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电子计算机在水利中的应用

电子计算机或称为电子数字计算机,具有能大量存储信息、快速运算、精确度高、逻辑判断和成图输出等特点。在数据采集、资料整编、规划、勘测、设计、施工、运行和科研中的问题,只要能公式化成数学模型或逻辑方程,就可以编写程序,由计算机加工处理,统称为电子计算机在水利中的应用。从计算机运行方式看,可以把应用分成实时处理、分时处理和批处理三大类。

电子计算机或称为电子数字计算机,具有能大量存储信息、快速运算、精确度高、逻辑判断和成图输出等特点。在数据采集、资料整编、规划、勘测、设计、施工、运行和科研中的问题,只要能公式化成数学模型或逻辑方程,就可以编写程序,由计算机加工处理,统称为电子计算机在水利中的应用。

从计算机运行方式看,可以把应用分成实时处理、分时处理和批处理三大类。诸如洪水预报水利枢纽工程和水电站的运行监控等,需要对采集的数据及时处理,作出决策,叫做实时处理。多个用户在各自终端使用一台计算机计算自己的题目,叫分时处理。用户把作业提交给计算站(中心),由操作员统一输入到假脱机排队,等候处理,叫批处理。广大工程技术人员习惯从应用问题的性质来分类,由于应用范围广,涉及问题复杂,目前尚无统一的分类标准,仅大致可分为科学计算、数据处理及管理应用等几方面。科学计算主要指数值计算,如坝体应力分析计算等。数据处理主要指将大量的联机或非联机采集的原始数据进行分析整理以输出所需的综合性数据或图形,如物探地质数据处理及地质剖面图形输出等。管理应用主要指机关行政、财务、人事等方面的管理工作应用计算机来实现。

一些发达国家早在60年代就在水利工程中应用计算机进行科学计算及数据处理。随着计算机硬件可靠性的提高、价格降低、软件日趋丰富和完善及数值计算方法的发展,其应用领域不断扩大不断深入,应用计算机进行事务管理及实时监控也广泛开展。如美国内务部垦务局科研中心设置了三台大型计算机,与华盛顿垦务局机关及其在全国各地下属单位联网,不仅进行科学计算,也进行图书资料检索和行政事务管理(如工资、人事等)。近年来,微型计算机应用更为广泛,应用微机可以实现办公室管理工作自动化。同时,远方智能终端已取代传统的布线逻辑装置进行数据遥讯和遥测,智能仪器已较普遍采用。

目前,中国水利事业已在以下几个主要方面应用电子计算机技术:①在水文和水资源方面,用于水文资料整编暴雨洪水分析数据自动处理系统;防汛工程计算机监控系统和梯级水电厂经济运行。②在农田水利方面,用于计算作物的潜在需水量、作物系数和实际需水量;预报有降雨入渗、蒸发、灌溉入渗及开采情况下的地下水位动态变化过程,预报次生盐碱化的发生和变化;灌区各种作物最佳配置;灌区水沙调配优选;喷灌系统设计中管网水力计算;滴灌支管管位选择等。③在工程水力学方面,用于溢流坝高速水流计算;二维不恒定流计算;溃坝计算;滑坡涌浪计算;泥沙淤积计算以及水轮机水力学计算等。④在水工建筑物方面,已广泛利用有限元法进行结构线弹性静力和动力分析和结构非线性分析;土石坝的滑坡稳定、固结、渗流、应力应变和动力分析;混凝土徐变,不稳定温度场和稳定温度场计算;结构优化计算等。⑤在计算机监控方面,利用微机实行水库、水电站的数据采集、安全监视、事件记录和经济运行方式的选定以及自动打印报表等。⑥在管理应用方面,利用微机进行施工管理,如生产统计、报表、技术经济分析、砂石料优化调度及拌合系统质量控制等;在机关事务管理方面用中、小型和微机进行工资、人事、项目、财务的管理和文件收发管理等。目前新开发的微机具有较强的汉字功能,用于科学计算和事务管理较为方便。

从电子计算机应用发展趋势看,今后要作好以下几项工作:①建立各类水利数据库;②对现有应用程序增强前后处理功能和自检功能;③开发计算机辅助设计应用软件;④加强实验室和办公室自动化和施工管理方面的应用;⑤继续开展数学模型、计算机网络技术的研究;⑥进一步广泛开发微机在水利工程方面的应用软件,并将一些大中型计算机上使用的部分软件移植到微机上去。由于微机投资少,可靠性高,维护简易,高档微机的功能已接近和超过小型机,有广泛应用于水利科学计算、数据处理、管理应用的前途。