成都山地所在高落差小流域山洪災害模擬研究方面取得新進展

文章来源:成都山地所 发表时间:2020-07-15

  山洪淹沒分析是山洪災害防治的核心環節之一,而確定山洪淹沒範圍和水深等信息是山洪淹沒分析的關鍵。基于衛星遙感技術能快速提取大規模洪水淹沒信息,但不易獲得高時間分辨率的洪水動態淹沒過程;基于水動力學的洪水淹沒過程模擬,在地形複雜和缺少實測數據的條件下,很難建立合適的模型。體積法是一種確定洪水淹沒範圍的快捷方法,但傳統體積法只適用于地勢相對平坦的地區,直接在高落差山地環境中應用具有較大的不確定性和明顯的誤差。 

  爲將體積法應用于高落差小流域山洪淹沒計算,中科院成都山地所數字山地中心研究團隊提出了一種基于微分思想的微分體積法。該方法將流域主溝道劃分成若幹微分溝道,使得微分溝道內的高程落差相對較小,從而可以將對應微分流域內彙集的最大瞬時徑流量,運用體積法在該微分溝道的數字地形模型(DEM)上計算得到洪水淹沒範圍,然後將所有的微分溝道淹沒區域合並就能獲得整個主溝道的山洪淹沒範圍。同時,還提出了微分溝道最佳劃分數量的選擇判定方法。研究以九寨溝風景區內的紮如溝流域爲試驗區,計算獲取了2018710日暴發的10年一遇山洪的近似最大淹沒範圍。計算結果與現場采樣數據吻合較好,證明了微分體積法在高落差小流域山洪最大淹沒範圍計算中的可行性和有效性,較好地解決了在缺少實測水文資料的高落差小流域中快速獲取山洪最大淹沒範圍的難點問題。 

  該研究工作由數字山地中心碩士生李昕娟在西南大學林家元副教授和成都山地所趙偉副研究員聯合指導下完成,成果發表在國際水文學權威期刊Journal of Hydrology上,得到了中國科學院戰略性先導科技專項(XDA19050501)、四川省重點研發項目(2018SZ0354)、中科院青促會(2016333)等項目的支持。 

   论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169420306557?dgcid=author

微分流域與對應微分溝道劃分

紮如溝7.10山洪淹沒範圍計算結果及驗證

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