非饱和重塑黄土的一种简化离散元模型

黄土是一种水敏性颗粒材料,其强度受含水率影响十分明显。基于非饱和土力学的基本理论,利用颗粒离散元方法,建立了一种非饱和黄土的简化离散元模型。在对非饱和黄土的力学特性进行离散元模拟分析后,与室内三轴试验进行了对比验证。对比模型和试验结果发现：不同含水率试样的应力应变关系受土体颗粒间摩擦系数直接影响,表现为试样含水率越高,摩擦系数越小,说明该离散元模型在一定范围内能够反映重塑黄土的土力学特性。     

基于DEM和GIS的流域水文信息提取——以巴中市为例

为了探讨基于DEM和GIS的流域水文信息提取过程中阈值确定的有关问题,应用ArcGIS中的Hydrology水文分析工具,对巴中市水域的水文信息提取进行了研究。研究结果表明:1汇流累积量与河网密度、流域面积满足二阶导数关系,利用导数关系能够有效确定河网提取阈值。2阈值对河网信息提取具有较大的影响,阈值越小,河网越稠密。当阈值达到8500时,提取的河网密度和面积基本趋于稳定且与实际水系基本符合。3实际地形特征、原始DEM数据可能存在的误差以及其他人为因素等都会对水文提取结果产生影响。     

Effective Acquisition Protocol of Terrestrial Laser Scanning for Underwater Topography in a Steep Mountain Channel

For better risk management, detailed and quantitative measurement of channel and stream‐bed structure is required to understand and predict water and sediment flow in mountain channels. Our previous research demonstrated good performance of green‐wavelength Terrestrial laser scanning (TLS) for measurement of submerged stream‐bed in a steep mountain channel. This paper examines how the acquisition protocol of TLS affects the accuracy of data collected in the mountain channel. First, it was tested whether varying the scanner height, i.e., incident angle affects the data acquisition in terms of point density and accuracy in the pool unit of step‐pool channel. Then, the effect of varying the minimum point spacing on the derived Digital terrain model (DTM) was examined. It was also analyzed whether a combination of multiple TLS data acquired from different directions would improve the accuracy of data compared to data acquired by a single measurement. Furthermore, TLS data were acquired over a cascade unit of the channel and examined whether TLS is capable of capturing reliable underwater data. All the acquired underwater data by TLS were corrected for water refraction and validated using manual surveyed data. The results showed that the accuracy of derived DTM was improved when the scanner height was increased or data was acquired from multiple directions, however, acquiring denser point cloud with a minimum point spacing of 1 mm did not improve the accuracy of the data. Accuracy of TLS measurement in the cascade unit was considerably lower. Special consideration is required for this area.     

水库库容淤积DEM图制作与分析

为准确掌握水库库容淤积及分布情况,以佛子岭水库为例,利用GIS对不同时期的库区地形图进行数字化建模,计算水库的库容和淤积量,并通过数字模型叠加计算制作水库库容淤积分布DEM图。结果表明：库容淤积DEM图直观地反映库区地形淤积厚度和分布情况,佛子岭水库库区淤积主要发生在死库容区域,纵向形态为带状淤积,没有明显的凸起和锥状淤积现象,横向呈现沿湿周的均匀淤积。准确掌握水库库容及淤积变化情况,为水库运行规范化管理、防洪调度提供重要技术支撑。     

DEM和土地利用分辨率对SWAT水沙模拟效果的影响——以泾河流域为例

DEM和土地利用的数据精度影响水文模型的模拟效果。以泾河流域为对象,选取毛家河、杨家坪和张家山3个水文站作为控制站,分别利用9组不同分辨率的DEM和土地利用数据(分辨率范围均为30～3 000 m)构建了100个SWAT模型,探究输入数据精度对水沙模拟效果的影响,并采用TOPSIS理论方法对模型进行综合评价。研究表明：DEM分辨率会影响流域的边界和河网提取,且流域特征信息会随分辨率的降低而发生丢失;当DEM分辨率低于1 000 m时,需使用SWAT中的Burn in工具,才能完成流域边界与河网的准确提取;HRU的数量随DEM分辨率的下降而减少,而土地利用分辨率对HRU数量的影响不显著;当分辨率变化较大时,DEM对参数敏感性造成的影响要大于土地利用;在构建的毛家河、杨家坪和张家山3个站点的模型中,DEM和土地利用分辨率的最优组合分别为750和300 m、30和90 m以及150和3 000 m。该研究可为流域水沙模型构建与模拟精度提升提供方法与技术参考。     

基于空间信息技术的六股河流域河网水系提取

快速有效地获取河网水系特征信息对于流域水文分析具有重要的意义。为此,选取辽宁省六股河流域作为研究对象,以30 m空间分辨率的数字高程模型(DEM)作为基础数据,采用美国ESRI公司开发的地理信息系统软件ArcGIS,对该流域的水流方向、累积汇流栅格、河网水系等基础信息进行了提取研究。将河网提取结果与国家基础信息中心提供的1∶4 000 000河流水系基础资料进行对比,提取结果的干流河网段与实际水系形态特征较为吻合,提取的流域面积与实际流域面积相差1.99%,表明空间信息技术应用于六股河流域水文基础信息提取是可行的,可为流域水文模拟、数字流域建设等研究提供基础数据支持。     

ARCGIS环境下基于DEM的流域特征提取

研究选取位于陕西省延安城南12 km处的万花乡向阳沟小流域。采用1∶10000大比例尺的比例尺5 m分辨率的DEM作为基本的地形数据,应用ESR I公司开发的ARCG IS地理信息系统软件进行流域特征的提取。经分析得到了研究区域河网特征以及研究区其它常用的流域特征信息,与实际河流水系特征基本吻合,认为应用DEM划分的流域结果是合理的。     

3S技术在河道测量中的应用

全球定位系统、遥感及地理信息系统技术在河道测量方面的应用前景十分广阔.介绍了河道测量、冲淤变化传统的分析方法和3S技术及其在河道测量、冲淤分析、动态监测中的应用.阐述了3S技术的优势,并勾画了3S技术在河道测量中的应用前景、发展趋势.     

基于DEM栅格的水文模型在沂河流域的应用

本文结合GIS技术和数字高程模型,运用基于DEM栅格流域信息提取技术,对传统的新安江模型及TOPMODEL进行改进,构建基于栅格的分布式新安江模型、基于栅格的TOPMODEL水文模型。并将模型应用于沂河临沂以上流域。通过流域信息提取、模型参数率定和流域典型洪水模拟,以探讨GIS技术与数字高程技术的应用和水文模型的适应性。应用结果表明,4个水文模型在该流域上的水文过程模拟效果良好,其中,基于栅格的新安江模型与基于栅格的TOPMODEL的模拟效果更好。     

班多水电站左岸Ⅰ号倾倒体破坏机制分析

分析黄河班多水电站左岸Ⅰ号倾倒体发育的地质环境和倾倒变形体的主要特征:岩层倾角自岸坡水平向里由缓变陡;倾倒、弯曲、拉裂变形显著;弹性波速较低等。根据这些特征,运用地质-力学分析法阐述倾倒体的变形机制;用离散元方法对地质原型进行模拟。分析表明倾倒体的失稳破坏方式主要以沿潜在折断面的剪切蠕滑为主,并伴以沿板理面发生错动、倾倒,最终将以滑坡形式结束整个变形过程。