用新的思维方式做设计连载02-使用ARCGis计算水深分布

转自:http://cadesign.cn/bbs/thread-75-1-1.html
基于ARCGIS的水环境分析：
在处理水环境的时最为关注的一个方面是现状和规划后的水系，究竟不同水深分布情况发生了什么样的变化。不同水深的变化关系到不同水生植物的适宜生境，因此对于恢复河流，湿地功能具有重要作用。
（生物工程组设计了一个连通到湿地系统用于暴雨管理的池塘，能够有效地保持池塘水体的质量和食性动物的生存。Goldsmith认为“我们确信可持续的池塘设计有助于食性动物的生存，例如鱼类、蜻蜓等，这些至少15cm左右的水深生境，高质量的水质，保证有足够的溶解氧进入水中，维持水中生物的需求。同时，15cm的水深生境的营建，可以有效地控制植物的生长，使其自我管理，同时维持明水面区域的存在，而不被过渡的水生植物占据。"
通过构建缓坡式河床，植物被限制于潜水域池塘的周围。水生植物在维持水质方面起到重要作用，在天气较热的时候，溶解氧水平会下降，但是缓冲带区域的水生植物会释放氧气到水中、植物根系区域。植物同时也会过滤各种流入湿地的养分和沉淀物，防止池塘富营养化，维持其PH的平衡，并且提供生物栖息的场所，例如蜻蜓。有时，植物会吸收金属或者其它的污染物防止进入水中。
在休斯顿城郊，TBG事务所设计了位于泛洪区的一块区域，在这片区域中设计了相互连通的池塘和人工湖，能够缓解暴洪雨，控制洪水。控制一定水深，适于水生植物生长的缓坡河床，改善了传统中河渠的方式，并且防止静水发生。
暴洪雨缓解池设计的几何形式对蚊虫的控制也很重要，传统典型的矩形池塘，因其缺少水流的入口和出口，很容易产生死水，必然会导致蚊虫滋生。然而设计师设计了符合水力学的河床形态，帮助新水的进入，例如椭圆形的形式，自然滑动的水岸线等，防止死水产生，限制蚊虫滋生。

如果希望能够提炼出不同水深生境的区域，对于使用AUTOCAD处理的文件，可以将需要区间的等高线提取出来，例如相对水位在0m到水下0.5m的区域，但是并不能保证现有的文件等高线间隔为半米一根，即使符合这个条件，或者重新绘制了一根，如果碰到河流、湿地水深变化较复杂的区域，区分研究水深领域的位置也不是件很容易的事情，同时如果分析不只一个水深区域，而是多个（例如水深30cm，水深30cm到50cm，水深50cm到100cm的水深分布情况），并要求计算各自区域的面积以及规划前后各水深区域的范围变化情况，使用ArcGIS处理则要方便的多。这里使用地理信息部分颍州西湖南部草河湿地部分加以说明。
首先看图解过程:


对应的地理处理程序:


可以使用属性表中Table Option/Create Graph来创建统计图表，更加直观的观察不同水深生境区域面积情况。

对于使用ARCGIS来处理景观分析的问题可以具体参考地理信息部分内容。使用ARCGIS来处理分析类问题，能够简化使用传统方式带来的繁琐操作过程，从而能够根据规划过程中的不断调整来时刻分析不同水深变化的情况，尤其对于水深50cm左右的控制在湿地规划中较为重要，该区域是水生生物普遍适宜生长的区域，而对于明水面水深的控制，增加深度来控制水生植物的生长。基于ARCGIS分析的水深分布情况与前述流动河流分析不同，在这里假定水位基本保持在一个水平面上，即整个区域的水平面是同一个标高，这与具有高差并流动的水是不同的。不同水深的分析设计，调整多样的水深变化情况，能够增加生物栖息地的多样性，并且对于北方水生动物（鱼类）越冬的深度和区域会给出明确的范围，来检测设计的河床是否满足要求。


--Richie

[ 本帖最后由 richieball 于 2012-12-31 13:34 编辑 ]