降雨径流与洪水淹没模型耦合的应用研究

洪水研究包括径流与淹没两种模式。为了探究流域降雨产汇流与淹没情况、提高洪水预报精度,本研究在传统流域水文模型的基础上耦合二维水动力学模型,建立水文-水动力耦合模型。以我国吉林温德河流域为研究实例,模拟了2017年“7·13”洪水在下游口前镇所处子流域洪水淹没过程。首先对基础数据进行预处理,建立HEC-HMS水文模型并进行参数优化后,最终获得流量过程水文结果作为水动力学模型边界条件,之后建立HEC-RAS二维水动力学模型对重要子流域进行淹没模拟。耦合模型计算结果显示,水文模型经多参数优化流量模拟的NSE系数为0.988,水动力计算最大淹没水深达9.3 m相对误差为-5.2%。从泛洪模拟结果来看,子流域上游部分的农田大量被淹,淹没水深范围在0.5~2.0 m,平均流速基本在1 m/s以下。下游口前镇内最大淹没水深接近1 m,水流速度0.2 m/s至1.5 m/s,与实际的淹没情况相吻合。研究表明,所建水文水动力耦合模型模拟计算的结果准确率较高,对具有复杂水文、水力条件的流域的洪水预报具有重要的指导意义。     

青岛市大沽河流域防汛信息系统

随着计算机信息技术在水利学科中应用的深入,以及数字水利、数字流域概念的提出,水利信息化已经成为这一行业领域的主要发展方向,各种流域模型在与地理信息系统平台结合后在数据的收集、存储,提取与处理的基础上都有了很大的发展,在水利工程的规划设计、防洪减灾、水量分配等方面有更为广泛的应用。青岛市大沽河流域内洪水有来势猛、峰高量大和暴涨暴落的特性,为满足防汛管理部门对洪水预测及相关信息快速浏览查询的需求,建立了青岛市大沽河流域防汛信息系统。该系统在MAPX地理信息系统开发软件、数据库存储技术和水流数学模型的支持下,实现了大沽河流域的地理信息、水文信息以及其他信息的综合管理,同时通过水流数学模型对一维和二维洪水进行预测预报,并根据用户的需要完成所需的查询与分析功能,以最直观简洁的方式向用户展示系统的输出结果。系统数据库的开发在满足系统要求的基础上完成了与青岛市雨情水情自动监测系统的对接,保证了水文数据的实时性、完整性和准确性。系统集成了一维非恒定流模型与平面二维非恒定流水流模型,可以根据大沽河流域降雨量计算干流的水位变化以及发生溃堤后洪水的淹没过程。应用表明,该系统界面友好、功能完善、性能良好,具有很强的实用性。     

基于地理国情监测成果的江河蓄滞洪区蓄洪效应分析

本文以地理国情监测数据为基础,辅以水利专题资料,以重点江河蓄滞洪区为研究对象,分析蓄滞洪区国土空间的结构特征和变化特征;从正面和负面效应两个方面开展蓄洪能力评估;以实例开展洪水演进数值模拟,并给出洪水风险各要素空间分布特征信息.研究结果对优化蓄滞洪区建设与管理,指导国土资源合理利用,保障蓄滞洪区和江河流域防洪安全,开展...     

基于TELEMAC-2D模型的城区水库溃坝洪水数值模拟——以广州市龙洞水库为例

针对城市水库下游地区地形复杂、建筑物密集的特点,以广州市天河区龙洞水库为例,采用基于不规则网格的TELEMAC-2D模型,构建二维溃坝洪水演进模型并开展数值模拟,将模拟结果与LISFLOOD-FP、WCA-2D模型的模拟结果进行综合对比。结果表明：当模拟历时大于15 min后,TELEMAC-2D模型模拟的下游淹没区内淹没总水量与溃口流量过程线所计算的累积洪水量基本相等,二者相对误差仅为0.26%,在3种模型中误差最小;3种模型模拟的洪水演进规律基本一致,且模拟的最大水深空间分布相关性均不小于0.92,表明模拟结果科学合理;TELEMAC-2D模型可对建筑物密集区域的地形进行局部网格加密处理,能更精细地表征城区的复杂地形情况,模拟效果较LISFLOOD-FP和WCA-2D模型更好。研究结果可为城区水库溃坝洪水数值模拟、溃坝洪水预警预报以及相关防洪减灾等工作提供科学的参考依据。     

