低洼地区范文

低洼地区范文（精选7篇）

低洼地区 第1篇

1 雨后鱼病发生的原因

1.1 水温

雨后淡水冲入鱼塘, 引起养殖水体水温变化, 导致养殖种类消化系统和免疫系统功能降低, 一方面消化道内分泌的消化酶减少, 养殖鱼类的消化吸收不良, 很有可能出现空胃、空肠以及肝脏变坏等现象。另一方面鱼类免疫功能降低, 抗病力差, 易发生肠胃上的疾病。

1.2 pH值

雨后养殖水体pH值往往降低, 加上水中藻类大量死亡, 导致p H值降到7.0左右, 而鱼类尤其鱼苗不能立即适应, 容易发病。

1.3 溶解氧

溶解氧是养殖鱼类所需的主要环境条件, 养殖水体中溶解氧一般要求在3 mg/L以上, 养殖鱼类才能生活正常。雨后淡水冲入鱼塘导致水体上下水层交换, 溶解氧较高的表层水交换到底层而溶解氧较低的底层水交换到表层水面, 加之水体中浮游植物浓度降低造氧功能减弱, 容易引起养殖水体溶解氧含量过低而不能满足鱼类生存需求时, 也会引起鱼类缺氧生病死亡。

1.4 盐度

雨后淡水冲入养殖水体往往会引起养殖水体盐度变化过大, 对养殖鱼类的渗透生理功能影响较大, 使之短时期不适应也容易发病。

1.5 氨氮与亚硝酸盐

由于雨后养殖水体中溶解氧含量较低, 养殖水体中的有机质无法正常进行氧化分解, 由此会产生更多氨态氮、亚硝酸盐等有毒物质, 并且氨氮和亚硝酸盐的毒性较强, 当其含量超标时也会引起鱼病的发生。

1.6 其他有毒物质

低洼地区经历大雨后往往将一些生活垃圾冲洗后的雨水涌入鱼塘导致细菌性鱼病发生, 或附近农田施用农家肥及化肥分解后的残余有毒物质直接冲入或渗透到养殖水体导致有毒物质的复杂多样化而使养殖鱼类发生疾病。

2 雨后发生鱼病的种类及症状

2.1 细菌性鱼病

2.1.1 烂鳃病

病原为鱼害黏球菌, 病鱼头部乌黑, 掀起鳃盖, 可见鳃盖内表皮充血, 中央部分表皮常被腐蚀成一个圆形或不规则的洞, 使鳃盖变成一个中央透明区, 俗称“开天窗”。鳃丝腐烂发白, 覆盖有很多黏液, 并常带有污泥。严重时, 可见鳃丝末端软骨外露, 鳃瓣残缺不全。该病主要发生在鲤鱼、草鱼身上。

2.1.2 出血性腐败病 (赤皮病)

病原为荧光假单胞菌。病鱼体表局部或大部分出血发炎, 鳞片脱落, 特别是鱼体两侧及腹部最为明显。背鳍或全部鳍基充血, 鳍条末端腐烂, 鳍间组织破坏。有时病鱼的上、下颚和鳃盖部分充血, 呈现块状红斑。在鳞片脱落和鳍条腐烂处, 往往长有水霉。有时病鱼的肠道也充血发炎。该病主要发生在草鱼、鲤鱼身上。

2.1.3 白皮病

病原为白皮假单胞菌。病鱼背鳍基部或尾柄处出现一小白点, 尾鳍末端有些发白。随着病情的发展白点迅速蔓延扩大, 以致背鳍和臀鳍间的体表, 至尾鳍基部全部变白。严重者, 烂掉尾鳍或尾鳍残缺不全。不久, 病鱼头部向下尾部朝上, 时作挣扎游动, 很快死亡。冲入大量雨水的养殖水体中的鲢鱼易发生此病症。

2.1.4 肠炎病

病原为肠型点状产气单胞菌, 病鱼腹部膨大, 呈现红斑性充血, 肛门红肿外突。轻压腹部, 有淡黄色脓状黏液从肛门流出。严重时鳍条也蛀蚀破坏。剖开鱼腹, 可见腹腔积水, 肠壁充血发炎, 轻者仅前肠或后肠呈红色, 重者则全肠均呈紫红色。肠内一般无食物, 充满黄色黏液或血脓, 病鱼身体发黑, 丧失食欲, 游动缓慢无力。

2.1.5 细菌性败血症

病原为嗜水气单胞菌、鲁克氏耶尔森菌、弧菌3种。发病早期及急性感染时, 病鱼上下颚、口腔、鳃盖、眼、鳍基及鱼体两侧轻度充血, 此时肠内尚有少量食物。严重时, 病鱼体表严重充血, 以至出血 (内出血) 、眼眶周围也充血 (以鲢、鳙鱼为甚) 。眼球突出、肛门红肿、腹部膨大、腹腔内积有淡黄色透明腹水或红色混浊腹水。鳃、肝、肾颜色较淡, 呈花斑状、严重贫血。肝、脾、肾肿大、脾脏呈紫黑色, 胆囊大。肠系膜、腹膜及肠壁充血。肠内无食物而有很多黏液, 有的肠腔内积水或有气, 肠管胀的很粗。有的病鱼鳞片竖起, 肌肉充血, 鳔壁充血, 鳃丝末端腐烂。

2.2 真菌性鱼病

2.2.1 水霉病 (肤霉病)

病原为水霉目真菌, 最初感染水霉菌的病鱼, 一般看不出明显症状, 当能看到病症时, 菌丝已明显可见。水霉的动孢子侵入鱼体的伤口, 吸取营养, 迅速地萌发为菌丝, 菌丝的一端向内深入肌肉, 蔓延扩展;另一端向外生长, 形成棉絮状的丝状物, 长达3 cm, 肉眼极易辨认。由于菌丝与伤口的细胞组织缠绕粘附, 使组织坏死。同时随着病灶的扩大, 菌丝日益增多, 鱼体负担过重, 致使游动失常, 食欲减退, 日渐消瘦而死。

2.2.2 鳃霉病病原鳃霉菌

菌丝侵入到鱼的鳃丝组织里, 生长发育, 不断分枝, 像蚯蚓一样穿来穿去, 使鳃丝组织遭到破坏, 正常鲜红的鳃丝变为粉红色或苍白色, 呈现严重的贫血症状, 由于呼吸机能严重受阻, 病鱼很快死亡。肉眼观察, 可见鳃丝因血栓形成和局部缺血而呈现局部变白坏死斑, 鳃瓣呈点状充血。鳃丝组织坏疽性崩解, 坏死部分脱落而形成缺陷。镜下观察, 可见鳃小片上皮细胞增生和鳃小片融合, 急性鳃小片坏死及血管坏死, 并可见到血管内和鳃丝表面黏液中的菌丝体。

