基于元胞自动机的溃坝洪水淹没演进计算
自然界中有很多自然灾害，而洪水灾害是对人类影响和危害较为严重的一种。20世纪以来，全球的气候变暖对人类的经济和社会活动造成极大的影响。而溃坝洪水作为洪水灾害的一种主要形式对人类的影响和危害是非常大的。 溃坝洪水就是大坝坍塌从而水体向下游流动而产生的。溃坝洪水一旦发生，会对下游人类产生不可估量的财产和人身安全的影响，特别是对于江河附近的城市而言，堤防溃决后形成的溃堤洪水会造成极大损失，因此采用溃坝洪水演进模拟分析显得尤为重要。溃坝是一种低频率、高风险的灾害，因而大坝的坚固性和稳定性是十分重要的。许多大坝设计或施工存在危险隐患，如果不及时处理，当隐患发展到一定程度后就可能产生溃坝。对大坝进行除险加固、增加溢洪道、埋设监测设备等工程措施可有效预防溃坝的发生。但是在实际生活中，大坝的质量问题是很难完全杜绝的，也还有许多不可抗力因素会对大坝造成影响。工程措施能减少溃坝损失，但也需要非工程措施来进行补充，因而溃坝洪水淹没演进模拟系统的研究就显得很有意义了。通过溃坝洪水淹没演进模拟系统可知道溃坝发生后下游可能被淹的区域，这对人类即时制定防洪预案是有相当大的帮助的。 本文首先分析了元胞自动机的构成和元胞状态的转化规则的设计，元胞自动机模型的优点和在各方面的应用，分析了溃坝洪水演进所需要的数据和堤坝溃决的几种模型，介绍了洪水频率的分析和计算，并重点讨论了整个溃坝洪水淹没演进模拟模型的设计过程和原理。利用Visual Studio2010.NET、ArcEngine作为工具，将元胞自动机模型，洪水频率计算和溃坝模型结合得到溃坝洪水淹没演进计算模型，以可视化的方法展示溃坝洪水演进过程。通过ArcGIS处理前期数据，选择了武汉市蔡甸区作为实验区域，得到了较为理想的实验结果。
溃坝洪水;淹没演进;模拟系统;元胞自动机
华中科技大学
硕士
系统分析与集成
易善桢
2017
中文
TV122.4
53
2018-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）