综合利用ArcGIS和Excel进行于桥水库库容计算的研究

面 。本 次 于桥 水 库 的 库 容 计算 工 作 采 用 的 就 是 Ｄ Ｅ Ｍ 法。
年 水 库 扩 建 ，控 制 流 域 面 积 ２ ０ ６ ０ ｋ ｍ ，总库 容 １ ５ ． ５ ９亿
ｍ ，作 为 天 津 市 重 要 的 水 源 地 ， 同时 具 备 防 洪 、城 市 供 水 、 农 业 灌 溉 和 发 电 等 多 种 功 能 。 几 十 年 来 ，于 桥 水 库 已 累 计 向天津市城市安全供水 １ ７ ９ ． ７ ２亿 ｍ ，不 仅 保 证 了城 市 人 民 的饮 水 安 全 ，也极 大 地 改 善 了 天 津 市 的 投 资 环 境 和 生 态 环 境 ， 为 天 津 市 经 济 社 会 的 健 康 协 调 发 展 做 出 了重 要 贡 献 。 此 前 ，于 桥水 库 最 新 库 容 成 果 为 １ ９ ９ ７年 计 算 得 出 ，现 已无 法 正确 反 映 水 库 真 实 情 况 。 为保 障 于 桥 水 库 安 全 运 行 ， 完 善 天 津 市 洪 水 调 度 方 案 ，天 津 市 防 汛 抗 旱 指 挥 部 办 公 室 ２ ０ １ ３年 对 于桥 水库 库 区 进 行 了全 面 的测 量 工 作 ，采 用 无 人 机 航 空摄 影 测 量 结 合 无 验 潮 水 下 地 形 测 量 的 方 法 进 行 ，并 形成 了库区高分辨率的 Ｄ Ｅ Ｍ 数 据 ， 以此 为 基 础 进 行 了 于 桥 水 库 水 位 、库 容 、淹 没 面 积 关 系 计 算 工 作 。
同一 水 域 采 用 不 同 的 计 算 方 法 其 库 容 量 均 有 一 定 的 差 别 。
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水利 水ห้องสมุดไป่ตู้电工程 设计
Ｄ ＷＲ Ｈ Ｅ ・２ ０ １ ７年 第 ３ ６卷 第 ４期
综合利 用 Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ和 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 进行于桥水库库容计算的研究
崔 洪岩 黄会 永
摘 要 以 于桥 水 库 为 例 ，在 库 区 Ｄ Ｅ Ｍ 数据基础上，重点研 究 了 Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ １ ０ ． ０中 的模 型 构 建 器 工 具 。 通 过 在 模 型 构 建 器（ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｅ ｒ ） 中加 入 迭 代 计 算 ，循 环 调 用 ３ Ｄ分 析 模 块 中 的表 面体 积 工 具 ， 构 建 了 一 组 以 ０ ． ０ １ Ｉ ｌ ｌ 为递增 间距 ， 自动 计 算 不 同水 位 下水 库 库容 和淹 没 面 积 的 工 具 模 型 。 通 过 在 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ 中利 用 Ｖ Ｂ Ａ 编 写 数 据 整 理 程 序 ， 自动 将 Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ 中计 算 出 的 库 容 成果 进 行 了转 换 和 整 理 ，形 成 了 业 主惯 用 的 固定 格 式 的 于 桥 水 库 水 位 、 库 容 、淹 没 面 积 关 系成 果 表 格 。研 究结 果表 明 ， 文 中使 用 的 水 库 库 容 计 算 方 法 完 全 由 电脑 自动 化进 行 ， 大 大提 高 工 作 效 率 的 同 时 还 避 免 了 手 工 计 算 产 生 的错 误 ，是 一套 高 效 可 行 的计 算 方 法 。 关 键 词 库 容 计 算 Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ 模 型 构 建 器 迭 代 Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ Ｖ Ｂ Ａ 于 桥 水 库
２ 利 用 Ａｒ ｃ ＧＩ Ｓ １ ０ ． ０批 量 计 算 库 容 数 据
于 桥 水 库 库 容 计 算 工 作 采 用 的 是 美 国 环 境 系 统 研 究 所
公 司（ Ｅ Ｓ Ｒ Ｉ ） 的 Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ １ ０ ． ０软 件 ，Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ软 件 足 全 球 地 理
信 息 系统（ Ｇ Ｉ Ｓ ） 行 业 技 术 最 先 进 、应 用 最 广 泛 的 商 用 行 业 软
件 ，提 供 了 功 能 强 大 的 ，并 且 简 单 易 用 的 完 整 的 Ｇ Ｉ Ｓ解 决
方 案。 ２ ． １ 表 面 体 积 工 具
于桥水库库容计算主要使用 Ａ ｒ ｅ Ｇ Ｉ Ｓ １ ０ ． ０ ３ Ｄ 分 析 模 块 中 的 表 面 体 积 工 具 ，该 工 具 用 来 计 算 某 个 表 面 相 对 于 给 定 基
度 ” 即为 水 位 值 。
１ 库 容 计 算 方 法 选 择
水库 库 容 是 指 某 一 水 位 以 下 的 蓄 水 容 积 ，所 以 ，库 容 计 算 的 实 质 就 是 计 算 某 一 高 程 的 水 平 面 与 水 库 底 部 表 面 构 成的 “ 包 容 体 ” 的最 大 体 积 。库容 计 算 的方 法 有 “ Ｄ Ｅ Ｍ 法” 、“ 断 面法 ” 、“ 格 网法 ” 、“ 等 高 线 法 ” 等 。这 些 方 法 从 原 理 上讲 ，都 是 按 照 微 积 分 学 的方 法 进 行 切 割 、分 块 、求 和 。 由 于 水 下 地 形 的 多 样 性 、复 杂 性 ，在 实 际 工 程 应 用 中 ，
本 高度 或参 考 平 面 的投 影 面 积 、表 面 面 积 和 体 积 。 在 于 桥
水 库 库 容计 算 中 ，“ 输人表面 ”为于桥水库 Ｄ Ｅ Ｍ数据 ；“ 输
出 文 本 文件 ” 为存 放成 果 文 本 文 件 的 路 径 和 文 件 名 ；“ 参 考
平 面”选择 Ｂ Ｅ Ｌ Ｏ Ｗ ，意 为 在 平 面 下 方 执 行 计 算 ； “ 平 面 高
中图分类号 Ｔ Ｖ ２ １ ４ 文献标识码 Ｂ 文 章 编 号 １ ０ ０ ７ － ６ ９ ８ ０ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４ － ｏ ０ ４ ２ ＿ ０ ３
于桥 水 库 位 于 天 津 市 北 部 地 区 的 蓟 县 境 内 ，是 国 家 重 点大 型 水 库 之 一 ，该 水 库 １ ９ ６ ０年 ７月 建 成 投 入 使 用 ，１ ９ ７ ８