无高精度地形资料地区溃坝洪水演进模拟研究——以金沙江叶巴滩-巴塘段为例

发布时间：2025-02-11 10:01

　　 为准确高效计算缺乏高精度地形资料地区河道中洪水演进过程,在空间分辨率为30 m的ASTER GDEM V2地形数据基础上采用不同方法对金沙江叶巴滩-巴塘区间河道地形进行重建,采用基于显卡加速的地表水及其伴随输移过程模型模拟了2018年"11·03"堰塞坝险情洪水过程,并与实测洪水过程进行对比验证。结果表明:①不同空间插值方法对河道地形特性的插值表达精度相差较大,样条函数法和根据河流走势的趋势平滑法生成的河道地形能较好表达河道地貌形态;②不同断面间距下趋势平滑法河道地形洪水演进模拟精度随断面间距增大而增加,仅使用入流口和出流口断面高程模拟效果在不同断面间距中最好;③使用趋势平滑法生成河道地形时,洪水模拟精度随河道下挖深度的增加呈增加趋势,下挖深度为50 m时NSE达到0.937,R²达到0.976。研究分析了河道地形重建方法、插值断面间距及下挖深度对洪水演进模拟精度的影响,可为洪水应急抢险快速预测提供数据处理方法。

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【部分图文】：

图1 河道断面最低点高程图

通过GoogleEarth提供的多年遥感影像数据提取河道边界,自上游向下游以5km为间距选取河道断面并编号,其中第一个断面为叶巴滩站,最后一个断面为巴塘站。以河道断面高程最小值进行统计,如图1所示,ASTERGDEMV2原始河道高程并不符合河道地形特征规律,因此对第8个断....

图2 不同地形处理方法下河道剖面

选取叶巴滩下游5km河道进行河道剖面分析,结果如图3(a)所示。水文填挖法仅仅是在ASTERGDEMV2地形数据基础上进行填挖形成平缓的地形数据,但其受输入地形数据影响较大,河道高程不符合随水流汇聚递减的客观规律。将叶巴滩下游5km河道剖面高程信息进行统计(见表1),可以....

图3 不同断面间距下洪水演进模拟结果

图3为叶巴滩-巴塘不同断面间距河道插值的模拟流量过程结果,出流口流量过程与巴塘站实测数据具有一定差异,原始地形下模拟效果最差(NSE=-15.234,R2=0.199),这是因为河道地形数据偏离实际高程且存在较多不真实洼地导致模拟精度不佳。基于样条函数法生成的河道地形模拟的洪水流....

图4 不同下挖深度下模拟流量过程

从叶巴滩-巴塘不同下挖深度下洪水演进模拟流量过程(见图4)可以发现,河道下挖深度对洪水演进模拟影响没有插值断面间距那么明显。样条函数法5km间距断面河道插值数据随河道的下挖存在阈值现象,即当下挖深度小于20m时模拟精度随下挖深度的增加而增加;下挖深度大于20m时模拟精度随下....

本文编号：4033103