--PAGE_BREAK--
1.3
Геоинформационные системы, как средства обработки данных геофизических исследований.
Геоинформационные системы (ГИС) – многофункциональные средства анализа сведенных воедино табличных, текстовых и картографических данных бизнеса, демографической, статистической, земельной, муниципальной, адресной и другой информации. Если говорить о программном обеспечении ГИС, то следует отметить, что большинство программных пакетов обладают схожим набором характеристик, но при этом очень сильно различаются в цене и функциональности. Выбор программного обеспечения зависит от конкретных прикладных задач, решаемых пользователем.
Наибольшее распространение имеют программные продукты gvSIG ArcPad, ArcGIS и ArcView компании ESRI и MapInfo Professional компании MapInfo Corporation.
Используются также другие программные продукты отечественной и зарубежной разработки: ДубльГИС, Geomedia, STAR-APIC, IndorGIS и пр.
gvSIG —инструментарий управления географической информацией с интуитивно понятным интерфейсом, прекрасно работающий как с растровым, так и с векторным форматам. gvSIG развивается от правительственного гранта Испании (транспортное министерство Валенсии) с 2003 года. Первая рабочая версия программы появилась в 2004 году.
Программа поддерживает все необходимые функции ГИС:
— Pабота со слоями, благодаря которой можно отображать лишь необходимые в данный момент объекты;
— Функции масштабирования карты;
— Поддержка сохранения необходимых ракурсов карты;
— Автоматические расчеты расстояния между объектами и площадей областей;
— Размещение активных объектов на карту;
— Создание профессиональных географических карт с необходимыми элементами, которые можно впоследствии печатать.
ArcView разработан Институтом Исследований Систем Окружающей Среды (EnvironmentalSystemsResearchInstitute, ESRI), изготовителем ARC/INFO — ведущего программного обеспечения для географических информационных систем (ГИС). ArcView поставляется с полезными, готовыми к использованию данными. Система мо-жет использовать данные ARC/INFO, включая векторные покрытия, библиотеки карт, гриды, изображения и событийные данные.
ArcView, мощный, легкий в использовании инструмент для обеспечения доступа к географической информации. ArcView дает широкие возможности для отображения, изучения, выполнения запросов и анализа пространственных данных. Версия ArcView 3.2. сфокусирована на общем повышении качества и скорости работы. В ней значитель-но усовершенствована работа с базами данных, добавлена возможность работы с сервером пространственных данных SDE, а также добавлен ряд новых конвертеров.
Помимо непосредственного интерактивного режима построения карт, ArcView представляет средство для выполнения пространственного анализа, геокодирования адресов и отображения их на карте, создания и редактирования географических и табличных данных, создания тематических карт.
1.4
Строение земной коры заданной местности.
Исследования показали, что разделение земной поверхности на материки и океаны не случайно, а зависит от строения земной коры.
Материковая кора устроена иначе и отличается по толщине от океанической. Правда, край материковой коры не совпадает с береговой линией. Если считать материком всю площадь сплошной материковой коры — а с геологической точки зрения это и есть настоящий материк, — то такие материки больше географических. Мелкие моря и заливы, а то и просто прибрежные зоны глубиной до 200 м, а иногда и больше — это части материков, лишь временно залитые морем. Их называют шельфом.
Океаническая кора, наоборот, занимает не все пространство океанов; она расположена лишь там, где глубина моря превышает 4 км. Остальная площадь Земли покрыта корой промежуточного типа. Вся кора занимает около 1% Земли по объёму и около 0,5% по массе.
Материковая кора состоит в основном из трех слоев: осадочного, гранитного и базальтового. Верхний — осадочный — слой состоит из осадков (наносов), образованных на поверхности Земли из продуктов разрушения плотных (кристаллических) горных пород. Эти осадки обычно залегают слоями. В одном и том же месте могут чередоваться слои разнообразного состава, например: глины, пески, известняки, мергеля, песчаники, сланцы, конгломераты и т. д.
