4.4流域动力模拟模型
流域动力模拟模型以流域为研究对象,根据降雨输入的边界条件,模拟洪水在流域内的运动情况。针对流域地形变化特征,可分为山地和平原两部分,山地部分的降雨汇流到河道,向下游输运进入平原地区。山地地区的洪水运动受地形的影响,流速快、汇流时间短、运动情况相对简单。平原地区的洪水运动受上游来水、当地降雨、下游顶托(如干支流顶托、河口潮汐顶托、台风增水顶托等)和人类活动等综合影响,洪水运动情况复杂,洪水下泄不畅,常造成洪涝灾害,平原地区的洪水运动成为关注的焦点。
流域动力模型由山丘部分的水流模拟和平原地区洪水模拟两部分组成。而平原地区洪水模拟又由1)平原无资料地区的产汇流模拟、2)湖泊及蓄洪区等区域的水流运动的模拟、3)河道水流的模拟、4)行洪区及对水流起输运作用的湖泊、蓄洪区和圩区的模拟、5)对于水流通过工程建筑物(闸堰、决口、口门、堤防、道路等)的水量交换的模拟等组成。山区部分水流采用现有的水文学方法模拟。平原地区复杂的水流运动,其模拟由如下几部分组成:
(1)
平原无资料地区二维产汇流模拟:根据GIS提供的地形、地物及下垫面等格网资料信息,建立二维产汇流模型,正确模拟平原地区的产汇流规律。
(2)
蓄洪区的水流模拟:在蓄洪区内不考虑其水流输运作用,只关心水位的高低,因而在其内只需满足水量平衡方程;即采用零维模拟。
(3)
河道水流:在河道中主要关心的是水流的断面流量及水位,控制方程是圣维南方程,采用一维方法模拟,数值求解圣维南方程组。
(4)
行洪区水流模拟:行洪区在流域内作用不只是调蓄作用;更重要的是它的过流能力;在行洪区内,水流流速大小及流向随空间和时间变化剧烈,没有固定的主流方向,要准确模拟这种水流的运动情况,采用二维方法来模拟,对大型水体同时考虑风场的作用。

(5)
过水建筑物的水流模拟