Header Image

Спад в мировой строительной индустрии с 2007 по 2009 год был одним из сильнейших за всю историю.

Подробнее ...
4.2. Моделирование процесса сработки и оценка мощности донных отложений Печать E-mail
20.01.2015 17:35

Для решения проблемы получения формальных выводов о процессе сработки на территории Нижнезырянского водохранилища с учетом понижения его уровня, создан программный инструмент, реализующий определенный статистический подход.

В программе моделирования используется алгоритм: смоделировать сброс воды в водохранилище на заданный уровень и создать полигональный слой, содержащий не осушенные и осушенные области водохранилища при данном уровне сброса.
▪ Сброс воды в водохранилище моделируется выполнением арифметических операций над растрами глубин. Создается постоянный растр, все значения ячеек которого равны константе сброса воды. Производится суммирование исходного растра глубин и созданного постоянного растра. Обозначим исходный растр Raster1, а постоянный растр сброса воды const, тогда растр представляющий глубины водохранилища после сброса воды Raster2 вычисляется по формуле: Raster2 = Raster1 + const. При этом моделируется одинаковый сброс воды во всех областях водохранилища, и результирующий растр не учитывает наличие особых областей в водохранилище. В особых областях уровень воды остается постоянным после снижения общего уровня воды водохранилища выше уровня образования острова.
▪ Определяются осушенные и покрытые водой зоны водохранилища путем реклассификации значений растра. Значениям растра вне зоны водохранилища присваивается значение 1, покрытым водой – 2, осушенным – 3.
▪ Реклассифицированный растровый слой конвертируется в векторный полигональный слой. Он содержит полигоны осушенных участков водохранилища и областей водохранилища, покрытых водой.
▪ В полигональном слое особых областей выделяются обнажившиеся территории (острова). Таблица слоя имеет отдельное поле, содержащее уровни образования островов. Для определения обнажившихся областей производится выборка по атрибуту полигонов особых областей, чьи значения меньше, либо равны заданному уровню сброса.
▪ Производится объединение полигонального слоя с выделенными обнажившимися слоями и полигонального слоя, содержащего осушенные участки водохранилища и области водохранилища, покрытые водой. Результирующий полигональный слой содержит атрибуты обоих слоев. В нем присутствуют все обнажившиеся острова, область водохранилища, покрытая водой, и осушенные области, возникшие после сброса воды на заданный уровень (рис. 4.6).
По вычисленным статистическим характеристикам и графикам функций распределения глубин производится анализ морфометрической структуры дна, также возможно сделать выводы о принадлежности морфометрической структуры дна одному из типов классификации.
Для оценки объема иловых загрязнений на территории Нижнезырянского водохранилища, с учетом понижения его уровня и проседания части водохранилища, разработан следующий алгоритм (методы построение Grid-темы указаны в подглаве 4.1 «Выбор метода построения цифровой модели рельефа дна водохранилища»):
▪ Построить Grid-тему «ЦМР дна 1955 г.» на основе данных о проектных глубинах Нижнезырянского водохранилища. Исходной информацией являются векторные данные, полученные путем векторизации растрового изображения методом цифрования по подложке. Растровое изображение было получено при сканировании карты «Экспликация земель, затопляемых и подтопляемых водохранилищем», разработчик – Ленинградское отделение «Теплоэлектропроект», январь 1955, М 1:5000 (рис. 4.7).
▪ Построить Grid-тему «ЦМ оседания дна» на основе данных о суммарных оседаниях в г. Березники. Исходной информацией являются векторные данные, полученные путем векторизации растрового изображения методом цифрования по подложке. Растровое изображение было получено при сканировании совмещенного плана «г. Березники и горные работы рудника БКПРУ-1 с изолиниями суммарных оседаний», М 1:10000.
▪ Построить Grid-тему «ЦМР дна 2007 г.» на основе данных полевых работ (июль-август 2007 г.). Исходной информацией являются точки промера глубин при отметке сброса водохранилища на момент проведения исследований. В дальнейшем все отметки глубин приведены к проектному уровню 114,5 м. (рис. 4.8).


Рисунок 4.6.
Анализ морфометрической структуры дна водохранилища при сработке на 2 м.


Рисунок 4.7.
Цифровая модель рельефа дна по проекту 1955 г.


Рисунок 4.8.
Цифровая модель рельефа дна по данным полевых проектно-изыскательских работ 2007 г.


Рисунок 4.9.
Пространственное распределение мощности донных отложений.

▪ Найти разность трех Grid-тем: Grid.«ЦМР дна 1955 г.» – Grid.«ЦМ оседания дна» – Grid.«ЦМР дна 2007 г.». Результирующий растр несет в себе информацию о пространственном распределении толщины донных отложений с учетом оседания поверхности (рис. 4.9).
▪ Преобразовать Grid-тему – результат разности Grid.«ЦМР дна 1955 г.» – Grid.«ЦМ оседания дна» – в триангуляционную модель (TIN). Вычислить объем проектируемого водохранилища с учетом оседания поверхности дна, используя модуль 3D Analyst.
▪ Преобразовать Grid-тему «ЦМР дна 2007 г.» в TIN. Вычислить модельный объем водохранилища при его современном состоянии (отметке 114,5 м), используя модуль 3D Analyst.


Рисунок 4.10.
Вычисление объемов обнажившихся донных отложений.

▪ Найти разность между двумя объемами водохранилища (1955 г. с учетом оседания и 2007 г.) при проектном уровне.
▪ Вычисление объемов обнажившихся донных отложений производится с учетом алгоритма «Геостатистическое моделирование процесса сработки водохранилища» (рис. 4.10). Для определения средних мощностей донных отложений на различных участках построены и совмещены профили дна водохранилища по старым проектным глубинам с учетом оседания поверхности и по современным глубинам (рис. 3.5). Помимо оседания поверхности дна, при вычислении объема отложений учитывалось и старое русло реки (Шавнина и др., 2007).

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.