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50000字论文范文基于地理信息系统数据的广西中小流域及水系洪水监测模型设计

论文类型:论文范文
论文字数:50000字
论点:洪涝,流域,雨量
论文概述:

以 DEM 为基础数据,进行广西中小流域的数字化信息提取,实现广西主要水系河网的分等级提取,并对流域进行划分,根据提取出的分等级河网进行广西江河流域的河网密度计算。

论文正文:

第一章许仑

1.1研究
的目的和意义自古以来,洪水就是中国最严重的自然灾害之一,经常给人民生命财产造成重大损失。随着当代社会经济的快速发展和物质财富积累的增加,气象灾害对人类社会造成的威胁和损失也在迅速增加。洪水灾害的形成有多种原因,洪水地区范围广,洪水期间分布极不均匀空。洪水非常突然,并与其他自然灾害相互作用,导致灾害的连锁反应。随着国家、省、部门多年来对大河的综合治理,大河防洪工程标准逐步提高,洪灾造成的损失逐渐减少,但小流域洪灾依然严重。
虽然近年来国家增加了水利投资,但主要用于治理大型河流和湖泊。目前小流域防洪标准普遍较低,短期内难以大幅度全面提高。小流域洪涝灾害占整个流域洪涝灾害损失的比重越来越大,洪涝灾害引发的泥石流、滑坡等灾害的危害越来越严重。洪水与暴雨之间存在密切的时间空分布关系。由于小流域面积小,蓄滞洪能力有限,小流域收敛速度快,容易出现水位突然升降现象,给水位预测带来很大困难。小流域的特点是地形复杂,生态环境脆弱,特别是在丘陵和山区,容易发生洪水灾害,往往导致房屋倒塌、基础设施被毁和人员伤亡,灾后恢复困难。[1]。
广西是亚热带季风气候区,降水空分布极不均匀。近年来,广西气象灾害频发,灾害率不断上升。洪涝主要集中在汛期,即每年的4月至9月。2010年4月底,广西大部分地区的干旱基本缓解后不到一个月,连续暴雨开始袭击广西。在2010年5月31日至6月2日的三天里,广西遭遇了该年汛期以来最大的降雨,许多地方发生了泥石流、洪水和其他危险情况。新城县一个月内“旱涝交替”。来宾的一些村镇被切断,水电被切断,许多学校被洪水围困。荣县的山体崩塌造成15人死亡。桂香、刘娇和黔桂三条主要铁路线被切断了几个小时。开展广西中小流域洪水监测研究,建立广西中小流域洪水监测模型,对于减轻洪水灾害对广西经济发展和人民生活的影响,制定防洪减灾决策,提高降水和水资源利用率具有重要的现实意义。

1.2洪水监测研究现状
1.2.1流域洪水指数研究
洪水指数用于测量降水条件影响下的洪水强度。洪水指数不仅与降水强度、降水持续时间和降水分布等气象因素有关,还与地形、河网密度和土地覆盖等自然因素有关。这是一个由许多因素共同决定的复杂函数。流域洪水主要与流域降水集中期和集中程度有关,绝大多数洪水是由暴雨或连续暴雨过程造成的。如果流域内有实测降雨和洪水灾害的长期历史数据,则洪水强度指数可由降雨数据计算得出。陆树铭、熊舒菲等人[2]利用日降雨量数据,从时间和价值上对降雨集中期进行量化,形成了一个普遍适用的公式,并提出了一个降雨集中期的公式,进而建立了一个与降雨集中期、集中程度和洪水程度密切相关的单站洪水指数。在此基础上,确定了新疆流域降雨集中期、集中程度和洪水指数。单九生和何应均·[3]采用降雨诱发水流过程线的变化原理,在考虑前期降雨影响的前提下,设计了洪水面积降雨量的计算方法,然后比较水位与面积降雨量的关系,确定了洪水指数各水平下的面积降雨量。毛泽东、文清、王华君、[4]以吉安气象站为研究对象,阐述了流域气象洪水指数的具体预测方法。蔡敏、黄艳、朱晓峰等。[5]考虑到小流域洪水灾害的时间空分布特征,任何连续10天的方法计算的洪水指数都减少了人为的时间截止,能够更好地衡量小流域洪水灾害的程度,描述了洪水灾害的强度和起止时间,其计算的流域综合洪水指数对历史洪水案例具有很高的拟合度。
1.2.2流域面积雨量计算方法
如何准确计算各流域的面积雨量对防洪服务尤为重要。面雨量的常用客观计算方法有算术平均法、网格法、等雨量线法、泰森多边形法等。地面雨量计是洪水监测的基础。李武杰、王仁桥等[6]利用三峡气象站的降水资料,对算术平均法、多边形法和等雨量线法进行了对比分析。董冠晨、叶琳茂等人[7]提出了一种三角法计算面雨量,并分析了面雨量与致洪暴雨的关系。许婧、林建等[8]比较分析了全国七大流域的面雨量计算方法,选择泰森多边形法计算面雨量,研究了面雨量与水库入库流量的关系,发现面雨量与入库流量有很好的对应关系。林开平、孙崇智等[9]根据广西丘陵地区的地形特征,运用高斯权重的客观分析原理,考虑地形等因素,提出了适合丘陵地区的流域面积雨量计算方法,并分析了面积雨量与流域洪水的关系。

