洪水淹没分析报告

2021年2月18日发(作者：整容隆鼻要多少钱)
存档编号


华北水利水电学院

North China University of Water Resources and Electric Power
课程设计


题目
:
洪水淹没分析






学院资源与环境学院

专业地理信息系统

姓名黄福想

学号




200900931
指导教师李小根

完成时间

2012
年
6
月
1
日




目录

摘要
............. .................................................. .................................................. .................................................. ............
I

关键词：
ARCENGINE
；三 角网（
TIN
）
；
ARCGIS
；

.
. .................................................. .......................................
I

FLOOD ANALYSIS REPORT ........................ .................................................. .................................................. .....
II

ABSTRACT
.
........... .................................................. .................................................. ................................................
II

第
1
章前言
................. .................................................. .................................................. ........................................ - 1 -

1.1

1.2

研究课题背景
........... .................................................. .................................................. ............................... - 1 -

研究的内容
.................................... .................................................. .................................................. .......... - 1 -

第
2
章系统架构
...... .................................................. .................................................. ............................................ - 2 -

2.1

实现的基本原理及技术路线
........... .................................................. .................................................. ....... - 2 -

实现的基本原理
................ .................................................. .................................................. ............
-

2

-

技术路线
..................................... .................................................. .................................................. ...
-

2

-

2.1.1.

2.1.2.

2.2

系统的实现
......... .................................................. .................................................. ..................................... - 3 -
应用地理信息系统的优越性
................................ .................................................. ...........................
-

3

-

洪水淹没面积的计算
...................... .................................................. ................................................
-

4

-

系统模块
....... .................................................. .................................................. .................................
-

4

-

系统功能实现关键技术
........... .................................................. .................................................. .....
-

7

-

2.2.1.

2.2.2.

2.2.3.

2.2.4.

第
3
章结束语
........................... .................................................. .................................................. .......................... - 7 -

3.1

3.2

系统的不足
........................ .................................................. .................................................. ...................... - 8 -

核心代码：
... .................................................. .................................................. ........................................... - 8 -








i


洪水淹没分析报告

摘要

水淹没范围的确定 及可视化是防洪和洪灾损失评估的核心环节，三维
GIS
能够在空间
延展度上直观的反 映地形地貌的要素特征。基于
arcengine
开发的三维
GIS
系统通过 洪水水
位线和水淹范围能够形象的展示洪水淹没情况，并在此基础上分析水淹影响，统计相关的
数据，计算水淹面积，为三维防洪提供一定的决策支持。


关键词
：
ArcEngine
；三角网（
TIN
）；
ArcGIS
；













I

Flood Analysis Report
Abstract
Submerged in water to determine the scope and visualization is a core part of flood control
and flood damage assessment, 3D GIS to spatially extended intuitive reflect the characteristics
of the elements of the topography. Range display to visualize flood submerged by flood water
level
and
flooding
based
on
arcengine
developed
three-dimensional
GIS
system,
and
on
this
basis to analyze the impact of flooding, the statistical data related to calculation of the flooded
area
to
provide
a
certain
degree
of
decision-making
three- dimensional
flood
control
supported....

Key words
:
ArcEng ine
；
TIN
；
ArcGIS
；

II
课程设计


第
1
章前言

1.1

研究课题背景

我国是一个自然灾害十分频繁的国家，洪涝灾害一直严重威胁着人民生命财产安全和
社会的稳定与发展。
近几十年来，
自 然资源的开发利用不断扩大，
城乡经济建设飞速发展，
洪水出现的频率及其造成的损失也不断的 增加。因此，快速、准确、科学地模拟、预测和
显示洪水淹没范围，
以便发挥防洪工程效益，< br>并以非工程措施来减轻洪水危害，
对防洪减
灾具有重要意义。
别是对于城市和蓄 滞洪区，
如果能够预先获知洪水的淹没范围和水深的
分布情况，
对于挽救人民的生命财 产和减少洪涝灾害损失都具有十分重要的价值。
获取洪
涝灾害范围和该范围内相对准确的水深分 布对洪涝灾害评估和经济损失评估也具有重要
的意义。

1.2

研究的内容

洪水淹没是一个很复杂的过程，
受多种因素的影响，
其 中洪水特性和受淹区的地形地
貌是影响洪水淹没的主要因素。对于一个特定防洪区域而言，洪水淹没可能 有两种形式，
一种是漫堤式淹没，
即堤防并没有溃决，
而是由于河流中洪水水位过高，
超过堤防的高程，
洪水漫过堤顶进入淹没区；
另一种是决堤式淹没，
即堤防溃 决，
洪水从堤防决口处流入淹
没区。无论是漫堤式淹没还是决堤式淹没，洪水的淹没都是一个动 态的变化的过程。

