非连续河道地形插值方法的比选
二维贴体坐标系下的非均质河床组成空间插值
１ 方 法 原 理
１ ． １ 普 通 Ｋｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ｇ法 插 值 原 理
地 统计学 除 了考 虑样 本 的数值 大小 之外 ， 还 重视 样本 的 空间方 位 ， 因 而其理 论 与方法 被 广泛用 于 降
对 河 床 组 成 实 施 空 间插 值 。结 合 实 例 河 段 的 计 算 表 明 ， 在贴体 曲线坐标 系内实施 空间变异 函数分析 ， 能 够 有
效 识 别 床 沙 组 成 的空 间分 布 规 律 ， 从而满足 Ｋ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ｇ法 插 值 的 前 提 条 件 。相 比 于传 统 插 值 方 法 ， 该 方 法 的 计 算
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４—０ ４一ｌ ４
基金项 目： 国 家 自然 科 学 基 金 重 点 项 目（ ５ １ ３ ３ ９ ０ ０ １ ） ； 国 家科 技 支撑 计 划 课 题 （ ２ ０ １ ３ Ｂ ＡＢ １ ２ Ｂ ０ ２ ） 作者简介 ： 孙昭华（ １ ９ ７ ６一） ， 男， 河南洛阳人 ， 副教授 ， 从事水力学及河流动力学方面研究。Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： Ｌ ｎ ｓ ｚ ｈ ＠１ ２ ６ ． ｅ ｏ ｍ ６ ９
泥
２ ０ １ １ ５ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ５） ０ ５ － ０ ０ ６ ９ ０６ －
沙
研
究 第 ５期
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｅ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
二 维贴 体 坐 标 系下 的非 均 质 河床 组 成 空 间插 值
摘要 ： 弯 曲不 规 则 河 道 的 床 沙 组 成 在 空 间 上 具 有 一 定 分 布 规 律 ， 但主要 体现在 水流 方向和河 宽方 向 ， 地 理 坐
浅析贵州山区非闭合流域入库径流计算方法
另外,根据 S1、S
2 断面实测流量可知,S
1~S
2两
3
断面之间河床漏失水量为 0
.036 m /s;同 理 可 知 S2~
· 39 ·
2021 年 2 月
第2期
龙章发,等:浅析贵州山区非闭合流域入库径流计算方法
No
.2 Feb
.2021
S
3 两断面之间的河床漏失水量为 0
.119 m /s;S3~S
6
流为闭合流域径流与非闭合流域径流叠加求得。
第2期
广东水利水电
GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWER
2021 年 2 月
No
.2
Feb
.2021
浅析贵州山区非闭合流域入库径流计算方法
龙章发,罗姗姗
(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵州 贵阳 550081)
摘
要:岩溶地区通常发育有大量岩溶裂隙、管道和洞穴,构成错综复杂的地下输水 网 络, 形 成 了 独 特 的 流 域 水 循 环 模
坡至左岸分水 岭 附 近。 第 四 系 (
Q)多 集 中 分 布 在 山 间
谷地、岩溶洼地、槽谷及河流沿岸。
经勘查,小河水库 所 在 河 流 杨 家 河 主 河 道 和 左 岸
各支流在桐梓、红花园组(
O1
t+h)地 层 出 露 段 上 游 于
枯水期内均有地表 径 流, 但 径 流 在 经 过 湄 潭 组 地 层 出
2
坝址处实测 当 日 径 流 模 数 为 1
.64 L/(
s·km );2017
2
年 10 月 31 日当日模数约为 3
.2L/(
三种点雨量插值方法的比较研究
三种点雨量插值方法的比较研究1戚晓明，陆桂华，吴志勇，金君良（河海大学水问题研究所，江苏 南京 210098）摘 要:对距离反比、普通Kriging 和PRISM 三种常用点雨量插值算法进行了原理、适用范围和优缺点的对比分析。
根据雨量站点的平面三角几何关系，提出了参证插值站点的选择方法，使得参证插值站点的选择更合理。
通过具体实例，指出没有最优的点雨量插值方法，应该根据站点布设、雨量资料、地理位置和服务对象等特点，选择适当的插值算法或算法组合以及参证站选取算法，才会得到较好的插值精度。
关键词:插值, 距离反比, 普通Kriging ,PRISM点雨量插值主要用于雨量缺值估计、内插等值线、数据格网化[1],对流域内雨量站稀少且站点分布不合理的地区，对分析雨量二维分布变化特征、计算面雨量、解决水文尺度中分辨率和雨量站网规划等研究具有重要现实意义[2,3]。
