基于GIS禹州采空區(qū)沉陷預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、南水北調(diào)中線工程是緩解河南、河北和京津等地區(qū)水資源危機的特大型跨流域調(diào)水工程。渠道由南至北通過河南省、河北省境內(nèi)的11座煤礦，存在壓煤和渠道通過采空區(qū)的穩(wěn)定問題，而禹州段不論是繞山明渠方案還是隧洞方案均無法避開煤礦采空區(qū)，存在一定的變形現(xiàn)象。為了研究該采空區(qū)穩(wěn)定性，保障渠道安全運行，需對該段采空區(qū)進行沉陷預(yù)測，本文以南水北調(diào)工程沿線的禹州煤礦采空區(qū)為研究背景，結(jié)合煤礦采空區(qū)沉陷規(guī)律，建立沉陷預(yù)測模型，設(shè)計與實現(xiàn)了南水北調(diào)中線工程禹州采空

2、區(qū)沉陷預(yù)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)的實現(xiàn)對采空區(qū)沉陷預(yù)測提供了一個交互可視化的分析工具，為決策者提供了一個高效可靠的平臺。文中主要內(nèi)容包括采空區(qū)沉陷預(yù)測模型建立及禹州采空區(qū)變形初步分析、采空區(qū)三維模型的建立和禹州采空區(qū)沉陷預(yù)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn):
　　 (1)采空區(qū)沉陷預(yù)測模型:采空區(qū)沉陷預(yù)測是該系統(tǒng)的核心內(nèi)容之一，利用預(yù)測的結(jié)果可以定量地研究采空區(qū)地表沉陷規(guī)律，對采空區(qū)穩(wěn)定性評價、渠道施工、安全防護具有重要的指導(dǎo)作用。本文主要建立了預(yù)測采空

3、區(qū)沉陷與時間關(guān)系的灰色馬爾可夫和Usher兩種模型，通過數(shù)據(jù)試驗，兩種模型均能得到很好的預(yù)測效果;
　　 (2)禹州采空區(qū)變形初步分析:在禹州采空區(qū)地表和內(nèi)部監(jiān)測數(shù)據(jù)整理計算的基礎(chǔ)上，對該區(qū)變形進行了初步分析;
　　 (3)采空區(qū)三維模型建立:在分析地形可視化理論和應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，本文通過對禹州采空區(qū)地形、渠道等地物信息的處理和分析，提出了基于約束三角剖分和基于鉆孔數(shù)據(jù)建立禹州采空區(qū)實體模型的方法，建立了研究區(qū)域的三維