大流域3维水情信息系统的设计与实现研究

阐述了天津海河流域3维可视化应用系统的建设背景,系统设计及使用的关键技术。海河流域3维可视化应用系统（HH-VRGIS）是海河流域水利信息化的重要组成部分,它充分运用了现代GIS技术,先进的3维虚拟仿真可视化技术,大型数据库管理技术以及通信技术对水文专题信息的空间分析模型与查询技术进行了全面的整合,对海河流域的信息化管理,水资源的科学化调度和汛情及时准确的模拟和仿真做了基础研究。实践表明,该系统设计先进,界面友好,功能完善,运行稳定,具有较好的应用前景。     

基于格网数据的洪水灾害风险评估方法——以日本新川洪灾为例

本文对日本格网统计数据的历史、体系以及结构进行了介绍 ,并应用地理信息技术给出了各级格网的自动生成方法。同时以 2 0 0 0年日本新川洪水灾害为案例 ,建立了二维洪水演进水动力学模型 ,并采用地理信息系统与水动力学模型结合的方法对新川破堤洪水泛滥进行了模拟 ,同时对洪泛区灾害损失进行了评估 ,得到的结果为进一步评估洪水灾害风险以及确定合理的洪灾保险费率奠定了基础 ,对于格网统计数据在城市规划以及城市减灾等领域的应用也有一定的借鉴意义。     

基于元胞自动机模型的河道汇流过程模拟

对河道汇流过程进行模拟可为洪水灾害预警预报提供参考。利用水力水文学方法能很好地模拟河道汇流过程,但需要输入的参数多,运算过程复杂,对数据精度要求高,而且在无资料区流域无法确定河道上断面流量情况下,该方法具有一定局限性。本文将元胞自动机模型与水文模型相结合,构建了河道汇流过程中的元胞自动机模型和产流汇流规则。通过建立河道坡面拓扑关系,利用SCS-CN（Soil Conservation Service-Curve Number）模型逐个计算河道元胞上的坡面入流,并利用曼宁方程模拟河道汇流过程,最后在ArcEngine平台下进行二次开发,实现了河道汇流可视化。本文以厦门市茂林溪流域为研究区,对1997年5月6日至7日的一场降雨进行了模拟。将本文模拟结果与该流域其他学者的研究进行了对比分析,结果表明在输入数据与水文模型参数相同的情况下,本文不仅模拟出每次降雨间隔产生的较小洪峰,并且整场降雨产生的最大洪峰流量精度与时间精度均提高了5倍,可以更准确地模拟河道汇流过程,适用于河道汇流可视化,该模拟可以为洪水灾害预警预报提供一定参考。     

济宁城区地面沉降监测管理系统设计与开发

城市地面沉降成为十大地质灾害之一。根据济宁城区地面沉降历史与现状,结合当前济宁市城市沉降基岩标建设和地面沉降监测预警研究,以GIS、数据库、测量、无线通讯等技术为支撑,建立了济宁城区地面沉降监测管理系统。通过监测数据自动化接收、数据处理与分析、报表生成、预警预报等模块设计,实现了地面沉降实时监测,为城市地面沉降研究提供基础数据,为政府超前决策、提前布防提供技术依据。     

