水动力数学模型的航道水流模拟系统

第４５卷第３期２０１２年６月武汉大学学报（工学版）

ＥｎｉｎｅｅｒｉｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔ　　　ｇｇｙ　

Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．３

Ｊｕｎｅ２０１２　

（）文章编号：１６７１８８４４２０１２０３０３２５０４－－－

基于ＧＩＳ技术与水动力数学模型的航道水流模拟系统

陈迪，李义天，孙昭华

（）武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉　４３００７２

摘要：简述了电子航道图水流实时模拟系统的基本需求和国内外水流数学模型与Ｇ综合ＩＳ技术结合的研究现状，

河流模拟、提出开发基于Ｇ介绍ＧＩＳ及软件开发相关技术，ＩＳ与水动力数学模型的航道水流模拟系统的一种方法，了系统预期能够实现的功能以及系统总体结构和设计思路．给出了系统实现中关键技术的处理方法，包括数据采水深的表达；地图浏览以及航道水流条件交互式查询．实现了在电集与管理；Ｃ＃与Ｆｏｒｔｒａｎ混合编程；ＡＥ中流场、子航道图基础上的水流实时模拟、航道水流条件在Ｇ为内河ＩＳ平台上叠加显示以及信息交互式查询等各项功能，智能航道建设提供了参考．

；关键词：水流数学模型；系统集成ＧＩＳ

中图分类号：ＴＶ１３１．４　　　文献标志码：Ａ　

ＣｈａｎｎｅｌｆｌｏｗｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＧＩＳｔｅｃｈｎｏｌｏａｎｄ　　　　　　　ｙｇｙ　

ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｈｄｒｏｄｎａｍｉｃｓ　　　ｙｙ

，，ＣＨＥＮＤｉＬＩＹｉｔｉａｎＳＵＮＺｈａｏｈｕａ　　　

（，Ｗｕ，Ｗｕ）ＳｔａｔｅＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｄｒｏｏｗｅｒＥｎｉｎｅｅｒｉｎＳｃｉｅｎｃｅｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ　　　　　　　　ｙｙｙｐｇｇｙ　　　

：ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｂｒｉｅｆｌｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｄｅｍａｎｄｏｆＥＮＣ＇ｓｒｅａｌｔｉｍｅｆｌｏｗｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅａｅｒ　　　　　　　　－　　　　－ｙｙｐｐ　ｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｆｌｏｗａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＧＩＳｔｅｃｈｎｏｌｏａｒｅａｌｓｏ　　　　　　　　　　　　　　　ｇｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＡｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｏｎＧＩＳｂａｓｅｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｏｆｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｆｌｏｗｓｓｔｅｍｉｓｒｏ　　　　－　　　　　　　　－ｇｙｐ　

，ｏｓｅｄ．Ｔｈｅｓｓｔｅｍ＇ｓｆｕｎｃｔｉｏｎｓｅｘｅｃｔｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｓｓｔｅｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄ　　　　　　　　　　　　　ｐｙｐｙ，ｄｅｓｉｎｉｄｅａ．Ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｓｏｍｅｋｅｔｅｃｈｎｏｌｏｉｅｓａｒｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｉｎｃｌｕｄｉｎｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄ　　　　　　　　　　　ｇｙｇｇ　　

，，ｍａｎａｅｍｅｎｔＣ＃ａｎｄＦｏｒｔｒａｎｍｉｘｅｄｒｏｒａｍｍｉｎｔｈｅｄｉｓｌａｏｆｖｅｌｏｃｉｔｆｉｅｌｄａｎｄｗａｔｅｒｄｅｔｈｉｎＡＥ，　　　　　　　　　　ｇｐｇｇｐｙｙｐ　　，ｍａｖｉｅｗａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｕｅｒｏｆｃｈａｎｎｅｌｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｓｓｔｅｍａｃｈｉｅｖｅｓｓｅｖｅｒａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓ　　　　　　　　　　　ｐｑｙｙ　　ｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｆｌｏｗａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｕｅｒ．Ｔｈｉｓａｅｒｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉ　－　　　　　　　　　　　　　　－ｙｐｑｐｐｗａｔｅｒｗａｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．ｅｎｔ　ｙｇ　：）；ｍＫｅｗｏｒｄｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｓｔｅｍ（ＧＩＳａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｆｌｏｗ；ｓｓｔｅｍｉｎｔｅｒａｔｉｏｎｅｏｒａｈｉｃ　　　　　　ｙｙｇｇｇｐｙ　船舶航行主要依靠航道部门定期　　通航河流中，

但预报时间发布的航道维护水深等信息作为指导，

间隔较长，一定程度上限制了航道资源的充分利用．为此，长江航道部门正努力筹建完整的覆盖全河段的航道水深实时测报系统，在此基础上，如果对部分重点浅滩河段建立水流数学模型，充分利用实测水文、地形资料，在电子航道图上为船舶通航提供航道

内水流实时信息，以便适时调整船舶航速航向，将能显著提高航道通航效率．

近年来，前后处理功能强大的数学模型层出不穷．国外一些知名度较大的有荷兰的Ｄ丹麦ｅｌｆｔ３Ｄ、的Ｍ美国的Ｓ这些商业软件在与ＩＫＥ系列、ＭＳ等．

普遍提供与ＧＩＳ结合时基于ＡｒｃＧＩＳ进行集成，用ＡｒｃＧＩＳ的输入输出接口以实现数据交换和共享，

收稿日期：２０１１１１２２－－

，：作者简介：陈迪（男，硕士研究生，主要从事港口河岸及近海工程研究，１９８８Ｅ－ｍａｉｌｃｈｅｎｄｉｈｈｕｍａｉｌ．ｃｏｍ．－）＠Ｑｇ，：通讯作者：李义天（男，博士，教授，主要从事水力学及河流动力学研究，１９５７Ｅ－ｍａｉｌｔｌｉｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．－）＠ｗｙ

）基金项目：国家９编号：７３计划项目（２０１０ＣＢ４２９００２．