长江水文基础设施设备管理系统开发需求分析

为了建立长江水文基础设施设备的现代管理模式、探索先进的项目管理和基建申报方法,开展了长江水文基础设施设备管理系统的研究与开发,系统的主要功能是以数据管理与查询统计为主。针对系统需求进行了详细分析,主要包括,用户与权限管理、设施设备查询与统计分析、超期预警设置、项目管理、数据库管理等方面,为系统设计与实现奠定了基础。

金沙江下游水文泥沙数据库及信息管理系统研究

金沙江下游水电站工程在规划、设计、施工期间及建成运行后将产生大量的水文泥沙和地形数据。为系统掌握金沙江下游梯级水电站的泥沙淤积规律,加强流域内水文站、水位站、雨量站及其监测数据的长期有序、安全有效的管理和应用,开发了金沙江下游水文泥沙数据库及信息管理系统。系统包含水道地形自动成图与图形编辑、水文泥沙数据库管理子系统、信息查询与输出、水文泥沙分析与预测、三维可视化等5个子系统。着重对整个系统的软件体系结构和子系统功能及模块进行了介绍,可供同类型梯级水库群调度信息管理借鉴与参考。

长江河道地形DEM生成与管理关键技术探讨

长江河道地形数据是水文泥沙监测与分析工作信息化的重要基础。针对多测次、多比例尺、多坐标系统、数据量巨大、现势性强的长江河道地形数据分析和管理困难的问题,提出了"归一起点,分块计算"的DEM生成方法,采用主题式的对象-关系数据库进行DEM的存储和管理,实现了长江河道DEM的可视化及其在水文泥沙专业分析中的应用。简要介绍了可视化的实现过程和应用情况。

金沙江下游水温变化规律探讨

采用长江上游的攀枝花、华弹、屏山、朱沱、寸滩5个水文站以及溪洛渡、向家坝坝前实测水温数据,分析了水温年内、年际变化特征以及沿程变化规律,并探讨了梯级水库运行对水温的影响。结果表明:5站月均水温最高值一般出现在7—8月份,最低值一般出现在1月份;受溪洛渡、向家坝水库的调蓄下泄低温水影响,坝后年平均水温、最高水温、最低水温均比坝前水温降低;溪洛渡坝后年平均水温较坝前平均低0.6℃,最高水温平均降低约3.5℃,最低水温平均降低约0.1℃。向家坝坝后年平均水温较坝前低0.6℃,最高水温平均降低约1.6℃,最低水温平均降低约0.2℃;坝下游屏山、朱沱、寸滩3个水文站建库后冬季水温上升,夏季水温降低,年平均水温比建库前升高,越靠近下游升高幅度越大;年最高水温比建库前降低,越靠近下游降低幅度越小;年最低水温总体呈现建库后比建库前水温升高的规律。

基于Web GIS的长江流域干旱评估预报系统设计

针对长江流域水旱灾害管理以及实现水利信息化的需求,自主设计开发了长江流域干旱评估预报信息系统。该系统运行环境为Web上的三维GIS平台,采用B/S模式开发,整体框架为Web GIS架构。该系统的建成可为流域水利信息的科学管理和永久保存提供条件,实现信息观测与计算的三维可视化及数字化管理,能有效保证水利信息管理的统一性、科学性、实时性、实用性和高效性,为长江流域的旱情提供有效的、实时的预报信息。

长江流域实时气象信息服务平台设计与实现

以长江流域为例,讨论了实时气象信息服务平台实现过程中的关键技术,主要包括空间索引技术、栅格与矢量数据的叠加、色斑图实时绘制等,最终建立了基于Flex技术的WebGIS实时气象信息服务平台。与传统气象网络GIS相比,该系统具有界面元素丰富、交互响应快、大数据显示效率高等优势。该系统自建成以来,运行稳定、数据接收处理及时,得到了使用单位的好评。

