水库库容测量及计算的技术研究
水库库容曲线算法的研究及应用
水库库容曲线算法的研究及应用在水库的设计施工过程中，库容和水位是一组非常重要的参数[1]，它们的准确与否将会影响到水库的正常运转。
在水库及大坝设计、施工过程中，需要根据计算或测量得到一组离散的数据，推导并建立水位和库容、水位和流量的数学函数模型，并以此为依据计算水库的库容。
传统的水库库容曲线确定方法主要有以下几种：一根据在不同高程下水库的不同面积求出对应的库容，并得出相应的库容曲线；二是在应用时是通过查表或直线内插；三是通过Execl进行曲线拟合。
但是上述方法要么不方便，要么不准确。
实现一种方便高效的水位库容计算方法正是该文的研究重点。
2算法原理及实现通过观察多个水库的水位和库容、水位和流量数据并结合实际工程施工的经验，我们发现水库的水位和库容、流量之间有着特定的函数关系。
所以，我们通过以下三种曲线拟合方式来进行水库库容曲线的拟合。
2.1均值插入法在一个给定的区间内进行等距离插值，即在给定的区间[a,b]上等距离的插入n个节点值xi=x0+i*h(i=0,1，2，…，n-2，n-1；h为插值的步长值)，x和y之间的函数关系为yi=f(xi)。
应用拉格朗日插值定理[2]，就可以得出在插值点t处的函数近似值z=f(t)。
曲线拟合效果如图1所示。
3总结本研究的三种曲线拟合算法，对计算机硬件的要求不高，易于掌握，与水情监控系统的集成也十分方便，可广泛应用于中小型水库工程的设计实践中。
但是考虑如下两点原因：一是库容实测曲线本来就是对面积实测曲线的近似积分求得；二是曲线拟合得到的水库水位库容曲线只是在理论上非常逼近实测库容曲线，而不是实测的库容实测曲线。
因此，在实际利用时必须验证其误差，以及讨论工程对误差的允许量。
如何利用测绘技术进行水库蓄水量计算
如何利用测绘技术进行水库蓄水量计算水是人类生活和生产的基本需求，而水库作为一种集水调度、蓄水供水和发电等重要的水利工程设施，在社会发展中起着极其重要的作用。
为了有效管理和利用水库，测绘技术在水库蓄水量计算中发挥着不可或缺的作用。
本文将就如何利用测绘技术进行水库蓄水量计算进行探讨。
首先，了解水库的特点对于进行蓄水量计算至关重要。
水库通常是由坝体、库区和水尺等组成的。
坝体作为水库的分隔带，起到围堵水流的作用，能够扩大水库的容量。
库区是指水库内部的水域，蓄水时能够容纳的水量主要由库区的容积决定。
水尺则是测量库区水位变化的工具。
对水库进行蓄水量计算的关键在于准确测量和计算坝体和库区的几何形状和容积。
在测量方面，全站仪、测量船和水尺等工具广泛应用于水库蓄水量计算中。
全站仪是一种可以测量水平角和垂直角的仪器，它可以通过测量坝体和库区不同位置的高程来计算容积。
全站仪操作简便、测量精度高，非常适合在水库蓄水量计算中使用。
测量船则是在库区进行水深测量时常用的工具，它可以通过测量库区水深和船行的距离来计算库区的容积。
水尺则是用于实时测量水位变化的工具，可以及时获取库区水位的变化情况。
在计算方面，利用测量数据进行水库容积的计算是水库蓄水量计算的关键。
通过测量得到的不同位置的高程可以绘制高程图，将高程图与水尺测得的实时水位结合即可计算库区水深。
计算库区容积时，可以将库区分为不同高程段，每个高程段的容积可以通过测得的水深与高程段的面积相乘得到。
将各个高程段的容积相加即得到整个库区的容积。
同样，利用测量船测得的水深和船行距离，可以得到库区的容积。
然而，在水库蓄水量计算中，还需要考虑一些特殊情况，比如库区的非规则形状、不平整地面和实际测量误差等。
为了解决这些问题，可以利用数学模型和计算机辅助设计软件进行蓄水量计算。
数学模型可以根据测量数据建立库区形状的数学表达式，利用数学方法进行蓄水量的推导和计算。
计算机辅助设计软件可以根据测量数据和设定的计算模型，自动计算和绘制水库的容积，大大提高计算的效率和准确度。
如何利用测绘技术进行水库库容调查与管理
如何利用测绘技术进行水库库容调查与管理水库是人类智慧的结晶，是调节水资源、供水灌溉、发电等多种用途的重要设施。
对于水库的库容进行准确测算并进行有效管理，对于保障水资源的合理利用、防洪减灾等具有重要意义。
本文将探讨如何利用测绘技术进行水库库容调查与管理。
一、水库库容的概念和意义水库库容是指水库能够容纳的最大蓄水量，是衡量水库大小和蓄水能力的重要指标。
准确测算水库库容可以为水资源的管理、水量调度和洪水预警提供科学依据，对于保障水库运行安全和水资源合理利用至关重要。
二、测绘技术在水库库容调查中的应用1. 高精度测量仪器的应用高精度测量仪器是测绘技术中的重要工具之一。
在水库库容调查中，可以利用全站仪、水准仪等仪器，对水库周边地形进行高精度的测量，获取水库的有效容积。
通过测量水库淹没区域的地形特征，可以精确计算出水库的容积，为水库的规划建设和管理提供准确的数据支持。
2. 遥感技术的应用遥感技术是利用卫星、航空器等高空平台获取地表信息的技术。
在水库库容调查中，可以使用遥感技术获取水库周边地表高程、植被分布等信息，结合测量数据进行综合分析，准确估算水库的容积。
同时，遥感技术还可以在长时间序列上进行监测，对水库的容积变化进行实时监测和预测，为水资源管理提供及时可靠的数据支持。
三、水库库容管理的重要性和挑战库容管理是指对水库蓄水量进行有效控制和调度的过程。
合理的库容管理可以提高水库的利用效率，确保水资源的合理分配。
同时，库容管理还可以有效防止水库溃坝、洪水灾害等风险，保障水库的安全运行。
然而，水库库容管理面临着一些挑战。
首先，水库容量的测算需要大量的数据和精确的测量。
数据的获取和处理需要大量的时间和专业知识。
其次，库容管理需要考虑到水量调度、汛期调度、灌溉需求等多种因素。
这需要进行复杂的模型分析和决策制定，以确保库容管理的科学性和可行性。
四、水库库容调查与管理的案例分析以某水库为例，通过利用测绘技术进行库容调查和管理，取得了显著的成效。
水库库容和淤积量精密测量及计算方法研究
收稿日期:2002-01-07作者简介:张红梅(1970-),女,山东曹县人,讲师,主要从事检测技术、计算机应用等方面教学与科研.文章编号:1671-8844(2003)05-026-04水库库容和淤积量精密测量及计算方法研究张红梅1,赵建虎2(1.武汉大学动机学院,湖北武汉 430072; 2.武汉大学测绘学院,湖北武汉 430079)摘要:针对传统库区容量和淤积量测量及计算方法的缺陷,依靠现代高精度GP S 定位技术、回声测深技术,借助水下地形测量方法对库区实施测量,根据水下地形变化的复杂程度,用等间距、高密度的测点对测区水域进行覆盖.建立在高精度、高密度测点的基础上,利用地形图绘制中的三角形构网方法,对整个测区以三角网进行覆盖,计算每个三角柱的水柱体积和淤积体积,并对所有三角柱的水柱体积和淤积体积进行叠加,便可获得库区库容和淤积量的精密计算结果.