（水利工程专业论文）陕西省三门峡库区水情信息多媒体监视预报系统设计.pdf

内容摘要 黄河三门峡水库修建运用后，渭河下游的水沙条件与河床演变已发生重大改变，渭河 下游由相对冲淤平衡的河流变为强烈堆积性河流，由不设防河流变为设防河流，由地下河 变为地上悬河，由安澜富庶变为小水大灾频繁。由于渭河下游地处黄、洛、泾、渭及众多 南山支流的汇流区，泥沙问题及水沙变化复杂，因而，其防汛抗洪工作更具有复杂性、艰 巨性、长翳牲，必须实时监溅预报求精、综合治理弱遭。 在陕西省三门峡库区防汛抗洪工作中，非工程措施占据相当重要的地位，而水雨情测 报预报是非工程措施的关键措施之一。为了改变传统落后的库区水情人工测报方法，于 t 9 9 9 年相继建成了库区水位自动测报系统，二华( 华县、华阴) 南山支流雨量自动遥测 系统，临潼、南荣华自动化缆道测流系统。3 个系统的建成投入运用，将先进的遥测、遥 感、通信、计算机等高新技术用于库区水雨情测报。大大提高了水雨情测报水平，为库区 各级防汛指挥部门提供了迅速、及时、准确、可靠的第一手水雨情资料，为库区的防汛抗 洪决策实施工作赢得了十分宝贵的时间，在库区的防洪减灾中发挥了巨大的作用。但是， 由于受投资经费及国内水雨情自动测报软硬件技术发展的限制，特别是库区多沙河流的复 杂往影确，使得库区建成使用的3 个自动铡强系统不同程度存在一些缺陷。并且，库区测 报的水情数据没有进一步自动处理，没有一个直观、动态、形象的自动监视预报的软件平 台。 论文针对以上存在的一些问题，结合本人工作实际，利用具有可视化的设计工具、具 有面向对象与事件驱动功能、具有动态数据交换( d d e ) 功能、具有动态链接库 o l l ) 功 能和具有开放式数据库连接功能( 0 d b c ) 的v i s u a lb a s i c 语言作为设计工具，研发设计 陕西省- - f 峡库区水情信息多媒体监视预报系统软件，实现渭河下游洪水在河道和洪泛区 演进的数值仿真多媒体动态演示，对库区水雨情臼动测报数据进行进一步的处理，实现库 区水、雨情自动测报数据多媒体动态形象实时监视预报。从而为防洪调度和决策提供清晰 可甬的永雨惰监视预报工作平台。 关键词；水情信息监视预报软件设计 a b s t r a c t s i n c et h ec o n s t r u c t i o na n du s eo fs a nm e ng o r g er e s e r v o i r , t h ec o n d i t i o n so fw a t e ra n d s e d i m e n ta n de v o l v e m e n tl a w so f r i v e r b e do fl o w e rr e a c h e so fw e ih er i v e rh a dt a k e np l a c e g r e a t l y t h el o w e r r e a c h e sh a dc h a n g e df r o mt h er i v e ro ft h eb a l a n c eo fs c o u ra n ds e d i m e n tt o t h a tf i l l e du ps t r o n g l y , f r o mt h a tn o tf o r t i f i e dt of o r t i f i e d ，f r o ms a v ea n d a f f l u e n c et oc a l a m i t i e s f r e q u e r l t l y , a n db e c a m et h et y p i c a le x a m p l eo f t h el o w e rr e a c h e so ft h ey e l l o wr i v e r t h e m i s s i o no ff l o o dc o n t r o li sv e r yh u g e s i n c ew e ih e r i v e r1 0 c a t e sa tt h ea c c o r d a n tj u n c t i o na r e a o ft h ey e l l o wr i v e r , l u oh er i v e r , j i nh er i v e r , w 萌h er i v e ra n do t h e rt r i b u t a r i e si ns o u t h m o u n t a i n s t h ep r o b l e m so fw a t e ra n ds e d i m e n ta r ev e r yc o m p l e x ，a n ds o 也ef l o o d c u n t r o la n d t r e a t m e n to ft h er i v e r a r er a t h e r c o m p l i c a t e d ，f o r m i d a b l e a n d p e r e n n i a l a n d i n t e g r a t i v e t r e a t m e