水库容水量遥感监测方法研究

水库不仅是一个衡量区域水资源储量的重要指标,同时也肩负着到区域防洪调蓄的重大任务功能。因此,如何能够突破传统的观测方法,运用更新、更快的方法,对水库贮水量进行测算,从而为决策者制定相应的政策提供科学的依据。本文利用了美国TM卫星影像,并结合地面常规观测技术,创立了一种测算水库库容的有效技术方法。其机理是,首先利用实地观测数据,建立起水库面积-库容的关系曲线,然后利用TM影像计算出水库当时的面积,最后在建立的水库面积-库容模型中,直接求出水资源量。从而显示了遥感技术在水库资源的定量测算中的技术优势,为干旱区域水资源的监测评价与可持续利用,拓展了更新的技术空间。     

基于ArcEngine的水库测绘信息系统关键技术实现及应用

介绍水库测绘信息系统关键技术的实现方法,即水库冲刷淤积面积计算的实现,利用ArcEngine,VisualC++开发和构建该计算功能,从而快速实现冲刷淤积面积的计算,在一定程度上提高了生产效率,降低了出错率.     

基于RS和GIS的大南川水库溃坝灾害模拟方法研究

综合运用遥感图像处理系统和地理信息系统,探讨一种无需编程即可快速计算水库溃坝后所产生的洪水量、下游淹没水深和淹没面积的溃坝模拟方法,适用于溃坝源头与淹没区落差较大地区。以青海大南川水库灌溉区的南川河流域作为研究区域,假定由于暴雨、地震等自然灾害的发生使得大南川水库坝体瞬间溃决而形成有源洪水,计算洪水到达时间、淹没区的洪水深度和淹没面积,并分析洪水造成的损失情况,通过模拟计算,其结果比较接近实际。     

基于DEM的南水北调中线水源区水系分维估算

分形理论是现代数学的一个分支,常被用来研究自然界中具有自相似性的复杂地理对象。本文以丹江水库的DEM为数据源,利用ArcGIS 9.3软件提取流域水系,根据集水面积阈值与水系分维的相互关系,将分形理论、GIS技术相结合,用基于网格法的分维估算方法计算了南水北调中线水源区水系分形维数,经计算得出该流域水系分维值为1.253。与传统方法相比,这种方法计算水系分维具有简便、高效等优点。     

一种基于激光雷达技术的水库库容计算方法

快速准确计算水库库容,对水库水情管理和防洪监测具有重要意义。利用遥感和GIS技术,基于Skyline平台,以新立城水库为例,提出了一种基于像元的三维水面库容计算方法。该方法利用激光雷达技术获取水下地形,利用空间技术获得三维水面,并通过库容计算模型得到水库库容。结果表明,该方法大大提高了工作效率和数据精度,为大范围应用提供了支持。     

基于GIS和TM影像的水库水位面积曲线测定

利用GIS软件,以大汶河流域雪野水库近年的TM影像为基础资料,根据GIS的栅格数据矢量化处理应用原理进行了水库库区矢量和栅格文件的处理,提出了基于GIS技术的水库水域面积的提取分析方法,结合水文统计观测数据,得到水库汛期水位面积曲线,相比传统的水库面积量算方法,具有快速、精准、效率高的优势,大大简化了测量过程。为水库更进一步的水文分析奠定了基础。     

石头口门水库水面和土地利用遥感监测分析

石头口门水库是长春市重要的饮用水水源地。本文以5年为时间尺度,选取1975~2013年共9景轨道号为118/29、118/30的Landsat影像对石头口门水库水面轮廓进行提取,分析了石头口门水库40年来水面面积的变化情况,结果表明:1975~2013年期间,水库水面面积波动较大,经历了先扩张、后萎缩、再扩张、再萎缩的变化过程。同时,利用遥感技术提取石头口门水库流域的土地利用信息,对土地利用变化进行了分析。     

基于VR与GIS的水利工程视算一体化系统的研制

介绍了采用整合虚拟现实与地理信息系统技术,开发水利工程规划设计视算一体化系统的方法,结合水电站水库库容和淹没面积的实时计算、水利工程施工设计土石方填挖量的计算,阐述了系统研制的关键技术,并实现了具体的功能.     

南水北调中线工程丹江口水库移民信息系统

介绍了南水北调中线工程丹江口水库移民信息系统建立的相关技术,阐述了系统的地图基本操作、淹没面积计算、信息查询统计、移民规划分析、空间分析、三维显示分析等六大模块功能.实践表明,该系统改变了传统的水库移民规划管理的工作方法,为移民专业人员和管理人员提供了一个科学、高效的工具,取得了良好的效益.     