基于AO的洪水灾害风险分析模型设计与构建

中国是一个自然灾害尤其是洪涝灾害发生较频繁的国家,洪水灾害的风险分析与评估是抗洪救灾中的一个重要组成部分,洪灾风险分析的时效性、科学性对于防汛抗洪、抢险救灾具有重要的意义。本文针对流域洪水灾害的特点与其复杂的风险分析过程,考虑影响流域洪水灾害的因子,结合层次分析方法(AHP),以COM组件的架构思想为基础,采用ArcObjects语言的相关接口和方法,构建了流域洪水灾害风险分析模型,将各因子对洪水灾害的危险性和风险的影响进行了量化,分别得出洪水灾害风险性分布图和洪水灾害易损性分布情况。通过对洞庭湖试验区域的模型检验,结果表明,所构造的模型简单易操作,能够较好地对区域洪水灾害进行风险分析。     

基于Surpac矿山地质数据库创建与应用

基于Surpac矿山管理系统,对某矿山铅锌矿床钻探数据进行了“映射式”Surpac数据库创建及数据库应用.通过分析Surpac数据库特征,在 MicrosoftAccess系统中创建具有Surpac数据库特征的 Access数据库;通过应用Surpac数据库映射功能,建立 Access数据库与Surpac数据库之间的映射关系,实现Surpac地质数据库创建.与“导入式”Surpac数据库创建方式相比,有效提高了创建效率,且做到原始数据管理与软件应用系统分离,便于原始数据维护.应用Surpac功能模块,获得矿区钻孔、铅锌矿体三维可视化分布图,从中可以清楚显示钻孔ZK５８５~５９６、ZK６０１~６０７为控矿钻孔;获得矿体块体模型、品位模型、吨品位模型;以及矿体储量３３２类别矿石量和铅锌金属量等.      

汀溪水库三维防洪调度管理信息系统研发

水库防洪调度是一个非常复杂的过程。水库防洪调度的信息化主要是借助测量、遥测、遥感(RS)、地理信息系统(G IS)、全球定位系统(GPS)等手段采集基础数据,构建数字化水库防洪数据管理平台和水库虚拟三维环境。在该平台和环境中,以系统软件和数学模型对水库流域的水雨情及洪水的调度方案进行模拟、分析和研究,提供决策支持,从而增强防洪调度决策的科学性和预见性。实践表明,通过RS、GIS技术建立的水库三维防洪调度系统能够为水库管理者提供水库防洪调度方案制定与分析、防洪调度决策等方面的强有力的、科学的辅助支持。本文结合厦门"汀溪水库三维防洪调度系统"的实际研发,探讨了RS和GIS技术在水库防洪调度中的应用。     

淮河流域洪涝变化混沌演化特征研究

本文在淮河流域洪涝变化分形特征、吸引子维数研究的基础上,以相空间重构为理论,通过Lyaponov指数论证了淮河流域洪涝变化的混沌性和耗散性,分析了洪涝变化的混沌演化特征.     

GIS在洪涝灾害监测评估中的应用

中国国土辽阔,自然地理条件复杂,是一个自然灾害发生较频繁的国家,尤其是洪涝灾害。随着社会和国民经济的迅速发展,洪涝灾害所造成的损失越来越大。洪涝灾害监测评估是抗洪减灾中一个重要组成部分,也是电子政务的组成部分,GIS则是最主要的技术支撑之一。中国已建成了洪涝灾害监测评估的业务运行系统。本文介绍了洪涝灾害监测评估业务运行的基本要求、技术流程、基于GIS的基础背景数据库以及GIS在洪涝灾害监测评估中的发展现状和应用实例。     

基于WebGIS的城市财产保险洪灾损失评估研究

WebGIS是Internet技术与GIS技术相结合的产物。本项研究在WebGIS支持下,从洪涝灾害的成灾机理出发,针对保险公司对具体受灾体理赔的需求,提出了每个投保户洪灾损失率的计算方法,建立起基于WebGIS的城市财产保险洪涝灾害损失评估模型。结合广东省深圳城市洪灾数据进行模型验证。验证结果表明,WebGIS可以快速方便地进行投保户洪涝灾害损失评估,并对于各个投保户均能得到较好的精度。     

