Page 58 - 2023年第54卷第3期

图 ４ 不同时刻地表水文模型和水动力模型耦合边界的位置

基于不同工况得到的区域出口（２００ｍ，２００ｍ）处的流量过程线 表 ２ 不同的工况的网格比
如图 ５所示，并将模拟结果与解析解对比。从图中可以看出，无论 工况 粗细网格比例
ｃａｓｅ００ 均匀网格（１ｍ × １ｍ）
是流量过程线的形状还是洪峰流量，不同工况得到的结果与解析解
ｃａｓｅ１２ １∶２
接近，这说明 Ｍ－ ＤＢＣＭ 能 够 较 好 地 模 拟 复 杂 地 形 下 的 降 雨 径 流 ｃａｓｅ１５ １∶５
过程。 ｃａｓｅ１０ １∶１０
统计不同工况的计算时间，如图 ６所示。从图中可以看出，不同工况的模拟时间按从大到小的顺
序排列为：ｃａｓｅ００＞ｃａｓｅ１２＞ｃａｓｅ１５＞ｃａｓｅ１０。在 ｃａｓｅ００中，由于 采 用 均匀 网格，整 个计 算区 域 被划分
４万个小网格，而在 ｃａｓｅ１２、ｃａｓｅ１５以及 ｃａｓｅ１０中采用多重网格，计算的网格数量远少于 ４万。网格
数目越多，所花费的计算时间越长，其他工况比 ｃａｓｅ００少花费 ４０％的时间。随着粗细网格比的增加，
所花费的计算时间逐渐减小。这表明，基于多重网格划分计算区域，能够在保证计算精度的同时提高
计算效率。

图 ５ 不同工况模拟的流量过程线 图 ６ 不同工况的模拟时间对比

在实际流域中，由于非淹没区远大于淹没区，在多数区域采用粗网格和大时间步长，仅在小部分
低洼积水区采用细网格和小时间步长，就可以明显地提高计算效率，因此 Ｍ－ ＤＢＣＭ 应用于较大时空
尺度的洪涝灾害模拟时可兼顾计算效率和精度。

４ 结论

模拟精度、计算效率以及格式稳定性是评价模型性能的三个重要指标。为提高流域洪涝模型的计
算效率，同时保证良好的计算精度，本文基于多重网格技术，建立了地表水文与局部二维水动力的动
态双向耦合模型（ Ｍ－ ＤＢＣＭ）。将流域划分成不同分辨率的网格，在粗网格区域采用地表水文模型和大

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