点雨量时空间插值通常有两种：一种是简化，这种方法简化了时空插值问题，变为单纯的空间插值问题。
另一种是扩展，这种方法同时考虑时间维与空间维，将时空插值问题拓展为高维空间插值问题[4]，目前常用的点雨量插值通常属于第一种，主要的插值方法有距离反比加权平均法、修正距离平方反比法、梯度距离平方反比法、降雨高程线性回归法、地理统计法、普通Kriging 和DEM 修正Kriging 法，PRISM 插值方法等[6]。
本文对距离反比、普通Kriging 、PRISM 插值算法在点雨量插值中的应用情况做了对比研究。
1 三种方法插值原理1.1 距离反比插值(IDM)1972年，美国国家天气局开发了距离反比插值算法，是最常用的雨量插值方法之一。
它认为与未采样点距离最近的若干个参证站对待估点值的贡献最大，其贡献与距离成反比。
可用下式表示：))(1/())(1(11*∑∑===n i p i n i i p i D Z D Z (1) 式中, Z *是估计值, Z i 是第i(i=1,..,n)个样本,D i 是距离,p 是距离的幂,它显著影响内插的结果,它的选择标准是最小平均绝对误差。
DEM插值方法研究
DEM插值方法研究摘要：数字高程模型（DEM）是很多领域的重要基础数据。
而插值是构建DEM的核心问题。
为了构建适合于不用场景的DEM，本文对DEM插值方法进行了总结归纳，并对常用的五种插值方法进行了分析，给出了不同插值方法的插值原理，优缺点及适用场景。
本文结果对于构建DEM时选取插值方法具有重要的参考价值。
关键词：DEM；插值方法；反距离权重法；克里金插值法1.引言数字高程模型（DEM）是描述地球表面形态多种信息空间分布的有序数值阵列，它是一种特殊的数字地形模型。
随着地理信息系统（GIS）的发展，DEM成为空间信息系统的一个重要组成部分，在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。
在测绘中可用于绘制等高线、坡度、坡向图、立体透视图、立体景观图，制作正射影像图、立体匹配片、立体地形模型及地图的修测；在各种工程中可用于体积、面积的计算、各种剖面图的绘制及线路的设计；军事上可用于导航、精确打击、作战任务的计划等；在遥感中可作为辅助数据用于分类；在环境与规划中可用于土地现状的分析、各种规划及洪水险情预报等[1]。
插值是构建DEM的核心问题及关键步骤。
DEM插值是根据若干已知点的高程值计算出未知点的高程值。
任意一种插值方法都是基于原始地形起伏变化的连续光滑性，或者是邻近点之间的相关性内插出待定点的高程。
现阶段已经有很多成熟的内插方法。
不同的插值方法对于DEM的精度和质量有一定的影响。
因而对插值方法进行归纳总结，分析不同方法适用场景及插值方法的优缺点，是一件十分有必要的事。
2.DEM插值方法2.1插值方法分类李志林和朱庆[1]根据已知点的搜索范围将插值算法分为全局插值、局部插值和分块插值；汤国安等[2]从数据分布、插值范围、插值曲面与参考点关系、插值函数性质等五个方面对DEM插值算法进行了全面而详细的分类（见表1）。
2.2 DEM插值原理DEM插值可以根据已知采样点估计未知插值点的主要原因在于研究对象地形的特殊性：地形具有空间异质性和空间相关性等特征，这些特征使得利用一些空间位置合理的采样点获得对地形表面相对精确的描述成为可能[3]。
探析西溪工程中河道护岸加固修复工程
探析西溪工程中河道护岸加固修复工程摘要：为彻底摆脱洪涝灾害的威胁，提高河道护岸防洪标准，改善原有生产生活条件，保障居民的生命财产安全，提升河道护岸内人民的幸福指数，需要对河道护岸区域进行加固修复。
本文以西溪河道护岸加固修复工程为例分析了河道护岸加固修复工程设计及河道护岸加固修复方案，以期为行业人员提供借鉴性参考。
关键词：河道；护岸设计；加固引言城市建设，水利先行，为保障国民经济的发展，提高区域排涝能力，兼顾水环境改善，通过综合考虑河道特性、地形、地质条件、生态、行洪等因素，在进行河道护岸加固修复工程设计时，设计上首先确保行洪、排涝的基本功能，在这个基础上充分考虑到工程区位以及对环境、生态的要求。
河道养护单位还需加强对整个河道护岸巡查，及时发现细小位移并及时进行加固修复，将险情控制在萌芽状态，尽可能减少封闭通道除险加固对市民休闲健身的影响。
1工程概况武义县位于浙江省中部，东邻永康、缙云，南接丽水、松阳，西与遂昌接壤，北跟金华、义乌相连，属丘陵山区。
柳城镇位于武义县南部，东与大溪口乡相接，西南与松阳、遂昌相依，北与桃溪镇为邻，距牛头山国家级森林公园20km，距武义县城46km，城域面积172.3km2，是浙江省最大的畲族镇、省级中心镇。
本次武义县柳城镇西溪河道护岸加固修复工程位于柳城镇西溪右岸车门桥至通济桥段，主要加固项目是对西溪右岸车门桥至通济桥段堤防进行治理，加固右岸堤防XR0+000~XR1+195段堤防1195m；另外，需配套改造附属建筑物，包括放水管、踏步、上堤道路及安全警示牌等。
