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水库库容的计算

(2007-07-13 14:11:00)

    由于地形的复杂,在地形等高线图上计算水库库容,一般采用的方法是:一是地形等高线法,二是四棱方柱法,三是三角棱柱法,以上三种方法,都需要划分网格,计算各点高程,分块计算面积和体积,然后累加,过程繁琐直观性差,而且精度不高。在三维地形实体模型上,进行水库库容的计算,就变得非常的简单快捷和准确,使用以下步骤生成三维水体:在三维地形实体模型上,输入一个蓄水位高程,自动生成一个三维水体

 水库库容的计算

    此时绘制的三维水体,是在整个图面上绘制的,如图1 (b)所示,如果确定了水库大坝的位置,可以采用切割的办法,将库区以外的水体切掉,余下的就是库区的水体,使用的命令是“区域剖切(保留内部)”,切割出来的图形如图1(c) 所示, 然后将三维大坝实体放置在三维地形实体上。

三维水体生成以后,可以计算水库库容,可以直接使用ACAD查询命令,在“工具”-“查询”-“面域/质量特性”,选择三维水体,计算出三维水体的数据如下:

质量:                    16171672.3729

体积:                    16171672.3729

边界框:               X: 201.2266  --  1347.9703

                      Y: 130.6133  --  1414.9682

                      Z: 109.8245  --  171.8000

质心:                 X: 631.3634

                      Y: 925.9050

                      Z: 155.8049

惯性矩:               X: 1.5247E+13

                      Y: 7.7102E+12

                      Z: 2.2167E+13

惯性积:              XY: 9.5141E+12

                     YZ: 2.3247E+12

                     ZX: 1.6013E+12

旋转半径:             X: 970.9867

                      Y: 690.4871

                      Z: 1170.7874

主力矩与质心的 X-Y-Z 方向:

                      I: 1.0154E+12 沿 [0.9225 -0.3857 0.0153]

                      J: 8.4601E+11 沿 [0.3858 0.9226 -0.0035]

                      K: 1.8571E+12 沿 [-0.0127 0.0091 0.9999]

    以上计算出的体积s,是按照图面坐标计算出来的,真正的水库库容S需根据比例尺进行转换。为了设计上的方便,常常将不同高程的等高线包括的水库面积和体积计算出来,以便选取适当的坝高。程序提示选择三维水体、正常蓄水位高程、死水位高程和高程间距,提示计算结果保存的数据文件名,然后自动进行计算,由死水位开始,按照高程间距,每一个高程计算一组数据,包括当前高程、面积、当前层体积、累计体积等,计算出的数据存入用户指定的文件,可以用电子表格编辑修改,进而绘制高程-库容曲线,高程-面积曲线。

    系统提供了动态显示水位变化的功能,分为填(蓄水)、挖(放水)两项,按照用户选定的高程间距自动显示水位的变化。

 

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