径流汇流模拟的河道高程修正方法研究

以涪江流域中游为研究区域,利用细化算法和线划跟踪算法提取河道水面的中心线,按照一定间隔采样,得到河道采样点高程。通过河道采样点初始高程,推算出河道水流方向后,对采样点进行高程修正,以确保采样点高程从上游到下游逐渐降低。最后,将采样点高程进行空间插值,并替换原有河道地形高程。结果表明,河道高程修正后,径流汇流精度得到提升。

一种基于稳定流场的流域径流汇流模拟方法

近年来,人类活动导致气候异常,暴雨洪涝灾害频发。建立有效的径流汇流模型模拟流域径流过程具有重要意义。然而,流域前期水情误差成为进一步提高模拟精度的瓶颈。为此,以纳维-斯托克斯方程(N-S方程)为指导,提出一种基于稳定流场的流域径流汇流模型模拟方法。首先,通过对N-S方程分解,建立了栅格模式下的径流汇流模型;然后,针对模型存在"汇流水流方向异常"问题,加入水流混合模拟环节,包括栅格单元水速增量修正和邻域栅格单元水流混合模拟。实验表明,当上游供水稳定时,模型能产生稳定的水流场;最后,以岷江上游为实验流域,将模拟时段24 h前的小时上游流量代入模型创建稳定流场,模拟流域前期水情;利用600 h的实测降水数据和上游流量数据进行径流汇流模拟,获取流域出口水文站的模拟水位序列,并与实测水位对比,发现算法能提高流域径流模拟精度,在暴雨洪涝灾害的预警预报中具有一定的理论意义和实践价值。

径流汇流模型在四川小流域山洪预警中的应用研究

以四川彭州山区小流域为研究对象,通过历史降水数据、流域分区数据、DEM等数据,对基于纳维-斯托克斯方程(N-S方程)稳定流场的流域径流汇流模型,进行参数率定,并在此基础上对彭州山区小流域山洪进行风险评估与预警。结论如下:①径流模型参数率定后扩散系数为0.12,加速系数为0.12,最大水速为3;②对不同降水小场景下汇流特征进行分析,发现随着雨量的增加,最大水深均在增加,且水深最大涨幅时间和水深最大时间均在减少,水深最大时间在200 min以内的流域主要为上游流域,而水深最大时间大于200 min流域主要为主流域;③通过评估得出彭州山区小流域山洪风险等级很高的流域为0个,山洪风险等级高的流域有17个,山洪风险等级较高的流域有19个,仅有1个流域山洪风险等级较低。