侯 越,马玉霞
(1.河北省大清河河务管理处,河北 保定 071051;2.保定市水利水电勘测设计院,河北 保定 071000)
谷歌地球(Google Earth,GE)是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件,它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。软件分为免费版和专业版两种,用户可通过下载到自己电脑上的客户端软件,免费浏览全球各地高清晰度卫星图片。其地貌影像的有效分辨率至少为100m(通常为30m),但其针对著名的风景区、建筑物群等给予了重点“照顾”,提供分辨率为1m和0.5m的高精度影像,视角高度为50m和350m,而白洋淀恰好处于此“照顾”区内,且于2011.10与2012.10做了两次高清更新,为“7·21”洪水入淀后分析其水势提供了有力的图像数据支持。
对于使用免费版的客户,其与专业版的差别主要在于测量不规则区域的周长、面积,兼容GPS、GIS等地理数据的导入,google SketchUp的建模设计,以及高质量的打印、抓图。下面简单介绍如何注册:
第一步:下载谷歌地球7.0官方正式版并安装。第二步:打开谷歌地球后点击工具栏中的Ruler按钮,继续点击Pro按钮并点击“立即升级”,这时将弹出网页点击网页右侧的Buy Google Earth pro后,点击Try for free,当填好相应的信息后,就会拥有免费7d试用的主页版KEY,当然也可以付费成为专业版拥有者。
“7·21”洪水到来之前,已从北支入淀口留通桥束窄段开始至圈头、端村、府河入淀口、光淀张庄、王家寨、大张庄、新码头、东关码头、邵庄子、郭里口等15处设立了水尺,采集了GPS坐标,如表1。
把GPS点数据使用添加地标功能键到软件中,为以后分析做好准备,洪水入淀后开始记录水位数据,并把当时3次沿水流逆向而上的沿途记录的关键点1~7号GPS点数据录入以分析备用,如表2。
表1 GPS点数据汇总
表2 GPS点数据汇总
通过以上采集录入的数据,绘制洪水水势走向图,点击“添加路径”功能键,输入名称;点击“样式/颜色”选择颜色为红色,宽度按照洪水的流量1∶10的比例输入,比如当时入淀时留通桥的流量为200m3/s,则在此输入20,以此类推,就能把洪水的根系发散型状表现出来,所以水流变化的关键点数据录入不能马虎。通过数据对比和现场照片分析,绘制出了水势走向的示意图。
“7·21”洪水由白沟引河入淀后,到达留通大桥。由于留通大桥地处天然河道束窄段,下游河床中间的沙丘及大量树木和围埝造成洪水不能迅速下泄,以致留通桥的水位发生返涨0.1~0.2m。分析原因主要是1、2号点的围埝造成,经过水流冲刷和人工开口才得以下降,但束窄段上下游水位变化不大,基本下游比上游水位高0.03m。当水流到达3号点后流向水位尺6、水位尺4后,由于旅游景点和围埝的原因,分流水位尺7方向的水量开始减少,并且2012年7月24日至8月4日,此方向的水位变化并不明显,其大部分流量流向水位尺11~13号开阔淀南区域,并伴随着向南向东开始慢慢减少。
其中有两个特别的区域需要以后关注,水位尺1点至水位尺2点是府河小流量来水与北支入淀水量的汇聚区域并形成了相持;水位尺3号点为新码头区域水位上涨最快,北支来水的水位上涨反应时间为12h,水位尺2、4、5、7、8、9为24h,水位尺10~13均为48h。
水库水位~水面面积关系和水库水位~库容关系是水库的两项基本技术资料,一般由实测库区地形图量算得出。为了便于查用,通常制成关系表或关系曲线的形式。分析水库水位~库容曲线,可以发现,从水库水位~库容曲线上,能推求出水面面积,并同时得出该级水位的平均水深。由于实测库区地形图都很复杂,专业版的谷歌地球可以把这一项工作变得简单化,同样是一个水面区域,2011年10月白洋淀在引黄补淀之前水位在7.0m以下,2012年10月5日白洋淀水位在8.2m,2012年10月的水面比2011年10月全比例偏移至9m,新码头的栈桥都已被水淹没,以此可得到水位与水面的关系曲线,但由于白洋淀的地形复杂计算,其库容此应用不如单一的水库简单。
谷歌地球软件对“7·21”洪水入淀后的变化有直观和准确的认识。通过固定单位的测量与谷歌地球软件相结合,有白洋淀这个复杂环境的某特定区域较高水位高程与相应淹没水面的历史数据,为以后防汛指挥提供数据支持,若能积累更多的数据,对于白洋淀重点区域的二位模拟将有更好的验证。
谷歌地球软件在白洋淀水资源管理方面应有更多的应用,可以解决现场察看的局限性和主观性,通过与实测数据的结合,将为水利管理提供更好的技术支撑。
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