关键词:G PS;回声测深技术;库容;三角柱法中图分类号:T V145 文献标识码:AResearch on determination of high accuracy reservoirstorage and sedimentation amountZHANG Hong -mei 1,ZHAO Jian -hu2(1.School of Pow er and M echanical Engineering,Wuhan University ,Wuhan 430072,China;2.School of G eodesy and Geomatics,Wuhan U niversity ,W uhan,430079,China)Abstract:With the development of technology of GPS position and echo sounding ,the traditional method of surveying and calculation of reservoir storage and sedimentation amount can .t meet the acquirement of reser -voir governor.In order to improve the calculating accuracy ,high precision technology of GPS position and e -cho sounding is used for surveying.The hydrographic method is adopted.According to the change situation of bottom topog raphy,the equal distance planning line is laid in the reservoir area.T he w hole reservoir area is covered by the equal distance and high density surveying points.Based on practical surveying points and method of hydrography,a kind of rigorous calculation model is pre ing surveying points and method of triangle c onstructing net,the w hole reservoir area is laid by all of puting each of volume of triangular prism above the surface of alluvium and terrene,the sum of each of volume above the surface of alluvium is named water volume.The difference betw een the sum of each of volume above the sur -face of terrene and water volume is named sedimentation amount.During practical survey ing and calculation.T he curve of w ater is needed by reservoir govern for control in all kinds of use.The hydrography is alone.The land information betw een tw o sides of reservoir is needed too.T he land DT M (Digital Terrain Model)is got by two ways,one is practical survey by RT K (Real Time Kinematic)in GPS.The other is transferred by used topography map or DT M.Water level is needed in sur -vey and calculation.The plan position and heig ht system must be consistent in position inform ation betw een land and bottom w ater.Key words:GPS;echo sounding;storag e;method of triangular prism第36卷第5期2003年10月武汉大学学报(工学版)Eng ineering Journal of W uhan U niversity Vo l.36N o.5Oct.2003水库是人类蓄水发电、灌溉和防洪调度的重要设施,解放以来,全国各地修建了众多水库.水库工程在防御洪水调节径流合理利用水资源等方面发挥了巨大的效益,水库库容和淤积量的变化是水利电力部门十分关心的问题.正确快速的库容和淤积量的测定对保证库区、大坝的安全和计划调度发电起着重要的作用.常规的库容计算方法一般采用断面法.在需要计算的库区设立一定数量的断面,按照计算精度的要求,每隔一定间距测定水深,则库区的容量为V=E n i=1V iV i=L i(S i+S i+12)S i=E m j=1(h i+h i+1)d/2(1)式中:V i,L i为第i个断面到第i+1个断面间的库容和距离;n为分段个数;S i,m,d,h i为第i个断面的面积、测点个数、点间距和每个测点的深度测量值.断面法计算库容延续了很长时间,虽然其操作和计算起来比较简单方便,但由式(1)可以看出,其前提假设是断面间距能够正确的测定,断面间水底地形和河床变化规则,而且无支流,然而实际地形的变化错综复杂,河床参差不齐,这种情况下用该法计算出的库容精度就无法保证.由于淤积量是根据前后2次测得的库容的差获得,若库容测量不准确,则淤积量的计算精度将无从谈起.随着人们环境保护意识的提高和抗洪工作的严峻性,获得准确的库容和淤积量具有重要的现实和长远意义,为此本文提出了一种库容和淤积量精密测量及计算的方法.1GPS载波相位差分定位技术和回声测深技术随着GPS技术的发展,GPS日益广泛的应用在水利工程的各个方面.为了提高定位精度,一般均采用差分技术.在众多的差分技术中,伪距差分和载波相位差分是最为常用的2种测量模式,由于前者的定位精度一般为1~3m,后者为cm级,所以载波相位差分测量模式通常用于高精度的测量工程和研究中.载波相位差分测量的定位精度很大程度上依赖于整周模糊度能否在航精确确定.整周模糊度在航解算(OTF)是一种动态环境下的模糊度确定方法,它可省去在精密动态定位中的静态初始化过程.常规精密定位中复杂的整周跳变问题也因OTF的引入变得十分简单.载波相位差分测量整周模糊度的确定模型为X k=5k-1X k-1+#k-1W k-1Z k,<=H k,<X k+V k,<W k~N(0,Q k)V k,<~N(0,R k,<)(2)式中:X k=(d x d y d z x y z d n0d n1,d nn)为状态向量;5k-1为状态转移矩阵;H k,<为载波相位的测量矩阵;R k,<为载波相位的方差阵;Q k为系数阵.Q-1N=CC TQ k=f f T=minf=C T(DN-DN^)(3)由式(3)计算得到整周模糊度N后,代入载波相位观测方程,便可以获得cm级甚至mm级的平面定位精度.