利用DEM模型进行水库库容计算的方法探讨

水库库容是水库的一个非常重要的参数,本文探讨利用等高线建立水库库区的数字高程模型(DEM),通过数字高程模型来计算水库库容的方法来提高库容计算的精度。     

三峡水库蓄水对地壳形变及大地水准面的影响

利用资源三号(ZY-3)高分辨率遥感影像提取三峡库区水体数据,通过负荷格林函数积分模型法计算出三峡水库蓄水过程中水体对地壳形变及对大地水准面的影响。研究发现:1三峡库区近岸地壳垂直形变与水库水位呈负相关关系,大地水准面与水库水位呈正相关关系;水位上升,长江近岸地面水平向内形变,方向指向江心;2三峡水库蓄水造成的地壳垂直形变最大可达35mm左右,大地水准面形变最大值在8mm左右,而对库区地壳水平形变影响不超过0.5mm;3出现形变最大值的地点是忠县环湾一带,而并非是三峡大坝周边。     

航测立体采集在水库河流测量中的应用

自古以来,水库和河流等水利工程就是一件关系着国计民生的大事。水库的库容及水库的调度,河流的河道情况,关系到防洪安全、水库区及河流两岸居民的居住环境的变化和蓄水兴利。本文介绍了大中型水库库区范围内,以及沿河两岸地物、地貌的航空摄影的内业采集及采集过程中所遇到的困难以及解决办法。     

Reservoir Sedimentation Assessment Through Remote Sensing and Hydrological Modelling

Reservoir sedimentation is the gradual accumulation of incoming sediments from upstream catchment leading to the reduction in useful storage capacity of the reservoir. Quantifying the reservoir sedimentation rate is essential for better water resources management. Conventional techniques such as hydrographic survey have limitations including time-consuming, cumbersome and costly. On the contrary, the availability of high resolution (both spatial and temporal) in public domain overcomes all these constraints. This study assessed Jayakwadi reservoir sedimentation using Landsat 8 OLI satellite data combined with ancillary data. Multi-date remotely sensed data were used to produce the water spread area of the reservoir, which was applied to compute the sedimentation rate. The revised live storage capacity of the reservoir between maximum and minimum levels observed under the period of analysis (2015–2017) was assessed utilizing the trapezoidal formula. The revised live storage capacity is assessed as 1942.258 against the designed capacity of 2170.935 Mm³ at full reservoir level. The total loss of reservoir capacity due to the sediment deposition during the period of 41 years (1975–2017) was estimated as 228.677 Mm³ (10.53%) which provided the average sedimentation rate of 5.58 Mm³ year¹. As this technique also provides the capacity of the reservoir at the different elevation on the date of the satellite pass, the revised elevation–capacity curve was also developed. The sedimentation analysis usually provides the volume of sediment deposited and rate of the deposition. However, the interest of the reservoir authorities and water resources planner’s lies in sub-watershed-wise sediment yield, and the critical sub-watersheds upstream reservoir requires conservation, etc. Therefore, in the present study, Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was used for the estimation of sediment yield of the reservoir. The average annual sediment yield obtained from the SWAT model using 36 years of data (1979–2014) was 13.144 Mm³ year^?1 with the density of the soil (loamy and clay) of 1.44 ton m^?3. The findings revealed that the rate of sedimentation obtained from the remote sensing-based methods is in agreement with the results of the hydrographic survey.     

三峡库区“阶跃”型滑坡变形机理与预警模型

自2003年蓄水以来,三峡库区已查明的滑坡或潜在滑坡高达5000余处,这些灾害对三峡水库的持续运营、大坝、航道及库区居民的安全造成了严重的威胁。通过研究滑坡的变形特征、诱发因素及失稳机制,有助于开展滑坡的稳定性评价,并构建预警预报模型。以三峡库区八字门滑坡为研究对象,综合分析降雨、库水位、人工和自动GNSS监测等数据,结合勘查资料及野外宏观巡查,研究了滑坡的变形特征及失稳机理,并确定合理的预警判据及阈值。研究表明:①八字门滑坡整体变形明显,处于蠕动变形阶段,滑坡变形主要集中于每年5—9月,滑坡累积曲线呈现典型的“阶跃”状变形特性。②滑坡的变形受斜坡结构、岩性等因素的控制,水库水位下降是滑坡变形的主要驱动因素,并与库水下降速率正相关。另外,特大暴雨和持续降雨在水位下降阶段、水库低水位运行期及水位上升期会促进滑坡变形,是滑坡的次要驱动因素。③通过精细化数据分析以及改进切线角法获取的八字门滑坡出现“阶跃”变形的位移速率阈值为4.6 mm/d,7 d累积降雨量阈值为60 mm,库水位阈值为159 m,库水位下降速率阈值0.4 m/d。     

基于VirtuoZo等平台数字水库3维景观图建设思路

3维景观图是地理信息可视化表达和虚拟仿真的有效表现形式,它的应用涉及到各行各业.水库是水利设施建设的重要组成部分,水库3维景观图的制作是数字水库地理信息建设的一部分.Virtuozo是比较具有代表性的数字摄影系统,本文简述数字水库的3维景观可视化建设思路.     