2.3 寄生虫性鱼病

2.3.1 车轮虫病

病原车轮虫, 车轮虫侵袭鱼的皮肤和鳃, 在鱼体上车轮虫密集的部位, 如鳍、头部、嘴、体表等由于大量分泌黏液, 幼鱼一方面因大量车轮虫的骚扰不能正常生活, 更主要的是幼嫩的皮肤遭到破坏, 引起组织发炎, 并剥夺寄生的组织细胞作为营养, 严重影响鱼的生长发育。同时, 它们常成群地聚集于鳃丝边缘或缝隙内, 破坏鳃丝组织, 影响鱼的呼吸机能。

2.3.2 指环虫病

病原指环虫, 指环虫主要侵袭鱼的鳃, 大量寄生时, 病鱼鳃部显著浮肿, 鳃盖张开, 部分或全部鳃丝呈苍白色, 鳃丝分泌大量黏液, 妨碍鱼的呼吸, 病鱼体色变黑, 呼吸困难, 游动缓慢, 贫血、鱼体消瘦。

2.3.3 锚头鳋病

病原锚头鳋, 虫体的头部钻入寄生组织, 可引起寄生组织慢性增生性发炎, 在伤口与外界相通部分带有溃疡性质, 寄生处鳞片常被蛀成缺口, 并有充血红斑。

2.4 浮头

雨水冲入养殖水体, 加上天气闷热无风, 养殖水体内造氧的浮游植物减少, 缺氧时间过长, 养殖鱼类大量浮于水面, 严重时引起鱼类缺氧死亡。

2.5 鱼类中毒症

由于大量雨水通过各路径冲入养殖水体, 改变了正常养殖条件下的水质因素, 往往造成水体中亚硝盐和氨氮浓度过高, 造成养殖鱼类亚硝酸中毒死亡。另外由于雨水冲入养殖水体的过程中往往带来有机物, 重金属物质以及农药残余污染物等一齐进入养殖水体而造成养殖鱼类的中毒症状而死亡。

3 雨后鱼病的防治方法

低洼地区 第2篇

中国模具企业价值低，CAD/CAM信息化成为双刃剑

中国模具行业在迅速膨胀的发展背后，也隐藏着一个忧患：中国的模具企业大多处于价值链的底端，尚未掌握具有竞争力的核心技术优势。从行业的特点来看，模具工业是直接为高新技术产业服务的，自身的工艺设计和生产都需要采用高新技术，因此需要通过CAD/CAM等信息化技术来实现生产制件的高精度、高复杂程度、高一致性。某种程度上，模具企业的CAD/CAM能力决定了是否能建立市场竞争优势。

目前许多中国模具企业已经慢慢地意识到信息化的重要性，但只停留在浅层的应用上。大部分企业只是将CAD/CAM技术作为代替“手绘”的一个“计算机工

具”，并没有深入融合到企业的设计—制造流程中，反而使企业运营成本增加，模具设计同制造之间的脱节，工作效率低下，最后造成企业对信息化怨声载道。借势CAD/CAM技术升级，实现“深度融合”

将信息化的双刃剑转变为有利的竞争优势，抢占产业价值链的高地，关键在于正确看待CAD/CAM技术在企业发展的战略地位，并且选择合适企业操作流程和业务特点的软件，不要盲目跟风。

纵观中国的CAD/CAM技术发展，随着国产CAD/CAM软件的崛起，国外主流软件商的垄断局面已经被打破，市场竞争逐渐趋向有序、合理。在新的市场环境下，凭借更符合业务流程特点的软件升级，为客户真正创造价值成为软件企业获胜的重要砝码。正如近期发布的国产三维软件中望3D2012，其Ribbon定制界面的功能安排上，采用按区域定义型腔，能更快速检验产品的模具结构，进行开模可行性分析。这个操作流程的优化，让工程师的设计重点从绘图转移到模具结构上，从而大幅提升模具设计的效率，CAD/CAM软件的应用不再流于表面。

从CAD/CAM软件的改革方向不难发现，技术升级不再将“人性化”作为一句漂亮的标语，而是真正地将软件功能聚焦于行业的运用上。以中望3D2012为代表的CAD/CAM软件，实现了复杂模具设计的传统作业流程新突破：可以跳过对导入数据模型进行破面修补这一耗时较长的步骤，直接进行接下来的设计操作，为企业创造了高价值的时间优势。

低洼地区 第3篇

目前,为了保证建筑的正常使用,避免建筑发生上浮,需要根据工程所在的地质条件和事故呈现的实际现象,来选择恰当有效的措施。一般用到的抗浮方法主要有加载抗浮、降排截水、设置抗浮桩或抗浮锚杆等[7]。其中,最显明的方法就是通过增加结构自重来抵抗浮力,即俗称的加载,方法一是通过放置钢筋或其他重物在上浮区域,此方法较为便捷,但是要考虑楼板的承载力。方法二是灌水加压[8[10]]。

纵观上述方法,对低洼地区建筑的康复设计与设防水位的确定,到目前为止大多数仍局限在理论层面上,对改问题的认识还存在着较大的分歧,还需要进一步进行研究,针对存在的问题,从低洼地区地下水位分布情况及其所要承受的浮力值基础上,对所要分析的建筑项目从工程、地质、基础形式3方面进行了分析,给出了低洼地区建筑的抗浮设计和合理的防水位值。

1 低洼地区地下水及建筑浮力分析

1.1 地下水及其类型分析

地下水是位于地表面往下岩土体间隙、孔隙和空洞中的水。是不可缺少的自然水资源,与此同时其对建筑物具有一定的安全隐患,尤其是低洼地区建筑,更要注意地下水的情况。地下水有很多分类方法,根据地址剖面里含水层所处地点及含水层所受隔水层局限的状况,把地下水分成上层滞水、潜水及承压水3个类型。低洼地区含水层类型示意图如图1所示。

从图1可知,所谓上层滞水关键是指处于地表处、少数隔水层或弱透水层上的,具备自由水面的地下水,其分散领域较小,关键是容易受到大气降水影响,水位易产生动态变化,且与气候连接密切,依据季节的改变具有显著的变化,平常情况下与江河水无水力方面的联系。而地面往下第一个稳定隔水层往上且具备自由水面的地下水,即为潜水。其上面咩有隔水层,自由水面就叫作潜水面。潜水分散领域较大,重点是处于第四系松散的沉积层及风化岩层里,容易因为大气降水、江河水渗入的补给发生变化,并且分散区及补给区相同。承压水为上下两个稳定隔水层间的含水层里的地下水,需要承受大气以外的压力,具有一定的压力水头。他的形成和地质构造间有着密切的联系,范围很广。

1.2 建筑结构所受地下水浮力分析

在确定地下水组成形式之后,需要精确地对建筑物所承受的地下水浮力进行计算,而其是进行建筑物抗浮稳定性设计及设防水位确定的基础。常用的浮力计算方法,主要为阿基米德定律,如式(1)所示。