n t sh a v et ob et a k e nf o rt h ew h o l ed r a i n a g ea r e a t h en oe n g i n e e r i n gm e a s u r eo c c u p i e st h ev e r yi m p o r t a n tp o s i t i o ni ns h a nx ip r o v i n c es a n m e nx i ar e s e r v o i ra r e ad i s t r i c t sd e f e n da n t iw o r k ，b u tt h ew a t e rr a i nf e e l i n gm e a s u r e s o n eo f t h e k e ym e a s u r eo ft h er e p o r t f o r e c a s tr i g h ta n dw r o n ge n g i n e e r i n gm e a s u r e f o rt h es a k eo f t r a d i t i o nt h a tc h a n g e sa r e aw a t e r1 0 v e r sw o r kf a l l sb e h i n dt om e a s u r et h er e p o r tm e t h o d ，s e t t i n g u po n ea f t e ra n o t h e r i n19 9 9t h ea r e aw a t e r1 e v e lm e a s u r e st h er e p o r ts y s t e ma u t o m a t i c a l l y ，t w o a u t o m a t i ct e l e m e t e ri nv o l u m eo fr a i ni ns u b s i d i a r yc u r r e n ti nm o u n t a i ni ns o u t hi nt o w h u a fh u ac o u n t y ，h u ay i n ) s y s t e m ，f a c et h el i nt o n g ，n a nr o n gh u a a u t o m a t i o n w a y m e a s u r e t of l o wt h es y s t e m 3s y s t e m ss e t su pt h ed e v o t i o nm a k e su s eo f f e e l i n gt h ea d v a n c e dt e l e m e t e r ， c o r r e s p o n db yl e t t e r ，t h eh i g ha n dn e wt e c h n i q u ei ne t c i nc a i c u l a t o ru s e df o ra r e aw a t e rr a i n f e e l i n gm e a s u r e s t h er e p o r t ，i n c r e a s i n gc o n s u m e d l yw a t e rr a i nf e e l i n gm e a s u r et h er e p o r tl e v e l ， d e f e n d i n gt h ec o n d u c t o r f o rt h ea r e aa l l l e v e l s 也es e c t i o np r o v i d e dq u i c k o nt i m e ，a c c u r a t ea n d d e p e n d a b l e o n eh a n dw a t e rr a i nf e e l i n gd a t a ，d e f e n dt h ea n t i f o rt h er e s e r v o i ra r e ao ft h e d e c i s i o np u t si n t op r a c t i c et h ew o r kw o nv e r yp r e c i o u st i m e t h ef l o o dc o n t r o li nt i l er e s e r v o i r a r e ao fr e d u c e dt od e v e l o pt h ee n o r m o u sf u n c t i o ni nt h ed i s a s t e r b u t ，b e c a u s eo fs u f f e r i n gt o i n v e s tb u d g e ta n dl o c a lw a t e rr a i nf e e l i n g st om e a s u r et h er e s t r i c to f t h es o f th a r d w a r ei nr e p o r t t e e h n i q u ed e v e l o