回声测深仪是一种单波束测深设备,其测深原理是h=CT/2(4)式中:h为深度;C为声速;T为波束往返传播时间.根据声波传播理论,不同频率的声波对于介质的穿透能力不同;为了探测淤积层的厚度,测深仪设计了2个频率f1、f2,f1频段的波束刚好打到淤积层表面返回,f2频段的波束则穿透淤积层打到水下基岩上,二者根据式(4)计算所得深度差便是测点处的淤积层厚度.2高精度水下地形测量方法库容和淤积量的精密测量采用现代水下地形测量方法[1],为了保证库容和淤积量的计算精度,需要对库区进行测线设计,GPS和测深采样也要按照水下地形测量规范等间隔或等时间采样.设测量比例尺为1B S,测量船的平均速度为V,则测线间距d和时间间隔$t为d=S@10-4$t=d/ V(5)为了提高测量精度,在测线布设时,还应该考虑水下地形的变化趋势,若地形变化相对比较平坦,则测线间距可以适当放宽,否则,需要加密测线.这有利于使测点均匀分布于整个测区,同时在测区水下地形变化复杂的地区加密测点,使测点深27第5期张红梅等:水库库容和淤积量精密测量及计算方法研究度或高程能更好地反映水下地形的变化趋势.3 容量和淤积量的精密计算方法高精度的库容和淤积量计算方法是建立在实际测点的基础上,根据图1,相邻3个测点可构成图1 相邻3个测点构成的三角柱的三角柱体积为V k =S (h 1+h 2+h 33)(6)a ij =(x i -x j )2+(y i -y j )2S =(l -a 12)(l -a 23)(l -a 31)l =a 12+a 23+a 312式中:a ij 为三角形的边长;S 为三角柱的截面面积.则整个库区的库容为V =E nk=1V k(7)式中,n 代表整个库区构成的三角形个数.图2 相邻3个测点构成的淤积三角柱淤积量的计算方法同库容相似.设相邻3个测点在淤积层表面测得的深度分别为h 1,h 2和h 3,在对应点基岩上测得的深度分别为h 1c ,h 2c 和h 3c ,则淤积量为V k c =S c ($h 1+$h 2+$h 33)(8)式中,S c 为三角柱的截面积,计算方法同前.则整个库区的淤积量为V c =Eni=1V k c (9)库区淤积量也可通过式(10)获得:V c =V f 2-V f 1(10)式中,V f 1,V f 2分别代表根据f 1,f 2测得的淤积表面和基岩表面上的深度计算得到的体积.4 精密测量和计算方法的优点和一些问题的解决4.1 精密测量和计算方法的优点(1)采用了现代高精度的GPS 定位和回声测深技术.许多文献[1,2]已经证明了GPS 载波相位差分测量的定位精度一般情况下可以达到cm 级甚至mm 级,因而从定位角度讲,完全可以满足库容和淤积量测量的精度要求;回声测深仪的测深技术指标可以达到10cm 以内,因而测深也能满足其计算要求.(2)从计算方法角度讲,库容和淤积量计算是完全建立在高精度、高密度测量数据的基础上,而且是根据每一个小三角柱单元计算所得体积的叠加来获得最终计算结果的.三角柱单元的体积计算在数学上是严密的,因而计算所得结果几乎不损失精度.(3)用于库容和淤积量计算的数据,还可用于水下地形图的绘制、DTM 的建立等其他方面的用途.4.2 精密测量和计算方法的一些问题的解决诚然,相对传统的库容和淤积量确定方法,本文所述方法自然增大了测量和计算技术上的复杂度,但这些均可通过计算机编程来自动化实现.下面就数据处理中的几个难点进行讨论如下:(1)根据文中的测量和计算原理可以看出,对于比较大的库区,如江河形成的自然库区,数据量会随水域面积的增加而急剧增大.在利用这些数据构造库区三角形时会因存储量和搜索范围过大,占用过多的计算机内存,可能会导致计算速度过慢或者死机.为了克服这个问题,在三角形构造中可采用一种快速的三角形构网方法,即局域搜索法.根据测区范围和测点的数量,可事先对整个区域根据坐标进行划分,然后在结合拓展三角形的范围索引各个分割区,在小区域内实现快速搜索.这样可以大大的节28武汉大学学报(工学版)2003约计算机内存,提高三角形的构网速度[3].(2)对于水库调度而言,最希望得到的是库区的库容曲线.根据前面所述的高精度库容确定方法,计算出不同水位面下的相应的库容,就可绘出库容曲线.由于水下地形测量仅仅给出了水面以下的深度,并根据水面下的实测结果计算水底到水面高程变化的库容曲线,而对高于当前水面的水位面曲线无法进行计算.为了得到一个全面反映库区容量变化的库容曲线,需要将库区边缘数字高程信息引入库容计算中.库区边缘陆地的数字高程信息可通过两种途径获得.一种是利用GPS载波相位差分技术获得;另一种方法是通过已有的地形图或DTM获得.(3)若利用GPS载波相位差分测量技术获得陆地数字信息,则GPS天线相位中心的平面位置即为陆地测点的平面位置,相位中心的高程减去天线高便是陆地高程.根据文献[1,2],GPS载波相位差分测量获得的点位高程可达到cm级,只要测量时测杆保持垂直,反算陆地高程的精度远高于水深测量的精度.(4)利用陆地和水下点位信息联合计算库容曲线时,陆地和水下的平面坐标系统和高程系统必须统一.这就需要在进行水下地形测量的同时,还要进行水位观测,获取水位面高程.当测区的水位面随时间(或距离)变化较大时,要定期(或定距离)的进行水位观测,并利用观测所得时间(或距离)与潮位的对应关系,拟合出每一时刻(或每一位置)的水位面高程[2].水位面高程确定下来后,便可以对水深进行水位改正,获取同陆地高程基准系统一致的高程.水下地形测量的平面坐标系统在测量时可设置为同一系统;若不是同一系统,还需要进行坐标转换.5结论综上所述,可得出如下结论和建议:(1)本文所述测量和计算方法具有常规方法所无法比拟的优点.经实践验证,在理论上是正确的,在实际上是可行的.(2)本文所述测量方法建立在现代高精度定位和测深的基础上,因而实测成果在技术和精度上是保证的.(3)所述库容和淤积量的计算方法,在数学上是严密的,保证了计算成果的高精度.(4)为了提高计算速度,在三角形构网时可采用优化的分区域搜索法.(5)为了得到一个比较全面反映库区变化的库容曲线,需要将陆地和水下测点的坐标系统归化于同一系统中,这就需要对测量时的水位面进行连续的监测或内插.参考文献:[1]赵建虎,张红梅.水下地形测量技术探讨[J].测绘信息与工程,1999,88(4):22-26.[2]赵建虎,刘经南,周丰年.GPS测定船体姿态方法研究[J].武汉测绘科技大学学报,2000,25(4):253-257.[3]张红梅,基于G IS的河床冲淤演变可视化系统研究[D].武汉:武汉大学,2003.29第5期张红梅等:水库库容和淤积量精密测量及计算方法研究。
水库库容测量与计算精度研究
根据地形变化断面间距适 当加密或放宽。 测点间距控
制在 ２ ｎ ０Ｉ左右 ， 在主河槽 、 及水深变化处加密测点 。 岸边
４ 内业处 理
水 库 测 图 比例 尺 为 １ ０ ，小型 水 库测 图 比例 尺为 ： ００ ５ １ ０ ． 虑 到 太平 窑 水 库 为平 原 水 库 ， 形 变化 较 ： ００ 考 ２ 地
一