2河道护岸加固修复工程设计2.1工程规模及设计标准本段堤防位于县前村，防洪等级为V等，堤防按5级建筑物标准设计。
因该段堤防背水坡均为农田，左岸居民楼地面高程偏低。
因此本次设计时，将该段河道工程等级定为5级，防洪标准确定为5年一遇，穿堤建筑物工程等级也为5级。
2.2堤线布置2.2.1堤线布置原则武义县柳城镇西溪河道护岸加固修复工程（车门桥至通济桥段）防洪堤按5年一遇防洪标准设计，河道规划最小堤距60m。
Surfer插值方法介绍
Surfer插值方法介绍1、距离倒数乘方法距离倒数乘方格网化方法是一个加权平均插值法，可以进行确切的或者圆滑的方式插值。
方次参数控制着权系数如何随着离开一个格网结点距离的增加而下降。
对于一个较大的方次，较近的数据点被给定一个较高的权重份额，对于一个较小的方次，权重比较均匀地分配给各数据点。
计算一个格网结点时给予一个特定数据点的权值与指定方次的从结点到观测点的该结点被赋予距离倒数成比例。
当计算一个格网结点时，配给的权重是一个分数，所有权重的总和等于1.0。
当一个观测点与一个格网结点重合时，该观测点被给予一个实际为 1.0 的权重，所有其它观测点被给予一个几乎为 0.0 的权重。
换言之，该结点被赋给与观测点一致的值。
这就是一个准确插值。
距离倒数法的特征之一是要在格网区域内产生围绕观测点位置的"牛眼"。
用距离倒数格网化时可以指定一个圆滑参数。
大于零的圆滑参数保证，对于一个特定的结点，没有哪个观测点被赋予全部的权值，即使观测点与该结点重合也是如此。
圆滑参数通过修匀已被插值的格网来降低"牛眼"影响。
2、克里金法克里金法是一种在许多领域都很有用的地质统计格网化方法。
克里金法试图那样表示隐含在你的数据中的趋势，例如，高点会是沿一个脊连接，而不是被牛眼形等值线所孤立。
克里金法中包含了几个因子：变化图模型，漂移类型和矿块效应。
3、最小曲率法最小曲率法广泛用于地球科学。
用最小曲率法生成的插值面类似于一个通过各个数据值的，具有最小弯曲量的长条形薄弹性片。
最小曲率法，试图在尽可能严格地尊重数据的同时，生成尽可能圆滑的曲面。
使用最小曲率法时要涉及到两个参数：最大残差参数和最大循环次数参数来控制最小曲率的收敛标准。
4、多元回归法多元回归被用来确定你的数据的大规模的趋势和图案。
你可以用几个选项来确定你需要的趋势面类型。
多元回归实际上不是插值器，因为它并不试图预测未知的 Z 值。
它实际上是一个趋势面分析作图程序。
河道二维水力学演算中地形插值失真问题解决方案探讨
海
河
水
利
· 43 ·
DOI： 10.3969/j.issn.1004-7328.2017.05.015
河道二维水力学演算中 地形插值失真问题解决方案探讨
王白陆， 张建中
（海河水利委员会科技咨询中心， 天津 300170）
摘
要： 在二维水力学演算过程中， 经常遇到由于河道断面资料的稀疏导致河道剖分网格地形插值失真的问题。通
前言
在洪水风险图的编制和洪水影响评价过程中， 河道断面数据是最基础资料， 其测量是一项耗时耗 力的工作， 测绘部门通常只测量在地形地貌上比较 有特点的断面。测量断面稀疏将造成剖分网格地形 插值偏离实际， 以往的处理方法是人为修改地形，力 学模拟计算的需要。笔者通过利用 ExcelVBA 编程 技术， 对河道断面进行插值加密， 有效解决了地形插 值精度问题。 Excel 是目前使用最为广泛的数据处 理软件， ExcelVBA 编程技术在本次断面插值应用程 序开发中得以充分应用[1-2]。 2 应用程序编制基本思路 在断面插值计算程序编制过程中， 做出以下基 本假定： 被插断面距离上游近， 则被插断面形状和上 游一致； 反之， 被插断面形状和下游断面一致。其 中， 被插断面平面坐标和高程随着被插桩号位置的 变化呈现均匀变化趋势。断面插值应用程序参数在 各断面中的位置示意， 如图 1 所示。 应用程序编制基本思路如下： （1） 首先将测量断面的起点距和高程数据转化 成断面绝对坐标 （X， Y， Z） ， 然后根据上下游断面起 点坐标 （X1， Y1） 、 （X_1， Y_1） ， 终点坐标 （X2， Y2） 、
（6） YYY = YY ʃ RAT0*KK*DIS0/ KK + 1 （3） 被插断面顶点的高程 Z_1 求解过程如下： 首
插值和拟合在水流流量计算中的运用
运行结果：lglrjf = 145.6250fdxxjf =147.1469sancytjf =145.6885
图中曲线lglr、fdxx和scyt分别表示用拉格朗日插值法，分段线性插值法及三次样条插值法得到的曲线。
由表1知，第1未供水时段的总用水高度为146(=968－822)，可见上述三种插值方法计算的结果与实际值（146）相比都比较接近。考虑到三次样条插值方法具有更加良好的性质，建议采取该方法。其他三段的处理方法与第1未供水时段的处理方法类似，这里不再详细叙述，只给出数值结果和函数图像.
