基于GIS的城市內(nèi)澇數(shù)值模擬及其系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、目錄mmAbstract第一章引言1.1研究背景及意義1.2相關(guān)研究現(xiàn)狀及其綜述1.3本文研究內(nèi)容及目標(biāo)1.4本文的技術(shù)路線第二章城市內(nèi)澇數(shù)據(jù)資料及其研究方法.2.1基于DEM的城市地表水文因子分析2.2城市內(nèi)澇降水資料的處理方法2.3城市內(nèi)澇產(chǎn)流資料的計(jì)算方法2.4城市內(nèi)澇匯流資料的計(jì)算方法第三章城市內(nèi)澇積水的數(shù)值模擬3.1城市內(nèi)^積水模擬的技術(shù)路線3.2城市內(nèi)澇地表積水量計(jì)算3.2.1地表產(chǎn)匯流總量計(jì)算3

2、.2.2管網(wǎng)排水量計(jì)算3.2.3積水深度計(jì)算3.3城市內(nèi)澇等級分類3.4城市內(nèi)滂數(shù)值模擬實(shí)現(xiàn)流程第四章城市內(nèi)澇數(shù)值模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì).........4.1城市內(nèi)澇數(shù)值模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo).......4.2城市內(nèi)澇數(shù)值模擬系統(tǒng)總體設(shè)計(jì).......4.2.1系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境選擇4.2.2系統(tǒng)總體框架4.2.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織設(shè)計(jì)4.3城市內(nèi)澇數(shù)值模擬系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì).......m安城市內(nèi)澇是指在城市區(qū)域范圍內(nèi)，由于短時間雨量強(qiáng)度較大，同時城

3、市地表不透水區(qū)域的滲透能力、蓄水能力較弱，因而在短時強(qiáng)降雨情況下形成地表徑流的一種區(qū)域性洪澇災(zāi)害。本文結(jié)合氣象、水文、地理學(xué)知識，根據(jù)內(nèi)澇的水文過程、地學(xué)表達(dá)等理論分析，分別進(jìn)行城市內(nèi)澇的數(shù)值模擬。本文首先闡述了城市內(nèi)澇下墊面因子的地理數(shù)據(jù)處理方法，根據(jù)城市DEM提取城市下墊面的水文相關(guān)因子；其次分析了城市內(nèi)澇降水、產(chǎn)流等過程，并且根據(jù)其原理和計(jì)算方法，對產(chǎn)流計(jì)算的流程進(jìn)行改進(jìn)，由單元產(chǎn)流的計(jì)算轉(zhuǎn)化為求解土壤蓄水量的計(jì)算，根據(jù)降水徑流關(guān)

4、系求解單元產(chǎn)流量；再次，對匯流區(qū)域的提取采用了經(jīng)管網(wǎng)高程修改后的城市DEM作為數(shù)據(jù)，一方面豐富了城市DEM的信息量，另一方面增加了匯水區(qū)域提取的準(zhǔn)確度；最后根據(jù)以上理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法，采用GIS二次開發(fā)的手段設(shè)計(jì)城市內(nèi)澇數(shù)值模擬系統(tǒng)，分別進(jìn)行了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，以上海市嘉定區(qū)為研究區(qū)域，基于本文的理論研究和本系統(tǒng)做出實(shí)例分析，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)澇產(chǎn)流強(qiáng)度、匯流強(qiáng)度和積水分布的模擬，利用設(shè)計(jì)的GIS系統(tǒng)進(jìn)行專題圖的生成進(jìn)而可以分析內(nèi)澇成因和

5、誤差來源。數(shù)值模擬以GIS分析作為城市內(nèi)澇模擬的核心部分，它將來自于城市地理數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)資料以及氣象資料數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合，利用空間信息模型和專業(yè)理論知識(水利水文知識、地學(xué)知識等)有機(jī)地融和在一起模擬城市的內(nèi)鐒災(zāi)害，從而獲得了內(nèi)澇災(zāi)害積水的分布、深度等特征狀況。研究結(jié)果表明，本文的理論研究成果和系統(tǒng)模擬基本能夠達(dá)到與實(shí)際情況相對誤差在20%左右的效果。本文研究的意義在于理論研究從內(nèi)澇過程出發(fā)，分歩和計(jì)算研究內(nèi)澇各個環(huán)節(jié)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向氣象和