式(1)中,建筑物受到的浮力为F,液体的密度为ρ液,重力加速度为g,建筑物排开液体的体积为V排。低洼地区建筑受到的地下水浮力大小和地下水的种类、水位高度与建筑本身与含水层间的对应点等有关。在众多状况下,将浮力分为6种,第1种,地下结构埋置于潜水含水层种;第2种,地下构造穿过上面的潜水层,底板埋在隔水层里,但因为地下水具有渗流效用,地下结构仍然会因为浮力的作用产生变化;第3种,地下结构埋置于地表浅部的隔水层种,隔水层下有承压含水层,建筑结构会受到一定的地下水浮力;第4种,建筑结构穿透上部的隔水层,底板埋置于承压含水层种;第5种,建筑结构穿透上部的潜水含水层,底板埋置于隔水层里,隔水层还分布有承压含水层;第6种,建筑物处于较深的地下结构,穿过上面的潜水层和中间的隔水层,底板埋在下面的承压含水层中。现主要以第二种情况为主要研究对象,进行浮力的计算,其示意图如图2所示。

此情况下结构的抗浮水位仍为潜水位,浮力计算公式为:

式(2)中,d为建筑结构在隔水层中埋藏深度,L为整个隔水层的厚度,H1为承压水头的高度,γw为水位渗透系数。

2 试验模拟分析

2.1 工程概况

实验以低洼地区某办公楼项目为例进行分析,该办公楼长135 m、宽82 m。平面结构如图3所示,图3中,下沉庭院为A、B、C。1#为地上3层,高位设置为14 m,结构为框架型的大型会议室;2楼是高层办公区,地上面为28层,总共高达119 m,地面结构为框架-核心的筒状构造。剩下部分主要有两层地下车库及下沉式庭院构成,少数位置剖面如图4所示。

2.2 地质分析

此建筑所建造的地区没有特殊的地质作用及岩土层,其岩土层情况和特征见表1。

2.3 基础形式

地下建筑使用单独的根基加抗浮板,板跨设置在约9 m×9 m,底板板面的标高在-9.7~-10.1 m之间。使用在板跨中设定抗浮锚杆的形式进行抗浮设计,根据地下无梁底板常用厚度情况,选取抗浮板0.5 m厚,底板标高在-10.5~-10.85 m之间,依据最低值选取抗浮水头,大约是10.1 m。1楼会议室的基柱跨度较大,以独立为基础的地梁进行衔接;2楼的超高层部分以天然地基为基础按板。全部基础都用中等风化泥岩(fa=1 500 k Pa)当作持力层,而采用整体浇筑的方式对地下室底板进行浇筑。

2.4 抗浮设计

2.4.1 抗浮方法

在进行抗浮设计时,本文选择板下集中布桩的方式来增加抗浮性能如图5所示,此类布局方法的传力精准,浮力效用重点在底板上,底板在传到地梁,地梁在传给承台及上部构造传来的重量互相维持稳定。若浮力高于上面构造的重量时,基柱就会上浮,抗浮桩此时就会发挥其功效。集中分布可以充分发挥对上部构造重量抗浮的作用,且用到的锚杆数量少,在承台上固定抗浮桩锚,利于低洼地区建筑的防水施工。

以此办公楼项目为研究对象,选用轴力标准值2 300 k N的单根柱,承载力极限值1 000 k N抗浮锚杆。柱间跨度设置在9 m×9 m,选用Fs=8 180 k N的浮力设计值。此工程为实际工程,为满足规范要求,抗浮锚杆安全系数取2.0,抗浮稳定性安全系数Kf=1.9,桩数选取16根,依据《岩土锚杆技术规程》中锚杆间距的设置要求,将锚杆间距设置为大于1.5 m,承台边长不小于6 m,所以,低洼地区上面的荷载径、柱的间距大时,要重新选择布置的方式,才可达到低洼地区建筑的承载要求。

2.4.2 锚杆布置方式的选择

低洼地区建筑在抗浮设计时使用加抗浮板的构造方式,抗浮零件选择抗浮锚杆,依据上述分析,采用板下集中布桩方法,来增加建筑的抗浮性能,根据《岩土锚杆技术规程》,除了锚杆受力一定要满足要求外,锚杆间的距离要大于1.5 m,锚杆中心间隔初步设置在1.5 m,锚杆的具体布置情况如图6所示。

2.4.3 锚杆配筋及板内力计算

选取厚度是0.4 m的中板,采用20根抗浮锚杆的单位板跨,依据负荷面积,得到单根锚杆受浮力设计值是:

依据《岩土锚杆技术规程》第7.4.1条,获取单根锚杆的钢筋截面面积是:

锚杆孔径取200 mm,锚杆锚固长度为:

考虑到低洼地区开挖扰动和沉渣的干扰,锚杆长度适当增加,选取L=6.8 m。并建立5 m×5 m的标准板跨,将地下水浮力作为恒载并起到控制作用,则底板的弯矩如图7所示,采用Φ14@200,双层双向设置。

2.5 防水位的确定

在低洼地区进行建筑建设时,使用反复收集动态曲线比拟法,获取地下水位的埋深系列,使用水量均衡方程得到抗浮水位,达到确定设防水位的目的。采用地下水均衡方程解析地下水位的改变情况。计算在研究区域里的某一含水层地下水补给量总和Qr与各消耗量总和Qd的差值,可得地下水储存量变化量Q,即抗浮水位为:

式(6)中,地下水补给量总和为Qr,104m3/a,地下水消耗量总和为Qd104m3/a。在此基础上,在依据抗浮水位埋深及勘探孔水位埋深的关联,得到抗浮水位埋深的各勘探孔处的水位埋深及对应的地下水位,得到准确的设防水位。其中,低洼地区代表性勘探孔抗浮水位如表2所示,低洼地区建筑的设防水位综合取值如表3所示。

综上所述,可实现低洼地区建筑的抗浮设计,选取设防水位的合理值,增加低洼地区建筑的抗浮性能及稳定性。

3 结论

针对低洼地区建筑抗浮设计不准确,设防水位不合理的问题,提出一种新的低洼地区建筑抗浮设计和设防水位确定方法,在分析工程所在的低洼地区地下水位分布情况及其所要承受的浮力值基础上,以某办公楼项目为例进行了详细的分析,给出了项目工程概况、所处位置的地质和建筑基础形式,提出了适合此项目的抗浮方法,并经过试验分析发现,在此项目中选择使用板下集中布桩的方式进行抗浮设计,在加上锚杆配筋及板内力计算确定了锚杆布置方式,增加了抗浮性能,同时设防水位取值分别为潜水水位埋深2.37 m,承压水水位埋深10.42 m时,为最合理,性能最优。