三峡水库蓄放水对地面重力变化的影响分析

针对目前对地面重力的影响分析多采用模拟计算,从而导致对蓄放水的影响范围和程度分析还存在不足的问题,该文利用资源三号(ZY-3)高分辨率多光谱遥感影像提取了三峡库区江河湖库水体数据,结合水位数据,通过负荷格林函数积分模型,计算出三峡水库蓄放水导致水位升降的过程中水体对地面重力变化的影响。研究发现:(1)以1a为周期,三峡库区库岸及长江近岸地面重力的变化趋势与水库的蓄放水时期对应;(2)三峡水库放水期间水位下降,水库库岸及长江近岸地面重力减小;蓄水期间水位上升,地面重力增大;(3)三峡水库蓄放水对库岸及长江近岸的地面重力影响最大可达1 000μGal以上,且距离长江中心线越近,地面重力变化越大。     

基于SRTM-DEM数据的三峡库区蓄水负荷模型及其地表重力与形变响应模拟

以三峡库区蓄水负荷变化为切入点,研究了库区因蓄水导致的地表重力与形变响应。通过高分辨率SRTM-DEM数据与三峡库区主干道及各支流边界的地形对应关系,构建得到不同蓄水水位下的蓄水负荷模型,并且给出了不同水位与库区整体库容量体积及受淹面积之间的数学拟合关系。在此基础上,结合弹性负荷响应理论及macson拟合方法,计算得到整个库区在蓄水第2阶段与第3阶段地表重力场及形变场的空间分布,以及库区蓄水库容量变化的60阶次球谐系数结果,并与GRACE监测结果进行了对比分析。GRACE去除CLM4.5模型后的陆地水储量可认为与三峡库区蓄水变化直接相关,两者之间的差异可能包含了在巨大水体负荷压力下出现的地下水渗透效应。本文理论模拟结果以期为实际观测资料的对比分析和相关校正提供支撑。有助于挖掘库区滑坡活动及水库地震等与库水负荷变化之间的关系。     

TM图象在大型水库库情监测管理中的应用

本文以北京密云水库为例，结合５个时相的遥感影象数据，初步探讨了ＴＭ数据在大型水库管理中可能应用的若干方面和具体方法。研究结果表明，ＴＭ图象在监测水库水面积变化、估算水库蓄水量、研究水库库底形态、分析水库周围生态环境等方面都有很大的应用潜力。利用ＴＭ数据进行水库库情监测管理，具有速度快、效果好、成本低的特点，应在水库管理部门大力推广使用。     

三峡库水位变化过程中的地壳垂直形变与重力变化监测

监测三峡库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化,对三峡水库的安全运行和区域地质灾害监测防治等具有重要意义。本文从直接计算、实际测量和综合解算3个方面研究了三峡库水位变化过程中地壳垂直形变和重力变化。基于资源三号卫星影像提取的水体数据,结合水位数据,直接计算了三峡水库蓄放水从145~175m每隔5m的影响,地壳垂直形变最大可达30mm,对重力影响超过20μGal(1Gal=10~(-2) m/s~2)的范围距离长江中心线约2km内。库区较近的巴东CORS站(ES13)能够实际测量到库水位变化过程中的地壳垂直形变。由于目前三峡库区的CORS站和重力台站数量较少,分布不均,还不能满足紧密跟踪三峡库水位变化过程中的监测需求。利用三峡地区26座CORS站和部分重力台站数据,基于负荷形变理论和球谐分析方法,综合解算了库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化,与实际CORS监测结果一致。通过对比分析发现,基于CORS站网的综合解算,能够有效提升对库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化的监测能力。     

水淹没模型在水库规划建设中的应用

利用DEM生成等高线模拟静态水平面的方法，模拟水库和地震造成的堰塞湖水淹没模型，叠置二维和三维地理信息数据进行GIS综合分析，用于分析评估淹没损失、预测淹没区域及应急指挥调度。