基于现代技术的河道浅滩演变研究

【摘要】： 河道浅滩演变研究是河流动力学的重要组成部分，是水利学科的基础性课题，也是进行水利、水运工程规划、设计、管理和工程可行性研究的基础工作。作者结合工程实例，以现代科学技术手段研究河道浅滩演变，主要内容如下： 第一部分以RS技术为手段，建立闽江竹岐至侯官河段遥感信息与水深之间的数学模型。研究表明，用最低通航设计水位时的水域边界裁取研究水域，可消除边界点因水陆信息混合产生的误差，提高遥感水深精度。 第二部分对人工神经网络理论进行了简要概括，对BP网络的原理进行了分析。在分析影响河道浅滩演变因素的基础上，提出了基于BP神经网络的河道浅滩演变预测模型，分析并确定了模型的输入、输出因子，提出各因子的获取方法以及训练样本选取方法，并对BP网络设计进行了探讨。以闽江竹岐至侯官河段为实例，计算结果表明，模型预测结果与实际值吻合良好。这为河道浅滩演变预测研究提供了一种新方法。 第三部分对GIS与平面二维泥沙数学模型集成意义、问题和方法进行了分析。在此基础上，建立了基于GIS的泥沙数学模型，设计了两种模式数据交换的接口程序，探讨了泥沙模型计算域空间离散问题。最后成功地对闽江竹岐至侯官河段进行了整治工程效果预测，所得结果被航道部门采用。 在第四部分的研究中，以VB和GIS为开发工具，针对闽江竹岐至侯官河段研究中的二种模型，集成开发了浅滩演变分析的模拟与预测系统，设计了系统的总体结构，探讨了系统功能和系统关键技术的实现。 本文各章不仅进行了理论研究，同时还结合交通部人材基金项目和闽江水口坝下航道整治项目和闽江航道信息管理系统项目进行了应用研究。本文的研究是对水利学科中浅滩演变预测研究的一次新探索，且具有很好的应用前景。