摘要：针对低洼地区建筑抗浮设计不准确,设防水位不合理的问题,提出一种新的低洼地区建筑抗浮设计和设防水位确定方法。在分析工程所在的低洼地区地下水位分布情况及其所要承受的浮力值基础上,以某低洼地区建筑项目为例进行了详细的分析,给出了项目工程概况、所处位置的地质和建筑基础形式,提出了适合此项目的抗浮方法,并经过试验分析发现,在此项目中选择使用板下集中布桩的方式进行抗浮设计,在加上锚杆配筋及板内力计算确定了锚杆布置方式,增加了抗浮性能;同时设防水位取值分别为潜水水位埋深值约2.37 m,承压水水位埋深值约10.42 m时,为最合理,性能最优。

关键词：低洼地区,建筑,抗浮设计,设防水位,合理

参考文献

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低洼地区 第4篇

关键词：二维水流数学模型,混合有限分析法,洪水,农田淹没

2010年5月6日晚到7日凌晨,流溪河中下游太平镇水南村部分农田被淹没。水南村地处湖田水小流域的下游位置,紧邻流溪河左岸。湖田水小流域降雨产流主要经湖田水渠穿越105国道排入流溪河。淹没区地势低洼平坦,发生流域暴雨时,极容易形成内涝。因此,在湖田水渠出口位置,流溪河堤防下设置有多个涵洞,依靠内外水头差,将内涝水排入流溪河。涵洞面临流溪河一侧设置单向节制闸(拍门),水流只能从淹没区流向流溪河。淹没区西南角流溪河堤防下存在一条暗渠,水流可以通过该暗渠自由进出流溪河和淹没区。该暗渠由于年久失修,在淹没区一侧,部分涵管已经被水流冲毁。

灾害发生时,淹没区所在小流域普降暴雨,形成产汇流,容易导致淹没区域内涝;另一方面流溪河也发生了洪水,洪水期间流溪河水位的抬升不仅使淹没区内涝水不易排出,而且容易导致洪水从未封堵暗渠进入淹没区。另外,在淹没位置下游约4.6 km位置处布置有牛心岭电站,由于与淹没位置相距较近,壅水发电也容易导致流溪河洪水从暗渠进入淹没区。为此,本文分别采用现场调查、水文地形资料分析、数学模型、调洪演算等方法,对水南村农田被淹没的原因进行了分析和探讨。

1 数学模型及验证

1.1 数学模型的建立及求解

由于水南村淹没农田紧邻流溪河,在淹没区水位高于流溪河水位时,内涝水通过堤防下的涵洞单向排入流溪河。洪水期间,流溪河水位上涨时,一方面可以影响到淹没区的排水,另一方面还可以导致部分洪水经未封堵暗渠进入淹没区。因此,需要对流溪河的本次洪水演进过程进行模拟计算。此处采用正交曲线坐标系下的二维水深平均水动力数学模型,具体形式可以参考相关文献[1,2]。数学模型中的偏微分方程可以写为如下统一形式:

$E\frac{\partial \Phi {}^{n+1}}{\partial t}+2A\frac{\partial \Phi {}^{n+1}}{\partial x}+2B\frac{\partial \Phi {}^{n+1}}{\partial y}=\frac{\partial {}^2\Phi {}^{n+1}}{\partial x{}^2}+\frac{\partial {}^2\Phi {}^{n+1}}{\partial y{}^2}+F(1)$

式中:Ф表示某一变量;x,y表示2个坐标方向;F表示源项;E、A、B表示系数。本文采用纯隐格式的混合有限分析法[3](Hybrid Finite Analytic Method)来离散和求解常用曲线坐标系下的二维水动力学模型。该数值方法计算结果精度高、准确和有效在大量的理论和应用基础研究领域中已被方神光[4,5]等所证实。采用C型网格结合SIMPLER算法用于速度和水位的耦合求解。由于采用曲线规则网格,对计算区域的复杂边界的识别和相关处理方法以及计算区域存在的浅滩的处理方式可以参见相关文献[6]。

1.2 计算区域及网格剖分

二维数学模型计算范围选取为:上游取到大拗坝,下游取至牛心岭电站,计算河段总长16.93 km,平均河宽251 m,计算区域网格数为74121,计算网格步长为非均匀网格,沿河方向网格平均步长为22.9 m,沿河宽方向网格平均步长为12.6 m,计算区域见图1。

计算时间步长依据下式选定:

$\text{Δ}t\frac{r\text{Δ}L}{\sqrt{g{\rm H}{}_{\max }}}(2)$

式中:Hmax为计算域内的最大水深;ΔL为计算网格步长;r为系数(r=1.0～1.5);计算时间步长取Δt=5 s。

1.3 模型率定和验证

流溪河的水深地形采用2007年实测资料,河道糙率选取主要参考相关规划整治报告[7],取值范围为0.026～0.060。二维模型的下游边界条件采用牛心岭电站坝前水位逐时变化资料,上游边界条件采用大拗坝过坝流量逐时资料,模拟计算大拗坝下水位随时间的变化情况,与5月6-7日的上下游实测水位流量资料进行对比,以此率定河道糙率和验证数学模型的可靠性。根据实测资料,5月5日一天大拗过坝流量较小,维持在20 m3/s左右,下游牛心岭电站坝前水位维持在17.19 m左右,区间无明显降雨出现。采用数学模型进行模拟计算至恒定状态,将计算结果作为本次非恒定计算的初始条件。结果显示,上游大拗坝下泄流量较小时,水流主要在河槽中流动。淹没区位置水位在17.23 m左右,仅比下游牛心岭电站高约0.04 m。图2给出5月6日18时至7日23时大拗坝下水位逐时计算成果以及实测成果。可见上游大拗坝下水位计算值与实测值基本相近,误差在0.10 m以内。因此证实选取的河道糙率基本满足要求,同时也验证了该模型的可靠性。

2 洪水特性及对淹没区的影响分析

2.1 流溪河洪水特性

本次流溪河大坳坝上游较大范围的降水主要出现在5月6日19时至7日0时,降雨强度大且范围广,暴雨中心基本沿流溪河从上游向下游运动,形成了本次流溪河的洪水。根据大拗坝下泄流量过程线,如图3所示,该河段洪水开始于5月6日23时左右,在此之前,过坝流量一直维持在20 m3/s左右,坝下水位维持在18.6 m左右;之后,在5 h内,即5月7日凌晨4∶00左右,洪水流量达到最大过坝流量1 061 m3/s,坝下水位也达到最大22.49 m,之后开始逐渐减小;至7日23时过坝流量和水位减小到240 m3/s和19.59 m。

2.2 流溪河洪水对淹没区的影响

根据5月6-8日对流溪河洪水模拟计算结果,得到水南村淹没位置流溪河河段的水位逐时变化过程,如图4所示。在5月6日13时之前,该位置河段水位基本维持在17.25 m左右,较为稳定;从13时开始至21时,水位一直呈下降趋势,最低达到16.78 m;从21时至7日凌晨1时,水位上升但略有波动;从1-7时,由于洪水到达,水位呈一直上涨趋势,7时达到最高20.12 m;7时之后水位开始下降。可见,上游大拗洪水到达淹没位置河段所需时间约为2.6 h。由于淹没区地形高程为18.0～19.0 m,从5月7日凌晨3-12时,流溪河水位明显高于淹没区地形,因此在外江水位高于淹没区地形高程且高于淹没区水位时,外江洪水可以从未封堵暗渠进入淹没区。

