本文關(guān)鍵詞：洪水風(fēng)險(xiǎn)圖快速制作及其三維可視化研究

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【摘要】：洪水災(zāi)害是影響世界各國(guó)的嚴(yán)重自然災(zāi)害,每年洪災(zāi)都會(huì)引起重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重影響了世界經(jīng)濟(jì)的平衡和穩(wěn)定發(fā)展。傳統(tǒng)的“水來(lái)土掩”洪水治理方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)治洪的需求,需要綜合運(yùn)用工程措施和非工程措施進(jìn)行治洪。洪水風(fēng)險(xiǎn)圖作為洪災(zāi)治理的非工程措施,為防汛搶險(xiǎn)工作提供了全面的洪災(zāi)信息,為領(lǐng)導(dǎo)制定防洪決策提供科學(xué)依據(jù)。目前我國(guó)在洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制方面的研究取得了一定的成效,已經(jīng)建立了基本的洪水風(fēng)險(xiǎn)防御體系。但是在洪水風(fēng)險(xiǎn)圖時(shí)效性方面研究的還比較少,比如在洪水到來(lái)時(shí),如何根據(jù)上游水庫(kù)來(lái)水量的大小快速做出洪水的淹沒(méi)范圍,為搶險(xiǎn)決策提供依據(jù),還是一個(gè)難題。本文以現(xiàn)有的洪水風(fēng)險(xiǎn)圖制作原理為基礎(chǔ),以臥龍水庫(kù)下游淹沒(méi)區(qū)為研究對(duì)象,提出水文學(xué)與水力學(xué)結(jié)合的方法,快速完成洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的制作,并對(duì)其進(jìn)行三維可視化顯示,為災(zāi)民撤離爭(zhēng)取更多的逃生時(shí)間。本文首先研究了地形資料快速獲取的方法,在研究區(qū)域地形資料短缺的情況下,運(yùn)用谷地地理信息系統(tǒng)(GoodyGIS)軟件提取高程數(shù)據(jù)來(lái)獲取研究區(qū)域地形資料,在此基礎(chǔ)上研究了水文學(xué)與水力學(xué)相結(jié)合快速制作洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的方法。首先使用MIKE 11軟件推算河道洪水水面線(xiàn),并選用谷地地理信息系統(tǒng)軟件得到的地形資料作為DEM高程數(shù)據(jù),然后在ArcGIS中結(jié)合水面線(xiàn)與DEM高程數(shù)據(jù),利用柵格計(jì)算器的運(yùn)算功能對(duì)DEM高程數(shù)據(jù)和河道斷面水位進(jìn)行減法運(yùn)算,得到研究區(qū)域洪水淹沒(méi)范圍,從而快速繪制了臥龍水庫(kù)四個(gè)頻率(0.1%、0.2%、1%和2%)的洪水風(fēng)險(xiǎn)圖。最后利用水力學(xué)法對(duì)水文學(xué)與水力學(xué)結(jié)合法進(jìn)行效果評(píng)價(jià)。結(jié)果表明水文學(xué)與水力學(xué)結(jié)合法制作速度快、精度好、能較好滿(mǎn)足防洪減災(zāi)的目的。該方法已經(jīng)應(yīng)用于大連市大中型水庫(kù)洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的制作。其次,運(yùn)用ArcGIS軟件中三維網(wǎng)絡(luò)空間分析和管理功能,研究了洪水風(fēng)險(xiǎn)圖三維可視化方法。利用ArcScene模塊中三維空間分析功能,建立研究區(qū)域三維可視化場(chǎng)景,對(duì)洪水淹沒(méi)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)淹沒(méi)模擬,并利用ArcScene模塊中強(qiáng)大的三維動(dòng)畫(huà)功能,實(shí)現(xiàn)臥龍水庫(kù)全局三維動(dòng)態(tài)瀏覽。最后,研究了避險(xiǎn)逃生路徑的制作及其三維可視化。在ArcGIS軟件中手動(dòng)繪制研究區(qū)域的道路網(wǎng),繼而建立道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集,根據(jù)“點(diǎn)-線(xiàn)-點(diǎn)”的最短路徑選取思想,合理選取避難安置點(diǎn)以及避險(xiǎn)遷移路徑；并將二維防洪避險(xiǎn)體系進(jìn)行三維可視化顯示。分析洪災(zāi)避險(xiǎn)圖,考慮洪泛區(qū)的淹沒(méi)面積、水深、歷時(shí)等因素,制定臥龍水庫(kù)流域應(yīng)急轉(zhuǎn)移方案,為防洪搶險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：洪水風(fēng)險(xiǎn)圖快速制作 避險(xiǎn)遷移 三維可視化 水文學(xué)與水力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TV122
