金沙江泥沙决策支持子系统功能界面设计及应用
金沙江泥沙决策支持子系统功能界面设计及应
用
计算机决策支持系统在水利工程的运行中发挥了日益重要的作用。为有效管理和使用金沙江下
“游梯级水电站的海量水沙监测及分析数据，长江三峡总公司金沙江筹建处组织研发了 金沙江
” “ ” 下游梯级水电站水文泥沙数据库及信息管理分析系统 （ 以下简称 基系统 ） .“ ”基系统 包含多
“ ”个 子系统 , “ ” 金沙江泥沙预报决策支持子系统（ 以下简称 泥沙决策支持子系统 ） 是其中之
“ ” “ ” “ ”一。泥沙决策支持子系统实现了 模型管理 和 模型调用 功能，并集成了 一维泥沙计算 相关
模型，不仅为基系统管理各类水沙模型提供了便捷途径，而且为基于金沙江水沙监测及分析数
据进行决策支持提供了有力工具。
1 系统概述
1. 1 体系结构和功能划分
泥沙决策支持子系统是金沙江下游梯级水电站水文泥沙数据库及信息管理分析系统的核心子系
“ ” “ ”统之一，其功能均是围绕 模型 实现的。本文所述的 模型 ,是指各类数学模型或经验方法的计
算机程序实现，这些计算机程序可依据模型参数和输入数据进行分析计算，最终生成可用于决
“ ” 策支持的输出数据，在泥沙决策支持子系统中，各类 模型 是以动态链接库（ dll ） 的形式存
在的。
图1 是泥沙决策支持子系统的体系结构简图。由图 1 可见，用户可通过子系统的用户接口模块
访问模型库模块，实现对基本模型的管理和调用。在模型调用过程中，系统通过数据库接口模
块，从内部数据库和外部数据库中获取数据提供给模型或用户使用。简而言之，图 1 中用户接
口模块对应于系统的操作界面，它负责用户与程序的可视化交互，模型库模块负责对各类模型
的管理和调用，数据库接口模块负责数据的查询获取，为用户浏览和模型运算提供数据。【图
1】
泥沙决策支持子系统实现了模型管理和模型调用功能，同时集成了一维泥沙计算的相关模型。
模型管理功能包括模型的添加、查询、更新、删除和模型分类。模型调用功能赋予了用户运行
模型的能力，用户可通过泥沙预报子系统的用户接口选定模型、设置模型参数和输入数据，并
可在模型运行过程中通过监控界面实时跟踪模型运行情况，最终可由系统的结果展示窗口将模
型运行结果以可视化图表和数据文件等多种形式呈现给用户。子系统内集成的一维泥沙计算的
相关模型见图 2,此图给出了泥沙决策支持子系统的具体功能划分。【图 2】
由图 2 可见，泥沙决策支持子系统集成的一维泥沙计算相关模型共有 4 个。这 4 个模型可分为
“ 两类，一类是前处理模型，另一类是水沙计算模型。前处理模型包括 断面 ZAB 关系拟合模
” “ ”型 和 糙率率定模型 , “ ” “ ”一维水沙计算模型包括 一维泥沙计算模型 和 清水定床计算模型 .