3 牛心岭电站对淹没区的影响分析

3.1 牛心岭坝前水位变化分析

图5给出了牛心岭坝前和大坳坝下水位5月6-7日的变化过程。分析可知,洪水来临前一段时间,即5月6日13时前,牛心岭坝前水位一直维持在17.19 m高度运行;之后水位逐渐下降,在21时左右下降至最低16.71 m;然后从21时至7日0时,水位升高至17.34 m;在7日凌晨1时左右,坝前水位又迅速下降至16.86 m,之后,坝前水位逐渐升高,到7时至最大17.45 m。根据坝前水位的波动可以推测牛心岭电站闸门为逐级开启。根据5月6日23时左右洪水到达大拗坝前,至牛心岭坝前水位在5月7日1-2时开始升高推测,洪水从大拗到达牛心岭的时间约2.8 h。由于淹没区位置河段与牛心岭电站相距较近,因此水位逐时变化过程也基本相似,且在正常状态下,淹没区位置水位比牛心岭坝前水位高0.05 m左右,但在洪峰到达时,淹没位置河段水位比牛心岭坝前水位高2.67 m,说明本河段具有典型的山区洪水特性,洪峰越大其水面比降越大。

3.2 牛心岭电站操作对淹没位置河段的影响

由于牛心岭电站与上游淹没区水南村相距较近,电站的操作可能对淹没位置流溪河道水位存在影响。牛心岭电站总共设置5扇闸门,洪水期间,其中4扇闸门处于全部打开状态。为分析其中1扇未开闸门的影响,根据牛心岭电站管理处提供的水力特性资料,设置如下2种计算方案:

(1)方案1。下游牛心岭坝前水位始终维持在17.19 m(5扇全开);

(2)方案2。下游牛心岭坝前水位始终维持在超高水位17.50 m(4扇全开)。

对方案1和2分别进行了计算和分析,淹没区河段水位结果如图6所示。可见:

(1)在5月7日凌晨3时洪峰到达之前,方案2比方案1的淹没区位置河段水位抬高0.30 m左右,其主要原因是方案2中牛心岭电站水位比方案1高出0.31 m左右,该水位属于电站发电回水所致,在洪水到达前,该回水水位不会引起流溪河水从暗渠进入淹没区。

(2)在5月7日凌晨4时洪峰到达之后,方案2比方案1在淹没区河段水位平均仅高0.05 m左右。可见,本次洪水期间,牛心岭电站少开一扇泄洪闸门对上游淹没位置流溪河水位的影响很小。

从以上分析可见,在5月7日凌晨4-12时,本河段水位升高的主要原因是天然洪水引起的。因此可以认为,本次洪水引起外江水位过高主要是自然因素形成的。另外,由于暗渠没有封堵,才会导致流溪河洪水通过暗渠倒灌入淹没区。

4 结 论

(1)本次洪水呈典型单峰型,洪水到达大拗坝的时间约在5月6日23时左右,在5月7日凌晨4时达到最大流量。

(2)洪水从大拗到达牛心岭的时间约2.8 h,大拗坝下最大水位出现在7日凌晨4时左右,下游牛心岭坝前水位在7日6-7时达到最高水位。

(3)洪水从大拗坝到达水南村淹没位置河道的时间约为2.6 h,从5月7日凌晨4-12时,流溪河水位明显高于淹没区地形,极容易导致外江洪水从未封堵暗渠进入淹没区。

(4)牛心岭电站只用4个闸孔泄洪(少开1个水闸),在洪峰时刻引起淹没区外侧河道水位抬高约0.05 m左右。因此,本次洪水造成淹没位置外江河道水位升高主要是自然因素形成的。

参考文献

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[6]方神光,陈纯,刘涛.一种纯隐格式在近海潮流数值模拟中的应用[J].水道港口,2008,29(5):305-309.

低洼地区 第5篇

1 材料与方法

1.1 田块选择及建造

试验田块是选择地势特别低的洼地经过工程改造而成，水源充足，水质良好，环境安静，无污染。总面积10.67 hm2，其中：四周高埂面积0.67 hm2，水稻面积6 hm2，鱼沟面积4 hm2。高埂底宽5 m，高度要超过历年最高水位。鱼沟宽8 m、深1 m、坡比为1∶1，田块宽10 m，呈“目”字形。

1.2 网箱制作

选用网质好，网眼密，网条紧的聚乙烯无结节网片拼结成正方形网箱。网箱规格为2 m2 m1.5m。网目大小以不逃泥鳅且利于箱内水体交换为原则，生产上一般网目为10～36目，上下网线直径为0.6～0.8 cm。新制的网箱一定要放入水中浸泡2周以上，使网衣上充分附着大量的丝状藻类，避免泥鳅苗种入箱后摩擦受伤，同时散发掉网片中的有害物质。

1.3 网箱的设置

在鱼沟的每道横沟中设置两排网箱，排距2 m，排间水体作为水道，便于小船通过;每排与田块相距1 m，箱距2 m。网箱入水0.8 m左右，出水0.7 m左右，箱底距水底0.2 m以上。网箱设置采取固定式。在鱼沟两端的高埂上埋设水泥柱，水泥柱入土要深，并且用铁丝向外拉纤，在两边的对应水泥柱之间用铁丝相连，两根铁丝为一排，每排铁丝间宽度与箱宽一致。每个网箱四边用4根木桩或毛竹固定，网箱四角绳头各稳系于木桩上，拉紧张开网箱，桩与铁丝排列在同一直线上，桩下端打入池底，入泥深而稳，上端牢系于铁丝上。4 hm2鱼沟可设网箱1 000个，网箱面积0.4 hm2，占鱼沟面积的10%。每个网箱设置1个边长为1 m的正方形饲料框。饲料框由边框为管径2 cm，内径1.4 cm的UPVC管和弯头套接而成。饲料框用细绳固定在网箱上，漂浮于网箱中央。

1.4 水草移植

网箱固定后投入水草，水草最好选用具有化感作用的水葫芦。因为水葫芦不仅有发达的根系，利于泥鳅在其间栖息、遮荫、逃避鸟害和净化水体，而且水葫芦能释放化学物质抑制一些有害藻类的生长、繁殖。在泥鳅网箱养殖中水葫芦要优于其他水草，水葫芦便于捞除和泥鳅在其间穿行。在投放前先洗净，然后放入5%的食盐水中浸泡10 min左右，以防止蚂蟥等有害生物随草带入箱中。移植水草要在高温季节即6月以后，水草不能移植太多，占网箱面积1/4即可。