p m e n ta u t o m a t i c a l l y ，e s p e c i a l l y t h er e s e r v o i ra r e ao fm a n ys e d i m e n t h e a d s t r e a m s c o m p l e x i t ya f f e c t s ，m a k i n gt h ea r e ao f s e tu p u s a g eo f 3m e a s u r ea u t o m a t i c a l l vt h e d i f 诧r e n td e g r e ei ns y s t e mi nr e p o r te x i s t ss o m eb l e m i s h a n d t h er e s e r v o i ra r e ao fm e a s u r e s t h ew a t e rf e e l i n gd a t ao ft h er e p o r td i dn o tf u r t h e rh a n d l e sa u t o m a t i c a l l y h a v i n gn ols o f t w a r e f o r k e e p i n gv i e w ，d e v e l o p m e n t ，i m a g ek e e p i n gw a t c ho n ，a u t o m a t i c a l l yp l a y i n gs h o w i n g ， f o r e c a s tt e r m c e t h i sr e s e a r c ht h ed e s i g na i m sa ta b o v ee x i s t e n to fs o m ep r o b l e m ，c o m b i n a t i o no n e s e l f t h ew o r ki sa c t u a l ，m a k i n gu s eo ft oh a v ec a ns e et h ed e s i g nt o o lt h a tr i ma n dh a v et of a c et o t h eo b i e c td r i v e sw i t ha f f a i r st h ef u n c t i o na n dh a v e 也ed y n a m i cd a t ae x c h a n g e ( d d e lt h e f u n c t i o na n dh a v et h ed t r n a m i cc h a i nc o n n e c t st h e ( d l l ) f u n c t i o nw i t ht h ev i s u a lb a s i ct h a t h a v et h eo p e n t y p et h ed a t a b a s ec o n j u n c t i o nt h ef u n c t i o n ( o d b c ) l a n g u a g ec o n d u c ta n da c t i o n s d e s i g nt 0 0 1 d e v e l o p m e n td e s i g ns h a nx ip r o v i n c es a nm e nx i ar e s e r v o i rd i s t r i c t sw a t e r f e e l i n g i n f o r m a t i o nm u l t i m e d i as u r v e i l l a n c ef o r e c a s t s y s t e ms o f t w a r e r e a l i z ew e ir i v e r d o w n s t r e a m4k i n d so f t y p i c a lm o d e l s f l o o da tc o u r s eo fr i v e ri sw i t ht h en u m b e rt h a td i s t r i c t e v o l v ei m i t a t et h et r u em u l t i m e d i ad e v e l o p m e n t p l a y st os h o w t or e s e r v o i ra r e aw a t e rr a i nt h e f e e l i n gm e a s u r et o n u m b e ro f fa u t o m a t i c a l l y a c c o r d i n gt o t h ep r o c e e d i n gf u r t h e rh a n d l e s ， r e a l i z er e s e r v o i ra r e aw a t e r ，r a i nt h ef e e l i n gm e a s u r e st on u m b e ro f f a u t o m a