个 非 常重 要 的参数 ， 的精度 高 低 直接 影 响水 库 的 它
防洪 安全 及发 电 、 溉等 效益 。如何 获 得具 有 较 高精 灌 度 的库容 曲线 ， 许 多设 计单 位 及管 理 部 门迫 切需 要 是
其高程精度得不到保证 。为提高高程控制精度 ． 在测 区左 岸布 置 了 四等 水准 干线 ． 同时联 测 了五个 Ｇ Ｓ控 Ｐ 制点 ， 出 了该 测 区 的高 程 异 常值 ． 而 推求 了所 有 求 从
８ｋ 宽 约 １ｋ 由于 测 量 季 节 正好 赶 上 雨 季 ， 区 ｍ． ｍ， 测 还包 括 １ ｍ 的河道 水下 地形 测量 。 ，ｋｚ ５ ２ 测量前 的 准备 工作
２ １ 测 图比例 尺的 选择 ．
一
般来 说 大型水 库 测 图 比例 尺 为 １ ０００ ： ０ ，中型 １
求水 库 库 容 的 新 方 法 。
［ 关键词 ］ 水库库容 ； 测量 ； 精度 ［ 中图分类￣ ］Ｖ ９ ． Ｔ ６ ７２ ［ 文献标识码］ ｃ ［ 文章编 号］０ ４ ７ ４ （０ ７ ０ — ０ ８ ０ １０ — ０ ２ ２０ ） ２０ ９ — ２
在 水利 枢纽 － 设计 与管 理』 作 中 ， Ｔ程 水库 库 容 是
至合理位置。为了库容量算方便及提高量算精度 ， 生 成的等高线不要修剪 ， 即使遇到斜坡 、 陡坎 、 石崖等地 形也要使等高线均匀地穿过 ， 遇到房屋 、 道路 、 水渠等 地物 ． 也不要修剪等高线 ， 而是合理地穿越。 对于某些 生成过程中自动断开的等高线 ， 用软件 中复合线处理 下的连接复合线功能 ，使其连接成一条完整 的复合 线． 为下一步面积量算做准备 。
葠窝水库库容测量方案研究
图 １ 水 下 地 形 测 量 原 理 图
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３ ８ Ａ Ｇ Ｒ １ Ｃ Ｕ Ｌ Ｔ Ｕ ＲＥＡ Ｎ Ｄ ｌ Ｅ Ｃ ＨＮ ｏＬ ｏＧ Ｙ
农业与技术
第３ ３ 卷
第 ４期
２ ０ １ ３年 ４ 月
表 ４ 白龙江林 区森林资源调查对｝ 匕 ｉ 条等高线所围成的面积 ， 女 ＋ ｉ 为第 ｉ ＋ １ 条等高线所围成的面积 ，△ Ｈ为两条等高线之间的 高程之差。
４测 量 结 果
根据使窝水库测量成果 ，水库库 区最低 高程为 ５ ８ ． ７ ３ ５ ｍ。本 次库容计算等高线范围为 ５ ９— １ ０ ５ ｍ ，等高线间距为 １ ｍ 。在两 个整数等高线之间用抛物线插值 的方 法计算 出每 ｌ ｃ ｍ的水库库 容。经计算 ， 水库 １ ０ ５ ｍ高程时库容为 ７ ９ ７ ． ５ ９ 百万 ｒ ｎ ３ 。（ 见表 １ ）
投 入使 用 到 目前 已运 行 了 近 ４ ０ ａ ，其 间经 历 了 １ ９ ６ ３ 、１ ９ ６ ４ 、 ｔ ９ ７ ５ 、 １ ９ ９ ４ 、 １ ９ ９ ５ 、 ２ ０ １ ０ 年等几场大洪水 ， 将大量泥沙带进库 区。 近几年 以来 ，库 区内的采选铁矿业发展迅速 ，严重破坏库区周 围的植被 ， 又将大量 的弃渣排进库区。导致库 区河床发生变位 ， 库 区河床形态及储水能力发生严重 的恶劣变化。周边的国家三 角点及水库测 量用 的控制点也被严重破坏。 ２库容测量 ２ ． １ 基本原理 水库库容是水库调度的重要参数 ， 计算库容是为了求得 目 前 状态下水库 的蓄水能力 ，以 便为水库的调度 、管理提供可靠的依 据。水下地形测量与陆地地形测量所采用的控制测量方法是相 同 的 ，不同的是水下地形的起伏是人的肉眼看不见的，水下采用全 球定位 系统 （ Ｇ Ｐ Ｓ） 确定测点的平面位置。测点的高程是由水面 高程 （ 水位 ） 减去测点的水深计算间接求得 的。水下地形部分采 用 “ 散点法”进行 ，利用全球卫星定位系统 （ Ｇ Ｐ Ｓ ）的实时动态 方式 （ Ｒ Ｔ Ｋ）， 将Ｇ Ｐ Ｓ 定位仪安置在测点上 ，定位仪接收卫星信 号， 得到定位仪的三维坐标 。当数据量很大时，可采用快速三角 形构网法 ，即根据测 区范围和测点 的数量 ，事先对整个区域进行 划分，在小区域内实现 决速搜索。提高测量速度。 根据水 面下 的实测结果计算水底到水面高程变化的库容曲 线 ，为 了得到一个全面反映库 区容量变化的库容 曲线 ，需要将 库 区边缘数字高程信息引入库容计算 中。利用 Ｇ Ｐ Ｓ 载波相位差 分技术进行动态地形测量获得 ； Ｇ Ｐ Ｓ天线相位 中心的平面位置 即为陆地测 点的平 面位置 ，相位 中心 的高程减去天线高便是陆 地 高程 。影 响库容和淤积量 的因素 主要是基础数据采集密度和 精度 ，要提高计算精度就得在数据获取 时合理确定数据采集 的 方 法和间隔 ，保证采样数据 的精度 。本次水下地形测量采用 回
使用测绘技术进行水库容积测算
使用测绘技术进行水库容积测算引言：水资源是人类社会生存和发展的基础资源之一。
而水库作为储存水资源的重要设施，对于水资源管理和利用具有重要意义。
测绘技术在水库容积测算中发挥着关键作用，它可以提供准确的水库容量数据，为水资源调度和管理提供可靠的依据。
1. 水库容积测算的意义和挑战水库容积测算不仅可以为水资源的规划和管理提供准确的数据支持，还可以为水电站的设计、灌溉工程以及防洪工程等提供参考依据。
然而，水库容积测算面临着一系列挑战。
首先，水库中存在各种地形特征，如丘陵、山谷和河流等，这对测量工作提出了要求。
其次，水库容积的测量需要考虑不规则的形状和湖底地形的变化，这也增加了测绘工程的难度。
因此，使用先进的测绘技术对水库容积进行准确测算具有重要意义。
2. 测绘技术在水库容积测算中的应用2.1 遥感技术遥感技术是一种通过卫星或航空器获取地物信息的技术。
在水库容积测算中，遥感技术可以提供高分辨率的影像数据，用于获取水库的表面形状，并结合激光雷达等测量设备实现水库地形测量。
同时，遥感技术还可以提供水库库区的土壤和植被信息，帮助分析水库的生态环境。
2.2 激光雷达技术激光雷达技术是一种利用激光束测量目标物体距离和形态的技术。
在水库容积测算中，激光雷达可以通过扫描水库表面和湖底，获取准确的高程数据。
通过对水库各个截面的高程数据进行积分计算，可以得到水库的容积数据。
激光雷达技术具有高精度和高效率的优势，对于复杂形状的水库测量尤为适用。
2.3 卫星定位技术卫星定位技术是一种利用卫星系统进行准确测量和位置确定的技术。
在水库容积测算中，卫星定位技术可以提供精确的水库位置和坐标信息，帮助确定测量点位和控制点位，并进行数据融合和验证。
同时，卫星定位技术还可以提供水库周边地区的地形和地貌信息，为水库容积测算提供辅助数据。
3. 案例分析：基于测绘技术的水库容积测算以某水库为例，采用测绘技术进行水库容积测算。
首先，利用遥感技术获取水库的影像数据，并进行数字化处理。
如何通过测绘技术准确估算水库容积
如何通过测绘技术准确估算水库容积摘要：水库的容积估算是水利工程中一个重要而复杂的问题。
本文将深入探讨如何利用测绘技术，结合数字图像处理和地理信息系统技术，准确估算水库容积的方法和步骤。
引言：水库是水利工程的重要组成部分，它在维持河流水量平衡、调节洪水等方面发挥着重要的作用。
然而，准确估算水库的容积并非易事，传统的测量方法往往耗时且易受人为误差影响。