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展11-15
• 1.2.1 國(guó)外研究進(jìn)展11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展13-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 2 洪水風(fēng)險(xiǎn)圖制作原理與方法17-22
• 2.1 洪水風(fēng)險(xiǎn)圖簡(jiǎn)介17
• 2.2 洪水風(fēng)險(xiǎn)圖制作方法17-19
• 2.2.1 水文學(xué)數(shù)值模擬法18
• 2.2.2 水力學(xué)數(shù)值模擬法18-19
• 2.2.3 實(shí)際洪水調(diào)查法19
• 2.3 洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的可視化方法19-22
• 2.3.1 洪水淹沒(méi)的可視化方法20
• 2.3.2 避險(xiǎn)逃生的可視化方法20-22
• 3 洪水風(fēng)險(xiǎn)圖快速制作22-45
• 3.1 MIKE ZERO系列軟件概述22-25
• 3.1.1 MIKE11簡(jiǎn)介22-24
• 3.1.2 MIKE21簡(jiǎn)介24-25
• 3.1.3 MIKE FLOOD簡(jiǎn)介25
• 3.2 研究區(qū)域概況25-27
• 3.2.1 區(qū)域基本概況25
• 3.2.2 工程基本概況25-27
• 3.2.3 水文基本概況27
• 3.3 地形處理27-30
• 3.3.1 谷地地理信息系統(tǒng)(GoodyGIS)軟件獲取地形27-28
• 3.3.2 處理萬(wàn)分之一地形圖獲取地形28-30
• 3.4 水文學(xué)與水力學(xué)結(jié)合法快速制作洪水風(fēng)險(xiǎn)圖30-36
• 3.4.1 MIKE11模型構(gòu)建30-32
• 3.4.2 水面線(xiàn)計(jì)算結(jié)果32
• 3.4.3 洪水淹沒(méi)范圍繪制32-36
• 3.5 水力學(xué)法制作洪水風(fēng)險(xiǎn)圖36-41
• 3.5.1 MIKE21建模36-37
• 3.5.2 一維、二維水動(dòng)力模型耦合37-38
• 3.5.3 淹沒(méi)范圍的顯示38-41
• 3.6 兩種方法制作結(jié)果的比較41-45
• 4 洪水風(fēng)險(xiǎn)圖三維可視化顯示45-55
• 4.1 ArcGIS軟件概述45-46
• 4.1.1 ArcMap簡(jiǎn)介46
• 4.1.2 ArcScene簡(jiǎn)介46
• 4.2 臥龍水庫(kù)流域三維可視化46-51
• 4.2.1 DEM高程數(shù)據(jù)處理46-47
• 4.2.2 疊加遙感圖像47-49
• 4.2.3 疊加地物49-51
• 4.3 臥龍水庫(kù)流域三維動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)可視化實(shí)現(xiàn)51-55
• 4.3.1 洪水淹沒(méi)過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬51-53
• 4.3.2 臥龍水庫(kù)流域三維動(dòng)態(tài)瀏覽53-55
• 5 洪災(zāi)避險(xiǎn)遷移方案的研究55-65
• 5.1 洪災(zāi)避險(xiǎn)遷移方案概述55-56
• 5.2 洪災(zāi)避難方案56-62
• 5.2.1 淹沒(méi)區(qū)避難單元的劃分原則56-57
• 5.2.2 淹沒(méi)區(qū)避難安置點(diǎn)的選取原則57-58
• 5.2.3 洪災(zāi)避難路徑選取58-62
• 5.3 研究區(qū)洪災(zāi)避險(xiǎn)對(duì)策62-65
• 5.3.1 研究區(qū)影響范圍內(nèi)有關(guān)情況62-63
• 5.3.2 研究區(qū)搶險(xiǎn)調(diào)度63
• 5.3.3 應(yīng)急轉(zhuǎn)移方案63-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況71-72
• 致謝72-73

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 溫家興;基于MIKE11洪水演進(jìn)數(shù)學(xué)模型編制洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

2 連陽(yáng)陽(yáng);基于MIKE一二維耦合的安康城市洪水風(fēng)險(xiǎn)圖編制研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：1066229