基于DEM和HEC-GeoRAS软件的洪水模拟

传统的洪水模拟需要工程河段的实测河道地形或断面资料,消耗大量人力、物力。无实测地形资料情况下对工程河段设计洪水进行模拟计算,是工程设计需解决的关键技术问题之一。将HEC-GeoRAS模型应用到白龙江鸭浮岩河段,利用实测地形数据和30 m分辨率DEM数据分别建模,对比两种方法的计算结果。结果表明:基于30 m分辨率DEM数据的HEC-GeoRAS模拟结果与根据实测地形资料计算的结果相差较小(百年一遇洪水平均水位误差在0.3 m以内,平均流速误差在0.6 m/s以内),这一误差对于水位、流速变幅较大的山区河流工程可以接受,为无实测地形山区河段洪水模拟提供了一种新思路。     

汉江下游沙洋至汉口河段槽蓄量计算分析

分别采用断面法和DEM方法推求汉江下游沙洋至河口河段河道槽蓄量,并对两种计算方法的结果进行了对比分析,认为DEM方法更优。在此基础上,选取1983~2010年23场洪水不同时刻汉江下游重要水文站(水位站)实测水面线资料,基于2005年实测河道地形数据,采用DEM方法进行河段槽蓄量计算,分析比较历史洪水不同水面线下河段槽蓄量变化,得到3点初步认识,可为汉江中下游防洪和应急调度工作提供参考。     

库岸条件对利用DEM计算蓄水静库容的影响及修正方法初探

介绍了利用数字高程模型(DEM)计算库容的特点,指出了因水库蓄水造成库岸条件的变化及其对库容计算准确性的影响.通过对库岸实施动态监测,将库区多时相遥感数据、正射影像数据及其影响库岸变化因素的背景数据与DEM数据进行套和显示,构建实时三维GIS系统对库容计算进行了修正.     

水能资源理论蕴藏量

本文阐述了水能的物理涵义及其与水电开发的关系。解释了水能理论值用势能公式计算的假设条件并给出了推导过程。给出了两种方法进行水能资源理论蕴藏量的表达。方法一,用势能法推导了全河段法水能资源量计算公式,得到了河流消亡的水能开发总量;假设水能的有益损耗可计算,得出保证河流存在的理论水能资源量。方法二,提出了用理论站址法进行河流水能资源表达的想法,该法也用到基于动能公式的水能资源理论值计算。建议河流天然水能开发要适度,要提高水能利用效率。     

关于黄河上游水电开发的若干构想

１　黄河上游简况黄河水能资源蕴藏量丰富，其中以黄河上游水能资源尤为集中。黄河上游按地域划分为两段：龙羊峡至青铜峡河段为黄河上游的中下段，河段全长９１８ｋｍ；龙羊峡以上为黄河上游的上段，其中从鄂陵湖湖口以下至龙羊峡库尾的羊曲坝址，河段全长１３６０ｋｍ。黄河上游河段水量丰富、落差集中、水能蕴藏量丰富，尤其是龙羊峡至青铜峡河段，具有工程投资相对较小和水库移民相对较少、对外交通方便、经济指标好等优点，被誉为我国水电建设中的“富矿”。１－１　龙羊峡至青铜峡河段１－１－１　龙羊峡至青铜峡河段的水能资源及开发…     

长江荆江河段防洪调度三维可视化

为生动形象地表达荆江河段防洪调度景观,系统采用3DMAX,Flash和Erdas等工具对DEM数据和三维建筑物数据进行融合,并运用Realflow和Realwave进行水流模拟和仿真,形成了荆江河段防洪调度三维可视化系统.     

澜沧江(西藏段)流域植被保护与水能资源开发关系的研究

澜沧江(西藏段)流域水能资源丰富,但开发水能资源的过程会破坏流域植被,因此为协调好流域植被保护与水能资源开发的关系,开展项目研究。研究首先通过现场调查、遥感解译等方法获取研究区植被类型分布,利用研究区DEM提取海拔分异,再通过GIS叠加分析,得出研究区段植被类型分布最为丰富的结论,最后提出流域水能资源开发过程中应加强对3 900~4 300 m高程海拔区域植被的保护,并且重点优化此段海拔高程中水能资源利用开发方式的建议。     

基于DEM法的变电站工程土方量计算方法研究

土方工程是影响变电站土建项目成本的重要因素,基于DEM法的土方量计算方法是当前土方量计算的一种重要方法,利用DEM法基本原理对计算软件的二次开发及软件的适应性研究是DEM法广泛利用的重要途径。为了验证DEM法在变电站土方量计算方面的可行性,在HTCAD和Arc GIS软件技术平台上,利用DEM法计算不同地形条件下的变电站土方量并对比分析其计算结果。结果表明:两类软件技术平台在计算土方量方面均具有适用性;DEM法在山区计算的土方量结果相关系数为0.99,计算精度最高,但在平原地区仍具有适用性。     

数字航道构建研究——以赣江樟树南昌河段为例

提出了构建"数字航道"的理论体系、框架结构以及数字航道实现的关键技术,以赣江下游(樟树-南昌)河段为对象;讨论了"数字航道"在赣江航道的实现;采用系统理论初步开发出基于GIS的航道管理维护模块、河床演变分析模块和一、二维水流泥沙数学模型与GIS的集成,为航道整治工程设计与规划决策支持提供了科学依据.最后采用三维可视化技术作为航道虚拟现实的实现手段,在航道DEM数据基础上开发了赣江下游航道与整治工程的虚拟仿真.     