131.7074
243.0375
95.1649
1318.616
分段线性插值法
343.3627
604.2993
115.7523
172.1939
95.0928
1235.608
第二类边界条件： 特别地， ,称为自然边界条件。
第三类边界条件： 称为周期边界条件。
三次样条插值不仅光滑性好，而且稳定性和收敛性都有保证，具有良好的逼近性质。样条插值函数的建立。构造满足条件的三次样条插值函数 的表达式可以有多种方法。
下面我们利用 的二阶导数值 表达 ，由于 在区间 上是三次多项式，故 在 上是线性函数，可表示为 （5）
分段线性插值函数（仅连续）与三次样条插值函数（二阶导数连续）虽然光滑性差，但他们都克服了拉格朗日插值函数的缺点，不仅收敛性、稳定性强，而且方法简单实用，计算量小。因而应用十分广泛。分段线性插值，具有良好的稳定性和收敛性，但光滑性较差。在数学上若函数（曲线）的k阶导数存在且连续，则称该曲线具有k阶光滑性。易见，分段线性插值不光滑，这影响了它在某些工程技术实际问题中的应用。
试估计任意时刻（包括水泵在输水工作的时候）从水塔流出的流量f（t），并估计一天的总水量。表1给出了从第一次测量开始的以秒为单位的时刻，以及该时刻的高度单位为百分之一英尺的水位测量值。
不同插值算法在数学模型地形概化中的应用研究——以滹沱河高标准行洪区行洪通道规模研究项目为例
收稿日期:2020-12-11作者简介：张昊，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。
杨艳玲，女，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，正高级工程师。
赵子岳，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。
赵伟，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，高级工程师。
韩姝娴，女，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。
插值可以根据有限的样本数据点预测栅格中的像元值，可以预测任何地理点数据（如高程、降雨、化学物质浓度等）的未知值。
常用的插值算法有克里金法、反距离权重法、含障碍的样条函数、样条函数法、自然邻域法、趋势面法等，各种插值算法均能根据有限测量样本数据点实现插值功能，但基于各算法内在属性，插值成果各有优劣。
利用一二维耦合数学模型进行洪水演进的分析，对模型模拟范围内地形插值是必不可少的关键步骤，而插值后地形场文件的精度对水位、水深、流速等计算成果影响较大，因此根据测量数据的精度及研究区域的具体情况合理选择插值算法具有一定的推广应用价值。
插值示意图见图1。
此文以滹沱河（南水北调—机场路）高标准行洪区为研究对象，利用MikeFlood 、Arcgis 、Surfer 等插值软件，通过采用不同插值算法对该区域地形场文件进行插值研究发现，平原区域河道高标准行洪区（分洪区）制作地形场文件时，根据测量数据特点进行合理分区，对插值算法进行组合应用可得到较为合理、准确度较高的插值结果。
1.插值算法简介高程数据插值作为空间数据内插的一个重要方面，在二维数学模拟、地形图dem 制作中均有着广泛的应用。
而高程插值方法也已经成为一个重要研究方向。
目前可采用的插值算法种类较多，可选用的工具软件也较多，此文主要借助Mike 、Arcgis 、Surfer 三款软件，选取反距离权重法、自然邻近插值算法、克里金法进行研究。
利用Arcgis 工具箱进行插值时，还可利用障碍选项，指定将中断表面连续性的线状要素的位置。
河道二维非恒定流场计算方法的研究
河道二维非恒定流场计算方法的研
究
“河道二维非恒定流场计算方法的研究”是水文学中的一个重要课题，其在研究河流的水文特征、水位变化和水流运动方面具有重要意义。
它涉及多种数学工具，如矩阵分解、图论、函数逼近、微分方程等，并且有助于理解河流的传输过程、水文特性和水力学过程。
河道二维非恒定流场计算方法是指在河道内部运用数学模型，用来模拟河道水文特征及水流运动的方法。
其基础是对河流形状、河床材料以及河床高程的详细分析，然后根据河道的实际情况建立模型，用来计算河道的水力学参数，如水力坡降、流量、流速等。
河道二维非恒定流场计算方法有两种基本形式：一种是基于河流形状和水力学参数的数学模型，另一种是基于水文参数的大气模型。
前者是指根据河流形状、河床材料以及河床高程等物理参数，来建立模型，用来研究河流水文特征及水流运动，而后者是指根据河流水文参数，如水位变化、流量、流速等，来建立大气模型，用来模拟河道的水力学特性。
河道二维非恒定流场计算方法的研究包括：首先，根据河流的实际情况，建立模型，使模型能够准确地反映河流的水文特性，并且模型的精度随时间变化；其次，利用矩阵分解、图论、函数逼近、微分方程等数学工具，求解河流二维非恒定流场的数学模型；最后，根据计算结果，探讨河流水文特性及水力学过程，以此来提高河流水文预报的准确性。
河道二维非恒定流场计算方法的研究是水文学中的一个重要研究课题，其能够帮助我们更深入地理解河流的传输过程、水文特性及水力学过程，从而有助于提高河流水文预报的准确性。
土地整治项目土方量计算方法比选
