The simulation of surface flow dynamics using a flow-path network model.

Chen, Y., Zhou, Q., Li, S., Meng, F., Bi, X., Wilson, J.P., Xing, Z.S., Qi, J., Li, Q., et Zhang, C. (2014). « The simulation of surface flow dynamics using a flow-path network model. », International Journal of Geographical Information Science, 28(11), p. 2242-2260. doi : 10.1080/13658816.2014.917312  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Dans cet article, nous proposons un modèle de réseau de trajets d’écoulement (RTE) pour simuler des écoulements de surface complexes par un réseau triangulé irrégulier (RTI) contraint par le drainage. Nous avons produit le RTI en utilisant des points critiques et des lignes de drainage extraits d’un modèle numérique de terrain. Nous avons représenté le ruissellement généré sur la surface du terrain de façon simplifiée comme des « volumes d’eau » à des points aléatoires contraints qui ont ensuite servi de points de départ des trajets d’écoulement (points sources d’écoulement). Nous avons établi le trajet d’écoulement pour chaque « volume d’eau » en traçant la direction de l’écoulement à partir de son point source sur la surface du RTI jusqu’au réseau fluvial, puis jusqu’à l’exutoire du bassin versant. Le RTE a été représenté par une série de segments de ligne et nœuds unidimensionnels topologiquement définis. Des variables hydrologiques, comme la vitesse et le volume d’écoulement, ont été calculées et intégrées dans le RTE pour permettre la simulation dynamique de l’écoulement de surface. La simulation d’une pluie hypothétique sur un paysage vallonné a montré que le modèle de RTE a pu simuler la dynamique de l’écoulement de surface dans le temps. L’application du modèle de RTE à un bassin versant en situation réelle a montré que les débits prédits par le modèle concordaient bien avec les observations faites sur le terrain. En résumé, le modèle de RTE que nous proposons offre un cadre de modélisation vectorielle qui permet de simuler la dynamique de l’écoulement de surface. Il faut poursuivre la recherche pour améliorer la simulation de divers processus hydrologiques comme la production de ruissellement, l’écoulement diffus et l’écoulement en chenal, que nous avons beaucoup simplifiés dans cette étude.

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