t i c a l l ya c c o r d i n gt o d y n a m i ei m a g ei nm u l t i m e d i as o l i dh o u rs u r v e i l l a n c ef o r e c a s t f r o mb u ta d j u s tf o rt h ef l o o d c o n t r o lt h ed e g r e ep r o v i d et h ec l e a ra n da v a i l a b l ew a t e rr a i nf e e l i n gw i t hd e c i s i o ns u r v e i l l a n c e f o r e c a s tw o r kt e r r a c e k e y w o r d s ：t h e w a t e r f e e l i n gi n f o r m a t i o n ，s u r v e i l l a n c ef o r e c a s t s ，s o f t w a r ed e s i g n 郑重声明 本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄袭、 造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，本人愿意承担由此而产生的法律后果 和法律责任，特此郑重声明。 学位论文作者( 签名) ：弓岳岳b - 2 0 0 4 年4 月2 5 日 1 1 库区概况 1 1 1 地理位置 l 概述 陕西省三门峡库区是黄河干流1 9 6 0 年建成三门峡水库蓄水后造成的主要淹没区和影响 区。库区范围包括黄河4 , i t 干流禹门口到潼关长1 3 2 5 公里，北洛河状头至河口长1 3 8 公 里，渭河戤阳铁路桥至潼关长2 0 8 公里，渭南以东老西潼公路以北l 2 条南山支流的扣i 段及 其影响区。库区地处该省关中平原东部的最丌阔地段，人口密集，经济发达，是该省主要 的工农业生产基地，同时也是我国东西部交通和经济的枢纽。库区涉及陕西省的咸阳、西 安、渭南3 市1 4 个区县，i 5 0 万人，2 5 2 万亩土地( 见图1 ) 。 1 1 2 地形地貌 陕西省三门峡库区地域地貌类型主要有渭河阶地、黄土台塬和山地，海拔高度3 2 0 1 4 0 0 m ，地形沿东西向大致呈中间低两头高，流域内植被较差，森林率低于1 5 ，水土流 失严重。 1 1 3 气候特点 陕西省三门峡库区地域气候处于关中暖带半湿润区和陕北温带半干旱半湿润区，区内 四季分明，冬季寒冷干燥少雨雪；夏季炎热多雨间有伏旱；春季暖而干燥：秋季凉爽较湿 润。 多年平均降雨量4 0 0 8 0 0 m m ，年内分配不均匀，大部分降水量集中在5 1 0 月，最 大降水一般出现在7 9 月。这种年内分配不均匀的特点，是造成洪涝与干旱的基本原因， 也是黄土高原地区水土流失的重要原因之。 多年平均蒸发量i 0 0 0 1 2 0 0 m m ，其规律由南向北递增。年内分配随各月气候、湿度、 风速而变化，全年最小蒸发量一般出现在1 月和1 2 月，最大蒸发量多出现在6 月份。 无霜期关中2 0 0 2 2 0 天。日照时数约2 4 0 0 小时左右。 i 1 4 河流水系及水文特征 陕西省三门峡库区为黄河流域，分属北洛河水系下游区和渭河水系下游区a 主要河流 有泾河、渭河、北洛河等。 渭河发源于甘肃省的源渭县，经流甘肃、陕西汇入黄河，是黄河最大的支流。流域面 积1 3 4 7 6 6k m 3 ，陕西境内面积3 3 7 8 4k m 3 。渭河下游从咸阳至北洛河河口全长2 0 4 公里， 按渭淤断面间距计算长约为1 6 7 公里，沿途左岸有泾河、石川河，右岸有沣河、灞河以及 二华区间南山支流汇入，其中泾河水量较大。渭河下游耿镇桥以上属游荡性河道，耿镇桥 至赤水河口属微弯性河道，赤水河口以下为典型河道，在距咸阳下游1 3 6 公里处有一溃口。 根据有关钻孔资料证实，自汉以来，渭河下游河道冲淤相对平衡，其侵蚀基准面一一潼关 高程相对稳定。三门峡水库建成运用以来，由于水库蓄水淤积的影响，潼关高程由3 2 3 4 米左右抬升到目前的3 2 8 4 米左右，抬升幅度为5 米，致使库区黄渭洛河河床同抬升，河 槽摆动频繁，洪水位急剧抬升，洪水泛滥成灾。 北洛河发源于陕西省定边县白于山南麓，流域面积2 6 9 0 5 k m 2 ，陕西境内流域面积 2 4 5 5 2 k m 2 ，河道平均比降1 9 8 ，流域面积大于1 0 0 0 k m 2 的河流有葫芦河、沮河、头道 川和周水。多年平均径流量9 4 3 1 0 8 m 3 ，实测最大洪峰流量6 2 4 0 m 3 s ，调查最大流量 1 0 7 0 0 m 3 s 。北洛河是一条多泥沙河流，最大含沙量1 1 9 0 k g m 3 多年平均输沙量8 3 6 0 1 0 4 t 。 二华南山1 1 条支流之罗夫河是渭河南岸入黄附近的一级支流，流域面积1 9 0 k m 2 ，年 径流量为0 。3 9 1 0 8 m 3 。