[發明專利]小流域淤地壩壩系規劃用壩系拓撲視圖的生成方法

有效

• 申請號: 200810056961.9
• 申請日: 2008-01-28
• 公開（公告）號: CN101221598A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 史明昌;黃兆偉;李團宏
• 申請（專利權）人: 北京地拓科技發展有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F17/30
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 張衛華

技術領域

本發明涉及一種拓撲視圖的生成方法，具體地說，是涉及一種小流域淤地壩壩系規劃用的壩系拓撲視圖的生成方法。

背景技術

“淤地壩壩系”是黃土高原地區特有的水土保持溝道工程體系。在黃土高原地區，為防止水土流失，以小流域為單元，在小流域各級溝道內系統地建設“淤地壩”群體，稱為“壩系”。在暴雨發生時，坡面上產生的洪水和泥沙進入溝道，被這些淤地壩群全部攔蓄或部分攔蓄。對一座淤地壩來說，如果其上游沒有其它淤地壩，那么它攔蓄的是上游集水范圍內坡面上產生的洪水和泥沙；如果其上游有其它淤地壩，那么它攔蓄的是自上游淤地壩到該淤地壩所在的區間集水范圍內坡面上產生的洪水和泥沙，以及從上游淤地壩下瀉的洪水和泥沙。洪水對溝道的沖蝕因為壩系的存在而大大減弱，此外，隨著時間推移，被攔蓄的泥沙在淤地壩前逐漸淤高，抬高了侵蝕基準面，進一步減弱水土侵蝕作用。因此，壩系是有效的水土保持溝道工程體系。另外，壩系還可看作是一種農業生產工程，因為在壩前攔蓄的泥沙淤積到一定程度后，就可利用淤積的壩地進行農業生產(如種植玉米等作物)，而不用擔心洪水的危害。可見，有效合理建設壩系是十分重要的。

壩系中的壩一般分為骨干壩、中小型壩兩類，其中，前者主要承擔防洪功能，后者主要承擔淤地生產功能。為經濟合理地建設壩系，須事先進行方案設計，這稱為“小流域壩系規劃”，或簡稱“壩系規劃”。在規劃時，壩的數量、骨干壩與中小型壩的布設比例、每座壩的類型、位置、主要組成(即壩體、放水建筑物、溢洪道)、工程主要參數(例如設計洪水頻率、壩高等)、建設的時間都需要細致分析確定，在擬定了這樣一套方案后，通常還要對其進行各種分析，以得知壩系整體的防洪能力、生產保收能力、壩系相對穩定系數、需要的投資額度等指標。當方案無法達到預期的目標時，需要再作調整并重新分析、論證。整個規劃過程十分復雜，在此不再贅述。

防洪能力分析、生產保收能力分析是設計壩系規劃方案的關鍵過程，其實質是在某些假定條件下，逐年模擬該壩系整體的淤積情況、對特定頻率暴雨的抵抗能力的變化情況、生產保收能力的變化情況等。對一個特定的年份、特定的暴雨頻率，模擬分析過程中需要計算洪水和泥沙的產生、攔蓄、下瀉，各個壩的洪水過程，上游壩到下游壩的洪水泥沙“傳遞”等數據。在相鄰兩個年份之間，要考慮新壩的建成、已有壩增加的泥沙淤積。這些其實只是極簡化的描述而已，實際上模擬分析的過程、規則都是十分復雜的，而且計算量很大。

隨著地理信息系統(GIS)技術的發展和應用，一些文獻中提出了基于GIS技術的小流域壩系規劃方法，并有部分軟件產品推出。應用GIS技術，流域溝道中一系列“幾何點”之間的上下游關系可被自動計算得出，進而得到壩間的上下游關系，并且，其它基本信息也可用已知的軟件技術求出。但是，在這些文獻和產品中，壩系基本信息的計算過程與專業分析的計算過程被混淆在一起，而且專業分析的計算量是十分龐大的，這樣便導致了計算流程復雜化、代碼高度耦合、缺陷率高、軟件開發和維護困難。另外，當壩系規劃所依據的理論、工作規范發生變化時，修改或增加專業分析功能的困難非常大。

另外，目前一些專門輔助進行小流域壩系規劃的計算機軟件誕生了。這些軟件具備支持對壩系運行模擬、分析的功能(例如防洪能力分析、生產保收能力分析)，該功能可稱為“專業分析功能”。在運行專業分析功能時，軟件需要一些基本的信息支持，如壩數量、壩間的上下游關系等。但是，這些軟件不能自動提供進行專業分析所需的基本信息，這些基本信息需要由用戶進行人工分析后，以某種格式向軟件提供。由于小流域中通常存在數十座以上的壩，人工分析并錄入數據的工作十分繁重，且易出錯，因而用戶會很自然地減少、回避做這種繁重的工作。例如，在規劃過程中減少供比較、選擇的方案的數量，對每個方案盡量不進行調整、優化等。這勢必會降低壩系規劃的精確度。而且，壩系規劃工作中的專業分析包括大量的計算環節，而每種計算環節的舍用、計算環節相互之間的關系(嵌套或并行)都須由基本信息和工作規范共同決定，每種專業分析需要不同的基本信息，有時基本信息需跟隨模擬計算的結果而動態調整。

由此可見，根據實際計算需求而生成適于壩系規劃方案的基本信息，是目前研制壩系規劃急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種小流域淤地壩壩系規劃用壩系拓撲視圖的生成方法，該方法可為小流域淤地壩壩系規劃專業分析生成關于壩系基本信息的壩系拓撲視圖，該壩系拓撲視圖對不同業務要求的專業分析具有很強的通用性。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種小流域淤地壩壩系規劃用壩系拓撲視圖的生成方法，其特征在于它包括步驟：