Почвенные ресурсы являются одной из самых необходимых предпосылок обеспечения жизни на Земле. На Украине хорошо выражена почвенно-растительная зональность. 2/3 территории страны (лесостепи и степи) заняты черноземами. К северу от черноземного пояса распространены серые лесные и дерново-подзолистые почвы под смешанными лесами, к югу – темно-каштановые и каштановые почвы под сухими степями.
В Лесостепи Украины распространенны разные типы черноземных почв. Кроме этих почв, значительные площади лугово-черноземных и серых лесных почв.
Здесь сложились наилучшие условия для выращивания зерновых культур. Почвенные ресурсы степи Украины довольно однородные и представленные, главным образом, черноземами. Эти почвы имеют наивысшее естественное плодородие.
В Карпатах почвенный покров изменяется как в широтном, так и в вертикальном направлениях. Наиболее пригодными для сельского хозяйства есть Закарпатская низменность и Предкарпатье. В горных районах земледелие развивается лишь в узких долинах речек.
Для Закарпатской низменности характерные, главным образом, дерново-подзолистые и дерново-глееные почвы. Почвы Предкарпатья в основному дерново-среднеподзолистые и поверхностноглееные. В горной зоне преобладают бурые лесные почвы.
Почвенный покров Крыма имеет хорошо выявленную вертикальную зональность.
В предгорной степной зоне распространенны черноземы. Лесостепная зона покрытая дерново-карбонатними почвами. В горной лесной зоне распространенные буроземы, в наиболее низком поясе – коричневые почвы. Основными областями сельского хозяйства есть садоводство, виноградарство, выращивания овощей, табака.
В данном случае рельефу местности соответствуют такие породы почв: известняк, глина, гравий, доломит.
Гли́на — мелкозернистая осадочная горная порода, пылевидная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении.
Глина состоит из одного или нескольких минералов группы каолинита (происходит от названия местности Каолин в Китае), монтмориллонита или других слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные и карбонатные частицы. Как правило породообразующим минералом в глине является каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (АL2О3) и 14 % воды (Н20).
Al2O3 и SiO2 — составляют значительную часть химического состава глинообразующих минералов.
Диаметр частиц глин менее 0,005 мм; породы, состоящие из более крупных частиц, принято классифицировать как лёсс. Гравий — горная порода, рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) твёрдых горных пород.
Гравий состоит из зёрен округлой формы размером 5-70 мм в поперечнике. Гравий может быть горным (овражным), речным и морским.
Известня́к — осадочная горная порода органического, реже хемогенного происхождения, состоящая более чем на 50% из CaCO3 (карбоната кальция) в форме кальцита, а также из доломита (CaMg(CO3)2).
Доломит:
1) породообразующий минерал класса карбонатов, CaMg(CO3)2. Белый, сероватый и др. Твёрдость 3,5 — 4,0; плотность 2,9 — 3,2 г/см3. Осадочный, гидротермальный.
2) Осадочная карбонатная горная порода, целиком или преимущественно состоящая из минерала доломита. Огнеупорный материал и флюс в металлургии, сырьё в химической промышленности, стекольном производстве.
Можно сказать, что нормативная база Украины богата законами и постановками о геодезической, картографической и геофизической деятельности, что говорит о быстром и повсеместном развитии не только геофизических исследований, но и внедрение ГИС- технологий, которые на данный момент быстро развиваются.
Раздел 2. Методы обработки данных геофизических исследований средствами ГИС.
2.1 Метод обработки данных рельефа местности по заданной топографической съемке.
Топографическая съемка– это комплекс топографических работ, выполняемых как на местности, так и камерально (обработка топосъемки в офисе). Результатом топографических работ служат карты и планы.
Топосъемка может быть представленна заказчику на бумаге, в электронном виде или как 3D визуализация. Различают топографические работы для составления планов крупных масштабов (1:100, 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000) и мелких (1:10000, 1:25000 и мельче). Топоплан вычерчивается в соответствии с общепринятыми условными знаками, а топосъемка проводится с учетом правил, которые оговорены инструкцией. Однако, по желанию заказчика, возможны специфические обмерные работы и условные обозначения.
