水环中心自主研发灾害动力学数值仿真软件助力地质灾害风险防控

远程滑坡、泥石流等地质灾害具有突发性强、运动速度快、链生过程复杂、影响范围广等特点，是重大工程建设运营、交通廊道安全和山区城镇防灾减灾面临的重要风险类型。传统调查评价多侧重灾害体识别、危险性判别和经验性分区，对灾害启动后的运动路径、流速演化、侵蚀搬运、堆积范围及影响边界等动态过程刻画不足，难以满足精细化风险防控和工程安全保障对定量预测的现实需求。面向上述业务需求，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心（以下简称“水环中心”）地质安全风险调查评价团队自主研发了DisasterFlow 灾害动力学数值仿真软件。该模拟软件可对远程滑坡、泥石流等灾害启动后的运动演化、沿程侵蚀、搬运堆积直至消止全过程进行模拟，为灾害链演化分析、危险区精细圈定、防护工程方案优化和应急预案制定提供专业化技术工具支撑。DisasterFlow 软件主要具有以下优势：

理论成熟、模拟精度高：DisasterFlow 以广义深度积分连续介质力学模型为核心，模型适用性强，参数具有明确物理意义。计算过程采用 Well-Balanced 型有限体积算法、HLLC 黎曼求解格式、预测—校正及修正技术，有效提升时空计算精度；同时结合 CFL 条件自适应控制时间步长，保障复杂地形下灾害体高速运动过程的求解稳定性。
计算效率高、拓展能力强：DisasterFlow 采用 C/C++ 编程语言开发，支持多 CPU 并行计算，并通过自主设计的对象追踪算法减少非必要网格参与计算，可显著提高计算效率、降低计算成本。软件预留功能函数模块，可结合不同工程场景和用户需求开展二次开发，为定制化模拟分析提供支撑。
支持防护工程模拟与效能评价：DisasterFlow基于Well-Balanced 型有限体积算法和 HLLC 黎曼求解格式研发，可适应性刻画远程灾害流通区内工程防护结构，模拟其对运动路径、流深、流速和堆积范围的影响，支撑防护工程效能评价。

截至目前，DisasterFlow 已在国内多家科研机构和企业推广应用，并在高位远程滑坡动力过程预测、工程弃渣失稳演化模拟、泥石流沟道拦挡效能评估等典型工程场景中取得了良好应用效果。下一步，水环中心地质安全风险调查评价团队将围绕重大工程建设运营和山区地质灾害防控应用需求，持续完善软件功能，推进产品迭代升级，强化典型案例验证与模型参数经验积累，逐步形成面向不同灾害类型和工程场景的模拟分析方案，为工程规划建设、交通廊道安全保障以及山区城镇防灾减灾提供技术支撑。

DisasterFlow 灾害动力学模拟软件

模拟案例：远程滑坡动力过程演化模拟（流速）