1.5 防敌害设施

在田埂四周用密网眼的聚乙烯网片埋设防敌害(蛇、蛙、老鼠等)设备，高度以青蛙跳不过为宜，一般为1 m左右。在田块上方还要架设用丝线等材料制作的防鸟网。具体方法：在高埂四角固定四根水泥桩或木桩，两个短边拉上铁丝，铁丝固定在两端的木桩上，然后沿池塘的长边平行拉上透明细尼龙线，网线的间隔为20 cm。拉上网线后，鸟类很难落下，这样既避免了水禽捕捉泥鳅和麻雀等鸟类啄食稻谷，又可使鸟类免遭人为捕杀。

1.6 苗种放养

泥鳅苗种选用人工繁殖培育苗或野生苗，但都要规格整齐，无病无伤，活动敏捷，最好一次性放足。放养全长平均为5 cm/尾(1 g/尾左右)苗种，每箱2.4 kg，折合600尾/m2 (0.6 kg/m2)。放苗时间一般在每年4月份，平均水温达15℃以上。苗种放养前用8～10 mg/L漂白粉溶液进行浸洗消毒，水温10～15℃时浸洗时间为20～30 min。

稻田配养鱼种以草鱼和团头鲂为主。每公顷放养8～15 cm的鱼种1 500尾，其中草鱼和团头鲂1 050尾，鲢、鳙各75尾，鲤、鲫各150尾。放苗时间一般在3月下旬。

1.7 水稻种植

水稻种植采取直播或育秧栽插皆可。适应直播的品种应是耐肥力强，矮秆、抗倒伏、分蘖力强、生长期长、高产优质、抗病性能好的品种，选择中稻或晚稻为宜，如皖稻68、中糯99-25、武育粳系列等品种。5月下旬至6月初小麦收割后抓紧趁墒耕翻土地，施足基肥，每公顷适宜播种量75～90 kg，撒播、条播皆可，播种要均匀，播深2～3 cm。育秧可采取旱育秧和水育秧，旱育秧一般在5月10日以后播种，水育秧5月20日以后播种。经过精细管理6月20日即可将稻秧移入大田栽插。栽插实行起垄宽行密退窝，以保证窝数，一般每公顷24万～27万窝，每窝4～5苗。

1.8 泥鳅饲养管理

1.8.1 投饵

网箱养殖泥鳅要以投喂浮性饵料为主，要求粗蛋白含量达到35%以上，动物蛋白要占一定的比例。不同生长阶段和不同水温，泥鳅对饵料的动植物配给量有不同的要求：水温在20～24℃时，动物和植物性饵料各占50%;水温在25～27℃时，动物性饵料调到60%～70%, 植物性饵料降到30%～40%;水温在28～30℃时，动物性饵料又降到50%或更低。投饵量要随着水温的变化而调整：3月份，投饵量为泥鳅总重的1%～2%;4-6月份，投饵量为泥鳅总重的3%～5%;7-8月份投饵量可增加至泥鳅总重的6%～8%;到9月份，投饵量则逐渐下降至泥鳅总重的3%。当水温高于30℃或低于10℃时，要减少投饵量或不再投饵。水温适宜时，每天分早、中、晚投喂3次，让泥鳅“少量多餐”;水温较低时，每天只分上下午投喂2次。配养鱼在未进入大田前，鱼沟中没有充足的天然饵料供鱼摄食，主要以投喂为主，进入大田后可自由摄食水体中的天然饵料，无需投喂。

1.8.2 控水

在6月底之前，泥鳅和配养鱼的存塘量小，不需要太大的水体空间;如水稻直播田只需要灌2遍“跑马水”，如水稻移栽田，采用薄水插秧，避免草鱼和团头鲂进入田中摄食秧苗，影响水稻产量。半月以后，结合水稻生理需水，加深田中水位，放鱼进入稻田自由摄食田中杂草和捕食水稻害虫。在养殖过程中，如水质过肥，可结合水稻生态需水、生理需水，适时加水或换水，控制水质和水位。

1.8.3 防病

泥鳅养殖病害很少，放苗后用水霉敌杀(20%二烯丙基三硫醚)化水全沟泼洒，浓度为0.16 mg/kg，每月1次，防治水霉病和细菌性病害;7-10月份用强氯精化水全池泼洒，浓度为0.3 mg/kg，每月2次，用以改善水质和防治细菌性疾病。1.8.4日常管理要经常洗刷网箱，清除残饵。及时修补网箱破损和漏洞，适时控制水位，保持网箱水位的稳定。防止大风刮倒网箱，随时做好加固工作，要经常观察泥鳅、配养鱼的活动和摄食情况，及时调整投饵量和防治疾病，并认真做好生产记录和用药记录。

1.9 水稻生产管理

水稻杂草利用草鱼和团头鲂摄食进行生态控制，无需去除;为了泥鳅的安全，水稻追肥要采取少量多次的原则，立秋时追完;水稻除虫、防病结合泥鳅和水稻用水进行，做到泥鳅、水稻两不误。防治稻纵卷叶螟每公顷用20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂150m L对水450 kg均匀喷雾;防治水稻稻飞虱每公顷用1%鱼用阿维菌素750～1 125 mL加水750～1 050kg喷雾，同时对泥鳅和其他鱼类寄生虫也起到防治作用;水稻纹枯病、稻瘟病用50%多菌灵1 125 g/hm2加水750 kg喷雾可有效防治。

2 结果

经过7个多月的生产管理，收获泥鳅41 200kg，泥鳅平均规格13.5 cm/尾(18.5 g/尾)，每箱平均产量41.2 kg，折合10.3 kg/m2 (557尾/m2)，平均成活率达到92.8%。配养鱼总产量2 625 kg，平均单产262.5 kg/hm2。水稻产量65 700 kg, 6 hm2稻田平均单产10 950 kg。按当时市场价计算，泥鳅单价24元/kg，产值为988 800元，配养鱼平均单价8元/kg，产值为21 000元，水稻单价2.6元/kg(作为稻种销售)，产值为170 820元。总收入1 180 620元。苗种投入90 000元，饲料投入237 650元，年折算网箱成本20 00元，年折算工程费用100 000元，水稻生产投入40 500元，人工、水电、药物共计70 000元，塘租51 000元，总支出609 150元。纯利润571 470元。投入产出比为1∶1.94。

3 小结与讨论

3.1 稻田小体积网箱泥鳅养殖优点

网箱采用小体积和正方形，增加了网箱单位面积与外界水体的交换量;管理方便;起捕率高(网箱如无漏洞逃鳅，起捕率可达100%，而池塘泥鳅的起捕率只有85%，常规稻田养殖泥鳅起捕率只有70%);与池塘泥鳅养殖相比，成活率也显著提高，一般池塘养殖成活率为30%～50%，小体积网箱养殖成活率高达90%以上;与常规稻田泥鳅养殖相比，每公顷纯收入增加15 000多元。低洼地改造田块设置网箱养殖泥鳅，不仅可以种植水稻，还可以与小麦等旱作物轮作，形成麦、稻、鱼综合养鱼模式，从而合理利用了资源，为低洼地改造利用开创了新的模式。

