Применение разработанного инструментария ГИС для анализа гидрологических процессов

УДК 528.91:556

К.Б. Хасенов, Р.И. Гета, И.П. Каретина, С.П. Лебединский, Н.Ш. Хайрудинова ВКГТУ, Усть-Каменогорск, Казахстан

ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОГО ИНСТРУМЕНТАРИЯ ГИС ДЛЯ АНАЛИЗА ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

K.B. Khasenov, R.I. Geta, I.P. Karetina, S.P. Lebedinsky, N.Sh. Khairudinova East-Kazakhstan State Technical University of D. Serikbaev

19 Serikbaev, Ust-Kamenogorsk, 070010, Kazakhstan

APPLICATION OF DEVELOPED GIS-TOOLS FOR ANALYSIS OF GYDROLOGICAL PROCESSES

This article covers the questions concerning creation of actual and practical geographic information system of Malaya Ulba river. It shows the perspectives of using digital terrain models, developed GIS-tools and modern methods of analysis for researching hydrological processes and events on rivers and reservoirs.

Цели программы и основные задачи:

1. Цель программы - разработать гидрологическую ГИС реки Малой Ульбы. Показать перспективность использования цифровых моделей рельефа, разработанного инструментария ГИС и современных методов анализа при изучении гидрологических процессов и явлений на реках и водохранилищах.

Основные задачи программы:

- Разработать методику автоматизированной обработки гидрологических характеристик;

- Разработать принципы систематизации исходной информации;

- Выявить основные закономерности возникновения и развития опасных эколого-геоморфологических процессов;

- Создать единую базу данных на основе исходной информации;

2. Методика выполнения программы:

На первом этапе создается электронные карты водохранилищ:

- Систематизация информации о гидрологических характеристиках данной местности;

- Обработка полученной информации методами математической статистики;

Второй этап включает в себя создание инструментария ГИС, необходимого для комплексной, автоматизированной обработки собранной информации.

3. Ожидаемые результаты:

- Возможность комплексного изучения и рационального использования водных ресурсов Республики Казахстан;

- Возможность вводить, хранить, преобразовывать, а так же выводить по запросу пользователя необходимую информацию в картографическом, графическом, табличном и текстовом видах;

- Возможность моделирования гидрологических процессов и явлений;

- Возможность предупреждения и ликвидации экологических катастроф.

В данной работе детально рассматривается второй этап разработки гидрологической ГИС реки Малой Ульбы, на основе собранной, обработанной и переведенной в векторный вариант информации на район работ, и разработанного программного комплекса на языке программирования MapBasic в настольной геоинформационной системе Maplnfo Professional 7.8.

На примере реки Малой Ульбы в нижнем бьефе Мало-Ульбинского водохранилища в Восточно-Казахстанской области, применяется разработанное приложение (мини-программа) для анализа и формирования баз данных на исследуемый объект. При подключении данного модуля, в меню пользователя добавляется пункт “ГидроТоп”, содержащий следующие подпункты: ”Настройка программы”, “Построение продольного профиля”, “Расстановка створов”, “Построение профилей по створам”, “Определение площадей затопления”. При селектировании которых появляются диалоговые окна, содержащее все необходимые элементы управления для решения поставленной задачи. За основу всех расчетов берутся атрибутивные таблицы с векторными объектами, как только что добавленных, так и полученных. Для ввода данных используется базовая таблица формата XYZ, и необходимые параметры, определенные в ”Настройках программы”.

С использованием разработанного приложения векторная карта наполнена атрибутивной информацией по всем типам объектов: расстояние, площадь, уклон реки (средний, средневзвешенный) и т. д. В результате анализа получена база данных подверженных затоплению объектов, как по площадям, так и по назначениям территорий и видам угодий, и составляется отчет о прохождении максимального превышения над критическим уровнем воды на реке по створам. Определяются параметры затопления местности -максимальные глубина затопления, ширина затопления и скорость течения, время прихода фронта, гребня и хвоста волны прорыва, максимальный расход воды в створе, высота волны (превышение уровня воды над уровнем бытового потока) и максимальная отметка затопления. Полученные данные можно сохранить в файле отчета в формате Microsoft Excel. На основе результатов расчета и параметров реки зона затопления и положение створов наносятся на карту участка местности в векторном формате с атрибутивной базой данных по объекту. Строится продольный профиль реки Малой Ульбы, а также продольные профили створов по течению реки через определенное расстояние с формирование таблиц по каждому профилю.

Имея модель природного объекта можно достаточно быстро провести необходимые измерения и получить интересующие параметры системы, которые являются информационным обеспечением по регулированию и использованию водных ресурсов. При помощи современных ГИС-технологий можно вести мониторинг объектов водного кадастра, оперативно оценить возможные последствия и размер ущерба хозяйствующим субъектам. Своевременно принимать решения по предотвращению природных и

антропологических катастроф, ликвидировать последствия, а так же планировать и обеспечивать использование вновь возводимых и эксплуатируемых гидротехнических сооружений.

© К.Б. Хасенов, Р.И. Гета, И.П. Каретина, С.П. Лебединский, Н.Ш. Хайрудинова, 2008