Stability of river bifurcations in 1D morphodynamic models

摘要

Based on model-technical as well as physical considerations a nodal-point relation at bifurcations is proposed for one-dimensional (1D) network morphodynamic models: the ratio between the sediment transports into the downstream branches is proportional to a power of the discharge ratio. The influence of the nodal-point relation on the behaviour of the morphodynamic model is analyzed theoretically. The exponent in the nodal-point relation appears to be crucial for the stability of the bifurcation in the model. For large values of the exponent, the bifurcation is stable, i.e. the downstream branches remain open. For small values of the exponent, the bifurcation is unstable: only one of the branches tends to remain open. The exponent also has a strong influence on the morphological time scales of the network. The conclusions from the analysis have been verified by numerical simulations using a package for one-dimensional network modelling.%L''article propose une loi des nœuds aux bifurcations de modèles morphodynamiques filaires de réseaux maillés basée sur des techniques de modélisation aussi bien que sur des considérations physiques : le rapport des débits solides dans les branches aval est proportionnel à une puissance du rapport des débits liquides. L''influence de cette loi des nœuds sur le comportement du modèle morphodynamique est analysée de façon théorique. L''exposant de la loi des nœuds apparaît comme un élément crucial de la stabilité de la bifurcation dans le modèle. Pour les grandes valeurs de l''exposant, la bifurcation est stable c''est-à-dire que des branches aval demeurent ouvetes. Pour les petites valeurs de l''exposant, la bifurcation est instable: seulement une des branches tend à demeurer ouverte. L''exposant a également une forte influence sur l''échelle des temps d''évolution morphologique du réseau. Les conclusions de cette analyse ont été vérifiées par des simulations numériques basées sur un code pour réseau filaire.