Для начала необходимо по топографической съемке определить масштаб реальных размеров территории. Для этого необходимо поместить карту в AutoCAD через Вставить/ Растровое изображение/ в диалоговом окне Выберите файл изображения выбираем нужное изображение/ Открыть/ в диалоговом окне Изображение устанавливаем параметры Масштаб – 1, Угол вращения – 0, Точки вставки – 0,0/ОК. Теперь для определения масштаба, нужно с помощью кнопки Линейное измерение на панели Измерение определить расстояние между двумя крестиками, как показано на рисунке 1. Расстояние получилось равное 100, то есть масштаб карты 1:100 000 и в 1мм содержится 100 м.
Рис 1. определение масштаба на топографической съемке.
Далее необходимо определить направление на север. Для этого нужно найти стрелку с обозначениями С и Ю или Nи S и развернуть карту так, чтобы стрелка указывала вертикально вверх. Если такой на нет то за север принимается верх карты, за юг низ, восток – правая сторона, запад – левая. В данном случае указатель отсутствует.
Для определения высот используют цифры указанные на изолиния и отмеченные на карте точки с указанной высотой. Изолиния – это непрерывная линия на карте, объединяющая точки с одинаковой высотой. Высота указана только на основных изолиния обозначенных более толстыми линиями. Высота промежуточных изолиний определяется по количеству промежуточных изолиний между основными и высотам ближайших основных. Как правило изолинии указываются с определенным промежутком высот. На данной карте интервал между основными изолиниями – 1 м, между промежуточными 0,5 м, соответственно между двумя основными проходит одна промежуточная изолиния.
Таким образом используя топосьемку мы можем точно воссоздать рельеф заданной местности.
2.2. Способы представления теплодинамических показателей атмосферы (построение розы ветров и графика среднемесячной (среднедневной) температуры).
Роза ветров – диаграмма, представляющая режим ветра в данном месте (обычно по многолетним данным для месяца, сезона или года). Это кружок, от центра которого расходятся лучи по основным румбам (направлениям) горизонта. Внутри кружка цифрами указывается повторяемость штилей, а длины лучей пропорциональны повторяемостям ветров данного направления. Концы лучей обычно, но не всегда соединяют ломаной линией. Можно принять в расчет скорость ветра и умножить повторяемость каждого направления на среднюю скорость ветров этого направления, тогда произведения будут пропорциональны путям, пройденным воздухом при каждом из направлений ветра; их также можно выразить в процентах общей суммы и построить по ним.
Главная задача Розы Ветров — определить, с какой частотой движется воздушный поток («Откуда») с какой стороны горизонта, и выявить «преобладающее направление ветра» (или «Господствующее»).
Данные Розы ветров необходимы многим отраслям хозяйства страны. В Авиации специально располагают Взлётно-посадочную полосу (ВПП) вдоль Господствующего ветра (чтобы меньше было случаев «бокового ветра», при которых взлёт и посадка самолётов затруднены, экологам важно оценивать направление «шлейфа» переноса примесей от загрязняющих промышленных объектов, парковым работникам и лесоводам — для ориентации лесосек и оценки переноса семян и движения лесных пожаров, агрономам — для расчётов траекторий движения сельхозавиации над угодиями с учётом сноса химудобрений, градостроителям — для ориентации основных проспектов по отношению к Господствующему ветру (для южных городов — для улучшения проветривания, для северных — наоборот, уменьшения «продуваемости») и т.д. и т.п. Задач, решаемых с помощью Розы Ветров великое множество. Это говорит о большой пользе для хозяйства страны, приносимой Гидрометслужбой, даже лишь поэтому одному «ветровому» параметру атмосферы, не говоря уж о множестве других метеорологических параметров.
Таким образом, роза ветров — диаграмма, показывающая повторяемость ветров различных направлений для какого-либо пункта. теплодинамические показатели атмосферы являются важнейшими характеристиками погодных условий исследуемой местности.
2.4.Прогноз погоды. Природные явления.
Прогноз погоды — научно обоснованное предположение о будущем состоянии погоды в определённом пункте или регионе на определённый период времени. Составляется (разрабатывается) государственными или коммерческими метеорологическими службами на основе методов метеорологии.
Прежде всего погода зависит от того какой воздух в данный момент располагается над территорией наблюдения. Ниже даются характеристики воздушных масс, в зависимости от места формирования.