土地整治项目土方量计算方法比选岳小松【摘要】Using DTM method and square grid method,calculated earthwork about field different sampling interval and slope,and carried out pre-cision and costs analysis of the calculation results,at the same time,combined the actual situation,some large fields were divided into small fields for analysis.The results showed that:if turkish deployment was not considered,square grid was suitable for slope 0°~2°earthwork calculation, DTM method was higher precision and lower costs ,some large fields slope 6°~15°were divided into small fields,which was flated,construction costs were reduced.Anyway ,DTM method was better than square grid.%采用DTM法和方格网法,对不同坡度、不同采样间距的田块的土方量进行计算,并对计算结果进行精度和费用分析,同时结合实际情况,将部分条田划分为格田进行计算分析.结果表明:若不考虑土方调配,方格网法适合坡度0°~2°土方量计算;DTM法计算精度更高;DTM法计算土方预算费用更低,将坡度为6°~15°对应的条田划分为格田进行平整,可以降低施工费用.总之,DTM法优于方格网法.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2017(045)033【总页数】4页(P207-210)【关键词】DTM法;方格网法;土方量;精度;费用【作者】岳小松【作者单位】江西省煤田地质局测绘大队,江西南昌330001【正文语种】中文【中图分类】F301.2土地整治是经济社会发展到一定阶段解决土地利用问题的必然选择，已成为统筹我国城乡发展和生态文明建设的重要平台，是保障国家粮食安全、促进农业现代化的重要举措。
流域面雨量的一种估算方法_网格插值法
文章编号:1006-4354(2006)01-0034-02流域面雨量的一种估算方法—网格插值法葛徽衍,张永红(渭南市气象局,陕西渭南 714000)摘 要:针对近年来渭河防汛的严峻形势,为搞好防汛气象服务,采用面雨量的3种估算方法,对2003年渭河大洪灾中4次洪峰时期渭河流域面雨量的实际估算和对比分析,结果表明网格插值法的估算精度优于等值线法和算术平均法,运用网格插值法估算渭河流域面雨量是可行的。
关键词:网格插值;估算;流域面雨量中图分类号:P42616 文献标识码:B 由于降雨的地点、强度、持续时间等要素的随机性很强,加上雨量站点分布不均,流域面平均雨量用目前的计算方法难以得到理想的结果,从而影响到洪水预报的精度,使防洪决策缺乏准确的依据。
网格插值算法能较精确地计算流域面平均降雨量。
1 网格插值计算方法由于雨量站点为非规则的离散数据点,有2种解决方法。
一是直接建立非规则的网格,如三角形或其它多边形;二是建立规则化的网格面,将雨量资料插值到规则网格点上分析。
采用后者将网格概化为正方形,用距离加权平均法网格化。
首先,在雨量站分布区域上建立m×m的矩阵网格面。
假设网格分布区域为X m in≤X≤X m ax, Y m in≤Y≤Y m ax,则网格点H(i,j)的坐标(x i,y j)为:x i=X m in+(X m ax-X m in)×(i-1) (m-1),i=1,2,……,m;y j=Y m in+(Y xm a-Y m in)×(j-1) (m-1),j=1,2,……,m。
建立网格的原则是分布范围要略大于流域外边界。
网格间距要适当,间距过大,插值到网格点上的值不能准确反映流域降雨的真实分布;间距过小,则计算量大,影响网格插值的速度。
距离加权法的优点是逐步比较找出距离格点H(i,j)不同距离的雨量站点,根据距离远近不同分别给予不同的权重系数,也就是各雨量站点对格点H(i,j)的值z(i,j)的影响,随距格点H(i,j)的距离的增大而缩小,反映在权重上,即距离小的权重大,距离大的权重小。
非恒定流明渠输水工程节制闸间距不同取值的分析研究
非恒定流明渠输水工程节制闸间距不同取值的分析研究刘炜河海大学水利水电工程学院，南京（210098）E-mail ：timeflier@摘 要：长距离明渠输水工程中节制闸间距的取值影响因素很多且相互制约。
针对以前相关的研究鲜有考虑输水非恒定流过程的情况，本文分别讨论研究了非恒定流过程中节制闸间距对水位波动速率、输水调度灵活性、水位壅高等因素的影响关系，为工程节制闸间距的的设计提供参考，并能在一定程度上指导工程的实际运行。
关键词：长距离输水工程，明渠，节制闸间距，非恒定流1. 前言水资源是自然环境的基础，是维持生态系统的控制性要素，同时又是战略性经济资源,为综合国力的有机组成部分。
但是由于我国水资源空间分布不均匀，使得水资源问题日益成为我国社会经济发展的重要制约因素。
