Геоинформационное моделирование зон затопления участка реки Большой Иргиз - Курсовая работа

Как в настоящее время, так и в обозримом будущем, наводнения как стихийное бедствие не могут быть целиком предотвращены везде и всюду, их можно только ослабить, локализовать и при своевременном предупреждении свести к минимуму материальный ущерб. Актуальность, а также высокая практическая и теоретическая значимость обусловили выбор направления исследования, цели и задачи работы, ее объект и предмет. Цель данной работы: анализ существующих методов и приемов, прогнозирования наивысших уровней воды, моделирования зон затопления (последствий разлива рек, обусловленных половодьем) и дальнейшее их применение на практике.Река является элементом ландшафта, и ее режим отражает влияние всего комплекса физико-географических и климатических факторов, свойственных данной природной зоне. Различают следующие гидрологические зоны: очень влажная (тундровая)(I), избыточного увлажнения (лесная)(II), переменного увлажнения (лесостепь)(III), полусухая (степная и полупустынная)(IV), сухая (пустынная)(V) и горные районы(VI) [2] (Рисунок 1.1). река половодье геоинформационный затопление Влияние всех этих факторов сказывается на режиме двояко: они изменяют климатические условия - осадки, температуру воздуха, испарение, а с другой стороны, влияют на добегание воды со склонов в русла и потери на инфильтрацию. Половодьем называется ежегодно повторяющийся в один и тот же сезон продолжительный и высокий подъем уровня и расхода воды, обусловленный поступлением воды от главного источника питания реки. Если к тому же река течет с севера на юг, т. е. из районов с большими запасами снега в районы с меньшими запасами и в направлении, противоположном движению фронта снеготаяния, то половодье еще больше выполаживается и модуль снижается, так как поступление талых вод из верховий отстает.Использование результатов этих наблюдений и их научное обобщение дают возможность определять и прогнозировать состояние основных характеристик рек [3]. Результаты наблюдений за уровнями позволяют установить зоны и продолжительность затопления отдельных участков речной долины, скорость продвижения паводочной волны вдоль по реке (в том случае, если на реке имеется не менее двух водомерных постов) и сделать выводы об общем характере изменения водности реки в течение года, в более долгие периоды, о наиболее высоких половодьях и т. д.. Для рек, наивысшие уровни которых наблюдаются в разные фазы водного и ледового режимов, производят обработку однородных рядов уровней, соответствующих снеговому половодью, дождевым паводкам и паводкам ледниковых вод при свободном состоянии русла, а также максимальных уровней при зажорах и заторах, осеннем и весеннем ледоходах. Устойчивый переход среднесуточных температур воздуха через 0° в сторону отрицательных значений осуществился на территории Саратовской области 5 ноября 2011 года, что в большинстве районов раньше средних многолетних сроков на 1…7 дней, в Озинках в обычные сроки, в Карабулаке и Перелюбе - позже них на 1…4 дня. От даты последнего определения влагозапасов осенью - 28 октября 2011 года - до 29 февраля 2012 г. в среднем по области выпало 144 мм осадков, что составляет 113% климатической нормы (норма 127 мм).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 данной структуре каждый треугольник содержит ссылки на три образующих его узла, на проходящие через него структурные ребра и на три соседних треугольника. 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. При этом контур искомой зоны затопления с максимальным уровнем воды будет соответствовать той части изолинии, которая проходит через ребро перелома. В противном случае считаем, что зона затопления найдена и добавляем ее в список зон затопления.Интересную работы работу провели сотрудники Пермского государственного университета по геоинформационному моделированию зон затопления территории в нижнем бьефе водохранилищ при пропуске половодий и паводков высокой обеспеченности. Моделирование затопления территории в нижнем бьефе мелководных водохранилищ, дав пропуске половодий и паводков обеспеченностью 0.1, 1 и 5% проводилось с использованием геоинформационных систем (ГИС). GRID (или регулярная сеть) - это решетка, используемая для разбиения земной поверхности на ячейки в регулярно-ячеистом представлении пространственных объектов аналогично растру в их растровом представлении. В качестве ЦМР выступала GRID-модель - средство цифрового представления пространственных объектов (поверхностей, рельефов) в виде трехмерных данных, совокупности высот (координаты Z) в узлах регулярной сети с образованием матрицы высот. Моделирование осуществлялось следующим образом: по всей длине реки в нижнем бьефе водохранилища территория разбивалась на дискретное количество секторов (полигонов) перпендикулярно направле

Содержание

Введение

1. Географические факторы режима уровней воды в реке

1.1 Факторы, влияющие на режимы рек и развитие половодий

1.2 Характеристики уровневого режима реки Большой Иргиз

2. Основные методы прогнозирования максимальных уровней воды в реках

2.1 Существующие подходы к прогнозированию наивысших уровней воды в реке

2.2 Характеристика весеннего половодья на территории Саратовской области в 2012 году (по данным МЧС России)

3. Методы и приемы моделирования зон затоплений территорий

3.1 Геометрический метод расчета зон затопления территории

3.2 Использование методов и приемов геоинформационного моделирования при построении зон затоплений территории

4. Применение геоинформационных технологий при моделировании зон затопления половодья 2012 года на участке реки Большой Иргиз

Заключение

Список использованных источников

Приложения