1.3研究内容和方法............................12-13
1.3.1主要研究问题............................12
1.3.2主要研究内容............................12-13[/比尔/] 1.3.3研究方法............................13[/比尔/] 1.4研究思路和技术路线............................13-15[/br/ ]第二章广西中小流域数字流域信息提取............................15-22 [/BR/] 2.1数字流域概述............................15 [/BR/] 2.2基于数字高程模型的广西中小流域水系数字提取...................15-19[/ Br/] 2.2.1数字高程模型和数据源概述............................15
2.2.2提取...................15-19
2.3河网密度计算...................19-20
2.3.1河网密度定义及计算方法...................19-20
2.3.2广西河网密度...................20 [/br/ ] 2.4流域土地利用/覆盖状况...................20-22
第三章降雨量空插值及流域面积降雨量计算方法...................22-29 [/BR/] 3.1降雨量和水位数据源...................22[/比尔/] 3.2降雨量空之间的插值方法不确定度...................22-24[/比尔/] 3.3插值计算和评估...................24-25
3.3.1插值计算的不确定性...................24[/比尔/] 3.3.2评估方法...................24[/比尔/] 3.3.3准确度评估...................24-25
3.4流域面积降雨量计算...................25-27
3.5区域降雨量和河流水位...................27-29
第四章空洪水期间广西主要流域特征分析...................29-37
4.1...................29-31
4.2洪水指数...................31
4.3暴雨期间空...................31-33
4.3.1暴雨时间分布...................[31-32/BR/]4 . 3 . 2暴雨空...................4.4洪水空年洪水灾害的流域分布...................33-35
4.5...................35-37
第五章广西典型流域洪水监测模型的构建...................37-52
5.1栅格数据空相互分析模型...................37
5.2层次分析法...................37-38
5.2.1层次分析法的基本步骤...................38
5.2.2层次分析法需要注意的事项...................38
5.3洪水监测模型构建...................38-44
5.4洪灾自然孕产妇环境...................44-45
5.5土地利用/覆盖对降雨截留的影响...................45-46
5.6洪水监测模型...................46-47
5.7模型试验...................47-52

论文摘要与展望

6.1论文摘要
洪水是广西的主要气象灾害之一。本文从地理信息系统的角度研究广西的洪涝现象。主要完成了以下工作:
(1)基于数字高程模型数据,开展广西中小流域数字信息提取,实现广西主要水系河网分级提取,流域划分。根据提取的分层河网计算广西流域河网密度。
(2)比较了逆距离加权法和克里金插值法,并对每种插值方法的插值精度进行了分析和验证。最后,本文选择反距离加权法作为雨量数据的插值方法。用网格法计算了漓江流域的面雨量,分析了面雨量与水位的关系。
(3)选择漓江流域作为洪水监测模型的研究区域。建立了降雨、高程、坡度、河网密度和土地利用/覆盖五因素的洪水监测模型,计算了洪水综合指数。对2001-2010年十年间引发洪灾的典型降雨过程进行了模型的实际验证。模型计算表明,洪灾下降面积和洪灾等级划分与实际洪灾情况基本一致。

6.2展望
本文仍有许多不足和有待改进的地方,未来的研究工作仍有许多有待改进的地方,主要是:
(1)河网提取中使用的数字高程模型数据精度和分辨率不够准确。为了更真实地反映下垫面的地形特征,更准确地提取河网,需要选择分辨率更高的数字高程模型数据。
(2)未能使用下垫面的最新土地利用/覆盖状况数据。由于本文研究的重点是洪水监测模型的构建,因此采用了广西遥感背景信息数据库2008年的数据。然而,下垫面的实际土地利用/覆盖状况在相隔数年后会发生很大变化,这将对模型的计算结果产生一定的影响。