而随着科技的发展，测绘技术的应用为解决这一难题提供了新的可能性。
主体：一、数字图像处理技术在水库容积估算中的应用数字图像处理技术是将数字图像作为输入，通过算法对图像进行处理得到需要的结果的一种技术。
在水库容积估算中，可以利用数字图像处理技术对水库进行精确的测量。
首先，通过航拍或卫星遥感图像获取水库的影像数据。
现代卫星遥感技术的发展，使得我们能够获取高精度的水库影像数据。
通过将这些数据进行处理和分析，可以得到水库在不同时间点的影像。
其次，利用数字图像处理技术对水库的边界进行分割。
传统的边界分割方法需要大量的人力和时间，而数字图像处理技术可以通过一系列算法自动对水库的影像进行分割。
例如，可以利用像素的灰度值和颜色信息对水域和陆地进行分割，从而得到水库的边界。
最后，通过对水库影像进行测量，得到水库的面积。
通过对已知尺度的标志物进行测量，可以得到影像中的像素和实际距离的对应关系，从而计算出水库的实际面积。
二、地理信息系统技术在水库容积估算中的应用地理信息系统（GIS）是一种将空间地理信息和属性信息相结合的信息处理系统。
在水库容积估算中，可以利用GIS技术实现数据的整合和分析。
首先，通过调用已有的水文数据和地理数据，建立水库的空间数据库。
这些数据可以是来自于水文监测站的流量数据、降雨数据以及地形数据等。
通过将这些数据进行地理编码，可以将其与水库影像数据进行空间关联。
其次，利用GIS技术对水库容积进行模拟和分析。
通过分析水库的地理属性和水文特征，可以建立相应的模型，模拟和预测水库容积的变化。
如何使用测绘技术进行水库容积计算
如何使用测绘技术进行水库容积计算水库容积计算是一项关键的工作，它在水利工程和环境保护中扮演着重要的角色。
传统的测量手段往往费时费力，而且不够准确。
然而，随着测绘技术的发展，如今我们可以借助先进的技术手段来进行水库容积计算。
本文将介绍如何使用测绘技术进行水库容积计算，包括三维激光扫描技术、卫星测高技术和地理信息系统（GIS）技术。
首先，三维激光扫描技术是一种高精度的测量手段，可以实现对水库地形的快速捕捉和数字化。
它通过激光测距仪扫描水库表面，获取大量的点云数据。
然后，通过对点云数据的处理和分析，可以重建出水库的地形模型。
这个地形模型可以高度精确地反映水库的真实地貌，为容积计算提供了准确的基础数据。
其次，卫星测高技术可以用来获取水库水位的高程信息。
卫星测高技术依赖于卫星的高精度测量设备，可以对水库进行遥感观测。
通过接收和分析卫星发回的信号，可以得到地表的高程信息。
在水库容积计算中，我们可以利用卫星测高技术来获取不同时刻水库水位高程的变化情况。
这些高程数据可以用来建立水位变化曲线，从而计算出不同水位下的水库容积。
最后，地理信息系统（GIS）技术可以帮助我们对水库容积数据进行集成和分析。
GIS是一种集数据管理、处理和展示于一体的技术体系，可以将不同类型的数据整合在一个平台上。
在水库容积计算中，我们可以将三维激光扫描数据、卫星测高数据和其他地理要素数据输入到GIS软件中。
然后，通过空间分析和模型计算，可以得到水库在不同水位下的容积数据。
此外，GIS还可以生成高度精确的水库容积图，为水利工程的规划和管理提供有力支持。
综上所述，使用测绘技术进行水库容积计算已经成为了现代化水利工程中的常态。
通过三维激光扫描技术、卫星测高技术和地理信息系统（GIS）技术的应用，我们可以实现对水库地形和水位的高度精确测量和分析。
这不仅提高了计算准确性，也提高了工作效率。
未来，随着科技的不断发展，测绘技术在水利工程中的应用将会更加广泛，为环境保护和水资源管理做出更大的贡献。
水库库容测量与计算
水库库容测量与计算水库库容是水库调度的重要参数，其精度直接影响到水库的防洪安全与蓄水兴利。
本文介绍了大中型水库容测量与库容计算的方法，论述了水库库容测量合理测图比例尺的选取、具体作业方法；采用ArcGIS建立数字高程模型方式，利用Python脚本文件建立循环，更加快速准确地实现分层库容自动计算和统计。
文中给出了Python脚本文件建立循环的实例，对大中型水库库容测量及库容计算有较好的借鉴意义。
标签：库容测量；库容计算；数字高程模型1、概述水库库容作为当今水利工程施工建设和运行管理中不可忽略的重要参数之一，它是确定装机容量、工程施工量、泄洪量以及水利功能的重要指导依据。
在目前的工程项目中，库容计算结果的精确度、可靠度的提高是水利工程事业发展的重要指导，更是对水利工程、水库运行管理决策与整合的技术指导。
因此定期对库容进行测量和计算，以了解水库淤积情况和水库实际有效库容，已成为当今水库工程中最受重视和关注的问题之一。
2、库容测量测图比例尺选取2.1 测图比例尺的选取大中型水库一般多建设在山区，库区的地形主要有河谷和山坡为主。
根据本单位几十年水库测量经验，水库在正常蓄水运行十年后，库区地形横断面近似为“U”字型，且非汛期兴利库容最高蓄水位以上部分地形较陡，平面投影面积较小，库区地形淤积变化主要发生在死水库容以下部分以及原河床部位。
因此，库容测量的重点在正常蓄水位以下部分，通常大中型水库测量测图比例尺为1：5000和1：10000，根据多年的资料进行库容计算分析对比，1：10000测图比例过小，1：5000测图通过适当加密水下测点密度可以确保库容计算精度。
测图比例尺过大对提高库容精度没有明显提高，且会大大提高生产成本和外业工作量。
建议选取测图比例为1：5000为宜。
2.2 基本等高距的选择水库库区地形图的基本等高距，应根据水库库区地形特征及满足设计精度的要求来确定。
一般来说，库区底部比较平缓，两侧山坡高度变化较大，同时为了提高库容计算精度，基本等高局应为1m，如库区高差变化较小基本等高距可定位0.5m。
如何使用测绘技术进行水库容积计算与管理
如何使用测绘技术进行水库容积计算与管理水库作为水资源的重要储备和调节装置，在现代社会的发展中起着至关重要的作用。
为了更好地实现对水库的容积计算与管理，测绘技术被广泛应用于测量和分析水库的水文数据。
本文将探讨如何使用测绘技术来进行水库容积计算与管理。
首先，测绘技术在水库容积计算中的应用主要包括水位观测和数字高程模型（DEM）的构建。
水位观测是确定水库水位变化的关键环节。
传统的水位观测方法包括手动测量法和自动测量法。
手动测量法通常通过设置称重传感器或标尺等设备来测量水位高度，并通过人工记录数据。
自动测量法则是通过安装传感器设备，将数据自动上传至计算机进行处理。
这两种方法的选择根据实际情况来定，但自动测量法相对于手动测量法更加方便快捷，能够实现连续监测和实时数据上传。
在水库容积计算中，数字高程模型的构建是十分重要的。
数字高程模型是基于测量数据生成的地形表面模型。
通过使用测量仪器，如全站仪或卫星定位系统，可以获取水库周边地形的高程数据。
将这些数据进行整理和处理，就可以得到数字高程模型。
数字高程模型不仅可以用于测量水库地理位置和建筑物等基本信息，还可以进行湖泊水位变化的三维可视化显示，为水库的容积计算提供了基础数据。
其次，测绘技术在水库管理中的应用主要包括水库的综合监测和溢洪道设计。
水库综合监测是及时获取水库相关数据并进行分析的过程。
