GIS在河道生态护岸工程中的应用

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1、万方数据水利水电技术第35卷2004年第2期GlS在河道生态护岸工程中的应用夏继红，严忠民(河海大学水利水电工程学院，江苏南京210098)【摘要】河岸是具有“四雏”特一哇的水陆交界带生态护岸工程是保护河岸结构稳定和生态稳定的系统工程．文中主要介绍GIS在生态护岸的规划谩计、施工、管理过程中的应用．持GIS技术应用于生态护岸的统筹规划、优化设计、监控管理扣综合评估．可以提高设计管理效率，减少施工的生态干扰，为方案选择提供科学评判依椐【关键词】cIs；空间分折；数据库；河岸；生态护岸中围分类号：P208：TV861文献标识码：B

2、文章编号：1000．08印(2004)02．0015．031引言地理信息系统(Geog。叩hicIr血珊adonsystem，简称GIS)是采集、管理、集成、处理、分析和输出属性数据和空间数据的计算机系统”_．空间数据、属性数据分别存储于相应的空间敷据库和属性数据库．GIS通过它的数据库管理功能对这两类数据进行各种运算和操作．GIs除了具有数据库管理功能之外．还具有强大的空间分析功能，这是与普通数据库管理系统的最大区别．GIS强大的空间分析功能按空间数据处理方式的不同．可分为栅格数据、二维拓扑矢量数据、数字高程模型、三角形不规

3、则网格．GIS技术的一个基本要点在于它可以在二维或三维空间内将不同的地理对象相互之间进行拓扑连接，使得在GIs数据库中可以分析的不仅是对象本身的地理位置和数据属性，而且足它们之间的空间关系和连通性．同时为了特定的空间分析目的，主丕可通过缓冲区操作、多边形叠加，或与外部分析模型进行数据交换和用GIS系统的宏语言开发的分析模型进行空间分析与计箅，生成新的数据库和图形正是基于CIS的上述特性，使得其成为解央人类所面临的资源与环境问题的重要工具．并越来越广泛地应用于水资源评价与管理、环境影响评价与污染防治、土地利用规划与场地选址、自然

4、灾害的评价与风险管理以及大尺度工程的设计管理(如生态护岸工程)等领域从生态系统的角度来看．河岸带生态系统具有明显的边缘效应．它是水陆相互作用的交界带，具有纵向(上游下游)、横向(河床一泛滥平原)、垂直方向(河川径流一地下水)和时间变化(如河岸形态变化及河岸生物群落演替)4个方向四维结构特征，其中前三个特征均与空间位置有关，是属于空间特征．生态护岸J二程是指从结构和生态等方面束保护河道岸坡的系统工程，使河道岸坡与周围环境相互协调、协同发展，保持岸坡生态系统的结构稳定、生态安全、动态平衡以厦可持续性“通常，生态护岸工程要考虑的因素

5、很多：在纵向上，工程所涉及的范围都很广，即爱考虑工程尺度因素；在横向上，要考虑水面、水流条件以及陆上田地等因素；在垂向上，要考虑土质、地形以及地下啪¨n㈣4“H一”””h卿_”g¨fj5Na2水等因素；另外，还有水文、气象、地质等因素这些因素，对岸坡的景观、结构稳定和生态均会产生很大的影响．因此在生态护岸工程的设计、施工建设、管理过程中．应该综合考虑这些影响因素．对于这些众多因素，普通的人工方法是很难兼顾统筹考虑的，特别是对大尺度的河岸保护问题，人工方法是不可能全面考虑的．所以应借助于现代计算机技术，利用GIs技术实现河道生态

6、护岸的统筹规划、优化设计、监控管理，并对其生态影响进行有效的评估．在保证岸坡结构稳定和满足行洪能力的基础上，使其与周围环境相互协调、协同发展．保持岸坡生态系统的完整性、安全性、健康性、可续性和动态平衡．本文将从生态稳定和结构稳定的角度出发，在考虑河岸空间特性的基础上，研究GIS在护岸工程的设计、施工和管理过程中的应用．2规划设计过程中的应用传统的护岸大多是混凝土形式．这些形式仅仅是从满足河道岸坡的稳定性和河道行洪排涝功能的角度出发进行设计的生态护岸的设计不仅要满足结构稳定．还要满足生态稳定、生态安全、景观协调的要求．由于GIS

7、具有强大的数据库管理、空间分析、空间运算功能，为高效、快捷地进行生态护岸的规划、优化设计提供了有效的工具．主要是利用Grs的空间分析功能．结合水力计算、土力计算以及相关分类、统计模型对护岸的水力结构、景观结构、生态结掏进行规划设计2．1水力结构设计收集水文、气象、地质、地貌、种群、植被等有关资料，将相关资料分类存储．形成空间数据库(如坡面数据库、地形效据库等)和属性数据库(如水流数据库、气象数据库、植被数据库等)．以数据库中的数据资料为数据源，利用水力计算和土力计算模型对岸坡的结构稳定性进行分析计算，分析比较不同结构型式、不同

8、材料以及不同地质条件对岸坡稳定的影响，从而在不同的地收藕日期：2003一07_29作者筒介：夏继红(1970一)，男．江苏如皋人，博十研究生15万方数据万方数据地质、植被、种群分布、污染源、环境质量及其他有关方面的信息．并能统计、分析区域生态环境影响诸因素(如水质、大气、河流