Географическая классификация воздушных масс
1. Арктический (антарктический)воздух формируется в высоких широтах, за северным и южным полярным кругами. Это мало запыленная, очень устойчивая прозрачная воздушная масса, с низкими температурами и большой относительной влажностью, создающей туманы и дымки. Может быть морским и континентальным
2. Континентальный — формируется в границах Европы и над Центральной Арктикой, зимой приносит ясную и морозную погоду, летом — резкое похолодание.
3. Полярный или умеренный воздух — формируется в умеренных широтах. Устойчивость его зависит от очага формирован и направления движения, в зависимости от места формирования так же может быть как морским, так и континентальным.
4. Морской воздух – район формирования — северная часть Атлантического океана, между Гренландией, Шпицбергеном и Кольским полуостровом. Сильно увлажняясь над океаном, морской воздух приносит зимой в Европу холодную и пасмурную погоду со снегом, а летом похолодание с ливнями.
5. Тропический воздух образуется в субтропиках, в т.н. зоне субтропических антициклонов, сильно прогревается в очагах формирования. Для морского тропического воздуха характерна большая абсолютная влажность и неустойчивость, для континентального — большой неустойчивость и жара.
6. Экваториальный воздух рождается в экваториальной зоне, характерен резко выраженными свойствами тропического воздуха.
Раздел 3. Обработка данных геофизических исследований средствами ГИС
3.1 Моделирование 3D рельефа местности по заданной топографической съемке.
Рельеф местности по заданной топографической съёмке моделируется в редакторе векторной и растровой графики AutoCAD 2008.
В первую очередь необходимо очертить все существующие на карте горизонтали. Для этого будем использовать Polyline (Полилиния) на панели Рисование в режиме Arc. Нажав на пиктограмму Полилиния выбираем первую точку, потом в строке состояний прописываем на английском Arc, по окончанию очерчивания замыкаем линию, прописав Close. Линии должны быть обязательно замкнутыми. Постройки и здания, обозначенные на топоплане, разрешается игнорировать
Рисунок 3.1- изображения после применения Polyline
Далее необходимо поднять имеющиеся очерченные горизонтали на высоты, указанные непосредственно на них. Для этого следует воспользоваться командой Move
С помощью команды Loft можно создавать новые тела или поверхности, задавая ряд поперечных сечений. Поперечные сечения определяют профиль (форму) результирующего тела или поверхности. Использовав команду Loft, из полученных поднятых линий можно получить готовый цельный рельеф. Формальный путь использования команды Loft: выбрать на панели команду->Enter->выбрать необходимое количество объектов, которые необходимо «отлофтить»->Enter-> в появившееся окне снова нажать->Enter. Далее, чтобы отлофченные части изображения не были как отдельные куски карты, их нужно объединить командой Union.
В ходе работы была создана 3d модель рельефа заданной местности в среде AutoCAD.На этапе выполнения были произведены следующие действия: обрисовка изолиний поверх заданной топосъемки; перемещение изолиний на соответствующие им высоты; применение команды лофт к этим линиям; объединение полученных фигур в одну общую фигуру.
Рисунок 3.2- Трехмерное изображенте
3.2 Построение схемы геологической структуры суши и акваторий в 3
D модели рельефа заданной местности.
Прежде, чем приступить к выполнению геологического разреза в среде AutoCAD, необходимо выбрать 5 точек для бурения скважин (с 0 по 4 включительно). Бурение скважин проводится для тщательного изучение пород, которые залегают в данной мести так как предполагается строительство сооружений. Необходимо определить с какой глубины находятся почвы отвечающие технологическим условиям проекта. Необходимо удостоверится, что строение сооружений вблизи реки будет надежным и безопасным. Поэтому, бурение будет проводится для определения диапазона грунтовых вод и наличии пустот для возможности ведения строительства на глубину 200м.
