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.

为增加径流汇流模型的时效性,提出一种基于图形处理器通用计算的汇流模型.首先,在稳定水源供给的条件下,通过对模型修改和完善生成流域前期水环境.最后,将小时降水数据叠加到前期水环境进行径流汇流模拟得到模拟结果.通过验证发现,模型模拟结果具有更小的水位变化误差,模拟精度进一步提高,模拟速度更快,满足实时计算要求.精度和性能的同时提升,证实汇流模型在流域暴雨洪涝灾害实时评估中具有重要的应用价值.