针对目前防洪减灾的应用需求，
对于洪水淹没分析的要求可以概化 为两种情况，
一是
在某一洪水水位条件下，
它最终会造成多大的淹没范围和怎样的水深 分布，
这种情况比较
适合于堤防漫顶式的淹没情况。
另外一种情况是在给定某一洪量条 件下，
它会造成多大的
淹没范围和怎样的水深分布，
这种情况比较适合于溃口式淹没。
对于第一种情况，
需要有
维持给定水位的洪水源，
这在实际洪水过程中是不可 能发生的，
处理的办法是可以根据洪
水水位的变化过程，取一个合适的洪水水位值作为淹没水位 进行分析。对于第二种情况，
当溃口洪水发生时，
溃口大小是在变化的，
导致分流比也 在变化。
另外一般都会采取防洪
抢险措施，
溃口大小与分流比在抢险过程中也在变化，
洪水淹没并不能自然地发生和完成，
往往有人为防洪抢险因素的作用，
如溃口的堵绝，
蓄滞洪区的启用等。
这种情况下要直接

- 1 -
课程设计

测量溃口处进入淹没区的流量是不大可能的，
因为堤防溃决的位置 不确定，
决口的大小也
在变化，
测流设施要现场架设是非常困难也是非常危险的。所以实际应用时，
考虑使用河
道流量的分流比来计算进入淹没区的洪量。

第
2
章系统架构

2.1

实现的基本原理及技术路线

2.1.1.
实现的基本原理
通过对数字高程模型数据的获取和分析，
建立数字高程模型
（
DEM
）< br>。
在建立的
DEM
模型的基础上，
并在数据库的支持下，
进行 洪水淹没分析。
洪水淹没分析可以根据给定的
洪水位进行计算，得到洪水淹没分析结果。

2.1.2.
技术路线

利用
GIS
技术进行相关处 理，应用自身功能，求的低于一定高程的洪水淹没范围，
从而计算洪水淹没面积。

由 于
3D
点多采用的沿等高线采点，因此在等高线密集的地方采点较多，等高线稀疏
的地 方采点少，
这样能很好的表示地形的高低起伏，
又能有效地减少数据冗余。
针对一个< br>特定地区的洪水淹没分析，
为了减少数据量和便于分析，
一般根据洪水风险，
预 先圈定一
个最大的可能淹没范围，这样处理对于防洪减灾来说是合理的。

系统的框架图如下图
1
所示：


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课程设计



图
1
系统框架图



2.2

系统的实现

2.2.1.
应用地理信息系统的优越性

1
）地理信息系统是管理空间信息的最佳选择

就传统意义上的数据库而言， 无论是
FoxPRO
，还是
Oracle
，
Sybase
， 它们管理的信息类
型主要是文字和数字，
对图形的管理功能则十分薄弱。
众所周知，< br>地理信息系统的数据库
包括图形和属性两部分，图形数据库主要负责点（
point）
、线
(line
，
arc)
、面
(surface)
、体
(body)
等图形实体的管理，而各类图形实体的属性管理则由
Fox PRO
，
Oracle
等数据库来
承担。
事实上，
人类对地 球三维空间中任意实体的表达，
应该是图形和属性的并集，
这样，
才能对物体进行较为 精确的描述。
所以，
只有地理信息系统才能对空间目标进行有效的描
述。

2
）地理信息系统不仅是一个管理系统，而且还是一个分析系统

对地理信息 系统而言，
不仅图形实体具有属性信息、
拓扑关系，
而且还有大量的分析模型。

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课程设计

所以，
人们不仅能够得到图形信息，< br>而且还可以图文并茂地对地学现象进行分析研究，
为
决策提供依据。例如，利用
GIS
系统的图形和数字高程模型（
DEM
）
，可以圈定环境的污
染 范围和程度，得到地形的坡向图，计算矿体的储量。

2.2.2.
洪水淹没面积的计算

1)

给定洪水水位下的淹没分析。选定洪水 水源入口，设定洪水水位、选出洪水水位以下
的三角单元，从洪水入口单元开始进行三角格网连通性分析 ，
能够连通的所有单元即
组成淹没范围，
得到连通的三角单元，
对连通的每个 单元计算水深
W
，
即得到洪水淹
没水深分布，图
3
是基于三角单元格网模型在给定洪水水位条件下的淹没分析。

2)

给定洪量（
Q
）条件下的淹没分析。进行灾前预评估分析时可以根据可能发生的情况
给定一个洪量，
或者取洪水频率对应的流量的百分数。
评估分析时洪量
Q
值可 以根据
流量过程曲线和溃口的分流比计算得到，有条件的地方，可以实测，不能实测的可以
根据 上下游水文站的流量差，并考虑一定区间来水的补给误差计算得到。


2.2.3.
系统模块

系统的开始界面






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课程设计



图
2

系统的开始界面


TIN
是地表或空间现象起伏变化的 数字表示，包含了地球表面许多有用的地理信息，
其中就包括水文信息。通过
TIN
来 生成地表水淹没分析统计模型具有最形象化的特点如
下图所示：







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课程设计



图
3
淹没分析



系统统计表单模块如下图
4
所示：



图
4
系统表单



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