其中，水库水位监测可通过测量水位高度和流量速度等参数来实现。
此外，对水库水质进行监测也是测绘技术在水库管理中的重要应用之一。
通过安装水质传感器等设备，可以连续监测水库水质的变化，并根据监测结果采取相应的管理措施。
溢洪道设计是为了确保水库在洪水等灾害事件中能够安全运行而进行的重要工作。
测绘技术在溢洪道设计中扮演着重要的角色。
通过通过测量水库周边地形数据，可以确定溢洪道的位置和形状，并结合水流模拟等技术，计算出溢洪道的容量和冲刷等设计参数。
这些数据是水库设计和管理过程中的重要依据。
水库库容的精密测量及计算
离， ｎ为 分 段 个 数 ， ｍ… 分 别 为 第 ｉ 断 面 的面 积 、 点 个 Ｓ、 ｄ ｈ 个 测
义。
综 复 杂 的 ， 床 参 差 不 齐 ， 种 情 况 下 如 果 采 用 该 法来 计 算库 河 这 容 ， 精 度 就 无 法 保 证 。 由于 淤 积 量 是 根 据 前 后 两 次 测 得 的库 则 容 较 差 来 获 得 的 ， 库 容 测 量 不 准 确 ， 么 淤 积 量 的计 算 精 度 若 那
也 将 无从 谈起 。
随着 河 流 测 控 技 术 的 发 展 ，特 别 是 现 代 水 下 地 形 测 量 技
术 和 水 文测 量 技术 的突 飞 猛 进 ， 批 量 、 时段 河 床 冲 淤 数 据 大 多 的快 速 获 取 已成 为 可 能 。从 而 为 精 确 地 确 定 水 库 库 容 及 冲 淤 演 变 分 析 奠 定 了基础 。
和 河 床 变 化 规 则 ， 且 无 支 流 。 然 而 ， 际 地 形 的 变化 却 是 错 而 实
确 快 速 测 定库 容 和 淤 积 量 对 保 证 库 区 、 大 坝 的安 全 和 计 划 调
度 发 电均 起着 重 要 的 作 用 。 随 着 人 们 环 境 保 护 意 识 的 提 高 和 抗 洪 工作 的 严 峻 性 ，获 得 ； 隹确 的库 容 和 淤 积 量 具 有 重 要 的 意
２
现 代 水 下 地 形 测 量
现代 水 下 地 形 测 量 是 一 种 全 自动 化 水 下 地 形 数 据 采 集 技
水利工程中的水库容量测量方法与精度要求
水利工程中的水库容量测量方法与精度要求水利工程中的水库容量测量对于管理和规划水资源具有重要意义。
水库容量是指储存在水库中的水量，是评估水库供水、洪水调度、水域生态恢复等方面的关键指标。
正确而精确地测量水库容量对于保障水资源的合理利用和可持续发展具有重要意义。
本文将探讨水利工程中常用的水库容量测量方法和对测量精度的要求。
一、水库容量测量方法水库容量测量方法多种多样，根据实际需求和测量对象的不同，可以选用以下几种常见方法：1. 精确测量法：该方法通过在水库周边设置测站、利用高精度的地形测量数据和水位观测数据，进行数学计算和建模，精确计算出水库容量。
2. 遥感测量法：遥感技术能够通过卫星、飞机等远距离获取水库的影像数据，结合数字高程模型等数据，通过图像处理和计算，得出水库容量。
3. 水声测量法：通过水声测量仪器，在水库内进行水位测量。
该方法适用于较小的水库，测量精度较高，但对于大型水库而言，难以实施。
4. 剖面法：该方法通过在水库各个截面上测量水位和流速，根据水力学原理计算出不同截面的断面积，再进行累积计算，最终得到水库容量。
二、测量精度要求水库容量测量的精度要求与水库的具体用途和规模有关。
不同的水利工程对于水库容量测量的精度要求不同。
1. 生活供水：对于城市居民的生活供水而言，测量精度要求相对较低。
在这种情况下，常用的测量方法为遥感测量法，测量误差控制在1%以内即可满足需求。
2. 农业灌溉：农业灌溉对于水库容量的需求较大，因此测量精度要求相对较高。
常用的测量方法为剖面法和精确测量法，测量误差应控制在0.5%以内。
3. 洪水调度：对于洪水调度需要准确掌握水库的容量，以便及时采取相应的措施。
在这种情况下，测量精度要求更高，常用的测量方法为精确测量法，测量误差控制在0.2%以内。
4. 水域生态恢复：水域生态恢复需要准确了解水库的容量，以确保生态系统的平衡和稳定。
在这种情况下，测量精度要求最高，常用的测量方法为精确测量法，测量误差应控制在0.1%以内。
水库蓄水容量曲线测量方法的研究
水库蓄水容量曲线测量方法的研究【摘要】：本文研究了水库蓄水容量曲线测量方法，通过对现有方法的分类和特点进行分析，提出了本研究所采用的测量方法，并在数据采集和处理的基础上，建立了基于测量数据、遥感数据、水位计测量数据和人工智能技术的曲线建立模型。
在实验结果分析中，验证了本研究所提出的方法的有效性和可行性，并探讨了结果的意义和局限性。
本研究对于水库管理和水资源调度具有重要的实际应用价值，同时也为相关领域的研究提供了参考和借鉴。
关键词：水库；蓄水容量；曲线测量方法引言水库蓄水容量曲线是衡量水库蓄水能力和水文特性的关键参数之一，因此对于水利工程的设计和管理具有重要意义。
传统的蓄水容量曲线测量方法通常采用人工测量或者通过使用测量设备进行测量，这些方法需要大量的人力物力投入，并且精度有限。
为了解决传统测量方法的问题，本研究提出了一种基于遥感技术的水库蓄水容量曲线测量方法。
该方法基于高分辨率卫星影像和数字高程模型，结合水库历史蓄水量数据，通过图像处理和数学建模，实现了水库蓄水容量曲线的快速、准确、自动化测量。
本文将介绍该方法的具体实现步骤和技术原理，并通过对比传统方法和该方法的测量结果，证明了该方法的可行性和优越性。
该方法具有操作简便、成本低廉、测量精度高等优点，可以为水利工程的设计和管理提供可靠的技术支持。
1.水库蓄水容量曲线测量方法概述1.1水库蓄水容量曲线的定义和作用水库蓄水容量曲线是描述水库在不同水位下所能蓄存的水量的曲线，通常以水库水位为横坐标，水库蓄水量为纵坐标。
测量水库蓄水容量曲线的方法包括选择代表性的水位点、测量水位高程、计算蓄水容量和绘制蓄水容量曲线。
这个过程需要注意测量时间、测量精度和测量范围等因素。
水库蓄水容量曲线是水资源规划、水文预报、防洪调度和水电站发电等领域的重要基础数据，具有重要作用。
通过蓄水容量曲线，可以为水资源规划提供基础数据，为水文预报模型提供基础，制定合理的防洪调度方案，确定合理的发电方案，提高水电站的发电效率。
水利工程测量技术中的水库容量计算和淹没区分析方法和技巧
水利工程测量技术中的水库容量计算和淹没区分析方法和技巧水利工程对于一个国家或地区的发展和生存至关重要。
而在水利工程的建设中，水库的容量计算和淹没区分析是一项关键的工作。
本文将探讨水利工程测量技术中的水库容量计算和淹没区分析的方法和技巧。
一、水库容量计算水库容量计算是确定水库蓄水能力的重要步骤。
正确计算水库容量可以帮助工程师和决策者更好地进行水资源调配和管理，确保水库的正常运行和发挥最大效益。
1.调查测量在进行水库容量计算前，需要进行调查测量工作，包括大地控制点的布设、水底地形测量、水面高程测量等。
其中，水底地形测量是水库容量计算的关键环节，可以采用测深船、声纳或遥感技术进行。
通过测量水库底部的高程，可以确定水库的容积。
2.数据分析将采集到的数据进行分析，根据测量的水面高程和水底地形，可以得到水库的容积曲线。