近十几年来，由于渭河中上游及其支流来水含沙量大，潼关高程 居高不下，出口处泄流不畅，导致渭河下游淤积严重，河道主槽摆动剧烈，河床逐年抬高， 尤其是二华地区( 华阴、华县) 部分河段已成为悬河，最大河堤内外地面临背差达2 m 多， 使二华南山支流倒灌严重。 1 1 5 雨洪特征与洪涝灾害 ( 1 ) 暴雨 因受西太平洋副热带高压与西风带低槽相互作用，暴雨具有明显的季节变化，多集中 在7 、8 、9 三个月。辖区内无明显的暴雨高值区和低值区，局部暴雨出现频繁，笼罩面积 ( 2 ) 洪水 洪水主要由暴雨形成，从出现的时间上分春汛洪水和夏汛洪水。春汛不明显，主要是 夏汛或秋汛洪水。渭河下游洪水主要来自成阳以上千流和支流泾河以及二华南山支流，其 主要特点是：来势迅猛，历时较短，洪水期含沙量大。通常最大洪峰出现在7 9 月。洪 水特性经常表现为低流量高水位。 ( 3 ) 洪涝灾害 洪水灾害是一种自然现象，历来是人们的心腹大患。渭河下游及北洛河暴雨灾害十分 频繁，仅建国后较大洪水灾害就发生十余次。北洛河“9 4 8 ”发生了历史性特大洪水，农 作物受灾面积1 2 3 1 万亩，造成十八县市6 9 个乡镇，2 1 1 万人受灾，直接经济损失3 2 亿元。渭河下游更是洪涝灾害频频发生，仅“0 3 8 ”洪水就使二华南山支流全线倒灌，下 游大堤数处决口，导致渭南、华阴、华县近3 0 万人受灾，直接经济损失3 0 多亿元。 九十年代以后，陕西省三门峡库区成了陕西人民的心腹之患，其防汛工作也成了陕西 省防汛工作的重中之重。 1 2 水情自动化测报发展概况 i 2 1 库区水情自动化测报发展概况 为了增强陕西省三门峡库区防汛抗洪能力，提高库区水文自动化测报水平，1 9 9 8 年， 国家投入大量资金对陕西省三门峡库区的水文测报施进了更新改造，相继建成了库区水位 自动测报系统、二华南山支流雨量自动遥测系统、临潼、南荣华水文站缆道自动测流系统。 这几个系统的建成与投入使用，将先进的遥测、遥感、通信、计算机技术应用于防汛报汛， 改变了传统落后的水情数据测报手段，大大提高了库区水情测报水平和洪水预报速度，在 库区的防汛抗洪工作中发挥了具大的作用。 库区水位自动测报系统由个中心站、二个中继站、九个水位自动遥测站构成( 见图 2 ) ，中心站位于库区水文水资源局机关( 渭南) 办公楼二楼自动测报室，2 个中继站位于 库区临潼水文站和大荔渭洛河河务局院内，9 个水位遥测站分布于泾河的桃园，渭河的耿 镇、临潼、交口、渭南、陈村、吊桥，北洛河的南荣华、朝邑。系统采用无线超短波 1 团旧舟凶世些瓤陵逃_【团 自报式的结构体制，担负着实时动态监测库区泾渭洛河主要站点的水情状态和其基本水文 资料的自动收集的重任，系统遥测站采用超声波传感器采集水位数据，采用增量时限自报 和定时自报相结合的报数方式向中心站报数，系统中心站通过计算机专用软件对接收的水 位数据进行初步处理，具有数据实时显示、超戒告警、数据库存储、条件查询等功能。 库区二华( 华阴、华县) 南山支流雨量行动遥测系统由1 个中心站、4 个中继站、1 1 个雨量遥测站构成( 见图3 ) 。中心站位于库区水文水资源局机关办公搂2 楼自动测报室， 4 个中继站分别位于渭南东源的阂家村，华县的五龙山、冰凌沟，华阴的华山。1 1 个雨量 遥测站位分布于二华南山八条主要支流的上游，分别为赤水河的泉草，遇仙河的店子，石 堤河的五龙山、上灰池子，罗纹河的燕子，方山河的冰凌沟，罗夫河的西沟大队、华阳川， 柳叶河的黄崖口、华山，长涧河的王坪。系统采用无线超短波自报式的结构体制，担负着 实时动态监视二华南山各支流的降雨情况。系统中心站通过计算机专用软件对接收的数据 进行初步处理，具有数据实时显示、超戒告警、数据库存储、条件查询等功能。并且利用 计算机网络技术在中心站将库区水位自动测报系统和二华南山支流雨量自动遥测系统的 数据合并存储在服务器的s o l s e r v e r 数据库中。 图2 库区水位自动测报系统构成 图3 库区雨量自动遥测系统构成 库区临潼、南荣华水文站自动化测流系统各由缆道自动测流设施、机房控制台、计算 机数据处理3 部分构成。由缆道测流设施测回的原始数据通过计算机处理，计算出流量成 果。并由电话远传软件或库区水位自动测报系统的人工置数功能将实时流量数据传往调度 中心站，再由调度中心站集成存储、显示、查询。 库区水位雨量自动测报系统中心站接收的数据通过x 2 5 专线等方式实时传输到了陕 西省三门峡库区管理局和陕西省水利厅。实现了水情信息调度中心站的级联，为库区各级 防洪指挥部门提供了更加快速的水情测报数据。 1 2 3 国内外水雨情自动测报技术发展研究概况 水利行业是一个历史十分悠久的行业，也是信息十分密集的行业，一方面，水利行业 要向国家和相关行业提供大量的水利信息，如汛情旱情信息、水量水质信息、水环境信息 和水工程信息等，另一方面，水利本身也离不开相关行业的信息支持，如气象信息、地理 地质信息、社会经济信息等。当今信息技术飞速发展，对水利信息的采集、处理、共享的 方式都发生了很大的变化，信息技术加速向水利行业渗透，水利行业面临着全面技术升级 6 的大好机遇。 水情信息自动测报系统是数字水利信息基础设施。在水情遥测设计方面，已经发展成 由单板机芯片和大规模集成元件组成的板块结构的测报系统，使系统的功能和可靠性大大 地提高，为适应多目标、多用途的需要，有的部门开发单片微机总线结构的测报设备。