GIS技术在小流域地区暴雨推求设计洪水的应用

广东省小流域地区暴雨推求设计洪水的方法主要是广东省综合单位线法和推理公式法。GIS技术结合DEM和土壤数据的应用为流域地理属性的提取提供了便利,进而为无资料地区设计洪水推求提供基础条件。该文以流溪河水库流域为例,采用STRM90m的DEM和国际粮农组织(FAO)1k分辨率的土壤数据,在ArcGIS9.2平台中分析计算流域地理参数,用以计算该流域地区暴雨推求设计洪水,取得较好的效果。     

Characterization and Evaluation of Elevation Data Uncertainty in Water Resources Modeling with GIS

Grid based digital elevation models (DEM) are commonly used in water resources modeling. The quality of readily available DEM, however, varies from source to source in terms of horizontal resolution and vertical accuracy which are the two important aspects of elevation uncertainty in the modeling with raster GIS. This paper addresses the issue of elevation data uncertainty in GIS supported hydrologic simulations. The essential role of elevation data in the modeling is revealed by presenting DEM processing processes in distributed and semi-distributed hydrologic analyses. It is very difficult to examine the elevation uncertainties analytically due to complexities of the hydrologic models. An ideal approach is to assess the effect of the DEM uncertainty by applying varying resolutions or accuracies of elevation data in the modeling. Different grid sizes of DEM are used in observing DEM resolution dependence and resulting model outputs are compared to obtain a profile of its effect. Impact of DEM vertical accuracy is explored by Monte Carlo simulation with a large number of DEM realizations generated based on different levels of specified error. The approach is implemented in a case study with a topography based hydrologic model on an experimental watershed to analyze both aspects of the uncertainty. The results show that both DEM grid size and vertical accuracy could have profound effect on hydrologic modeling performance. The impact can be compensated by model calibrations due to interactions between model parameters and spatial factors. The study indicates that the DEM uncertainty can be effectively evaluated using the applied method. The work is to provide some insight into the characterization of elevation data quality and the association between topography and water resources models.     

结合GIS技术的洪水调度及风险分析

利用地理信息系统（GIS）技术中的空间数据管理功能对流域栅格数据、矢量数据和属性数据等信息进行管理;利用遥感图像和数字高程模型（DEM）形成流域二维、三维虚拟实现;利用二次开发组件对流域雨水情数据进行多方式的浏览;利用GIS二维、三维技术对洪水调度结果及风险分析结果进行演示（二维平面淹没演示、三维库水位动态演示）。逼真的模拟过程有助于洪水调度会商决策，从而提高洪水调度水平和最大程度减免风险。     

Remote Sensing and GIS Innovation with Hydrologic Modelling for Hydroelectric Power Plant (HPP) in Poorly Gauged Basins

Within the last two decades, modelling of rainfall–runoff has become an important topic in water resources assessment due to increasing water demand and energy, particularly in the determination of hydropower potential. In addition to remote sensing (RS) and geographical information systems (GIS), with the development on satellite technologies, it becomes possible to asses rapid and economic solutions to determine a practical rainfall–runoff relation, particularly poorly gauged or ungauged basins. In this paper, Solakli Watershed which is located in Eastern Black Sea Region of Turkey is selected as the study area. To determine the hydroelectric water potential in a poorly gauged basin, basin boundary and area, minimum maximum and mean elevation, slope information of the basin have been derived from the digital elevation model (DEM) using remote sensing (RS) and geographical information systems (GIS) techniques. IRS P5 stereo satellite data with 2.5-m spatial resolution has been used for deriving the DEM. This DEM is used to produce the flow direction and flow accumulation maps of the basin. Afterward, synthetic drainage network is obtained with the analysis of these maps. Using topographical data such as area, mean basin elevation and limited point observations of rainfall data; a regression model was derived for the whole watershed. This regression model was validated on a sub-basin with satisfactory results using mean areal rainfall which was calculated isohyetal map produced by kriging method. Suggested hydropower station points are also determined.     

