基于GIS的溃坝洪水模拟与方法研究.pdf

华中科技大学
硕士学位论文
基于GIS的溃坝洪水模拟与方法研究
姓名:周毅
申请学位级别:硕士
专业:系统分析与集成
指导教师:易善桢
2010-03-04
华中科技大学硕士学位论文
摘要
近年来的防洪建设和洪水灾害情况的统计表明,随着社会经济不断发展,人口不
断增加,活动范围不断扩展,单纯依靠修建防洪工程来预防洪水已经变得十分困难,
其代价也日益高昂。因此,世界各国都尽量发展非工程减灾措施,最大限度的减少洪
水造成的损失,而随着计算机技术的应用,及水文水力学科的发展,运用各种复杂算
法来求解方程,模拟洪水演进过程已不存在太多困难。当前最大的难点是原始数据的
收集,如河段的长度,断面数据,人口,居民区分布图等要素的收集和整理。
本文利用 GIS 技术进行相关资料的收集和处理,应用 HEC-RAS 模拟软件和
ARCGIS、HEC-GEORAS 等数据处理组件,模拟了疏勒河地区 2000 年一遇洪水在下
游区域的演进情况。主要分为以下几个部分:
一、首先对现有成果进行综述,并总结了洪水演进过程的几种模拟方法,对水力
学方法做了重点介绍,给出了一种较为简单的数值计算方法。
二、介绍了地理信息系统原理方法及其代表性的软件 ArcGIS,并对 HEC-RAS 的
原理和功能进行了叙述,介绍了其使用方法。同时介绍了疏勒河地区的地型数据处理
方法,如建立疏勒河地区高精度 dem 和 dom 数据,及其相关附属设施的图层叠加图
等。另外进行了初始溃坝过程、溃口形状的简化处理和溃口流量的计算,为初始边界
条件的设定奠定了数据基础。
三、利用 ArcGIS 软件和 HEC-RAS 软件进行了疏勒河地区洪水演进的模拟,得
到了详细的淹没数据和效果图及各个断面的水位,流量关系图等,并对地理数据进行
了空间分析,得出了疏勒河地区行政村级别范围内的洪水风险图,为有关决策者及居
民提供规避风险的依据。
最后对本文的工作进行了总结,提出了相应的改进意见。

关键词:地理信息系统;ArcGIS;数字高程模型;疏勒河流域

I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
In recent years, the statistics of the construction of flood control and flood disaster
situations show that with the continuous social and economic development, population
increase, people’s scope of activities continues to expand, relying solely on the construction
of flood control works to prevent flooding has e more difficult, while its costs are
increasingly expensive. Therefore, we should try to develop non-engineering disaster
mitigation measures to minimize flood losses, and as the application puter
technology and the development of hydrological hydraulic disciplines, using a variety of
complex algorithms to solve the equations to simulate flood routing process to non-existent
too much difficulty. At present the greatest difficulty is the collection of raw data, such as
the river's length, cross-section data, population, residential distribution of elements.
This article related to the use of GIS technology for data collection and processing, the
application HEC-RAS simulation software, data ponents such as ARCGI