分布式陸氣耦合模型在洪水預報中的應用研究.pdf

1、隨著長江中上游干支流水利樞紐的逐步投建和運營,梯級水庫群聯(lián)合運行的局面已經(jīng)形成。在上游水庫調(diào)蓄的影響下,三峽等下游水庫入庫洪水預報難度增大,且入庫洪水預見期大幅度縮減。傳統(tǒng)降雨徑流短期預報模型的預見期有限,而基于數(shù)理統(tǒng)計方法的中長期徑流預報的精度不高,為指導水庫運行管理工作,亟需開展新的洪水預報方法研究。本文以三峽庫區(qū)為研究區(qū)域,圍繞如何延長洪水預見期、提高洪水預報精度這一任務,從陸氣耦合洪水預報角度出發(fā),利用數(shù)值天氣預報WRF(Wea

2、ther Research and Forecasting)模式驅動VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型,構建了陸氣耦合洪水預報模型,并開發(fā)了三峽庫區(qū)陸氣耦合洪水預報系統(tǒng)。主要的成果如下:
　　(1)建立了適用于三峽庫區(qū)的分布式水文模型。以分布式VIC水文模型為基礎,運用ArcGIS軟件對三峽庫區(qū)數(shù)字高程(DEM)、土地利用類型、土壤分類等遙感數(shù)據(jù)進行空間分析,制作了植被、土壤以及流向等參

3、數(shù)文件,建立了以網(wǎng)格為計算單元、以日為時間尺度的分布式水文模型,為陸氣耦合洪水系統(tǒng)提供流域水文過程模擬,并根據(jù)三峽庫區(qū)水文氣象觀測資料,對分布式VIC水文模型進行了參數(shù)率定和模擬效果檢驗。
　　(2)WRF模式與VIC模型的耦合預報研究。對WRF模式預報降雨的時空分布進行了精度評價,攻克了數(shù)值天氣預報模式與分布式水文模型之間的時空尺度匹配難題,利用WRF模式的氣象預報要素驅動了VIC水文模型,實現(xiàn)了暴雨、洪水定量預報,并對降雨預報

4、和洪水預報精度的進行了檢驗。檢驗結果表明,陸氣耦合洪水預報系統(tǒng)可以有效延長洪水預見期、提高洪水預報精度。
　　(3)陸氣耦合洪水預報系統(tǒng)開發(fā)。以陸氣耦合建模研究成果為基礎,采用服務器構建以及分布式數(shù)據(jù)庫技術,搭建了跨平臺自循環(huán)日滾動陸氣耦合洪水預報系統(tǒng),并其將加載并集成部署到三峽梯調(diào)中心水文預報系統(tǒng)上,有效延長了三峽水庫入庫洪水預報預見期,提高了洪水預報精度,形成了成熟的技術解決方案,并在金沙江下游梯級電站入庫洪水預報工程問題上得