目 前，我国水情自动测报系统的测控设备生产已有了比较雄厚的技术基础，形成了一套较完 整能满足需要的国产设备，也具有打入国际市场的能力，只是在传感器技术方面较薄弱， 一定程度上影响了全系统设备的整体功能。 在水情遥测数据传输方面，采用卫星通信作为水情信息自动测报系统的通信平台已成 为新的趋势。它的出现，从根本上解决了在流域内偏远地区及山区内部署自动遥测站的通 信问题。国际上，利用卫星传输水情数据早在7 0 年代末和8 0 年代初就己开始，美国本土 很大一部分水文站的水文数据都是通过卫星传输的，国土面积较小的曰本和英国也都较普 遍地采用卫星转发水情数据。随着卫星通信的新发展，在提高卫星通信的利用率，降低卫 星通信成本，满足不同业务需要方面，出现了许多新技术，构成了一些新型的卫星通信网 络。i n m a r s a t 国际卫星移动通信系统和v s a t 卫星网系统是新近才发展起来的卫星通信网 络系统，它们更适于水情数据的传输。 在数据处理、洪水预报和防洪调度方面，从过去单一目的、单一管理发展到水情测报 与各有关部门监控信息互联、水情遥测网之间资料共享。目前有的省份已经初步实现对所 属各水情自动测报系统的水情信息进行计算枫联网管理，进而有可能为大流域、大区域的 水资源进行宏观调度的管理提供决策。这方面的工作正在逐步深化，有广阔的开拓潜力。 关于水情参数的测报方法，除上述常规的布置地面遥测点收集水情信息外，很多国家 将测雨雷达技术纳入整个水情测报系统。 2 系统软件研发设计综述 2 1 研发设计的必要性 党和政府十分重视陕西z f - i 峡库区的防汛工作。经多年的整治，初步形成了以河道工 程控导河势，堤防工程防御漫滩洪水，排水干沟除涝的防洪除涝工程体系。然而根据1 9 8 3 年“三定三查”的测算，渭河下游堤顶高程仅能防御7 8 型5 0 年一遇洪水预估标准，不能 防御8 l 型5 0 年一遇洪水。同时渭河下游堤防在历次洪水中暴露出许多问题。在库区防汛 抗洪工作中，非工程措施占据相当重要的地位，而水雨情测报预报是非工程措施的关键措 施之一。针对库区水雨情自动测报系统存在的4 些缺陷进行系统硬件完善的同时，需要对 水雨情数据作进一步的处理。因此，研发陕西省三门峡库区水情信息多媒体监视、数值分 析预报软件，对陕西库区其是渭河下游和洪泛区进行数值动态演示和水雨情信息动态、形 象、直观、逼真监视预报，供各级防汛指挥定出防洪措施其方案，就显得十分必要了， 2 2 研发设计的基本要求 1 、快速直观演示渭河下游全河段4 种典型洪水的水位( 水深) 和流量的推进过程， 预报可能出现洪水时河道内的水位流量变化过程。 z 、快速直观演示渭河下游全河段4 种典型洪水下5 个典型断面的水位流量随时问变 化过程。 3 、快速直观演示渭河下游洪泛区在典型洪水下溃决后分洪区流速随时间变化过程。 4 、快速直观演示渭河下游洪泛区在典型洪水下溃决后分洪区水深随时间变化过程、 淹没范围、滞洪效果。 5 、动态、直观、形象地监视库区泾渭洛河下游水位流量遥测站实时水情的水位流量 演变过程，演示泾渭洛河下游水位流量遥测站历史水情的水位流量演变过程。 6 、动态、直观、形象地监视库区雨量站实时降雨过程、演示库区雨量站历史降雨过 程。 7 、自动生成库区各种实时、历史水雨情曲线图形，具有各种实时水雨情曲线图形监 视功能，具有各种历史水雨情曲线图形查询功能，具有水情预报功能。 8 、具有完备的系统管理功能。可方便灵活的进行各类参数修改、进行数据维护管理。 2 3 系统软件总体布局 本软件系统设计一个主程序启动图形界面。在启动界面中，设计3 个命令控制台，分 别为：渭河下游洪水演进”，“库区水雨情自动测报数据多媒体实时监视”和“退出”3 个命令按钮。用鼠标点击控铡分剐进入渭河下游洪水数值 方真多媒体演示界面、库区水雨 情自动测报数据多媒体实时监视界和退出主程序，见图4 所示。 2 4 系统软件设计平台 图4 系统软件总体布局框图 水情数据监测、计算成果的可视化是水利信息学的主要研究内容之一，是集图形、数 值曲线监视演示为一体的一种快速显示。由于v i s u a b a s i c 具有以下几个特点： 1 具有可现化的设计工具。方便了多媒体界面应用程序的开发。 2 具有面向对象与事件驱动功能，将传统的抽象概念具体化。 3 具有动态数据交换( d d e ) 功能，从而实现不同应用程序之间的数据通信。 4 ，具有动态链接库( d l l ) 功能，从面实现不同应用程序之间的数据逯信。 5 具有开放式数据库连接功能( o d b c ) 方便了各种外部数据库的连接。 因此，本设计采用v i s u a lb a s i c 语言作为主要工具，实现库区水雨情自动测报数据多媒 体实时动态监视，实现河道和洪泛区洪水演进数值仿真的多媒体动态演示，从而为防洪调 度和决策提供了清晰可用的工作平台。 3 渭河下游洪水演进的数值仿真多媒体演示软件研发 3 1 软件设计采用的数据资料 1 、基本资料 ( 1 ) 近期渭河下游河道地形图( 比例1 ：i 0 0 0 0 左右，有1 米等高线) 。 ( 2 ) 河道两岸淹没区地形资料。 ( 3 ) 渭河防洪大堤、子堤的位置及堤顶高程资料。 ( 4 ) 渭河下游大断面实测地形资料。 ( 5 ) 渭河下游河段水文站水位、流量、含沙量过程等水文资料。 ( 6 ) 渭河历年洪水资料及洪水频率。 ( 7 ) 主要支流( 泾河、洛河) 来水来泥资料。 2 、数据资料 ( 1 ) “1 9 8 1 ”型洪水1 9 2 小时全程演进( 不溃口) 水位、流量模拟计算数据资料( i c s i d a t ) 。 “1 9 8 1 ”型洪水1 9 2 小时全程演进( 溃口) 水位、流量模拟计算数据资料。 ( 2 ) “1 9 5 4 ”型洪水1 2 0 小时全程演进( 不溃口) 水位流量模拟计算数据资料 ( m c 5 4 d a t ) 。 “1 9 5 4 ”型洪水1 2 0 小时全程演进( 溃口) 水位、流量模拟计算数据资料( m c 5 4 k d a t ) 。 ( 3 ) “1 9 3 1 ”型百年一遇1 9 2 小时全程演进( 不溃口) 水位流量模拟计算数据资料 ( y c 3 3 1 d a t ) 。 “1 9 3 1 ”型百年一遇1 9 2 小时全程演进( 溃1 3 ) 水位、流量模拟计算数据资料 ( y c 3 3 i k d a t ) 。 ( 4 ) “1 9 3 1 ”型五十年一遇1 9 2 小时全程演进( 不溃口) 水位流量模拟计算数据资料 ( y c 3 3 1 d a t ) 。 “1 9 3 1 ”型五十年一遇1 9 2 小时全程演进( 溃口) 水位、流量模拟计算数据资料 ( y c 3 3 l k d a t 。) ( 5 ) “1 9 8 1 ”型洪水咸阳泾河下游华县溃口，河口各断面1 9 2 小时水位流量模拟计算 数据( d m 咸阳8 1 k d a t ) 。 ( 6 ) “1 9 5 4 ”型洪水成阳泾河下游华县溃口，河口各断面1 2 0 小时水位流量模拟计算 1 0 数据( d m 成阳5 4 k m t ) 。 ( 7 ) “1 9 3 1 ”型百年一遇洪水成阳、泽河f 游、华县溃口、河口各断面1 9 2 小时水位 流量模拟计算数据( d m 咸阳3 3 1 kd a t ) 。 ( 8 ) “1 9 3 1 ”型五十年一遇洪水成阳、泾河下游、华县溃口、河口各断而1 9 2 小时水 位流量模拟计算数据( d m 成阳3 3 5 kd a t ) 。 ( 9 ) “1 9 8 1 ”型洪水分洪区6 0 小时洪水推进速度模拟计算数据资料( s d 8 1 k d a t ) 。 ( 1 0 ) “1 9 5 4 ”型洪水分洪区5 7 小时洪水推进速度模拟计算数据资( s d 5 4 k d a t ) 。 ( 1 1 ) “1 9 3 3 ”犁百年一遇洪水分洪区9 0 小时洪水推进速度模拟计算数掘资料 ( s d 3 3 1 k d a t ) 。 ( 1 2 ) “1 9 3 3 ”型五十年一遇洪水分洪区8 8 小时洪水推进速度模拟计算数据资料 ( s d 3 3 5 k d a t ) 。 ( 1 3 ) “1 9 8 1 ”型洪水分洪区6 0 小时水深变化模拟训算数据资料( s s 8 1 k d a t ) 。 ( 1 4 ) “1 9 5 4 ”型洪水分洪医9 0 小时水深变化模拟计算数据资料( s s 5 4 kd a t ) 。 ( 1 5 ) 。1 9 3 i ”型百年一遇洪水9 0 小时水探变化模拟计算数据资料( s s 3 3 l k d a t ) 。 ( 1 6 ) “1 9 3 1 ”型缸十年一遇洪水9 0 小时水深变化模拟计算数据资( s s 3 3 5 k d a t ) 。 3 2 系统软件布局设计 本部分控制界面布局设计如图5 所示。 鬻豢然霪 i 务避黛躐攀篓鞋洪匿水骤蓼鞣霉鬻鬻 麒夔蒸蒸颦零辫鬻麟i嚣讹堪臻? i 誉 薯“ - 。 1 9 8 1 型1 9 8 1 型1 9 8 1 型1 9 8 1 型文字 一 1 9 5 4 型1 9 5 4 型1 9 5 4 型 1 9 5 4 型附图 1 9 3 3 型1 9 3 3 型1 9 3 3 型1 9 3 3 型 1 1 1 1 1 9 3 3 型1 9 3 3 型1 9 3 3 型1 9 3 3 型 2 z 2 2 图5 渭河下谢洪水演示布局图 设计由水位流量沿程变化过程、断面水位流量变化过程、分洪区流速变化过程、分洪 区水深变化过程、查看报告、退出演示6 个控制菜单构成。 水位流量沿程变化过程设计包含1 9 8 1 型、1 9 5 4 型、1 9 3 3 型百年一遇、1 9 3 3 型5 0 年 一遇4 个控制子菜单。每个子菜单下各包含不溃、溃2 个下级控制子菜单。 断面水位流量变化过程设计包含1 9 8 1 型、1 9 5 4 型、1 9 3 3 型百年一遇、1 9 3 3 型5 0 年 一遇4 个控制子菜单，每个子菜单下各包含成阳、泾河下游、华县、溃口、河口5 个下级 控制子菜单。河口子菜单包含不溃、溃2 个下下级子菜单。 分洪区流速变化过程设计包含1 9 8 1 型、1 9 5 4 型、1 9 3 3 型百年一遇，1 9 3 3 型五十年 一遇4 个控制子菜单。 分洪区水深变化过程菜单下设计包含1 9 8 1 型、1 9 5 4 型、】9 3 3 型百年一+ 遇，1 9 3 3 型 五十年一遇4 个控制子菜单。 