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哈尔滨防洪数字平台建立与工程优化研究

作　者: 江岩
导　师: 张洪雨
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 海岸及近海工程
关键词: 哈尔滨 防洪信息化 数字平台 三维仿真 堤线优化
分类号: TV877
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 33次
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内容摘要


防洪是哈尔滨市“南拓、北跃,中兴、强县”发展战略的重要前提,为确保哈尔滨市的防洪安全,提高防洪综合决策水平和防洪工程优化配置,结合新型的数字化技术,提出了哈尔滨市防洪信息化体系建设的目标和体系结构,研究了基于虚拟现实地理信息系统(VR-GIS)的哈尔滨防洪三维虚拟仿真系统构建技术,建立了松花江哈尔滨段防洪二维水动力学模型,对防洪工程的优化配置进行了方案研究,为哈尔滨市防洪综合决策与工程优化提供参考。1.对哈尔滨市防洪信息化体系进行了研究,提出了防洪信息化系统目标,从基础信息平台和综合决策平台两个方面阐述了哈尔滨市防洪信息化体系整体框架和实施思路。2.对基于VR-GIS的防洪数字仿真平台的关键技术进行了研究,初步构建了哈尔滨城市防洪三维虚拟仿真系统,探讨了VR-GIS应用于城市数字防洪的关键技术及其实现方法,包括防洪三维虚拟场景的构建技术,仿真数据库的建立与联合查询,洪水动态模拟等方面的相关技术与实现方法,为数字防洪系统提供了基础研究平台。3.建立了松花江哈尔滨段二维水动力学模型,对模型的求解条件进行了论证研究。采用《黑龙江省哈尔滨市城市防洪工程可行性研究报告》中的干流水面线计算成果和松花江哈尔滨站设计洪水为计算依据进行模型验证。水面线验证结果表明,除个别测点外,计算水位误差小于0.1m,满足方案论证的精度要求。4.采用二维水动力学模型,对哈尔滨市防洪堤线改造方案:月太改线方案、月东堤改线方案、蒙古图堤改线方案、巨源堤改线方案等独立方案和组合方案进行了计算分析,得出了不同频率洪水下各方案所引起的水位变幅,为防洪工程优化提供了科学依据。对水泥厂拆迁方案进行了模拟计算,结果表明,拆迁水泥厂方案能显著降低汛期水位,200年一遇洪水水位最多能降低37cm;100年洪水水位最多能降低31cm。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-19
  1.1 概述  11-12
  1.2 哈尔滨市防洪情况  12-14
    1.2.1 洪水特征  12-13
    1.2.2 河道及堤防  13
    1.2.3 分蓄洪工程  13-14
  1.3 防洪数字化平台研究现状  14-17
    1.3.1 GIS 在流域管理中的应用  14-15
    1.3.2 虚拟现实地理信息系统(VR_GIS)  15-16
    1.3.3 流域数字平台研究  16-17
  1.4 论文主要工作  17-19
第2章 哈尔滨市防洪信息化体系研究  19-32
  2.1 哈尔滨市防洪体系现状  19-21
  2.2 哈尔滨城市防洪信息化体系建设目标  21
  2.3 基础信息平台  21-24
  2.4 综合决策平台  24-31
    2.4.1 洪水预报系统  24-27
    2.4.2 防汛应急方案库  27-28
    2.4.3 防汛应急指挥系统  28-31
  小结  31-32
第3章 基于VR-GIS的防洪数字仿真技术研究  32-43
  3.1 系统总体结构  32-33
  3.2 防洪虚拟场景的建模  33-37
  3.3 基于OSG的三维仿真平台开发  37-38
  3.4 仿真数据库的建立与查询  38-40
  3.5 防洪动态仿真模拟  40-42
  小结  42-43
第4章 哈尔滨段洪水演算数学模型的建立与验证  43-60
  4.1 数学模型的建立  43-51
    4.1.1 基本方程  44-49
    4.1.2 定解条件  49-50
    4.1.3 计算控制条件  50
    4.1.4 数值方法及有关处理  50-51
  4.2 地形资料  51-52
    4.2.1 原始地形  51
    4.2.2 地形变化  51-52
  4.3 验证计算  52-59
  小结  59-60
第5章 哈尔滨市防洪堤线改造方案计算  60-89
  5.1 堤线改线及组合方案  60-62
  5.2 月太改线方案  62-65
  5.3 月东改线方案  65-69
  5.4 蒙古图改线方案  69-73
  5.5 巨源堤改线方案  73-77
  5.6 综合方案Ⅰ  77-81
  5.7 综合方案Ⅱ  81-85
  5.8 水泥厂拆迁方案  85-88
  小结  88-89
结论  89-91
参考文献  91-96
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  96-97
致谢  97-98
个人简历  98

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 治河工程与防洪工程 > 防洪工程 > 非工程防洪措施
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