2Ol2 Vo1．7 No．3 孙君等：基~'ArcGIS的洪水淹没分析与三维模拟 20l2 第7卷第3期 基于ArcGIS的洪水淹没分析与三维模拟 孙 君，奚赛英，尤迪，郑付涛 (常州市规划设计院，江苏常州213003) 摘 要：洪水淹没范围的确定是洪灾损失评估和防洪决策的核心环节。基于TIN数据，运用ArcMap，采用“无源淹没 分析”方法对区域天然防洪能力进行划分，实现了在给定水位条件下，对洪水淹没范围提取与统计计算，建立了洪水 水位高程和淹没面积关系公式，并用于洪水淹没快速预测；运用ArcScene，对水位抬升的“无源渐进淹没”情况进行 了三维模拟。 关键词：洪水；GIS；无源淹没；淹没范围；三维模拟 中图分类号：TP311．5 文献标识码：A 文章编号：1007—1903(2012)03—0031—03 0引言 我国是一个洪水灾害频发的国家，大约2／3的国土面 积有着不同类型和不同危害程度的洪水灾害 ]。因此，快 速、准确地模拟预测洪水淹没范围及面积，对防洪减灾 具有重要意义。 防洪减灾工作自20世纪90年代以来，在水动力．水 文模型基础上，利用ArcGIS强有力的空间分析和可视化 功能，模拟显示洪水淹没区，进行非工程措施防洪减灾， 是研究热点。 结合相关学术文献，发现ArcGIS在洪水淹没分析方 面多有应用 。但需要编制复杂程序或应用复杂算法， 往往过于繁琐。 本文提供了无需编程就可以简单迅速地计算出洪水 淹没面积的方法。以ArcGIS为基本处理方法，以TIN数 据为基础数据，运用ArcMap自身功能，对区域天然防洪 能力进行划分，求得低于一定高程的洪水淹没范围，实 现了洪水淹没面积的计算，进而建立洪水水位与淹没面 积间的关系公式，并运用公式进行淹没面积快速预测。 运用ArcScenen软件，简便建立了地形和洪水模型，并对 洪水渐进情况下的淹没情况进行了三维模拟。 1 洪水淹没范围分析 1．1确定洪水淹没分析方法 洪水淹没是一个动态而至平衡的过程。确定洪水最 终淹没范围，有2种概化模型：(1)基于水位的洪水淹没 范围计算：给定某一洪水水位H，由此推算出洪水的淹没 范围。该模型相对简便。(2)基于水量的洪水淹没范围计 算：即在给定某一洪水水量Q的条件下，计算相应的洪水 淹没范围。在应对非调度洪水灾情分析时，往往需要利 用获取的淹没区洪水水位或水量 J。因洪水水位数据的 获取较为容易，故采用基于水位的淹没分析。 基于水位的淹没分析，分两种情形：(1)无源淹没：凡 是高程值低于给定水位的点均为淹没区，相当于整个地 区大面积均匀降水，所有低洼处都可能积水成灾；(2)有 源淹没：考虑“流通”淹没的情况，即洪水只淹没它能流 到的地方，相当于高发洪水流域泛滥，例如洪水决堤，或 局部暴雨引起的暴涨水向四周扩散 】。对于洪水源头不 易确定、地势相对平坦地区，无源淹没模型较为贴切。 依据上述分析方法适用范围和本文研究对象的特 点，采用基于水位的洪水淹没范围计算中的无源淹没模 型进行分析计算与三维模拟。 1．2划分区域天然防洪能力 防洪能力涉及因素较多，如地形地貌、地面高程、河 道畅通性能、防洪排涝设施建设情况等。这里以某城市 建成区为研究对象，根据地区防洪除涝水位控制标准， 只考虑利用地面高程评价防洪适宜性，对其天然防洪 能力作定性划分。研究区域内高程．9．1m~107．6m，利用 作者简介：孙君(1983一)，男，江苏扬州人，硕士，从事岩土工程与地理信息系统相关研究，email：sunjun—czpad@163．com 





2O12 Vo1．7 No．3 贺瑾瑞等：密云司马台一雾灵山沟域经济区泥石流分布及防治措施 2012 第7卷第3期 要手段。 生物治理投资较少、经济效益高，是当前防治地质灾 害的重要手段，应予以推广，在生物治理难以见效的地方 辐以适当的工程措施，能更有效地对地质灾害进行防治。 参考文献 [1】杜涛．北京地质灾害概况[J】北京地质，2000，(04)：21~23． [2]康志成，李焯芬，马蔼乃等．中国泥石流研究[M】．北京：科 学出版社，2004：3~25． [3]周必凡，李德基，罗德富等．泥石流防治指南[M]．北京：科 学出版社，1991：2～4． [4]张春山．北京北山地区泥石流灾害危险性评价[J]，北京 地质，1996，(2)1l～20． [5]李巧刚．密云西北部山区泥石流危险性评价[D]，中国地 质大学，2010，10~20． [6]李金海，余新晓，谢元宝等．北京山洪泥石流[M]．北京：中 国林业出版社，2007，22~29． [7]韦京莲等．北京山区泥石流降雨特征分析及降雨预报初 探[J]，中国地质灾害与防治学报，2004(5)． [8]刘涛．密云县泥石流危险度评价及防治措施体系研究 [D]．北京林业大学．2009：75~80． The Debris Flow Distribution and Prevention Measures for Simatai-Wulinshan Valley-Gully Economic Domain in Miyun District of Beijing HE Jinrui，CHEN Guohu，ZHANG Yichao (GeologicalInstitute ofBeijing，Beijing100120) Abstract：／n recentyears,”Valley-GullyDomain Economy”is the new developmentmode for the mountainous area in Beijing．Miyun is aplace ofpicturesque and beautiful scenery thathas the good tourism conditions．The authors survey geologicaldisasters ofDebrisHowin the Simatai-Wulingshan Valley-gullyEconomicDomain，analyze thegeology,topog- raphyandrains andSO on,summarize the developmentanddistribution characteristics ofthe debris How,andputforward the correspondingprevention and controlmeasures,which canprovide the scientific basis for Valley-gullyDomain Eco— nomicplanningandconstruction． Keywords：DebrisHow；Developmentanddistribution；Prevention andcontrolmeasures (上接第33页) Analysis and 3D Simulation of Flood Inundation Based on ArcGIS System SUN Jun，X I Saiying，YOU Di，ZHENG Futao (Changzhou CityPlanningandDesignInstitute,Changzhou,Jiangsu213003) Abstract：Determining flood inundation area iS core of flood damage assessment and flood contro1 decision． Using ArcMap tool，natural flood prevention capacity of the analysis region is classified by non-source flood analysis method based on TIN data．The flood inundation area iS extracted and statistical calculated with given water level condition，and the relation formula of flood level elevation and inundation area iS also established． which iS applied to flood inundation rapid prediction．3D simulation of non．source flood progressive inundation considering raising flood level is provided． Keywords：Flood；GIS；Non-source Flood；Flood Inundation Area；3D Simulation