)一步探討和評價(jià)西線調(diào)水可能實(shí)施的路線和調(diào)水路線上各種參數(shù)以及配套的工程型式和規(guī)模。在綜合分析的前提下，客觀反映各種調(diào)水線路的優(yōu)缺點(diǎn)和存在的主要問題，為西線南水北調(diào)遠(yuǎn)期決策服務(wù)。

3.4.3 遠(yuǎn)景調(diào)水區(qū)可調(diào)水量研究 可調(diào)水量在一定程度上取決于水源區(qū)的各種限制條件，通過中長期社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需水分析、豐平枯不同頻率下的影響模擬、流域生態(tài)系統(tǒng)用水預(yù)測、調(diào)水工程系統(tǒng)水量損失仿真以及調(diào)水區(qū)可能外援的水量，然后結(jié)合受水區(qū)的實(shí)際需要，擬定不同調(diào)水線路的調(diào)出水量。

3.5 南水北調(diào)西線調(diào)水對生態(tài)環(huán)境影響研究

3.5.1 調(diào)水對受水區(qū)土地利用/覆蓋影響研究 在對受水區(qū)土地利用和生態(tài)環(huán)境評價(jià)基礎(chǔ)上，研究不同調(diào)水量對土地利用/覆蓋變化和生態(tài)環(huán)境的影響。進(jìn)一步分析西線調(diào)水對生態(tài)建設(shè)的影響；研究西線調(diào)水對風(fēng)沙帶的影響。

3.5.2 調(diào)水對調(diào)出區(qū)生態(tài)環(huán)境影響研究 在不同調(diào)水方案基礎(chǔ)上，研究不同調(diào)水量對調(diào)出區(qū)土地利用和生態(tài)環(huán)境的影響。分析調(diào)水對水源調(diào)出區(qū)在不同的水量調(diào)出方案(包括不同年調(diào)水總量和季節(jié)分配方案)，對土地利用和生態(tài)環(huán)境變化的影響。模擬供水量的時(shí)空變化對旱澇災(zāi)害調(diào)節(jié)與防災(zāi)減災(zāi)的影響，并提出綜合應(yīng)對策略。

3.5.3 調(diào)水對調(diào)水沿線生態(tài)環(huán)境影響研究 研究不同調(diào)水方案對調(diào)水沿線土地利用和生態(tài)環(huán)境的影響，評價(jià)沿線淹沒損失，提出相應(yīng)的對策。