水利工程系水工一体化模拟仿真实训平台一、项目背景水工一体化模拟仿真实训平台选用国内知名大型水电站（拱坝、重力坝、土石坝等）为原型制作，按比例设计加工成三级枢纽动态仿真设备，集仿真演示、模拟实训、数据采集存储和运用等于一体，实现仿真模拟通水演示，通过计算机操控演示得到枢纽大坝及各建筑物运行状态、实现实时界面操作等功能。含PLC智能模块，可实现挑距冲刷坑变化、水流形态变化、水位观测、模拟发电、显示实时状态。该平台可通过演示操作来加深学生对各种电站功能布局的认识，突出实践教学在学生基本技能和创新能力培养中的作用，训练学生从事水利水电工程领域的施工和管理等方面工作的基本技能，达到教、学、练一体化的目的。其内容涉及到《水文及水利水电规划》、《水工建筑物》、《水电站》、《水电站建筑物》、《水力学》、《水工结构》、《水利工程施工》、《水轮机》等多门学科。二、项目说明本水工一体化模拟仿真实训平台为某一河流梯级开发的动态模拟，它包括水资源开发与利用的三级水利枢纽，一、二级为水利水电蓄水枢纽，三级为有坝引水枢纽。三级水利枢纽包括了水利工程中的一些主要水工建筑物，整个平台建设要求动态，直观，还能反映水工建筑物的细部结构，用不同颜色的材料表示，模型尺寸大致为16米×8米×3米，设备演示实验用水采用自循环系统供水。整个水工一体化模拟仿真实训平台应具有以下功能和特点：（一）水工建筑物典型，全面，综合性强，有双曲拱坝、重力坝、土石坝，水闸，船闸、渠系建筑物等水工建筑物。（二）各级枢纽可按实际通水，动态模拟，形象逼真，仿真性强，使人有身临其境的感觉。具有很高的观赏性，直观性。（三）操作控制分触控软件控制、iPad移动式全方位控制两种操作方式，操作方便、灵活。（四）平台中的传动机构采用金属部件，坚固耐用，不变形。（五）设备采用单片机自动程序控制，语音讲解。（六）设备演示时，可清楚的观看到水的各种流态，如电站引水系统的非恒定流现象、坝段渗流、消能及各级枢纽设备的运行操作，如：泄洪，升船过坝，船闸运行等。另外能人机互动，方便教学演示。模型建成后，能为水利学科各专业学生认识实习、专业课实验教学及职工培训所用。参考图片（整体样式）三、实训平台结构要点（一）一级蓄水枢纽及建筑物—双曲拱坝一级蓄水枢纽为某河流水资源龙头开发的动态模拟，一级水利枢纽知名大型拱坝水利枢纽工程为原型等比例缩小制作，其枢纽的主要任务是防洪、灌溉和发电等。主要建筑物包括：挡水大坝、表孔泄水的溢流坝段，两个对称布置的滑雪式溢洪道，放空底孔，水电站引水洞进口建筑物。整个水工建筑物要求透明直观，既能反应建筑物的细部结构，又能进行水库的调度调节及水电站运行的动态模拟演示，

1、挡水建筑物三级水利枢纽的挡水建筑物中有双曲拱坝、重力坝，要求全透明，能够反映出建筑物的细部结构。 （1）双曲拱坝双曲拱坝模型 双曲拱坝为一高坝，要求坝体不因热胀冷缩而发生变形。廊道的布置要充分展示，坝后工作桥要按要求布置。防渗体与坝体要用不同的颜色的材料层次分明的表现出来，坝体上下游面要求连续光滑。 （2）重力坝重力坝模型 水利枢纽为混凝土实体重力坝，河床段为宽缝重力坝。排水管与排水廊道形成一个完整的排水系统。2 面板堆石坝拦河坝模型采用混凝土面板坝，溢洪道的布置，进水渠、控制段、泄槽、消能、交通桥的布置，放空隧洞的布置，进水口以及启闭机室布置。2、泄水建筑物三级水利枢纽的泄水建筑物包括：双曲拱坝的表孔、溢洪道、放空洞、溢流重力坝、滚水坝、泄水闸、深孔冲沙闸。制作材料要求全透明，闸门要求电动演示，水库的调度能完全反映，水库模型要求将水库的一些特征水位表示出来，如：死水位、正常高水位、设计水位、校核洪水位等，泄洪时的水流流态，水流的防冲消能能真实反映。闸门能电动开启，其开启程度可以控制。3、水电站建筑物水电站建筑物包括：引水隧洞的进口建筑物、隧洞、调压室、压力钢管、水电站厂房、尾水渠、升压站、变压器、输电设备等。电站厂房、水轮机、发电机等做成全透明，可以看到机组的布置情况，以及蜗壳、水轮机、发电机、水管，通水发电时，可以看到机组在水的冲击下发出电能，作发电演示。4、航运建筑物航运建筑物为船闸，要求船从引航道进入船闸整个过程都能真实电动模拟。船闸的充放水的全过程，上下游人字闸门的打开关闭，船达标过闸过坝能电动控制，模拟演示。5、进水闸进水闸土建工程全透明，启闭机等金属结构要求电动控制。进水闸的反滤层，分缝，止水，排水管要求用不同颜色展示，进水闸的进水能动态演示。（三）控制装置采用先进的PLC程序控制，充分体现高科枝技术，能iPad移动式全方位、也可手动演示，一键式语言讲解（电视台播音员配音）。动作的部分要准确、可靠，机械转动部分采用金属材料制作，耐磨、经久耐用。模型备有语音讲解系统，可按程序讲解，也可分段讲解各个部分的原理。

建筑模型可按以下四点分类:1.制造技术（手工制造、计算机辅助制造、机械制造等）2.材料（纸张、塑料、木材、吹塑、复合材料等）3.对象时间（古代、现代、未来）4.用途功能 (本篇介绍)C 3.1：按用途功能分类的建筑模型C 3.1.1：概念模型概念模型是在最初的建筑设计阶段制作的，以发现所需的形状、草图。它是最早的设计方法之一。概念模型用于分析项目的特征以及空间布局，比例和周围环境。通常，这些建筑模型是由便宜的材料制成的，例如泡沫芯和纸板，它们可以快速，简单地使用和修改。因此，使用概念模型检查设计，更具成本效益。概念模型的一个例子C3.1.2：工作模型工作模型是可以帮助显示完成度高的建筑设计项目，在开发过程后段落实方案。与概念模型不同，工作模型由金属，有机玻璃等较坚固的材料制成。这些模型旨在描述详细的形状，材料和其他元素，例如建筑立面。