中期数值降雨预报在汛限水位动态控制中应用研究

定义中期数值降雨预报最大可利用预见期、最大可利用预见量和实时预见期折减系数3个参数,对中期数值降雨预报信息进行预处理,且给出评估中期预报精度的指标以及指标的求解方法;然后利用上述3个参数,对汛限水位实时动态控制相对安全期进行定义,进而提出利用中期预报进行汛限水位动态控制的实时相对安全期法.对该方法风险分析过程就是对上述3个参数的优选过程.基于此,分别定义评估风险、风险效益以及调度决策者承受风险能力的指标,建立控制风险在决策者承受能力内而追求风险效益最大的风险分析模型,即参数优选模型.浑江上游桓仁-回龙库群试用结果表明,经济效益显著.

耦合数值降雨信息的径流预报方法对比

为优化流域径流预报方案,引入数值降雨预报信息,对比分析了不同预见期下新安江-融雪径流预报模型(XAJ-DDF)、基于总误差分析途径的概率预报模型(HUP)、多因子最近邻抽样回归模型(NNBR)在大渡河上游丹巴断面的日径流预报精度。结果表明,汛期,HUP模型表现最优且稳定,3、7 d预见期NS分别大于0.9、0.7,且伴随推荐值Q_(50)的90%置信区间信息为决策人员明晰洪水风险提供依据;枯期,多因子NNBR模型预报精度最高,对退水特征把握更准确。通过模型对比,可进一步提升流域预报水平,为同类研究提供应用参考。

雷达资料同化模式对降雨-径流预报的影响

雷达资料同化是提高局地数值降雨预报精度的重要手段。以2014年6月17日和2016年7月9日福建梅溪流域发生的2场典型降雨洪水事件为例,设计9种不同的雷达资料同化模式,并引入到以WRF模式和基于CNFF-HM的分布式水文模型为主体构建的陆气耦合模型中,开展降雨-径流预报试验;探究中小流域尺度合理的雷达资料同化模式;分析雷达资料同化对降雨-径流预报结果的影响。结果表明,雷达资料同化能够提高中小流域陆气耦合降雨-径流预报精度;当同化时间间隔为6 h时,同化雷达反射率的降雨预报效果最好,但随着同化时间间隔缩短,雷达径向风的同化效果得到明显改善;逐小时同化雷达径向风支持下的陆气耦合模型,其降雨-径流预报结果最佳,2场降雨的累积雨量误差分别仅为7.55%和5.80%,相应洪水的洪峰流量误差为-12.65%和-18.26%,峰现时间均提前1h,NSE为0.866和0.927,在中小流域暴雨洪水预报中有一定的应用前景。

不同微物理参数化方案对降雨数值模拟的影响试验--以北京为例

城市暴雨预报对防洪排涝具有重要意义。基于中尺度数值天气预报模型WRF,构建北京市暴雨模拟模型,采用13种微物理参数化方案,对2007年8月1日下午至8月2日凌晨的暴雨过程进行了模拟试验。结果表明,对该场降雨,Kessler方案模拟得到的面平均降雨量与实测值最接近;WSM5方案模拟得到的面平均降雨过程与实测过程吻合最好;累积降雨高值区域落区模拟和最大1h降雨强度模拟,Milbrandt方案表现最好;综合考虑降雨量、降雨过程、累积降雨高值区域落区范围和最大1h降雨强度指标,Milbrandt和Thompson方案表现最好。此外,相比单矩方案,采用多矩方案可能会提高对微物理过程的描述精度。研究结果对北京市暴雨预报具有一定参考意义。

GFS可利用性研究及其在旬径流预报中的应用

分析了中长期降雨径流预报研究应用现状和存在的主要问题,研究了利用GFS降雨数值预报信息进行旬径流预报的方法,建立了旬降雨—旬初土壤含水量—旬径流预报模型(PSRM)。通过对实例流域历史旬径流资料的模拟优选出模型参数,分析了GFS降雨数值预报信息的可利用性,并给出了利用GFS降雨预报信息和PSRM模型推求径流的方法。结果表明,基于GFS预报降雨信息和PSRM模型推求径流期望值和概率分布用于水库的实时调度可行。