基于WetSpa模型的设计洪水计算

分别根据长期的流量资料、广东省推理公式法,基于WetSpa分布式水文模型,推求广东省流溪河水库流域设计洪水。基于WetSpa模型推求设计洪水结果与广东省推理公式法相比,基于WetSpa模型推求设计洪水结果比根据长期流量资料计算结果更接近,说明基于WetSpa模型推求设计洪水是可行的。利用WetSpa模型推求设计洪水只需要知道流域的DEM、土地利用类型、土壤类型以及少量的降雨洪水资料。流域的DEM、土地利用类型、土壤类型数据可通过互联网免费下载,所以WetSpa模型为短缺资料地区推求设计洪水提供了新的参考。     

淮北平原分布式除涝水文模型及应用

针对目前淮北平原除涝水文计算采用的经验排模公式仅考虑了设计净雨和排水面积两个因素,对于下垫面情况复杂的流域不能很好地反映峰量关系的情况,应用GIS技术根据DEM进行流域划分、水流方向确定等处理,并结合流域水文地质图、土壤分布图等建立GIS图层,进而构建淮北分布式水文模型。结果表明,该模型可用于无资料地区的排涝水文计算,应用历史数据对模型参数进行调试,模拟计算精度可达GB/T 22482-2008《水文情报预报规范》的甲级标准。     

数值地形图的生成及其水文地貌特征评价

数值地形图(DEM)是利用地理信息系统(GIS)进行流域水文模拟的基础, 其精度直接影响模拟结果在没有现成的数值地形图时, 应用人员往往利用传统的地形图来生成它. 本文分别采用Arc/Info地理信息系统软件提供的哈奇逊法和不规则三角网五次插值法, 对一个实验流域的高程取样点进行插值, 生成了4种不同的数值地形图, 从凹洼分布、流域界定、河网提取、地面坡度和地形指数、以及地面径流汇成等方面, 对它们的水文地貌精度进行了比较. 结果表明, 两种方法都能生成由高程点群所反映的地形, 然而由于哈奇逊法能够结合流域的河网结构及其具有物理基础的水文地貌加强法来处理凹洼问题, 因此大大地提高了其所生成的流域数值地形图水文地貌特征精度.     

基于GIS的DEM和分布式水文模型的应用比较

本文采用GIS地形分布技术和栅格技术，对TOPMODEL和新安江水文预报模型进行基于GIS的技术改造，构建了基于DEM栅格的TOPMODEL水文模型和基于GIS的TOPMODEL和新安江分布式水文模型，并将3个模型应用于黄河支流——洛河卢氏以上流域的水文模型的参数率定和模拟比较，以探讨 GIS技术的应用和模型的适应性。结果表明在该研究流域上，3个模型都能很好地进行水文过程模拟，其中基于DEM栅格的TOPMODEL模型可取得更好的效果。     

Geographic Information Systems (GIS) for the Determination of Inundation Maps of Lake Mogan,Turkey

Abstract

The use of geographic information systems (GIS) allows for a very efficient analysis of spatial hydrologic data for water resources projects especially for water control studies. In this respect, flood hydrographs for Mogan basin, Turkey for different durations and return periods are determined by using Soil Conservation Service (SCS) method. The basic parameter of the SCS method, curve number (CN), is evaluated by using GIS employing digital land use and hydrologic soil group data derived from analog maps. A Digital Elevation Model (DEM) of Mogan basin is constructed by making use of topographic maps with a scale of 1:25,000. Flood hydrographs for these three productive subbasins of Lake Mogan are attached and superimposed to obtain the total flood hydrographs. Total flood hydrographs entering into Lake Mogan are routed by Puls Method to determine the outflow hydrographs from the lake; then, associated lake levels are computed. Furthermore, inundation maps of Lake Mogan are obtained; these results are presented by GIS techniques.     

基于GIS和遥感数据的洪水风险分析

随着城市化进程的不断深化,洪涝灾害已经成为威胁人类生存的一种主要自然灾害。人们逐步认识到,仅仅使用工程措施来防御洪水是远远不够的,非工程措施近年来已进入到防洪领域。管理洪水、分析洪水灾害是非工程措施的一个重要方面。应用GIS工具研究ASAR数据和DEM数据获取研究区域的水深信息。以东洞庭湖区域为研究对象,运用3种常用的插值方法（IDW、Kriging和Topo to Raster）进行水面插值．但这些方法的插值效果不是很好。一种新的插值方法（ADDM,基于平均距离插值方法）被用来进行水面插值。相互比较的结果表明,ADDM方法在水深精度和水面连续性方面都优于其他3种方法。最后,根据ADDM方法获取的水深信息和洪水频率图制作东洞庭湖区洪水风险图。     

SWAT模型在白莲河流域径流模拟中的应用研究

结合GIS与RS技术的分布式水文模型已成为当今水文界研究的重点。从气象与水文水资源学科交叉的角度对SWAT分布式水文模型进行研究,并将其应用于白莲河流域,以此探讨该模型在中小流域的适用性。模拟结果表明,SWAT模型能够较好地模拟白莲河流域日径流过程,具有一定适用性。