Рисунок 3.3 – Выбор 5 точек бурения на топоплане
Затем, в редакторе AutoCAD необходимо воспользоваться примитивом Line, который находится на панели инструментов. Расположив скважины на расстоянии, следует обозначить высотные характеристики каждого слоя почвы. Далее, соответствуя выбранным типам почв, следует залить каждый слой штриховкой Hetch. Полученный вид геологического разреза показан на рисунке 3.4
Рисунок 3.4 — Геологический разрез местности
Рисунок 3.5 – Таблица описания пород
Таким образом, в данном разделе был выполнен геологический разрез, то есть сечение земной коры вертикальной плоскостью с изображением геологических пород. Данная
местность подходит для строительства проекта, а именно гидроэлектростанции.
3.3. Создание розы ветров заданной местности, разработка и анализ графика среднемесячной (среднедневной) температуры для заданной местности.
Что бы построить розу ветров заданной местности мы воспользуемся программным продуктом MicrosoftOfficeExcel.. Для расчета розы ветров, после того как введены данные, необходимо по направлению ветра вычислить румбы горизонта: север, восток, юг, запад, северо-восток, юго-восток, юго-запад и северо-запад. Для этого будем использовать функцию «ЕСЛИ» через главное меню Формулы/ Вставить функцию/ в поле Категория выбираем Полный алфавитный перечень/ и найдя нужную функцию нажимаем ОК. В открывшемся диалоговом окне Аргументы функции заполняем нужные поля. Здесь, также, будем использовать еще функции И и ИЛИ, вызывая их аналогично функции ЕСЛИ.
День
срок
уровень
темп.воды
темп.воздуха
напр.ветра
ск.ветра
направление
1
3
494
25.6
20.5
90
3
Запад
9
496
25.5
24.6
315
4
Северо-Восток
15
495
26.3
26.4
290
4
Восток
21
493
25.8
24.3
225
3
Юго-Восток
2
3
492
25.6
23.5
200
3
Юг
9
494
25.7
25.1
290
1
Восток
15
493
26.3
26.5
290
6
Восток
21
493
25.7
25.0
270
3
Восток
3
3
492
25.7
21.4
90
4
Запад
9
492
25.7
25.4
Север
15
493
26.6
27.3
290
5
Восток
21
492
26.6
25.6
Север
Рисунок 3.6- исходные данные для Розы ветров
Затем были рассчитаны количества измерений направлений ветра относящихся к каждому румбу.
Рисунок 3.7- Измерения
С помощью мастера диаграмм, на основе данных, изображенных на рисунке 3.7, была построена роза ветров.
Рисунок 3.8- Роза ветров
Для построения графика среднемесячной температуры, после введения всех данных, которые представлены в Приложении A, нам нужно рассчитать по каждому дню среднее значение. Для этого используем функцию СРЗНАЧ, выделив соответствующие значения температуры воды и температуры воздуха. Далее с помощью мастера диаграмм/ График строим график на отдельном листе.
Рисунок 3.9 – График среднемесячной температуры и воздух
По данным измерений направления ветра заданной местности была построена роза ветров. Полученный график позволяет сделать вывод о том, что на данной местности преобладали ветра, дующие в западном направлении, сменяясь менее частыми – восточными. Исходя из графика среднемесячной температуры, температура воздуха, которая составляла от+24 увеличивалась к концу месяца до+27, а соответственно температура воды незначительно изменялась от+26 до+27, что характерно для 6 месяца года – июня.
продолжение
--PAGE_BREAK--
3.4
Оценка инженерной обстановке при наводнении.
Наводнение – это значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере, водохранилище, вызываемое различными причинами, которое наносит большой материальный ущерб и приводит к человеческим жертвам.
Основными причинами наводнений являются: весеннее снеготаяние (половодье); выпадение ливневых или дождевых осадков (паводки); ветровой нагон воды; заторы льда на реках; прорыв плотин и ограждающих дамб; завалы рек при землетрясениях, горных обвалах или селевых потоках и т.п.
Задача 1. Объем водохранилища , ширина прорана , глубина воды перед плотиной (глубина прорана) , средняя скорость движения волны прорыва (попуска) . Определить параметры волны прорыва (пропуска) на расстоянии от плотины до объекта экономики при ее разрушении.