为了缓解北方地区缺水问题，实现长江、黄河、淮河和海河水资源的合理配置，我国已建或在建了很多跨流域调水工程。
其中长距离明渠输水是跨流域调水的重要形式之一，如我国南水北调中线工程就是采用明渠输水。
长距离明渠在运行过程中为了对渠道水量输运过程进行调度与控制，需要在沿线设置若干节制闸。
其中，各节制闸间距的不同取值会直接影响到工程的造价以及其运行调度的灵活性，甚至影响到工程的安全可靠运行。
因此，关于节制闸间距合理取值的分析研究对于长距离明渠输水工程设计建设具有重大的意义。
以往有关这方面的研究大多没有考虑明渠输水调度的非恒定流过程对节制闸间距取值的影响。
在不考虑非恒定流调度过程的情况下，节制闸间距取值的某些影响参数（如水头损失、渠道水泵抽排时间以及风浪超高等）是可以求出的，但另一些重要影响参数（如水位波动速率、稳定时间和水位瞬时壅高等）就无法得到准确的计算结果。
因此，本文分别从水位波动速率、稳定时间、输水调度灵活性、渠堤安全超高等方面分析研究了非恒定流过程对节制闸间距不同取值的影响。
2. 不同节制闸间距取值的相关影响因素研究过程中的恒定流过程以及非恒定流过程的初始条件由求解明渠渐变流的常微分方程来确定。
似大地水准面格网双二次多项式插值方法
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非均匀河流条件下拦河坝设计的挑战与解决方案
非均匀河流条件下拦河坝设计的挑战与解决方案在非均匀河流条件下设计拦河坝是一个复杂而具有挑战性的任务。
非均匀河流指的是河流水流速度、水深、水位和底床形态等因素在河段内不均匀分布的情况。
这种情况下，传统的设计方法需要进行调整和改进，以确保拦河坝的稳定性和有效性。
本文将探讨非均匀河流条件下拦河坝设计所面临的挑战，并提出相应的解决方案。
首先，非均匀河流条件下拦河坝设计所面临的挑战之一是水力负荷的不均匀分布。
由于河流水流速度和水深在河段内变化，导致河床所受水力负荷不均匀。
这会对拦河坝的稳定性和结构强度提出要求。
解决方案之一是采用分块设计的方法。
即将河流划分为若干个小段，根据每段的水力负荷情况进行设计和计算，并合理选择材料和结构形式，以适应不同水力负荷的作用。
其次，非均匀河流条件下拦河坝设计所面临的挑战之二是河床淤积和冲刷现象。
由于水流速度和水深的变化，河床容易发生淤积和冲刷现象，进而影响拦河坝的功能和稳定性。
解决方案之一是通过拦河坝的布置来减少河床淤积和冲刷的发生。
通过合理设置拦河坝的高度和长度，使水流得到合理分流，减少淤积和冲刷的发生。
此外，还可以采用适当的河道整治措施，如加装导流堰，以防止河床淤积和冲刷。
第三，非均匀河流条件下拦河坝设计所面临的挑战之三是洪水的冲击力。
洪水是河流中水流速度和水深变化最为剧烈的时候，对于拦河坝的设计提出了更高的要求。
解决方案之一是采用抗洪强度较高的材料和结构形式。
确保拦河坝能够承受洪水的冲击力，并保持稳定。
同时，还可以采取将拦河坝分段设计的方法，使得每段之间可以相互支撑和衔接，以提高整体结构的稳定性。
最后，非均匀河流条件下拦河坝设计所面临的挑战之四是环境保护与生态恢复。
拦河坝的修建不仅需要考虑工程的稳定性和有效性，同时也需要兼顾环境保护和生态恢复。
解决方案之一是采用生态护坡和生态绿化等手段来保护河岸和岸坡，减少水土流失和岩石崩塌的发生。
此外，还可以选择对河道进行生态修复，如引入适宜的河道植被，以提高生态系统的稳定性和自我修复能力。
新安江流域降雨量空间插值方法和参数筛选
新安江流域降雨量空间插值方法和参数筛选
何文英;毕孟飞;李泽利;王玉秋
【期刊名称】《水资源与水工程学报》
【年(卷),期】2013()1
【摘要】选取新安江流域48个雨量站点2000-2010年的降雨量数据以及地理地形资料,利用反距离权重(IDW)、径向基函数(RBF)、普通克里金(OK)和残差克里金(RK)方法进行插值,根据交叉验证结果筛选最佳的方法和参数。
结果表明:年尺度上,考虑高程、纬度等地形因子影响的RK方法插值精度最高,然后是IDW,OK和RBF;邻近站点的搜索策略对IDW插值精度影响较大;考虑各向异性的OK法插值精度较高,模型之间的差别不大。
月尺度上,IDW法对降雨量丰富的月份插值精度较高;RBF 对降雨较少且分布均匀的月份插值效果好;数据越符合正态分布,OK法的插值精度越高;RK方法则适用于降雨与地理因素相关性好的月份。
【总页数】5页(P130-134)
【关键词】空间插值;反距离权重;径向基函数;克里金方法;新安江
【作者】何文英;毕孟飞;李泽利;王玉秋
【作者单位】黄山市环境监测站;南开大学环境科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】P332.1
【相关文献】
1.基于地形高程的云南省降雨量空间插值方法研究 [J], 虎雄岗;谈树成;金艳珠;蒋顺德
2.梅江河流域年均降雨量空间插值方法研究 [J], 刘胤雯;赖格英;陈元增;黄丽
3.漓江流域降雨量空间插值精度分析 [J], 彭波;钟仕全;苏旭芳;李雪
4.基于ArcGIS不同空间插值方法的降雨量预测效果对比 [J], HUANG Liyan
5.小流域时段降雨量空间插值方法研究 [J], 郭艺歌;康玲;王学立