3.2 稻田养殖泥鳅难题的解决

在常规泥鳅稻田养殖中，水稻用药、施肥，泥鳅投饵、治病，水体消毒、肥水，水稻和泥鳅的用水等都存在着一些难以解决的矛盾和困难。利用低洼地改造将网箱设置在鱼沟中，有效地解决了以上问题，而且养殖出的商品泥鳅规格整齐、体态丰满、品质优良，与水稻都能达到绿色食品等级，提高了产品价格，增加了经济效益和生态效益。

3.3 苗种投放要点

低洼地区 第6篇

毛坦蜜露桃是由浙江省台州市黄岩区北洋镇毛坦村1987年从浙江省宁波奉化市引进的蜜露桃品种。在毛坦村的示范下, 黄岩西部山区种植蜜露桃普遍, 成为柑桔品种结构调整后发展速度最快的一个树种。全村共有33.5hm2蜜露桃在低洼地实行连片种植, 而“毛坦”蜜露桃品牌经营的种植面积共有167hm2。“毛坦”牌蜜露桃2003年被浙江省农业厅认定为省级无公害农产品, 同年7月获得国家工商总局商标局注册。2005年被认定为国家级无公害农产品。2008年在全国水果普遍卖难的情况下, 毛坦蜜露桃仍然以4~8元/kg的价格就地批发, 产品供不应求, 该村还成为省级农家乐特色村, 开办桃花节, 提高了产品的附加值。毛坦蜜露桃种植带动了周围农民种桃的积极性。据了解黄岩区桃树种植面积666.7hm2, 其中蜜露桃面积占60%, 收入居所有桃树品种之首。

毛坦村地处黄岩长潭水库大坝底部南边, 从立地条件考虑不是桃树种植的优生区。所在地虽然光线充足, 但地势低洼, 常年积水现象严重, 历史以来一直是水稻种植低产田, 并长期列入当地低产田改造计划。自从20世纪80年代初期农村实行生产承包责任制后农民一度大面积连片种植柑桔。由于地势、价格和黄龙病等原因, 柑桔果园全面缩减。于是, 毛坦村在当地农技部门的支持帮助下决定种植蜜露桃, 从种源选择到立地条件的改善进行全面规划, 并逐一落实。

2 蜜露桃种植要求

2.1 筑墩开沟排水

由于地势低洼, 不适合桃树生长。为此, 当地技术部门就要求高标准建园, 种植行株距为4m3m, 667m2种植50~55株。沟宽0.7m, 深0.6~1.0m的斜坡度依次由里向外排水, 这样保证园区长年不积水, 生产用水均为流动活水。

2.2 压顶控制树冠高度

树冠一律控制在2.5m以内, 超高全部压顶, 树冠采用层形拉枝、保短枝去长枝的办法, 使之光合作用能力强, 枝条粗壮。667m2产量控制在3000~3500kg, 株产量控制在60kg左右, 优质果率从50%提高到85%以上。

2.3 实行“七统一”栽培管理

实行统一时间配方施肥、统一时间除虫防病、统一时间喷涂石灰消毒杀菌防冻、统一时间清沟排水, 统一品牌包装销售、统一道路机器作业维修费用、统一技术服务的“七统一”制度。尤其重视配方施肥, 以有机肥为基肥, 从根本上保证毛坦桃的质量。对于流胶病等病虫的防治, 确保统一制度的执行力度, 如流胶严重的植株危及其它植株的, 镇村严格要求在规定的时间内砍伐, 隔年补栽, 使病菌传播得到控制。

3 蜜露桃种植的几点体会

3.1 规模经营与统一管理

没有规模经营就没有产品的竞争优势。没有统一管理, 园区内各户的内外沟渠难成体系规范, 道路、机灌等公共设施难以统一管理维护、栽培管理缺乏科学性, 从而带来生产成本的人为提高, 同时对病虫害的防治和品牌的扩张带来困难。对此, 园区统一规定, 凡是劳动主力不在种植桃树的, 设法进行土地流转, 不愿流转的按标准时间自己雇工作业, 否则果品不能使用“毛坦”品牌流通。有了这些刚性的技术措施和制度约束, 园区的管理就日趋正常, 制度成为农民的自觉行动。

3.2 求知成为农民的自觉行动

毛坦村之所以蜜露桃有高效收入, 一个重要的原因在于农民自觉学习科技知识。他们从开始的几名骨干远赴宁波、上海学习栽培技术, 到现在家家户户都有专业书籍、杂志、资料, 生产上有日志对照, 对湿度变化一听气象预报, 二用温湿度表自行检测调控。凡是附近举办的桃树栽培技术讲座, 农民都自动前往。对一些理论知识还进行实践试验。如对桃树配置授粉树或异花授粉多次试验, 最后推行配置雨花露桃作为自然的异花授粉树

种。对于修剪工具的消毒处理, 农民从排斥变成自己的操作习惯。做到别人的工具原则不用, 自己的工具次次消毒, 这样确保工具无毒操作。

3.3 政府的绿箱政策扶持

低洼地区 第7篇

流域水文模型是当前研究水文规律、进行雨洪分析和流域水资源管理的有效工具[1,2,3], 而流域地形特征 (包括坡度、坡向等等) 是流域水文建模与分析的基础数据。这些地形特征常常从DEM (Digital Elevation Model) 中提取[4,5]。DEM使用有序数值阵列表示地面高程, 在水文模型中的主要功能就是用于提取流域水文特征和充当汇流过程中理想的地表面[3]。由于各种人为的和自然的原因, DEM栅格中普遍存在着许多流向不确定的点, 包括凹点和平地[5,6]。这些点的特征表现为高程值小于或等于所有与它相邻的周围8个栅格的高程值[7]。由D8算法[8], 水流在低洼地中找不到流向, 这就为水系的生成和汇流计算造成障碍。因此, DEM中低洼地的预处理是许多分布式水文模型利用DEM进行洪水汇流计算的前提, 而如何快速有效地处理低洼地则成为数字水文学研究的热点[9]。

低洼地的处理内容主要是修改低洼地区DEM栅格的高程值, 目的是消除低洼地, 使全区水流顺畅, 每个栅格单元都有一个明确的水流方向。需要处理的区域包括洼地和平地两类, 二者特点不同, 常常区别开来处理。