1. Время прохода волны прорыва (пропуска) на заданное расстояние до объекта R=125км:
2. Высота волны прорыва (пропуска):
Коэффициент m=0,05 при R=125км
3. Время опорожнения водохранилища:
4. Продолжительность прохождения волны прорыва:
Коэффициент
Ответ: параметры волны прорыва (пропуска)
Высота волны прорыва (пропуска) h
=10м;
Время подхода волны прорыва (пропуска)
Время опорожнения водохранилища Т=0,48(ч)
Продолжительность прохождения волны прорыва t
=2,4(ч)
Задача 2. В результате весеннего половодья произошел подъем воды в реке Сура, через которую наведен металлический мост. Близь реки расположен пос. Шепелевка, и недалеко от него имеется водохранилище с плотиной. После переполнения водохранилища и прорыва плотины через проран в ней с параметром в безразмерном виде началось резкое увеличение уровня воды в р. Суре и гидропоток устремился к пос. Шепелевка. Известны высота уровня воды в верхнем бъефе плотины, удаление створа от плотины , гидравлический уклон водной поверхности воды , а также высота месторасположения объекта , максимальная высота затопления участка местности (поселка) по створу объекта и высота прямоугольника, эквивалентному по площади смоченному периметру в створе объекта, . Объект экономики: здания – каркасные панельные; склады кирпичные; оборудование - сети КЭС: кабель подземный. В поселке 18 шт 1 этажных кирпичных домов, их подвалы земляные. В каждом доме проведены трубы газоснабжения. В поселке проходит дорога с гравийным покрытием без мостов. Определяем параметры волны порыва – высоту скорость и степень возможных разрушений на объекте и в посёлке.
Высота волны порыва:
Для, , находим , тогда
Скорость волны порыва:
Для, , находим , тогда
Время прихода гребня и фронта волны порыва.
Определяем, что при , , будет
Время (продолжительность) затопления территории объекта:
Коэффициент находим и отношении . Следовательно, при таких значениях коэффициент найдём методом интерполяции:
Тогда
Возможные разрушения волны прорыва находятся при и
Ответ: параметры волны прорыва (пропуска):
Степени возможных разрушений:
а) На объекте: здания получат средние затопления. Склады – сильное разрушение.
б) В поселке: дома, мост, дорога – сильное разрушение.
3.5
Рассмотрение и расчет геофизических показателей заданного водного объекта.
Прогнозные расчеты позволяют управлять поведением гидрогеологической системы бассейна под воздействием ожидаемых возбуждений для трех возможных крайних климатических случаев: если год будет засушливым, или дождливым, или будет соответствовать среднемноголетним условиям. Это позволяет путем многовариантных итераций определять время и объем подачи дополнительных вод в бассейн для каждого из трех указанных вероятных случаев.
Далее будут приведены параметры, необходимые для расчетов в таблице.
Исходные данные представлены в Таблице № 1. Все расчеты будут проводиться для года сильной водности (согласно варианту).
Таблица 1-Исходные данные
Таблица 2- расчет данных
Далее рассчитываем объем озера в каждом квартале
Объем озера = (осадки+грунтовые воды + поверхностный сток) – (испарение + забор воды):
Средний объем озера:
В зависимости глубины озера от его объема находим, что при объеме озера приблизительно 4 куб.ед., шкала показывает глубину равную 13 см. Отсюда составляем пропорции:
1) 3,8ед.куб – 13 см
4ед.куб – х см
Х= (13*04)/3,8=13,7(см)
2) 4ед.куб– 13см
3ед.куб- х см
Х= (13*3)/4=9,8 (см)
3) 3ед.куб- 13см
3,6ед.куб- х см
Х= (13*3,6)/3= 15,6 (см)
Таким образом, объем озера в первом квартале был 3800 м3, а во втором он же составил 4000 м3. Отметка водомерной рейке на стационарном гидрологическом посту при этом оказалась на уровне 13,7 см, что по критерию оценки объема озера составляет величину близкую к оптимальному объему озера для потребления. Это означает, что необходимо потреблять воду в полном объеме. Объем воды заданного между вторым и третьим кварталами составил 3000 м3. Уровень водомерной рейке в то же время принял значение 9,8 см. Данный показатель уровня воды отмечает, что это минимальный объем. Необходимо сократить подачи воды на технические и коммунальные нужды. Если есть возможность, то водообеспечивать город из других источников. В четвертом квартале объем составил 3600 м3, такое изменение объема объясняется обильными осадками, а вследствие, большим количеством грунтовых вод и поверхностных стоков. Отметка на рейке зафиксировала уровень воды, который составил 15,6 см, что является оптимальным объемом. Данное обстоятельство подразумевает под собой, необходимость безостановочно обеспечивать город водой на технические и коммунальные нужды. В целом, в течение года объем воды в озера был стабильный.
