数值建模用于评估在非典型水文气象条件下圣路易斯波托西省加利纳斯河的水动力行为

《Scientific Reports》：Numerical modeling to assess the hydrodynamic behavior of the Gallinas River in San Luis Potosí under atypical hydrometeorological conditions

　　

摘要

以强烈的地下水-地表水相互作用为特征的河流系统，在极端水文气候条件下会表现出复杂的水动力响应。本研究探讨了以渗透作用为主的河段如何在干旱期间调节水流持续性，以及在极端降雨期间如何影响泛滥平原的激活情况。研究人员使用高分辨率的无人机测绘数据和实地测量的流量数据，为墨西哥加利纳斯河（Gallinas River）的一段20.35公里的河段建立了一个二维环境流体动力学模型（EFDC）。在模拟25年一遇的洪水（峰值流量为1231.8立方米/秒）和受环境流量阈值（4.1立方米/秒）限制的干旱情景之前，对该模型进行了校准和独立验证。研究结果表明，随着累积损失（约3.1立方米/秒）的增加，会出现特定的水动力阈值，这导致低流量条件下的下游流量呈非线性衰减，并且需要至少7.2立方米/秒的上游流量来维持生态系统的连续性。在洪水作用下，淹没模式主要受河道几何形状和纵向坡度变化的影响，而不仅仅是流量大小。这些发现表明，受渗透作用影响的河流在极端条件下会受到双重水动力机制的控制，强调了在二维建模框架中明确表示累积交换过程的重要性。该研究为评估面临日益变化的水文气候条件的透水河流或与地下水相连的河流系统的抗旱能力和洪水风险提供了可借鉴的见解。