基于时序高分一号影像的平原河网区水体信息快速提取研究

水体信息的高精度提取是区域水资源利用研究的基础和关键。为改善平原河网区水体遥感信息提取中城镇、阴影和裸土等像元混淆问题,基于多时相高分一号影像,提出时序归一化水体指数(NDWI)、归一化植被指数(NDVI)和近红外波段反照率信息相结合的决策树水体信息提取方法,并以江淮下游典型平原区开展实证研究。试验结果表明,多时相光谱信息的使用有效改善了阴影和裸土等像元的混淆,提高了较小水体的提取精度,总体精度为93%,Kappa系数为0.85,更合理地反映了水面率呈自西向东逐渐减少的空间特征,研究成果可为其他平原区水体信息提取提供借鉴。     

多专题多比例尺水系河网管理模型研究

随着水利行业GIS系统的快速发展和对性能要求的不断提高,迫切需要解决多比例尺水系河网信息统一访问、关系维护等问题。本文提出多专题多比例尺地图管理模型,通过对地图信息依据不同比例尺和专题进行目录层次和专题层次的划分,实现水系河网信息的全国分布式统一管理和共享系统。文中给出了该模型下的水系河网表示和专题中对象间关系,分析了为形成一套基于空间数据库和空间化分析方法的分布式水系河网信息共享系统所需进行的下一步工作。该模型下的全国水系河网管理系统具有较好的可扩展性,支持有效获取不同比例尺的地图,较少信息冗余和保证信息最大可能。     

一维河网非恒定流及悬沙数学模型的节点控制方法

本文的一维河网非恒定流及悬沙数学模型，是根据以一维圣维南方程组，悬沙非平衡输运方程及水位、含沙量节点控制法而建立。首先，利用单一河流有限差分方程组转换形式和节点处质量、能量守恒性，写出所有节点的水位控制方程组。求解此不规则稀疏矩阵方程组得到得有节点的水位，再由单一河流非恒定流的求解方法可获得所有单一河流的断面水位和流量。基于水注的节点水位控制法，本文提出了节点悬沙控制法。假设节点处冲刷或淤积较小，所有节点的含沙量控制方程组可通过输沙量守恒方程用矩阵形式写出。求解此不规则稀疏矩阵方程组，得到所有节点处的含沙量。所有单一河流断面处的含沙量通过单一河流悬沙输运的求解方法获得。本文介绍的模型适用于各种河网类型。作为检验，该模型成功地应用于珠江三角洲流域河网水流及悬沙的数值计算。     

基于精细化河网水动力模型的长宁区除涝能力评估

为全面细致地评估上海市长宁区的除涝能力,基于翔实的基础资料构建了苏州河水系精细化河网水动力模型,并对模型进行了率定和验证,采用该模型模拟分析了现状和规划两种工况下,长宁区的面平均最高水位的特征值和主要河道的最高水位。结果表明,长宁区在现状工况下,除涝能力为10~20年一遇;在规划工况下,除涝能力达到20年一遇,但仍未达到上海市《治涝标准》要求的30年一遇标准。经过进一步分析计算,建议增加0-504km2临时滞蓄区来提高区域调蓄能力,可使长宁区除涝能力达标。     

区域水系河网连通脆弱性综合评估探析

通过阐明河网水系中脆弱性定义以及干扰因素,揭示其适应性及敏感性关系,并据此构建适应性及敏感性指标综合评估体系,探索河网水系系统脆弱性分析评估方法。应用实例针对城市群实施脆弱性综合评估,揭示该城市群已处于极脆弱区,急需修建输调水工程以缓解区域水资源供需矛盾。     

高青县河网断面优化对调蓄能力的影响

为研究河网断面优化对调蓄能力的影响,选取山东省淄博市高青县典型水环境区域,建立以纳维—斯托克斯方程和圣维南方程为基础的河网水动力模型,模拟高青县现有河网遭遇20年一遇洪水,研究区内河道水位响应情况,部分河段过水能力不足,洪水溢出,针对这些河段进行断面优化,再次模拟优化后的河网在洪水条件下的水位响应情况,基本满足行洪能力。研究结果表明,断面优化能够有效地改善河网调蓄能力,并针对区域洪涝防治工作提出有效防控措施,为提升城市防洪能力和生态功能提供有价值的科学技术支持。     

平原河网地区河流生态修复技术研究与实践

针对平原河网地区河流生态系统问题日益严重的状况,总结了河流生态修复的国内外研究进展,阐述了目前主要应用的河流水质改善、生态护岸建设和河流生态景观建设3个方面的河流生态修复技术,结合江苏省丰县的生态水利建设实例,提出我国河流生态修复的建议。     

平原河网城市典型滨河片区雨水径流监测研究

开展城市雨水径流监测,定量评估径流污染水平,分析污染规律及影响因素,可为科学制定水环境治理方案提供重要依据。以我国平原河网地区某城市一典型滨河片区为例,基于对不同下垫面雨水径流及周边河道常规污染物指标的监测,结合河道水环境质量时空变化特征,分析径流污染程度及对河道水环境的影响。结果表明,监测区域径流污染程度总体较高,其中COD、TN、TP指标的平均浓度均接近或超过地表水劣Ⅴ类水质;不同降雨事件、不同污染物、不同取样点雨水径流的初期冲刷程度均不相同,并且与降雨强度和前期污染物积累情况等因素密切相关;降雨过程中工商业发达、人员与交通密集区域排放的雨水径流增加了河道中COD、SS、TN、TP等污染物的浓度;对比结果显示监测区域部分污染物指标的城市径流污染物年排放量超过污水处理厂尾水污染物排放量。     

基于DEM的山丘区小流域河网提取分析研究

数字高程模型(DEM)是提取流域河网水系的重要基础数据,DEM分辨率直接影响河网水系的空间拓扑关系和数字流域水文特征。选取美国俄亥俄州印第安纳河流域为研究对象,基于不同分辨率的DEM提取河网,引入野外勘测河源信息,建立可靠度、灵敏度评价指标,探讨不同DEM分辨率所提取数字河网的适用性。结果表明:(1)与野外勘测河源相比,基于高分辨率DEM提取的河网与实际河网更为接近,但会生成伪支流;(2)研究流域地形破碎化程度高,局部地形坡度大,河网发育主要受上游集水面积控制;(3)DEM分辨率为5 m时,研究流域河网提取结果的可靠度和灵敏度较为理想,过高或过低的分辨率均不适用于该流域的河网提取。