3.6 Русловые процессы – расчет по заданной местности.
Согласно заданию с использованием топографической съемки заданной местности делаем расчет по состоянию русла реки при данных условиях. Для этого при моделировании руслового процесса необходимо учитывать следующие его характеризующие физические величины: жидкий расход; твердый расход; ширина потока; средняя по сечению глубины пока; средний диаметр износа; гидравлическая крупность певерхостный уклон; динамическая скорость; начальная скорость влечений насосов средняя скорость потока и средняя расходная концентрация насосов.
i=(22,33-20,18)/30=0.028 поверхностный уклон
h= (22,33+20,18)/2=79,2 средние по сечению глубины потока
C=1/3 неизвестная безразмерная постоянная
g=9,8 ускорение силы тяжести
D= 0.10 средний диаметр наноса
f=0.75 параметр, который берем произвольно из таблицы
a=1.65
A= 0.2
X=0.5
V=1.2 кинетический коэффициент вязкости
В стационарном процессе, когда нет ни размывов, ни отложений и поток транспортирует постоянное по длине и по времени количество наносов соответствующее его гидравлическим характеристикам твердый расход, определяется равенством:
Следующим этапом для расчета частицы мы используем формулу пропорциональную квадрату гидравлической крупности, где а - плотность наносов.f – поправочный коэффициент для мелких фракций:
По заданному условию нам дана формула средней скорости потока и средней расходной концентрации наносов:
Для того чтобы найти динамическую скорость, мы рассчитываем по формуле:
Начальную скорость влечений наносов можно рассчитать по формуле:
Таким образом, в данном подразделе были выведены значения основных физических характеристик для моделирования русловых процессов. Следует отметить, что они имеют большое значение, потому как данные процессы зависят от эрозионных процессов или русловых деформаций, связанных с русловой подвижностью.Русловый процесс играет не мало важную роль при проектировании и эксплуатации речных гидротехнических сооружений и мостов.
3.7 Создание связей между основной моделью рельефа местности и теплодинамическими показателями атмосферы.
Гиперссылка — это свойство графического объекта ссылаться на другой рисунок, документ, электронную таблицу и любой другой файл, а также адрес страницы сети Интернет (URL), адрес электронной почты или вид текущего рисунка.
Создание связей создается для удобности просмотра графика температур и графика розы ветров. Мы создаем связь с 3D рельефом местности. Для этого необходимо начертить две любые фигуры из панели Modeling, затем Insert/Hyperlink, он предложит выбрать объект. Выбираем один из ранее нарисованных фигур, появляется диалоговое окно в котором указываем путь, где находится объект. Чтобы вызвать график нужно, зажав CTRL, нажать на соответствующую фигуру.
Таким образом в данном разделе был построен геологический разрез с легендой, роза ветров и графики среднемесячной температуры и воздуха, произведены расчеты по русловым процессам, а также созданы связи между основной моделью рельефа местности и теплодинамическими показателями атмосферы.
Заключение
В ходе данного курсового проекта были достигнуты основные цели данной работы, которыми являются моделирование 3D рельефа местности по заданной топографической съемке; создание розы ветров заданной местности; построение схемы геологической структуры суши и акваторий; расчет русловых процессов; расчет погодных условий; автоматизированное создание легенды модели рельефа местности и легенды схемы геологической структуры суши и акваторий; рассмотрение и расчет геофизических показателей водного объект; создание связей между основной моделью рельефа местности и теплодинамическими показателями атиосферы.
продолжение
--PAGE_BREAK--