通常使用Excel或其他数据处理软件，通过插值和拟合方法得到容积曲线方程。
然后，根据水库的设计洪水位，可以计算出水库的设计蓄水位和设计洪水位以下各个高程的容量。
3.考虑不同情景水库容量计算时，还需要考虑不同的情景，如大、中、小水位对应的容量、低、中、高水位对应的容量等。
这样可以更好地满足水库的多功能需求，如洪水调节、灌溉、供水等。
二、淹没区分析淹没区分析是评估水库建设对周围环境的影响的重要手段。
通过淹没区分析，可以预测水库蓄水后的淹没范围和影响，并采取相应的措施减轻不利影响。
1.数字高程模型淹没区分析需要基于数字高程模型（DEM）进行。
DEM是一种地理信息系统（GIS）技术，可以精确地模拟地表的高程和地形。
通过DEM，可以计算不同水位下的淹没区域和淹没范围。
2.仿真模拟利用GIS软件进行仿真模拟，可以根据已有的DEM数据，设定水库蓄水后的水位和淹没等级，得出相应的淹没区域。
同时，还可以预测淹没后可能出现的问题，如房屋、道路、农田被淹等。
3.环境影响评估淹没区分析不仅要考虑到人类和农田的淹没情况，还需要关注水库建设对自然环境的影响。
如何利用测绘技术进行湖泊与水库容积测算
如何利用测绘技术进行湖泊与水库容积测算随着社会经济的发展和人口的增长，对水资源的需求日益增加。
湖泊和水库作为重要的水资源储存和调节设施，对于水资源的管理和利用起到了至关重要的作用。
而测绘技术在湖泊和水库容积测算中起到了不可或缺的作用。
本文将从三个方面探讨如何利用测绘技术进行湖泊与水库容积测算。
首先，测绘技术在湖泊与水库容积测算中的应用。
在过去，人们通常使用传统的地理测量方法来估算湖泊和水库的容积，但这种方法效率低下且容易出现误差。
而现代测绘技术的应用使得湖泊和水库容积的测算更加准确和高效。
利用卫星遥感技术，可以获取到湖泊和水库的高精度的地形数据，通过计算和分析这些数据，可以得出湖泊和水库的容积。
其次，测绘技术在湖泊与水库容积测算中的操作流程。
实际操作过程中，首先需要使用卫星遥感技术获取湖泊和水库的高程数据，这可以通过卫星搭载的雷达或激光测距仪来实现。
然后，需要进行地形数据的处理和分析，利用地理信息系统（GIS）技术进行数据的空间插值和计算。
最后，根据所得到的数据，可以利用数学模型对湖泊和水库的容积进行计算。
整个操作流程需要专业的测绘技术人员进行操作和控制，保证数据的准确性和可靠性。
最后，测绘技术在湖泊与水库容积测算中的应用前景。
随着科学技术的不断发展，测绘技术已经在湖泊与水库容积测算中取得了很大的进展。
利用卫星遥感技术和地理信息系统的应用，可以大大提高湖泊和水库容积测算的准确性和效率。
未来，随着技术的进一步革新和发展，测绘技术在湖泊与水库容积测算中的应用前景将更加广阔。
综上所述，测绘技术在湖泊与水库容积测算中具有重要的应用价值。
通过利用现代测绘技术，可以提高湖泊和水库容积测算的准确性和效率。
未来，随着技术的进一步发展，测绘技术在湖泊与水库容积测算中的应用前景将更加广阔。
希望本文能为相关领域的研究和应用提供一定的参考和借鉴。
水利工程测量和水库容量计算的技术和方法
水利工程测量和水库容量计算的技术和方法水利工程是人类对水资源进行有效利用与管理的工程领域。
水利工程测量和水库容量计算是水利工程中的重要环节，它们对于工程的规划、设计和运行具有至关重要的意义。
本文将从技术和方法两个方面探讨水利工程测量和水库容量计算的相关内容。
一、水利工程测量的技术和方法水利工程测量是指对水利工程中各种水文、水资源、水力学和土壤水分等水文要素进行定量测量和观测的过程，其技术和方法主要包括以下几个方面。
1.水文测量技术：水文测量是对水文要素进行定量观测和测量的过程，主要包括水位测量、流量测量和降水测量等。
水位测量可以通过使用水准仪、液压测压计或水位站等设备进行，其精度高、可靠性强；流量测量可以采用流速仪、流速计或流速测器等进行，其精度和准确性的高低直接影响着测量结果的可靠性；而降水测量则可以通过雨量站和雷达降水扫描等设备进行。
2.水资源测量技术：水资源测量主要包括水文气象要素的观测和水文要素的分析，具体可以通过使用高精度的降水观测设备、蒸发计和蒸散计等来获取水文气象要素的数据；而对水文要素的分析则可以通过水文地理信息系统（SIG）等工具来进行。
3.水力学测量技术：水力学测量是研究水流运动过程和水力学规律的科学，包括对水流速度、水压和水质等进行测量的过程。
水力学测量可以通过使用流速仪、波浪测量仪或泥沙测定设备等进行。
4.土壤水分测量技术：土壤水分测量是指对土壤中水分含量进行定量测量和观测的过程，主要包括土壤质地、土壤含水量和土壤水位等进行测量。
土壤水分测量主要通过使用土壤渗透计、土壤体积湿度计或土壤水位计等进行。
以上所述水利工程测量的技术和方法仅为部分，随着科技的不断进步和创新，测量技术也在不断发展和完善，为水利工程的规划、设计和运行提供了强有力的支撑。
二、水库容量计算的技术和方法水库容量计算是对水库在不同时段内容纳的水量进行定量测算和预测的过程，主要用于水库的规划、设计和管理。
1.水库容量计算公式法：根据水库的形状和尺寸，可以通过采用适当的公式和方程进行容量计算。
水库库容测量技术研究_高圣益-2
∑n
V=
0
1 3
(Ai
+ Ai+1
+
Ai × Ai+1)× ΔLi
(1)
式中 V 为库容 , m3 ;Ai 为第 i 个横断面面积 , m2 ;ΔLi 为第 i ～ i +
1 个横断面之间间距 , m 。
2 .2 等高线容积法
等高线容积法计算水库库容是一种计算精度较高的方法之
一 , 该计算模型建立在把水体按不同高程面微 分成 n 层梯形体 ,
表 1 等高线容积法和断面法计算对比
水位 m
350 360 370 380 390 400
库容 亿 m3
等高线容积法
断面法
19 .73
20 .00
23 .44
23 .98
27 .65
28 .50
32 .44
33 .67
37 .88
39 .56
43 .99
46 .18
平均误差 亿 m3
-0 .27 -0 .54 -0 .85 -1 .23 -1 .68 -2 .19
n
∑ V = Ps(H -(hi + hi+1 +hi+2)3) i =1
(5)
式中 V 为库容 , m3 ;Ps 为单 个三角网格的面积值 , m2 ;H 为指定
水位的高程面 , m ;hi 为 DEM 三角格网角点高程面 , m ;n 为 DEM
三角格网个数 。
3 库容量算基础资料的获取
3 .1 利用早期库区 1∶5 000 或 1∶10 000 地形图资料
软件进行计算 , 并采用多 套不同 软件进 行了对 比计算 。 单 个方 格网面积为 2 .5 m×2.5 m。 其部分计算结果见表 2 。
如何进行水库容积计算与分析
如何进行水库容积计算与分析水库是存储水资源、调节水流、供应水源的重要水利工程，其容积计算与分析对于水资源管理和水利工程设计至关重要。
本文将介绍如何进行水库容积计算与分析的方法和步骤。
一、水库容积计算的基本原理水库容积的计算是根据水库形态测量数据和水位变化进行的。
水库容积可分为总库容和分时段库容两种计算方式。
1. 总库容计算：总库容是指水库在设计水位以上的整个蓄水容积。