水文应用程序嵌入Excel库函数的方法及应用

为了保证水文要素的计算精度并提高程序开发的效率，针对某流域1980—1985年降雨、径流资料，尝试分别采用Excel直接计算和在水文应用程序中嵌入Excel库函数的方法进行水文多元线性回归分析，并对两种计算方法进行了对比。结果表明，在水文应用程序中嵌入Excel库函数的计算方法，具有计算精度高、数据成果可靠、开发程序效率高、语法错误少等优点。

基于实测水文数据的不规则河道水面模拟方法

目前水体模拟的研究大部分是针对海面或湖面,而河流由于形状不规则、流经范围广、高程变化大等原因,模拟研究较为困难。从真实的地理环境出发,以DEM数据和水文数据为基础,通过逼近水位高程的方法搜索出河流边界点,提取出了不规则的河岸线,并进一步通过不规则三角网划分,得到了河道水面模型。以金沙江溪洛渡库区为实验区域,采用不规则河流边界提取算法,建立了不规则河道水面模型,通过加入水面波浪、反射、高光等自然现象,渲染出了较为真实的河流,验证了该方法的可行性。

长江流域第一次河湖基本情况普查成果浅析

河湖基本情况普查是第一次全国水利普查的重要内容之一。根据国家的统一安排,长江水利委员会水文局针对统一普查内容,采用统一技术手段,统一技术标准,充分利用国家基础地理信息数据库建设成果、高分辨卫星遥感影像和3S等高新技术,全面查清了长江流域河流湖泊数量、分布等基本情况,并建立了河流湖泊主要特征基础数据库。通过对比分析长江流域河湖基本情况普查成果与历史资料,证明了此次普查成果的真实性、可靠性和权威性,为今后长江的治理开发提供了更为翔实的资料。

国家防汛抗旱指挥系统长江流域图形库建设探讨

大比例图形水利行业数据库是开展流域防汛抗旱工作的基础。论述了长江流域防汛抗旱指挥系统中图形库的制作原理与方法。该图形库以1∶5万基础电子地形图和遥感影像为基础,包含4类公共图层和12类水利专题图层。着重分析了点状、线状、面状图层的制作方法及其质量控制。对类似大型水利基础数据库的建设有一定借鉴意义。

面向灾害天气的三维动态仿真方法研究

灾害天气的三维动态模拟是灾害研究及预报应用的重要组成部分。在气象灾害可视化领域,NCAR(美国国家大气研究中心)研发的三维可视化软件VAPOR实现了采用流线、等值面、体绘制等形式来绘制单帧的气象数据体,但缺点在于数据量大,动态效果不理想。针对上述问题,提出结构化的数据组织形式以及后台线程预读数据的调度方法,并且采用三维体绘制技术来表现气象数据体,实现了多种形式的灾害天气动态模拟。在实际四维气象演示系统中的应用表明,该方法完全满足要求,在灾害天气演进、天气预报、防灾减灾以及灾害评估等应用领域均具有实际应用价值。

三峡水库汛期沙峰排沙调度研究与初步实践

三峡工程蓄水运用以来,入库来沙大幅减少,泥沙淤积大为减轻,且绝大部分泥沙淤积在库区常年死库容内,为水库排沙调度试验提供了有利条件。在分析三峡水库洪峰、沙峰传播特性的基础上,针对三峡入库洪峰、沙峰传播的时间差异性,提出了"洪峰到来时拦洪削峰,沙峰临近时加大泄量排沙"的沙峰调度策略。依据所提出的调度模式,于2012,2013年汛期进行了沙峰排沙调度试验,获得了较好的效果,丰富了水库泥沙调度理论,为三峡水库正常运行期科学调度积累了宝贵经验。

雷达水位计在水情监测系统中的应用研究

随着科学技术的不断进步,雷达水位计在水情自动测报系统中得到越来越多的应用。在分析对比目前水情自动测报系统使用的水位计的优缺点基础上,介绍了目前雷达水位计在我国几个典型区域的应用情况。实践证明,雷达水位计具有成本低,稳定性、灵活性、可靠性高,功耗低,参数设定方便,维护安全简便等优点,具有重要的推广价值。

