Геоинформационное моделирование зон затопления участка реки Большой Иргиз
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
?ше нормы на 3-23 см, на Малом Иргизе, Большом Узене - больше нормы на 3 см.
Толщина льда на Волгоградском водохранилище по состоянию на 05 марта 2012 колебалась от 43 до 70 см, что на 2-17 см больше значений прошлого года, у Маркса и Саратова меньше средних многолетних значений на 6-17 см, у Вольска и Ровного - больше нормы на 12-13 см. На Саратовском водохранилище толщина льда изменялась от 49 до 66 см при норме 48-72 см. Вскрытие рек бассейнов Волги и Урала происходило в период 26.03 - 10.04, на 1-2 дня позже нормы. Вскрытие рек бассейна Дона в период 29.03 - 10.04 (на 5 дней позже средних многолетних сроков) [9].
Слои стока в бассейнах рек:
. Большой и Малый Иргизы 75-95 мм (норма 40 мм).
. Большой Кушум, Большой Караман, Большой и Малый Узени 30-40 мм (норма 21 мм).
. Терешка, Казанла, Курдюм 75-95 мм (норма 38 мм).
Максимальное повышение уровня воды от зимнего меженного:
на реке Большой Иргиз у г. Пугачёва до 6.9 м;
на реке Малый Иргиз у с. Селезниха до 6.5 м;
на реке Большой Караман у пгт Советское до 6.1 м;
на реке Казанла у ст. Куриловка до 3.6 м;
на реке Малый Узень у с. Малый Узень до 7.1 м;
на реке Большой Узень у г. Новоузенска до 5.0 м;
на реке Медведица у пгт Лысые Горы до 6.2 м;
на реке Хопёр у г. Балашова до 4.0 м.
Исходя из сложившихся гидрометеорологических условий, по состоянию на 5 марта 2012 года, весеннее половодье на реках Саратовской области выше нормы на 109 - 316 см, на реке Хопре - ниже нормы на 13 см. Подъем уровня воды на реках, по сравнению с зимними меженными уровнями от 3,6 до 7,1 метров (Рисунок 2.1).
В соответствии с прогнозами максимальных уровней весеннего половодья и на основании статистического анализа прохождения половодья возникли чрезвычайные ситуации муниципального и межмуниципального уровней в Аткарском, Лысогорском, Балашовском, Вольском, Пугачевском, Ивантеевском, Перелюбском, Новоузенском, Питерском, Ершовском, Дергачевском, Озинском районах [9].
Рис. 2.1 Прогноз максимальных уровней весеннего половодья 2012
Наряду с ними, паводкоопасными оказались ещё 12 районов области: Аркадакский, Балаковской, Балтайский, Калининский, Красноармейский, Кранокутский, Марксовский, Петровский, Самойловский, Ртищевский, Федоровский, Энгельсский.
В этих районах в результате реализации наихудшего сценария развития паводковой обстановки в зоне затопления или подтопления оказались территории 98 населенных пунктов с населением около 18500 чел, 51 мост, 78,24 км линий электропередач, около 59,8 км дорог местного и регионального значения [9].
3. МЕТОДЫ И ПРИЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗОН ЗАТОПЛЕНИЙ ТЕРРИТОРИЙ
3.1 Геометрический метод расчёта зон затопления территории
Данный подход основан на анализе триангуляционной модели поверхности, которую можно нестрого определить как триангуляцию, всем узлам которой поставлена в соответствие их высота (Z-координата). В качестве структуры данных для представления поверхности лучше всего использовать структуру "Узлы, простые рёбра и треугольники". В данной структуре каждый треугольник содержит ссылки на три образующих его узла, на проходящие через него структурные рёбра и на три соседних треугольника. Использование подобной структуры данных позволяет существенно увеличить скорость работы алгоритмов анализа триангуляционной модели поверхности, на которых основан предлагаемый алгоритм [10].
Алгоритм расчёта зон затопления
Входные данные:
. Триангуляционная модель поверхности T.
. Объём выпавших осадков V, мм/м2
Выходные данные: Список полигонов, соответствующих искомым зонам затопления с заданным объёмом воды.
Структура алгоритма:
Шаг 1. Осуществляется поиск всех "рёбер перелома" - рёбер триангуляции T, в которых экспозиция (направление) склона меняет своё значение на противоположное.
Шаг 2. Для каждого найденного ребра перелома находится узел с наименьшей Z-координатой (h). Затем по уровню h строится изолиния исходной триангуляции - геометрическое место точек на поверхности, имеющих высоту h и имеющих в любой своей окрестности другие точки с меньшей высотой. Тем самым моделируется ситуация заполнения поверхности водой до уровня h. При этом контур искомой зоны затопления с максимальным уровнем воды будет соответствовать той части изолинии, которая проходит через ребро перелома.
Если построенная изолиния состоит из нескольких контуров, то необходимо выбросить из рассмотрения те контуры, которые не относятся к текущему ребру перелома. Таким образом, мы будем рассматривать только некоторый локальный участок поверхности, где предположительно может образоваться зона затопления. После этого необходимо проверить содержат ли контуры изолинии внутри себя граничные узлы триангуляции с меньшей высотой. Если да, то это значит, что вода будет вытекать за границы поверхности. Следовательно, зоны затопления с уровнем h не будет. В противном случае считаем, что зона затопления найдена и добавляем её в список зон затопления.
Шаг 3. Строим дерево связей всех найденных зон затопления следующим образом.
Если одна зона затопления полностью включает в себя другую, то считаем, что зона затопления с большим контуром - это родитель, а с меньшим - потомок.
Шаг 4. По каждой зоне затопления строится зона водосбора - список треугольников, с которых вода будет стекать в соответствующую зону затопления.
Шаг 5. Для каждой зоны водосбора рассчитывается объём воды, приходящийся на её площадь по формуле
,
где Si - пл?/p>