计算总库容时，需要测量水库周边地形的高程数据，可以通过现场测量或者使用数字高程模型进行获取。
利用高程数据和水库的坝型曲线，可以根据离散点等高线的高程差，计算出不同水位下的水面面积。
通过对不同水位下的水面面积进行积分求和，即可得到总库容。
2. 分时段库容计算：分时段库容是指根据实际运行需要，按照时间进行划分的水库容积。
计算分时段库容时，需要根据实测的水位数据，利用插值和积分等方法，对不同时间段内的水位-库容曲线进行计算。
通过对不同时间段内的库容进行求和，即可得到分时段库容。
二、水库容积计算的步骤1. 收集水库基础数据：首先需要收集水库的基础数据，包括水库的坝型曲线数据、水库的设计洪水位和设计调节库容等信息。
2. 测量水库周边地形：利用现场测量或数字高程模型获取水库周边地形的高程数据。
3. 计算不同水位下的水面面积：根据水库的坝型曲线和测得的地形数据，计算不同水位下的水面面积。
4. 计算总库容：通过对不同水位下的水面面积进行积分求和，计算得到总库容。
5. 收集水位数据：收集实际水位数据，包括水位的日期和时间。
6. 插值水位-库容曲线：对于不连续的水位数据，可以利用插值方法得到水位-库容曲线，并进行积分计算得到分时段库容。
7. 分析分时段库容变化：对得到的分时段库容数据进行分析，了解水库的蓄水情况及变化规律。
三、水库容积分析的意义与应用1. 水资源管理：水库容积分析可以帮助水资源管理部门了解水库的蓄水情况，合理规划水资源利用和调度。
2. 水利工程设计：水库容积分析对于水利工程的规划和设计具有重要意义，可以为工程的设计提供依据和参考。
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水库库容测量及计算的技术研究- 水文＆水资源
[关键词]水库库容;测量;计算;技术研究
近年来,我国各大中城市都面临饮用水资源缺乏的问题。
水库作为人类蓄水发电、灌溉和防洪调度等的重要设施,发挥着越来越大的作用,并取得了巨大的效益和经济效益。
水库库容是水库调度的重要参数,其精度直接到水库的防洪安全与蓄水兴利。
但由于兴建水库时的库容测量方法和计算方法都较落后,并且随着时间的推移大量的淤泥沉淀和水库本身引起的局部地形变化。
老的库容数据在精度和现时性上都无法满足城市建设的需要。
本文在传统水库库容测量基础上,依靠高精度GPS(Global Positioning System,简称GPS)定位和直接测深技术相结合,对七台河库区水下地形进行了测量,并提出了根据三角形构网方法,利用“三角柱”的水柱体积获得库容的新见解,经实际运用,取得了满意效果。
一、常规库容确定
1.断面法。
其库区容量的计算模型为:
式中:Vi、Li为第i个断面到第i+1个断面间的库容和距离;n为分段个数;Si、m、d、hi分别为第i个断面的面积、测点个数、点间距和每个测点的深度测量值。
采用断面法虽然操作简单,但受前提假设的制约,精度难以保证。
2.等高线法。
先求每条等高线与坝轴线所围成的面积,然后计算每两条相邻等高线的体积,其总和即是库容。
A1,A2,…,An+1依次为各条等高线所围成的面积,h为等高距;设第一条等高线与第二条等高线间的高差为h′,第n条等高线(最低一条等高线)与库底最低点间的高差为h″,则各层体积为:
这种方法只适用于水下地貌较规整的水库,或者精度不高的库容概算,对于水下微地貌较多并未经修整的大型水库,这种计算方法就不能满足要求了。
二、高精度水下地形测量技术
1.水下地形测量所谓水下地形测量,就是利用测量仪器来确定水底点的三维坐标的过程。
随着GPS技术的迅速发展,水下地形测量方法取得了很大的进展。
水下地形测量技术已定型于采用GPS获取平面坐标,测深仪获取深度数据的基本模式。
2.GPS载波相位差分定位技术和回声测深技术随着GPS技术的发展,GPS日益广泛应用于水利电力工程的各个方面。
为了提高定位精度,一般均采用差分技术。
在众多的差分技术中,伪距差分和载波相位差分是最为常用的两种测量模式,后者的定位精度较高(厘米级),通常用于高精度的测量工程和研究中。
回声测深仪是一种单波束测深设备,深度的测量是根据最小声程决定。
按照使用频率个数的不同,又可分为单频和双频。
双频测深仪
根据两个频率测量深度较差获得淤积层厚度。
库容测量采用现代水下地形测量方法,即利用GPS载波相位差分测量技术进行平面定位,测深仪进行深度测量,GPS和测深仪保证同步作业,获取水底测点平面和深度信息的作业模式。
为了保证库容的计算精度,需要对库区进行测线设计,GPS和测深采样也要按照水下地形测量规范等间隔或等时间采样。
设测量比例尺为1:Scale,测量船的平均速度为,则测线间距d和时间间隔Δt为:d=Scale×10-4
为了提高测量精度,在测线布设时,还应该考虑水下地形的变化趋势,若变化相对比较平坦,则测线间距可以适当放宽,否则,需加密测线。
这有利于使测点均匀分布于整个测区,同时在测区水下地形变化复杂的地区使测点深度或高程能更好地反映水下地形的真实面貌。
但由于本次作业为北方冬季作业,测深采用打孔量深的方法测量。
三、库容计算方法
1.计算原理为了提高计算精度,充分利用水下地形测量数据,本文提出了一种三角柱计算库容的方法。
该法建立在实际测点的基础上,相邻三个测点可构成的三角柱体积为:
2.三角网的构建
Delaunay三角网是目前公认的最优三角网,Delaunay三角网构建必须满足相互邻接且不重叠的三角型的集合,每一个三角网的外接圆
内不包括其他点。
Delaunay三角网的生长算法的基本步骤首先从所采集的离散点V中选任意点P1为起始点,查找离此点最近的点P2,然后连接P1P2作为基准线;在基线的右边应用Delaunay法则搜寻第三点生成Delaunay三角形,以三角形的两条新边作为新的基线;重复该过程直至所有基线处理完毕。
四、本次水下地形测量实施及库容的计算
为查清七台河桃山水库的蓄水量,国家测绘局第二大地测量队受桃山水库管理单位委托,承担桃山水库12平方公里的水下地形测量任务。
本次作业正值严冬季节,测深采用打孔量深的方法测量。
具体的施测方法为:
首先在水库的中心选取一条中轴线,沿中轴线采用GPS方法先测量4个已知控制点,利用全站仪沿中线方向做一条导线并没50米放一个中线点,利用全站仪沿中线方向每隔50米做一个采点间隔50米的横断,利用全站仪准确放出并测出横断点的坐标及高程,利用打孔量深的方法计算出水下地形点的三维坐标,对坐标采用Delaunay法则构Delaunay三角网,累计三角椎体积计算库容。
由于冬季冰面作业,其视线开阔且放样多为直线方向,利用全站仪给出方向,利用测绳控制距离,其放样成本低、速度快。
作业前在内业对水域进行放样点布设及编号,保证了所有放样点与量深点一一对应,水下地形点高程采取计算机查询计算,减少了人工
带来的误差。
4库容测量、计算的实施及结论
本次测量由于为冬季作业,采取了传统测量方法。
共投入放点组2个,量深组3个,共计15人,平均每天测量1.5平方公里(约600个水深点)水下地形。
随着市场任务的不断增多,很多新的工程测量项目由于受工作环境、作业期、量测精度、工程消耗等因数的影响,要求作业人员根据具体情况合理调配仪器采用合理的测量及计算方法完成项目获得较高的市场效益。