Геоинформационное моделирование зон затопления участка реки Большой Иргиз
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
?аводков высокой обеспеченности позволило рассчитать площади затопляемых территорий, составить перечень объектов жилого фонда, экономики и социальной инфраструктуры, попасших в данные зоны. На основе результатов моделирования разработаны замечания и предложения по эксплуатации исследуемых водохранилищ. Моделирование затопления территории дает возможность определить потенциальную чину экономического и экологического ущерба [11].
К ГИС, основной функцией которых является моделирование зон затопления, можно отнести MIKE 11. Данная ГИС моделирует карты затоплений, рассчитывает скорости и глубины разлива рек и каналов. MIKE 11 также используется для моделирования поверхностного стока, гидравлического режима, транспорта наносов и примесей и специальных аспектов качества воды в системах рек и каналов. Использование MIKE 11 облегчает принятие решений в управлении речными водными ресурсами, особенно во время половодий и паводков. С помощью специально разработанного интерфейса MIKE 11 GIS данные и результаты проектов могут быть перенесены в среду геоинформационной системы ArcView GIS (Рисунок 2.2). Совмещение результатов модельных расчетов MIKE 11 с ГИС технологией позволяет получать карты глубин, площадей и длительности затопления территории, а также карты сравнительного анализа. Карты затоплений формируются с помощью эффективной интерполяционной процедуры. Набор карт может быть продемонстрирован в виде анимации.
Рисунок 2.2. Вид пользовательского интерфейса MIKE 11 GIS [12]
MIKE 11 GIS также воспроизводит графики хода уровней воды, профили земной и водной поверхности, создает статистическую информацию по зонам затопления.
Топографический модуль GIS позволяет с высокой точностью автоматически получать данные о топографии пойменных участков рек из цифровых моделей местности. Полученные данные (поперечные сечения и площади поверхности) могут быть сразу импортированы в базы данных MIKE 11.
Среди основных функций данного ГИС можно выделить:
Моделирование работы каскада водохранилищ;
Прогнозирование экстремальных паводков и половодий;
Моделирование работы водопропускных гидротехнических сооружений;
Расчет прорыва напорного фронта плотин и моделирование его гидрологических последствий для речной долины;
Выявление характерной заносимости отдельных участков реки влекомыми наносами;
Прогноз изменения качества воды в реке при изменении режимов водопользования и сбросов загрязняющих стоков [12].
4. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ЗОН ЗАТОПЛЕНИЯ ПОЛОВОДЬЯ 2012 ГОДА НА УЧАСТКЕ РЕКИ БОЛЬШОЙ ИРГИЗ
Моделирование зон затопления территории участка реки Большой Иргиз в районе города Пугачёва производилось в ГИС пакетах ArcView 9.3.1, а так же MapInfo Professional 8.5. По карте масштаба 1:100 000 были оцифрованы горизонтали, затем по ним в программном модуле ArcMap построена TIN модель рельефа, которая в свою очередь была трансформирована в GRID (Рисунок 4.1).
Рис.4.1 Цифровая модель рельефа (GRID) [составлено автором]
Для драпировки цифровой модели местности была использована растровая топографическая карта масштаба 1: 100 000, сшитая из двух листов в программном продукте Global Mapper 13.1. Там же она была переведена в формат geotiff (Рисунок 4.2). С помощью инструмента "Заполнение" из раздела "Гидрология" программного модуля Spatial Analist были построены зоны затопления. Границы их были определены через каждые 100 см от зимнего меженного уровня воды в реке (22,5 м над у.м.) (Рисунок 4.3).
Рис.4.2 Слой драпировки ЦМР [составлено автором]
Рис. 4.3 Зоны затопления, построенные с помощью инструмента "Заполнение" [составлено автором]
Затем была произведена векторизация границ зон затопления в программном продукте MapInfo для дальнейшего их применения при оценке последствий половодья 2012 года. На основе полученных данных была создана карта зон затопления (Приложение А).
Для наибольшей наглядности все слои были переведены в программный модуль ArcScene, где, помимо топографической карты был добавлен слой отображающий сооружения (Рисунок 4.4). Произведен облёт исследуемой территории и показано измененение границ зон затопления (Приложение Б).
Рис. 4.4 Облёт территории в программном модуле ArcScene
Визуально по космоснимку масштаба 1:10000 было определено количество сооружений, попадающих в зоны затопления, при подъёме уровня воды от меженного на 100, 200, 300, 400, 650 см. При подъёме уровня воды до 23,5, 24,5 м ни одного здания в зону затопления не попадает, при 25,5 м в зону подтопления попадают населённые пункты Варваровка, Толстовка, Беленка и Каменка. При уровне воды 26,5 м попадает в зону затопления 65 жилых и 1 промышленное сооружения в г.Пугачёве, Беленка полностью затоплена. По данным об уровне воды половодья 2012 года в зону затопления попадает 239 жилых зданий, 1 промышленное в г.Пугачёв, населённые пункты Каменка и Давыдовка могут быть затоплены примерно на 50%, а Толстовка и Варваровка более чем на 80%, полностью затоплена трасса местного значения Пугачёв-Перелюб (Рисунок 4.5). Полученные результаты частично были подтверждены [13].
Рис. 4.5 Определение количества сооружений, находящихся в зоне затопления [cоставлено автором]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения курсовой работы были выявлены основные факторы, определяющие уровенный режим рек, а также масштабы половодий.
В ходе работы были выделены основные методы прогнозирования наивысших уровн?/p>