洪水淹沒(méi)分析論文
時(shí)間:2022-12-15 04:10:00
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google_protectAndRun("render_ads.js::google_render_ad",google_handleError,google_render_ad); google_protectAndRun("render_ads.js::google_render_ad",google_handleError,google_render_ad); q值可以根據(jù)流量過(guò)程曲線和潰口的分流比計(jì)算得到,有條件的地方,可以實(shí)測(cè),不能實(shí)測(cè)的可以根據(jù)上下游水文站點(diǎn)的流量差,并考慮一定區(qū)間來(lái)水的補(bǔ)給誤差計(jì)算得到。
在上述h分析方法的基礎(chǔ)上,通過(guò)不斷給定h條件下求出對(duì)應(yīng)淹沒(méi)區(qū)域的容積v與q的比較,利用二分法等逼近算法,求出與q最接近的v,v對(duì)應(yīng)的淹沒(méi)范圍和水深分布即為淹沒(méi)分析結(jié)果
一般:(2)
簡(jiǎn)化計(jì)算式:(3)
式中:
v—連通淹沒(méi)區(qū)水體體積;
ai—連通淹沒(méi)區(qū)單元面積,由連通性分析求解得到;
ei—連通淹沒(méi)區(qū)單元高程,由連通性分析求解得到;
m—連通淹沒(méi)區(qū)單元個(gè)數(shù),由連通性分析求解得到。
定義函數(shù):(4)
顯然該函數(shù)為單調(diào)遞減函數(shù),函數(shù)變化趨勢(shì)如圖3所示:
圖3f(h)函數(shù)變化趨勢(shì)圖
已知,h0為入口單元對(duì)應(yīng)的高程,要求得一個(gè)h,使得f(h)0。為利用二分逼近算法加速求解,在程序設(shè)計(jì)時(shí)考慮變步長(zhǎng)方法進(jìn)行加速收斂過(guò)程。需要預(yù)先求得一h1使。h1的求解可以設(shè)定一較大的增量△h循環(huán)計(jì)算,直到,()。再利用二分法求算在(h0,h1)范圍內(nèi)趨近于零的hq。hq對(duì)應(yīng)的淹沒(méi)范圍和水深分布即為給定洪量q條件下對(duì)應(yīng)淹沒(méi)范圍和水深
圖4hq求解示意圖
六、任意多邊形格網(wǎng)模型的洪水淹沒(méi)分析方法 前面談到利用tin模型產(chǎn)生的三角單元格網(wǎng)來(lái)進(jìn)行洪水淹沒(méi)分析,這樣的淹沒(méi)分析方法是有一些缺點(diǎn)的,首先由dem產(chǎn)生tin模型時(shí)對(duì)于高程有一個(gè)概化過(guò)程,即在三角單元內(nèi)認(rèn)為高程是均勻的,在實(shí)際處理時(shí)由三個(gè)點(diǎn)的高程平均取得。
將dem轉(zhuǎn)化為多邊形,處理時(shí)將具有相同高程并且相鄰的單元合并為一個(gè)多邊形,這樣可以大大減少多邊形的數(shù)量,同時(shí)又能保證dem的高程精度完全不損失。這樣得到的格網(wǎng)模型比較三角單元格網(wǎng)模型,單元數(shù)量要多得多,但單元的高程精度要比三角單元高,所以三角單元的格網(wǎng)模型可以用于較粗精度的分析,由dem直接轉(zhuǎn)化為多邊形的格網(wǎng)模型可以用于較高精度的分析。
任意多邊形格網(wǎng)模型的洪水淹沒(méi)分析方法與三角單元格網(wǎng)模型相似,也可以采用投石問(wèn)路算法,但相對(duì)于三角單元格網(wǎng)模型在算法上略作一些技巧上的處理,因?yàn)槊恳粋€(gè)單元相鄰的單元數(shù)量是不確定的,在算法上將每個(gè)單元的相鄰單元編號(hào)預(yù)先生成一個(gè)序列,在對(duì)每一個(gè)單元進(jìn)行投石問(wèn)路時(shí),從預(yù)先生成的序列中提取出相鄰單元的編號(hào),完成投石問(wèn)路的整個(gè)算法過(guò)程,每個(gè)單元的相鄰單元數(shù)量雖然是不確定的,但是有限的,所以投石問(wèn)路算法一定可以收斂。下圖5是任意多邊形格網(wǎng)模型洪水淹沒(méi)分析的一個(gè)例子。
圖5任意多邊形格網(wǎng)模型洪水淹沒(méi)分析結(jié)果
七、遙感監(jiān)測(cè)淹沒(méi)范圍水深分布分析 遙感監(jiān)測(cè)的手段對(duì)于洪水淹沒(méi)范圍的確定是非常有效的,對(duì)于水深的分布情況通常是很難確定的。
由dem生成任意多邊形網(wǎng)格模型,該模型保證了網(wǎng)格單元上的高程是均等的,將遙感監(jiān)測(cè)洪水淹沒(méi)范圍與該多邊形網(wǎng)格模型疊加,認(rèn)為淹沒(méi)邊界線所在的單元水深為零,淹沒(méi)邊界線以內(nèi)的單元水深即為邊界單元高程減去所在單元的高程值(這種做法是在假定淹沒(méi)邊界單元上的高程是相等的,實(shí)際上可能不是這樣,這時(shí)可以考慮求每一個(gè)淹沒(méi)邊界單元相對(duì)于該單元產(chǎn)生的水深,然后再用距離倒數(shù)平方和加權(quán)求得該點(diǎn)的水深)。下圖6是這種方法的一個(gè)實(shí)例,洪水遙感監(jiān)測(cè)的淹沒(méi)范圍通過(guò)圈定一個(gè)范圍來(lái)模擬,粗線為模擬的洪水遙感監(jiān)測(cè)的淹沒(méi)范圍,淹沒(méi)范圍內(nèi)水深分布通過(guò)顏色梯度表現(xiàn)。
圖6遙感監(jiān)測(cè)淹沒(méi)范圍水深分布分析結(jié)果
參考文獻(xiàn)
[1]劉仁義、劉南,基于gis復(fù)雜地形洪水淹沒(méi)區(qū)計(jì)算方法[j],地理學(xué)報(bào),第56卷第1期,2001年1月;
[2]葛小平、許有鵬等,gis支持下的洪水淹沒(méi)范圍模擬[j],水科學(xué)進(jìn)展,第13卷第2期,2002年7月;