BDS

系统实现了在线可视化建模,需求方案的可定制,计算成果在线查询分析、动态显示的等功能。

Hydrology
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contributed at 2018-01-02

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Classification(s)

Earth System SubjectEarth Surface SystemHydrosphere

Detailed Description

基本信息

系统简介

河海大学BDS实现了在线可视化建模,需求方案的可定制,计算成果在线查询分析、动态显示的等功能。本系统以专业地理信息系统(具有自主版权)以及模拟流域内水循环的各种专业模型库为核心,在底层源代码级实现了地理信息系统、专业模型库与数据库技术的无缝集成,具有稳定、高效、通用等特点。

功能模块说明

 一、通用功能模块

(一)、流域信息管理功能模块

通用数据库接口功能;水文测站站网管理功能;水利工程信息管理功能污染源信息管理功能 ;社会经济信息管理功能 ;基本信息标准化整编处理功能;引入MapInfo交换数据格式(MIF格式)及其它GIS系统数据格式的数据接口;自定义地理信息数据接口;其它地理信息数据接口;数字高程模型的高程基面管理功能;水文测站基面管理功能;水质监测站站网管理功能;引排水信息管理功能;水资源典型过程管理功能;水雨情信息数据库接口方案生成与管理功能;水质信息数据库接口方案生成与管理功能;地理信息系统地理要素属性数据库接口方案生成与管理功能。

(二)、地理信息系统及可视化构模功能

物理河网概化(节点概化、联系要素概化等);湖泊、圩区二维模型网格剖分的可视化;河道二维模型网格剖分的可视化;湖区、河道数字高程模型的可视化处理功能;数字地面高程模型建立,可视化生成山区水文模型及其拓扑关系功能;雨量站站网动态管理功能,自动生成泰森多边形计算水利分区面平均降雨量、生成流域降雨量等值线功能;整治河道、新开挖河道快速的生成与管理功能;平原区流域下垫面信息栅格化及其分析功能;平原区降雨产流的可视化分配功能(河网多边形生成等功能);水动力模型信息的自动获取功能、模型参数的可视化查询、设置功能;水利工程的调度运用规则的可视化设置功能;废水负荷模型的可视化构模功能;与河网水量模型相匹配的河网水质模型构模功能;湖区二维水质模型构模功能;在平原区流域流域下垫面栅格化功能的基础上,构造非点源污染的河网分配功能;来水组成分析功能;可任意动态组合计算不同水质指标功能。

二、模型模块

(一)、水量模型模块

1、水文模型

利用最新的数字高程技术,自动生成流域水系及其拓扑关系,采用新安江模型等多种降雨产流模型,计算分区的水文过程。

(1) 山区水文模型

支持从DEM创建水文产汇流模型;支持从GIS地图创建水文产汇流模型;支持创建没有地形数据的水文模型;支持山区水库、河道洪水演算;支持水文模型与水文模型、水动力模型耦合。

(2) 平原水文模型

支持从GIS地图创建水文产汇流模型、生成拓扑水系;支持水田、水面、旱地、建设用地4种不同下垫面的产流模型;支持单位线汇流功能;支持集中或沿河网多边形的汇流功能。

DEM生成流域水系及水文产汇流分区图

2、河网一维水动力模型

利用水动力学方法,数值求解圣维南方程组,并在此基础上利用GIS管理河网拓扑关系,根据输入的水文过程(Z(t)或Q(t))作为边界条件,计算河道任意断面的水位、流量过程,是现代流域防洪规划必需的模块之一。

支持从GIS地图的面要素生成湖泊零维水动力模型功能;支持零维水位面积关系输入编辑功能;支持从GIS地图的线要素生成一维水动力要素功能;支持屏幕河道节点的删除、概化的功能;支持河道断面桩号、形状编辑功能;支持河道糙率编辑功能;支持堰闸泵水利工程过流模拟功能;支持水利工程的控制调度功能;支持河道过流能力分析功能。

太湖流域概化河网水系图

太湖水位计算与实测对比图

3、湖泊、行蓄洪区二维模型

利用水动力学方法,通过湖流模型模拟各种风向、风速情况下的湖区风生流流场;计算行、蓄洪区的过流能力以及溃堤、分洪后对流域防洪的影响。

支持从GIS地图的面要素生成湖泊、行蓄洪区二维水动力要素功能;支持网格糙率、涡粘系数、拖曳系数等参数的编辑功能;支持设置风场资料的功能。

4、河网二维模型

利用水动力学数值模拟方法,模拟河网二维流场,能够反映桥墩、码头等水工建筑物对水流流态的影响,为水利工程的规划、施工提供参考依据,为泥沙、水环境计算提供模拟基础。

支持二维计算的露滩处理功能;设置水位、流量收敛标准功能;涨、落潮糙率设置功能;分块的涨、落潮糙率的设置;涡粘系数的设置;支持工程、桥墩位置和糙率设置功能。

长江八卦洲段河网二维流场图

5、管网模型

(二)水质模型模块

能够模拟工业、农业、生活、水产养殖等点、面源的污染物产污过程,同时能够模拟湖泊零维、二维以及河网一、二维的水质变化过程,为水环境影响评价等提供技术依据。

1、废水负荷模型

支持建立流域内由点污染源和面污染源组成的,产生的废污水量、排放位置、空间分布及污染物的排放的产污过程。

2、水质模型

根据湖泊与河道二维水动力计算模型和湖泊与河道二维水质模型,以废水负荷模型计算的产污过程为边界条件,模拟计算BOD/COD/DO/TP/TN/NH3-N和叶绿素等水质指标。

(三)泥沙模型模块

(1)一维悬移质、推移质及床沙交换计算;

(2)二维悬移质、推移质及床沙交换计算;

(3)一二维耦合悬移质、推移质计算及床沙调整。

三、功能模块

1、来水组成

通过来水组成模块,可以定量回答河网地区“水从哪里来的,又到哪里去了”难题。

2、Web计算

提供Web计算功能,慧水系统作为模型服务器为调度提供后台支持。

3、实时预报调度

提供流域河网任意河道断面的水量、水质预报预测。

 

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