“ZAB ” 关系拟合模型 中的 Z 为水位分级值，A 为过水面积分级值，B 为过水河宽分级值，此模
型由河道断面线各高程点的左岸起点距 x 和高程值 y 数据拟合不同水位分级值 Z 与过水面积 A
及过水河宽 B 函数关系，见式（ 1）.【1】
在糙率率定模型、一维清水计算模型和一维泥沙计算模型中，均需使用本模型拟合的 ZAB 关
系。式中，x 和y 分别为断面高程点的左岸起点距和高程值。
糙率率定模型可利用基系统数据库内的地形、水位和流量等实测数据率定用户选定河段的糙
率，率定结果用于一维清水模型、一维泥沙计算模型计算所需的初始河段糙率。
一维清水计算模型用于计算选定河段定床条件下的水流运动，分析不同工程方案对河段水流的
影响，其计算成果包含选定河段特定时刻沿程各断面的平均流速、平均水深、深泓高程值、水
位值、过水面积、过水河宽、流量等。
一维泥沙计算模型用于计算动床条件下选定河段的水流泥沙运动，分析不同工程条件下河段的
水流泥沙运动趋势及床面冲淤变化，其计算成果包含选定河段沿程各断面的含沙量、淤积重
量、淤积体积、冲淤面积、糙率、平均流速、平均水深、深泓、水位、过水面积、过水河宽、
流量、悬移质级配、床沙级配、床沙冲淤厚度和断面冲淤面积。
泥沙决策支持子系统对模型的管理和调用是由模型库模块实现的，一维泥沙计算相关模型也由
模型库功能模块维护调用，下面对模型库功能模块进行具体说明。
1. 2 模型库模块
模型库模块也可称为模型管理系统，它是泥沙决策支持子系统的核心，其构成如图3 示。模型
管理系统主要由 3 个部分构成，分别是模型字典、数据库管理系统和模型库。【图 3】
模型字典用来存放有关模型的描述信息（ 如限制、约束、参数等） 和模型的数据抽象。模型
的描述信息用于支持模型管理，并用于反馈用户查询操作，模型的数据抽象是模型关于数据存
取的说明，用于支持模型管理系统的数据通讯。
数据库管理系统负责模型管理系统的数据操作，模型管理系统通过它与外部数据库和内部数据
库进行数据交互，为用户查询、维护和运行模型提供有效数据源，并确保数据的安全性和完整
性。
模型库是模型管理系统的内核，它具体实现了模型的分类、增加、查询、更新和删除等功能，
同时为用户提供了检索模型的接口，用户可以通过可视化界面选择、设置、运行模型，并可检
视模型的计算成果图表和输出的数据文件。
2 用户界面及使用方法
2. 1 用户界面
泥沙决策支持子系统是以 dll 形式为基系统加载调用的，其用户界面与基系统一体相融，风格
一致，图 4 是泥沙决策支持子系统加载至基系统后的界面图。
由图 4 可见，泥沙决策支持子系统加载至基系统后，基系统的界面将自动呈现为 4 个区域，其
中区域①，②和③是泥沙决策支持子系统的内建界面，区域④是基系统的二维地图展示控件。
【图 4】
图4 中的区域①是泥沙决策支持子系统的模型分类树，此分类树是开放的，用户可通过鼠标右
键弹出菜单添加、删除、更改模型分类树分支，并且可由模型分类树定位模型。区域②功能并
“ ” “ ”不单一，当进行模型维护时，此区域将显示 模型管理 和 查找模型 选项卡，其中模型管理选
项卡提供了模型信息浏览、调用模型、修改模型、删除模型和添加模型的接口，查找模型选项
卡则提供了以模型标题、模型作者和创建时间来检索模型的功能。在进行模型调用时，区域②
将显示所调用模型的用户界面，此类界面一般用于设置模型参数和选择模型的输入数据，并可
跟踪模型运行状态，模型运行结束后，此区域用于选择需要展示的计算结果，模型调用界面由
模型实现人员设计。区域③是模型计算分析结果的图表展示区，不同模型的计算成果有不同的
展示形式，以一维水流泥沙数学模型为例，其可视化计算成果包含水面线图、含沙量级配曲线
（ 对数坐标） 图、沿程冲淤体积曲线图和断面分组输沙量饼图等，区域 3 的图表形式也由模
型实现人员设计。
2. 2 使用方法
泥沙决策支持子系统的界面友好，各类操作均实现了可视化，对模型分类的管理可由图 4 区域
摘要：
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金沙江泥沙决策支持子系统功能界面设计及应用计算机决策支持系统在水利工程的运行中发挥了日益重要的作用。为有效管理和使用金沙江下“游梯级水电站的海量水沙监测及分析数据，长江三峡总公司金沙江筹建处组织研发了金沙江”“”下游梯级水电站水文泥沙数据库及信息管理分析系统（以下简称基系统）.“”基系统包含多“”个子系统,“”金沙江泥沙预报决策支持子系统（以下简称泥沙决策支持子系统）是其中之“”“”“”一。泥沙决策支持子系统实现了模管理和模型调用功能，并集成了一维泥沙计算相关模型，不仅为基系统管理各类水沙模型提供了便捷途径，而且为基于金沙江水沙监测及分析数据进行决策支持提供了有力工具。1系统概述1.1体系结构...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
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时间：2023-06-25