径流贝叶斯概率预报在水库发电优化调度中的应用

为了充分考虑降雨、径流预报的不确定性和降低水库发电调度模型的复杂性,采用贝叶斯概率水文预报系统(BFS)耦合降雨预报的不确定性和径流预报模型本身的不确定性来定量描述径流预报的不确定性,发布径流确定性预报、概率预报和概率预报期望值;结合随机动态规划(SDP)模型和贝叶斯随机动态规划(BSDP)模型来制定发电调度图;以浑江桓仁水库流域为背景,采用美国国家天气局的全球预报系统(GFS)发布的10d降雨预报信息作为预报模型输入,模拟桓仁水库的发电调度过程。模拟结果表明基于径流贝叶斯概率预报的水库发电调度能有效提高水库的发电效益和保证率。

珠江流域“2022.6”暴雨洪水复盘分析

从降雨预报、洪水预报两方面,对珠江流域6月15—21日降雨过程和西江4号洪水、北江2号洪水过程开展复盘分析,并针对复盘分析中发现的降雨数值预报不准、水工程信息不足、预报节点划分不细等问题进行梳理总结,提出科学应用降雨预报、适时优化产汇流参数、有序细化预报方案、及时掌握水工程信息等是进一步做好珠江流域洪水预报工作的重要手段。

GFS未来10天数值降雨预报信息的可利用性分析

中期降雨预报为研究中长期降雨径流预报和发电调度模型提供新的信息。本文依据二滩水电站实际径流和发电运行特征,统计了雅砻江流域全球预报系统(GFS)未来10天预报降雨总量分级预报精度,研究GFS降雨预报在汛期旬径流预报中定量及定性应用,并与常用的ARMA类模型相比较,进而分析GFS未来10天降雨预报信息的可利用性及在二滩水电站发电调度中的应用。研究表明,GFS未来10天数值降雨预报信息能为径流预报和发电调度提供较好的旬径流定性预报信息,并可指导实际的发电调度。

基于数值降雨预报信息的中期径流预报方法研究

随着数值气象预报水平的不断发展,考虑数值降雨预报信息有利于提高流域径流预报的精度,能够为水库未来的兴利调度决策提供可靠的信息支撑。为此,本文以浑江桓仁水库流域为研究实例,分别采用新安江模型和多元线性回归模型建立流域汛期和非汛期的中期旬径流预报模型,其中模型参数分别采用遗传算法和最小二乘法进行优化率定。在以上模型的基础上,采用美国全球预报系统发布的未来10 d数值降雨预报信息作为降雨输入,预报桓仁水库的中期旬径流。研究结果表明中期径流预报受降雨预报信息的不确定性影响,预报精度随预见期延长而降低,但仍高于传统不考虑降雨预报信息的中期径流预报。

基于降雨预报信息的梯级水电站不确定优化调度研究Ⅱ：耦合短、中期预报信息

基于聚合分解思想将梯级水库群聚合为"虚拟单库",降低了随机动态规划(SDP)模型的计算量,从而使SDP模型可以考虑更多预报信息。为了更近一步充分利用预报信息和降低预报信息不确定性对调度的影响,将降雨预报和径流预报的不确定性考虑为随预见期延长而不断增加的过程。首先将浑江流域的10d预报径流划分为前5d和后5d,并将前5d预报径流视为较准确的部分,而后5d预报径流视为不确定性较大部分;然后建立短、中期径流预报信息相套接的分段聚合分解贝叶斯随机动态规划(Two-Step-BSDP,TS-BSDP),为浑江梯级水库群制定前5d、后5d和10d的预报调度图;最后以5d为调度时段分别决策未来5d发电和10d发电计划。模拟调度结果表明,该模型中决策长度为5d的滚动决策具有更好的效果,该决策方式充分地利用了预报信息并有效地提高了发电效益。