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非连续河道地形插值方法的比选华祖林;王海燕;汪靓;王玉琳【摘要】针对在许多河道水动力及水环境模拟计算过程中仅有一定间距下的断面地形数据的实际情形，以黄浦江为例，分别采用三角网格法、反距离权重法和克里金法3种方法对强弯段、干支流交汇处及复式分汊河道的水下地形进行插值，以对比分析3种方法的适应性。
结果表明，对于强弯段、干支流交汇处及复式分汊河道等地形起伏变化较大区域，三角网格法会造成插值结果不稳定，误差及波动大，未能反映部分地形起伏实际情况，反距离权重法可能出现“牛眼”现象，克里金法表现出较好的适应性；在减少测量断面时，克里金法的插值结果误差最小，强健性较好；将3种插值方法获得的黄浦江全河段插值地形用于整体潮位计算，克里金法计算精度最高。
%According to the actual situation in which the cross-sectional topographic data are discontinuous for hydrodynamic and aquatic environmental simulations, topographic interpolations for strongly curved reaches, river confluence, and braided rivers were conducted with the triangular mesh method, inverse distance weighting method, and Kriging method using the Huangpu River as an example. The reliability of these three interpolation methods was analyzed and compared. The results show that, for strongly curved reaches, river confluence, and braided rivers where topography varies significantly, the interpolation results of the triangular mesh method are unstable, with high errors and significant fluctuations, indicating that this method failed to reflect the actual topographic situation. The “buphthalmos” phenomenon may appear when the inverse distance weighting method is used. Compared with othermethods, the Kriging method shows higher reliability. When fewer cross-sectional data are used, the results of the Kriging method show lower error and higher robustness than the other two methods. Based on the interpolation results of the topography of the Huangpu River with the above-mentioned three interpolation methods, a mathematical model was used to compare the tidal level processes, and the results show that the computational precision of the Kriging method is the highest.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】5页(P16-19,51)【关键词】非连续河道;地形插值;三角网格法;反距离权重法;克里金法;黄浦江【作者】华祖林;王海燕;汪靓;王玉琳【作者单位】河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，江苏南京 210098; 河海大学环境学院，江苏南京 210098; 河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心，江苏南京 210098;河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，江苏南京 210098; 河海大学环境学院，江苏南京210098;河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，江苏南京210098; 河海大学环境学院，江苏南京 210098;河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，江苏南京 210098; 河海大学环境学院，江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】P217在水动力及水环境数值模拟中,计算网格上地形值能否反映真实地形非常重要,会直接影响计算精度。