Flood and waterlogging monitoring over Huaihe River Basin by AMSR-E data analysis

In this paper, we investigated the potential of Advanced Microwave Scanning Radiometer for Earth Observation System （AMSR-E） for flood monitoring. The proposed approach was based on the polarized ratio index （PRI）, which was computed by using AMSR-E data at 37GHz, vertically and horizontally polarized brightness temperature values and the water surface fraction （WSF） got by using the PRI at 37GHz. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer （MODIS） data were used to validate the WSF values. The analysis of flood and waterlogging using the WSF map on July 6, 2003 indicates that the use of WSF for flood and waterlogging disaster assessment is feasible. Utilizing the correlation of WSF derived from AMSR-E and water area derived from MODIS, the water area of the Huaihe River Basin were computed by only using AMSR-E data in the summer of 2003, which overcame the influence of cloud on water estimation using MODIS data during flood.     

基于格网的洪水灾害危险性评价分析——以巴基斯坦为例

洪水灾害已成为给当今人类带来严重损失的自然灾害之一,因此,灾害风险评价是区域经济持续发展的前提与条件。本文从致灾因子和孕灾环境两方面进行分析,综合考虑降水(累计降雨量和最大降雨量)、河流(河网密度)、地形(高程值和坡度值)、土地利用和植被(NDVI)共5种相关因子,以1km格网数据为基础,运用AHP(层次分析法)对巴基斯坦洪水灾害进行了危险性评价。结果表明:巴基斯坦洪水灾害危险性受降雨和地形的影响较大,其危险程度东南部大于西北部,并由东南部向西北部逐渐递减。     

基于ArcGIS Server的气象设备监控系统的设计与实现

以ArcGIS Server为技术支撑,对气象设备监控系统进行了深入研究.以JSF和ArcGIS Server技术为基础,结合WebGIS关键技术,以"中国气象局综合气象观测系统运行监控平台--气象设备运行监控子系统"为研究实例,设计了遵循MVC模式的WebGIS模型,并在模型的基础上实现了系统的研发.系统的主要功能包...     

粗糙集在洪水风险评估中的应用

针对洪水灾害事故的随机性,复杂性和不确定的特点,以及在洪水风险评估选取评估指标过程中存在的主观性,通过采用粗糙集的改进属性约简算法对用于评估的指标集进行约简,从而剔除其中的对最终结果不造成影响的指标,并且利用相对约简建立用于洪水风险评估的层次指标体系,应用模糊层次分析法对该地区的洪水风险进行评估,比单纯的依靠专家打分法更具有科学依据和数据支持。     

网络GIS及其内容体系和应用分析

众多研究人员在网络GIS的研究方面都习惯将其内容简单化为WebGIS或者Internet/Intranet GIS。实际上,WebGIS和Internet/Intranet GIS在数据模型、网络架构、体系构建和功能部署等方面都有较大的区别,这种将We-bGIS和Internet/Intranet GIS统称为网络GIS的做法本身就有缺陷。本文以网络和分布式计算技术为基础,从“广义”和“狭义”的角度对网络GIS的概念框架、内容体系和应用等几个方面做了重构研究,以期推动网络GIS的研究进展。     

基于RIA技术的WebGIS研究

该文分析了目前WebGIS所存在的问题,同时介绍了RIA的有关情况,并据此提出了基于RIA构建WebGIS的思路。在分析这种方案理论可行性的基础上,着重介绍了RIA环境下地理信息组织、存储以及缓存等关键技术问题,同时也给出了RIA构建WebGIS的体系结构方案,并对客户端、服务器端以及协议方面作了详细探讨,通过系统的开发,对下一步工作,如语义挖掘、安全问题等作了分析,认为RIA在地理空间数据的发布和共享中将发挥越来越大的作用。