丹江口水库水面蒸发监测站的建设及运行

针对丹江口水库水面蒸发量无实测资料,国内水面漂浮蒸发站无成熟自记仪器的现状,从水文监测的专业角度介绍了水面漂浮蒸发站的选址方案和监测参数的选择方案,从现代传感器、通信、计算机技术的角度提出了蒸发量及相关参数信息的采集与传输方案。根据该方案建成的丹江口水库水面漂浮蒸发站于2017年元月建成,运行将近半年,系统运行稳定,设备自记数据与人工观测数据吻合良好,证明该监测方案是科学可行的,并根据实测情况提出了完善建议。

河道槽蓄量计算模块功能设计与实现

河道槽蓄量计算是水文专业最基本的计算之一,在流域开发、航道清淤、防洪减灾及河道整治等方面有着重要意义。分析了槽蓄量传统算法的优缺点,对传统的数字高程模型法进行了改进,改进后的方法可用于计算DEM数据格式下带有比降的河道槽蓄量;对河道槽蓄量计算系统进行了功能设计与实现,给出了计算流程。

DEM在三峡库尾河道演变分析中的应用

DEM是河道演变分析的重要数据来源。针对三峡库尾研究区域的特点和DEM数据量的大小,通过合理组织、调取DEM并配以各类算法,使之既能在计算时尽可能减少计算机资源的占用与网络等待时间,又能很好地实现人机交互,展现可视化的计算成果。简要介绍了DEM的组织与调用,着重就DEM在河道地形分析中的应用作了详细介绍,包括槽蓄量计算、槽蓄量沿程分布面积图的绘制、冲淤量高程曲线绘制、冲淤厚度分布图的绘制以及开挖分析等。

基于Flex的Web水情业务系统设计与实现

社会经济的不断发展对水文资料的要求越来越高,传统的人工水情收集、处理模式因其效率低下,实时性差,精度难以保证,已很难满足行业发展的需求。针对管理部门的工作特点和需求,以及水情测报工作特点,基于Flex技术开发了Web水情业务系统。系统的开发实现了水情数据接收、整编、查询、监测的自动化、一体化,大大降低了资料的差错率,满足了水情信息处理、管理、应用的现代化要求。

H-ADCP流量在线监测系统软件设计与实现

受水利工程的影响,天然河流水文测验条件发生了很大变化,采用传统的水文测验方法获取河流断面完整的水文要素变化过程,势必要加大测次、增加成本。由于H-ADCP无法利用RTU进行数据测报与远程控制,其推广应用受到限制。采用H-ADCP进行流量在线监测是解决水利工程影响下流量测验的重要途径之一。长江水利委员会水文局在深入研究H-ADCP所带软件的基础上,研发了通用的H-ADCP在线测流系统。系统开发实现了H-ADCP远程控制在线监测及数据传输,具有较好的应用前景。

实时流量在线监测系统开发与实现

在分析目前新型水文测量仪器、通讯技术、计算机软件特点的基础上,根据水文业务的需求,开发了水文实时流量在线监测系统。系统介绍了水文实时流量在线监测系统的整体框架、野外监测点组成、水位流速数据采集方法、数据传输技术、流量监测中心的功能等。系统的开发大大提高了河流流量监测密度,降低了人工测流的工作强度,并可自动捕获洪峰过程,为长期实时监测河流流量提供了有效的手段。

河床冲淤变化的CAD可视化分析及应用

河床冲淤变化是许多重大科研及水电工程项目中需重点分析的内容,而冲淤变化结果如何直观地表现出来,已成为科研人员日益关注的焦点。将河床冲淤DEM分析与CAD应用有机结合,综合多个GIS应用系统集成开发了一个河床冲淤分析应用模块。从应用模块的处理方法与分析流程等方面,深入介绍了河床冲淤变化在CAD中的可视化表现与应用方法。众多生产实践表明,利用DEM算法开发的该河床冲淤分析应用模块原理简单,效果显著,直观实用。可为河演分析及河道治理工作提供帮助。