对河道来讲,在许多实际情况下没有整个河道的连续地形数据,只有一定间距下的断面地形数据,数值模拟计算时需要通过插值方法由断面数据得到网格地形值,尤其河道转弯或河流交汇等起伏变化很大处的地形,因此插值方法是否适用极为重要。
插值方法有很多,在进行空间地形插值时,构造地形插值曲面的常用方法主要有三角插值和距离加权插值两类,目前使用最为广泛的是三角网格法、反距离权重法及克里金法,其中三角网格法为三角插值法,反距离权重法和克里金法为距离加权插值法。
很多水动力计算软件如Mike使用的地形插值方法为三角网格法,三角网格法插值速度快,更适合于大面积且均匀化分布数据的网格化；Delft3D使用的是三角网格法及反距离权重法,EFDC使用的是反距离权重法,反距离权重法可以通过权重调整空间插值等值线的结构。
克里金法也是一种常用的空间插值方法,具有很好的空间相关性,其结果是一种无偏最优估计量,适于各种类型的离散数据。
这3种方法在地形插值中得到了广泛的应用,如何磊等[1]利用三角形网格法得到了珠海的三维地形图；陈中等[2]利用改进的三角形网格法对某河道地形进行了地形插值；刘兆平等[3]用克里金法、三角形网格法和反距离权重法分别绘制了河北省某市郊区垃圾填埋场的等值线断面图,得到了垃圾填埋厂的垃圾分布情况；牛文杰[4]运用克里金法和改进的反距离权重法对某矿区煤层数据及某油田地震测线数据分别进行了插值,得到煤层分布及地层深度等值线图；Detweiler等[5]利用反距离权重法和克里金法计算得到了三维地形；李晓军等[6]借鉴地质统计学的Kriging方法给出了一种距离加权插值算法；张殿新等[7]用改进的克里金法得到了珠海港的网格数字地形；包世泰等[8]利用克里金法对广州市南沙区进港大道进行了地形高程插值；杜国明等[9]用克里金法得到了珠江河道地形阴影图；曾怀恩等[10]利用改进变异函数估计的方法对某次地形测量的数据进行了插值。
但是,有关不同方法的比较和适合性研究成果还较少,由于通过插值得到的网格地形数据对数值计算结果有重要影响,尤其是河道地形起伏较大的地方,可通过比较选择适应性更好的插值方法来提高数值模拟的精度。
本文采用上海黄浦江干流地区的实测地形数据,选取强弯段、干支流交汇处及复式分汊河道3种类型的地形,分别用三角网格法、反距离权重法和克里金法进行插值和对比分析。
1.1 空间插值方法的选取三角网格法、反距离权重法和克里金法是水动力模型中常用的插值方法,本文选用这3种方法进行对比分析。
三角网格法是通过空间坐标与水下地形高程的关系式求得未知点高程值的,即求解如下空间上i个点组成的方程式得到任意未知点高程:反距离权重法和克里金法均是通过权重估计待测点的值（计算公式见式（2）[11]）,但不同的是,反距离权重法的权重仅与距离有关,而克里金法则同时考虑了距离及空间相关性,通过变异函数[12]来刻画区域化变量的空间结构性变化和描述其随机性变化。
式中:z为估计值；zi为已知点高程值；wi为权重；n为空间内已知坐标点的个数。
1.2 数据来源采用的黄浦江地形数据为断面数据,干流断面间距约0.5 km,每个断面上有150～200个实测地形数据,支流断面间距约0.4km,每个断面上约有50～100个实测地形数据。
黄浦江潮位数据为河祝、金泽、东团及吴淞口共4个站点的实测数据,每5min一个值,数据均由上海市水文总站提供。
对于水动力及水环境模型计算而言,对河道断面地形量测的间距是需要根据国家规范要求布设的,根据SL257—2000《水道观测规范》,黄浦江实测地形断面间距为0.4～0.5 km。
本文采用黄浦江干流的实测地形数据,分别选取强弯段、干支流交汇处（吴淞口）及上游分汊河段3种不同类型地形（位置关系见图1）,用三角网格法、反距离权重法和克里金法进行插值。
2.1 强弯段考虑到在转弯处河道受凹凸不同的水流作用,会产生不同于顺直河道的特殊地形,选取强弯段7个断面进行插值,3种方法等值线插值结果如图2所示。
从图2可以看出,三角网格法插值结果从某个平稳高程陡变为另一个高程,结果不够光滑,且忽略了地形的部分起伏变化。
反距离权重法出现“牛眼”现象,即很多计算值把实测值包围在中间的情况,这表明反距离权重法的权重仅与距离有关,没有空间方向相关性,不能判断待测点的方位,对于河道等狭长型地形来说,极容易将边界处与河道中心等权处理,尤其在转弯处无法判别有效待测点,使插值结果失真。
克里金法则克服了“牛眼”这一缺点,其最大的特点就是可以通过改变变异函数的结构及参数从不同的角度反映空间变异性,解决空间连续变化的属性非常不规则时数据的插值问题,从而对空间变量的连续性、相关性、影响范围、间断性等要素进行描述,因而具有很好的适应性,对于不同复杂程度的地形,插值结果都较好。
2.2 干支流交汇处吴淞口位于黄浦江与长江汇流处,干支流在交汇处发生强烈交互,水流能量损失大,容易在不同时期表现出不同的地形形态。
因此,选取吴淞口处3个断面数据,用相同方法对地形数据插值,3种方法插值得到的三维图如图3所示。
从图3可以看出,反距离权重法和克里金法在河口位置的插值结果没有很大区别,在一定程度上反映出地形明显起伏情况；但三角网格法插值结果平坦化,忽略了地形起伏较剧烈的部分,未能很好地反映出吴淞口的地形变化,使地形插值结果产生部分失真。
2.3 复式分汊河道对于复式分汊河道,选取黄浦江上游一段如图4所示的分汊河道进行对比分析,中间部分为凸起的小岛,将该河道分割为两个支汊。