基于浅水波方程的河流冲刷过程数值模拟研究

Numerical simulation study of river erosion process based on shallow water wave equations

为定量化描述河流冲刷过程,文章在浅水波方程的基础上结合物质输移方程和地形演化方程,建立了二维河流冲刷数学模型,提出以有限体积法为基础的数值算法,针对复杂地形条件下河流冲刷过程开展了数值模拟研究。以冕宁县樟木沟为研究对象,进一步开展河流冲刷过程的实际案例模拟分析及影响因素研究,结果表明:模型及算法针对复杂地形条件下河流冲刷过程具有较高的模拟精度;冲刷过程中河床侵蚀深度随着河道断面流量的增加而增加,随着河水固相物质浓度的增加而增大。研究成果对冕宁县樟木沟修复具有参考价值,也为河流冲刷过程定量化分析提供方法及理论支撑。