查看报告控制菜单下设计包含文字附图2 个控制子菜单。 3 3 程序用户界面的设计 3 3 1 窗体设计 窗体是v b 的基本成份，是其对象的载体，设计时窗体就像一块画布，可以在其上直 观地画出各种控件。运行时，窗体是用户与应用程序进行交互的实际窗口。利用v b 的多 窗体操作技术可方便地实现多个窗体之间的切换，进而实现不同要求的演示效果。 本系统设计创建5 个用户窗体。它们分别是主界面用户窗体f r m l ，水位流量沿程变 化过程演示窗体f r m 9 2 ，断面水位流量变化过程演示窗体f r m 9 0 ，分洪区流速变化过程演 示窗体f r m 7 5 ，分洪区水深变化过程演示窗体f r m 7 6 ，将f r m l 设为启动窗体，其它4 个窗 体通过相应菜单控制其显示，演示完后退回主演示窗体f r m l 。通过窗体属性设置，使其 运行时全屏显示。 3 3 2 控件设置 控件是一些包含在窗体中的对象，一般用来获取用户的输入信息显示输出信息，或者 访问其它的应用程序或数据。在v i s u a lb a s i c 中，控件可分为三种类型：内部控件，a c t i v e x 控件和可插入对象。 本设计中，共用以下几种控件： ( 1 ) 标签( 1 a b e l ) 控件。 1 2 标签控件是v i s u a lb a s i c 中输出文本信息的工具，通常用于标识那些本身没有 c a p t i o n 属性的控件，如文本框，列表框和组合框等，标签具有c a p t i m 属性，a l i g n m e n t 属性，b a c k s t y l e 属性，b o r d o s t y l e 属性，a u t o s i t e 属性，w o r d w r a p 属性和单击c l i c h ， 双击g b l c l i c k ，改变c h a n g e 事件。窗体中的“水位”、“流量”、“速度”、“水深”都是标 签控件。 ( 2 ) 文本框( t e x tb o x ) 控件 文本框是用处理文本信息的主要控件，可以输出显示输入和编辑文本。具有t e x t 属 性，a 1 i g n m e n t 属性，m a s l e n g l h 属性，m u l t i l i n e 属性，s c u o l i b a r s 属性，p a s s w o r d c h a r 属性等，具有c h a n g e 事件，g o t f o c u s 事件，l o s tf o c u s 事件，k e y p r e s sk e y d o w n 和k e y w p 事件。如窗体中的水位值、流量值、时间值等。 ( 3 ) 命令按钮( c o m m a n db u t t o n ) 命令按钮用于完成某种功能，当用户单击命令按钮时就会触发相应的事件，执行指定 的操作。命令按钮具有c a p t i o n 属性，c a n c e l 属性，d e f a u l t 属性，e n a b l e d 属性，v i s i b l e 属性，s t y l e 属性和c 1 i c k 事件。如窗体中的“开始”、“加快”、“减慢”、“暂停”、“结束” 等。 ( 4 ) 定时器( t i m e r ) 控件。 定时器是每隔一段时间就产生一次t i m e r 事件的控件，通常使用定时器来检查系统时 钟，定时执行某项任务。定时器具有i n t e r v a l 属性和e m a b e l d 属性，具有t i m e r 事件， 本软件中的各个演示界面均是用t i m e r 控件来进行时间控制，当单击窗体中的加快或减慢 命令按钮对应t i m e r 控件i n t e r v a l 属性值的减小或加大。 ( 5 ) 直线控件( 1 i n e ) 直线控件用于在窗体框架式图片框中画简单线段通过设置b o r d e rw i d t h 、b c w d e r s t y l e 和b o r d e rc o l o r 属性可以改变线段的粗细样式和颜色。通过设置x l 和y 。x 2 和y 。 属性可以改变线段的大小，本软件演示各种演示曲线就是利用直线控件( 1 i n s ) 组合来实 现的，通过编程将随时间变化的不同数值分别赋给x 。和y 、x 。和y ：就可自动画出随时间 而变化的曲线，使得演示动态逼真。 ( 6 ) 形状控件( s h a p e ) 形状控件用于在窗体或图片框中预定义的规则图形，通过设置s h a 口e 、f i l l s t y l e 、 f i l l c o l o r 、b a c k c o l o r 属性值，可以确定图形的形状，填充方式、填充颜色、背景颜色。 利用p s e t 方法画点的图形方法，可绘制一个指定颜色的点在窗体、图片框等控件上，本 软件就是利用形状控件的图形方法来实现洪泛区流速水深及淹没范围随时间的变化过程， 用不同的颜色点表示不同的水深及淹没范围。 ( 7 ) o l e 容器控件 o l e 容器控件可以创建一个嵌入对象，将支持o l 。e 的对象嵌入列o l e 容器控件中。通 过此控件，v i s u a lb a s i c 应用程序可显示和操作其它基于w i n d o