当前洼地的处理思路主要有3种, 分别为光滑处理法、填充法和裂开法[7]。平滑处理法的思路是按一定的坡度为洼地栅格高程重新赋值, 赋值后原有的洼地变成坡地, 并且坡度较为平缓[4,10] (如图1) 。这种方法的优势在于计算简单, 处理效率高。不足之处在于只能处理较浅较小的洼地, 而不适用于较大较深的复杂洼地。更重要的是, 经过平滑处理后的DEM容易丢失原始数据中包含的许多细节地形信息[7,11,12]。填充法则是将洼地内部栅格的高程值修改为集水区边缘最低点的高程水平[4,13] (如图2) 。该方法修改的栅格数量较少, 修改后的DEM较为忠于原始地貌, 但是由于集水区边缘出口不易找出, 使得传统填充法应用于有嵌套或连通情况的复合洼地时效果不理想。裂开法是对填充法的补充, 要求先将洼地分成两类:凹陷型洼地和阻挡型洼地。对凹陷型洼地采用常规的填充法;而对于阻挡型洼地, 则通过降低阻挡物所在处的栅格高程, 使水流冲破封闭洼地[14,15] (如图3) 。这种方法通过消除“阻挡物”, 从而大大减少需要填充的栅格数量, 使修改后的DEM更加接近原始地貌。但是洼地的分类过程复杂, 计算量较大, 占用内存多, 导致计算机执行效率低。

除了洼地, 平地中栅格单元的水流方向也可能是不确定的, 因此也需要做处理, 而处理的主要内容是设置水流方向, 常常通过在平地区域内部设置微小坡度来实现[16]。目前主要有“平行流向模式”和“中心汇聚流向模式”两种处理方式[7]。平行流向模式的思路是将平原区内从入口到出口的最短路径作为水流路径, 其余网格的流向就采用与该水流路径平行的方向[13,16]。这种方法简化了水流流向在平原区变化的多样性, 使计算出的河道呈现简单的直线[7]。中心汇聚流向模式通过抬升平地栅格的高程, 产生2个坡降:一个使水流从入口流向出口, 另一个使水流从平地边缘流向平地中心, 然后两种坡降叠加, 最终的平地高程改变量是这两个高程微增量之和[17]。这种方法避免了随意设置水流路径的弊端, 较好地改善了平直河道的问题[7]。但实现这种方法的算法过于复杂, 实际上用的并不多。

1 新方法提出

鉴于现行方法中存在的各种问题, 本次研究尝试使用一种新的方法“溢水法”和原创的“出口汇聚流向模式”对DEM中的低洼地进行处理, 并经过编程实现。经过处理的DEM中已经不存在流向不确定的点, 可被各类以DEM充当下垫面的分布式水文模型直接使用。

1.1 整体思路与特征点预定义

为了后面叙述方便, 先将一些特征点做一个预定义。所有流向不确定栅格可以分为3种类型:①凹点;②盆地 (第一类平地点) ;③第二类平地点。其中凹点指的是单个的低洼点。盆地又称第一类平地, 它与第二类平地一样, 都是平地区域, 不同的是, 盆地中的水找不到出口, 而第二类平地在平地边缘能找到出口, 二者高程数值特征如图4所示。

本文研究的整体思路是先填平凹点, 由此可将凹点转化为平地, 然后将盆地与第二类平地区别开来, 并将所有盆地转化为第二类平地, 最后在第二类平地中设置微坡度, 将其中的水导出, 如图5所示。

1.2 溢水法填充盆地

每个凹点经过单独填平后, 都能与周围相邻的某些点共同组成一块平地。现在将所有平地区别为盆地和第二类平地, 并将盆地通过填充转变为第二类平地。针对传统填充法中集水区边缘出口不容易找出的问题, 这里将盆地中心栅格高程分多次梯级填高, 而不是一次性抬高到指定高度。每对全区所有盆地抬升一次后, 重新搜寻识别全区的平地, 再次分类为盆地和第二类平地, 又再次对盆地进行抬高处理。如此循环若干次, 直到所有盆地都处理完毕。该方法类似于水在盆地中不断累积直至溢出, 本文将这种方法称为“溢水法”, 如图6所示。

与传统填充法相比, 采用“溢水法”填充盆地, 由于盆地内的“积水”会自动找到盆地边缘出口, 从而避免了对盆地整个集水区的搜索计算, 不需要进行流向分析, 也不需要考虑复合洼地的嵌套关系, 简化了计算过程。盆地经过填充处理后, 全部转变成第二类平地区域。

1.3 为第二类平地设置微坡度

为了避免平行流向模式与中心汇聚流向模式中容易出现的问题。本次研究在流向模式的选取上, 尝试使用不同于前人的“出口汇聚流向模式”。具体方法是搜索以平地出口为中心的正方形区域, 对搜索到的相应的平地栅格高程做一个微小抬升, 例如抬升高度设为0.1。由近及远, 逐渐扩大搜索正方形的范围, 每扩大一圈的同时, 抬升的高程增量都有所增大, 直至该平地内的所有栅格都处理完毕, 然后进入下一个平地的处理。通过不同程度地抬升平地栅格的高程, 使之形成自然坡度, 总体上沿着流程距出口越近的栅格高程越低, 越远的栅格高程越高 (最高不能超过平地外围的栅格高程) , 最终使平地上所有栅格中的水从平地出口流出 (图7) 。这种流向设置也符合天然洼地中水向出口汇流的规律。

1.4 后处理

由于平地区域的形状往往并不规则, 使用这种笼统的垫高方式, 并不能保证经过处理后平地内每一个栅格单元都能找到流向, 而在平地内部衍生出“小平地”也是完全有可能的。如图8 (a) 所示, 原平地区域末梢的两个栅格经过“出口汇聚流向模式”处理后, 按照D8算法, 其流向仍然不确定。对此, 有必要进行一下后处理。这里采用一种“单点拔高”的方法来进行后处理。该方法是搜索衍生出的每一个流向不确定点, 计算其周围8个栅格的高程的最小值Hmin, 令该点的高程等于Hmin+h, 其中h也是一个微小的增量, 比如说0.01, 使得既能够出制造微小坡度, 又不至于改变整体地貌。经过这样简单“拔高”后的点, 就能找到一个确定的流向了, 如图8 (b) 所示。一次拔高有时不能彻底解决问题, 因此需要循环使用单点拔高的方法, 反复搜索和拔高。经过若干次循环以后, 区域内次生的流向不确定点全部处理完毕, 平地流向设置工作就结束了。

上述整套DEM低洼地处理方法采用标准Fortran95语言编程实现, 下面进行实例验证。

2 实例验证

吉林省的温德河地处长白山向松嫩平原的过渡地带, 是第二松花江左岸的一级支流, 流域总面积1 179km2, 河道全长64.5km, 平均坡度0.29%[18]。以温德河流域为例, 采用USGS公开发布的SRTM数字高程资料[19,20], 使用前述的预处理程序进行DEM低洼地处理。经过处理以后的DEM中凹点、第一类平地与第二类平底都已经消除了, 任何一个单元格中的水都能找到确定的流向。采用D8算法即可在其中提取出河网与流域[3,21], 得到如图9所示的流域水系。图10为温德河流域实测河网图, 对比计算生成的水系图与实测河网图, 可以看出二者相似度较高, 干支流趋势大体一致, 说明本次研究提出的DEM预处理方法在消除低洼地的同时, 对流域整体地貌的改动是极小的。因此, 在汇流计算模型中采用这种方法处理DEM, 能够较好地降低由填洼带来的系统误差, 提高模拟精度。

3 结语