丹江口水库流域月尺度降雨与径流预报研究

以汉江上游丹江口水库流域为研究区域,通过降雨-气象遥相关分析从74项大气环流因子中筛选出预报因子,建立月降雨量与预报因子间的多元线性回归模型,根据大气环流因子对月降雨量进行预报,并构建研究区域的SWAT模型,以预报的月降雨量作为模型输入,实现月径流量的预报。以2012年逐月降雨及径流为例,模型对降雨和径流预报的合格率均约为83%,预报效果较好。研究表明,根据降雨量-大气环流因子的统计相关关系预报月降雨,并结合水文模型进行径流预报,对研究区域具有一定的适用性。     

WRF模型在山洪灾害预警预报中的试验应用

为了给无气象观测资料地区提供气象数据,提高定量降雨预报的精度。利用中尺度WRF模式建立了面向长江流域的降雨自动化预报系统,该系统分为气象数据自动下载、模式预报和产品输出3个主要部分,且其运行和产品处理全部实现了自动化。对系统2012年11月至2013年2月的预报能力进行了检验,结果表明,WRF模式能较好预报降水的时间演变,24 h晴雨预报、一般性降雨预报和小雨预报的TS评分较高。个例分析表明,WRF模式能较好地预报降水的时空演变特征,但对极端降水的时空变化特征预报还有欠缺。该系统实现了精细化和定量化的防洪降雨预报,可使预报结果与洪水预警相结合,为山洪灾害预警平台的搭建提供了技术支持。     

青岛市“8．10”暴雨洪水分析

2007年8月10日至12日(简称"8·10"),青岛市普降暴雨到大暴雨,部分地区降特大暴雨.青岛城区降雨量为272mm,在年最大3日降水量系列中位居第二.部分河道出现较大洪水,造成了洪涝灾害.分析了"8·10"暴雨特点、洪水特性、及降雨径流关系,并对水灾造成的经济损失做了初步统计,为研究青岛市暴雨洪水特性及水文情报预报工作提供科学依据.     

模式水平分辨率对梅雨锋降水定量预报的影响

利用三维非静力平衡中尺度／云模式对1999年6月23日08时～24日08时江淮地区一次梅雨锋系统降水过程进行了五种不同水平分辨率的数值模拟试验。模拟结果表明，提高模式水平分辨率，明显提高了大到暴雨的定量预报(大于25mm和大于50mm)的精度；但研究发现，这种精度的改进随着水平分辨率的进一步提高存在明显的阈界，即在水平分辨率提高到18公里以后，再提高水平分辨率，对暴雨预报成功率的改进幅度不大，因此，对于梅雨锋雨带中尺度强降水的业务预报，将模式水平分辨率提高到18公里比较适宜。     

基于气象模式的汉江流域洪水预报系统

针对现行洪水预报方法的不足与汉江流域的特点,建立了汉江流域MM5气象预报模式和VIC分布式水文模型,耦合集成3种预报模式并开发了基于气象模式的汉江流域洪水预报系统。应用2005~2007年汛期日水文气象资料进行验证,结果表明所建VIC分布式水文模型具有较高的模拟与预报精度。基于气象模式的汉江流域洪水预报系统可为汉江流域的中长期水文预报和水资源综合管理提供技术支撑和决策参考。     

中小河流“预测—预警—预报”模式探讨——以郁江支流镇龙江镇龙水文站为例

分析了郁江支流镇龙江镇龙水文站"2015.10"暴雨洪水过程,总结了这次洪水"预测—预警—预报"服务模式的经验,探讨了该模式在镇龙站这次洪水预报应用中存在的问题,并提出预测方面需要强化气象知识的学习及应用,预警方面需要滚动分析预测,及时发布预警,预报方面需要对中小河流尽快建立降雨~水位(涨幅)预估方案并掌握三角形入流等传统方法的建议。     

基于不同物理参数化方案的中小流域 降雨径流集合预报

气象水文耦合预报能够延长洪水预报预见期,针对预报结果不确定性大的问题,选取东南沿海地区的梅溪流域为研究区,以2012年8月3日“苏拉”台风和2014年6月17日“海贝思”台风引发的降雨洪水为例,开展气象水文耦合下的集合预报研究。依托WRF（weather research and forecasting）模式建立基于36种物理参数化方案组合的降雨集合预报集,并通过耦合WRF模式和梅溪流域分布式水文模型,实现降雨径流集合预报。结果表明：在不同物理参数化方案下,数值降雨预报结果有一定差异,且对降雨空间分布的预报效果优于降雨时间分布,更容易准确描述时空分布均匀的降雨,很难捕捉短历时强降雨;采用集合预报的方式能够有效降低洪水预报的不确定性,当预见期超过6 h时,对于时空分布均匀的降雨,相应洪水过程的洪峰流量预报误差Rf为11.30%,能够准确反映洪峰量级,峰现时间提前2h,相比基于“落地雨”开展的洪水预报有一定优势;基于异方差扩展型Logistic算法对预报降雨进行处理后,能够有效提高降雨预报精度,但对于时空分布不均匀的降雨,洪峰流量误差R f由处理前的-86.89%降低至-48.95%,仍有较大的提升空间。     

2017年汉江秋季洪水特性及预报调度分析

2013年丹江口大坝加高工程完成后,遭遇连续枯水,各年度蓄水严重不足,2017年发生明显秋汛,防汛部门科学调度,取得了统筹防洪、大坝蓄水安全与监测试验等多目标共赢的成果。通过分析汉江2017年秋汛的水雨情发展、洪水地区组成、水情预报及水库调度等,解析了汉江此次秋汛过程的降雨、洪水特性,水情预报精度水平及水库调度的成效。分析表明：汉江9月上中旬降雨起筑底作用,9月23日开始的连续强降雨过程累计雨量大、覆盖面积广,直接导致汉江连续涨水过程;丹江口入库洪水最大15 d洪量接近秋季10 a一遇,丹皇区间最大7 d洪量超过秋季20 a一遇;丹江口水库实施拦洪削峰调度,削峰率均在50%以上,削减中游干流主要站洪峰水位约2 m,避免了中下游分洪民垸和杜家台分洪。     

水电厂气象水文综合预报调度模型的建立与应用

水电厂气象水文综合预报调度模型整合了降雨预报方案、中长期水文预报方案:洪水预报方案、水库优化调度方案等现有模型系统.降雨数值预报接入水库预报调度系统后,延长了来水预报预见期,结合文中研究的优化调度模型,使水电厂能够提前调整发电计划、调度方案,增加了水电厂的发电效益和水库的防洪减灾社会效益.     

山东临沂市应对流域性大洪水措施研究

在抗击201909号台风“利奇马”暴雨洪水和沂沭河“2020.8.14”洪水中,山东临沂市利用智慧防汛综合管理平台,采用网格化细分雨量预报数值,精准预报流域和区域洪水,快速完成水库承洪能力分析,实现雨水情及工情在线监测,提前对流域和区域洪水及山洪灾害进行预报预警,实施库河及闸坝联合调度洪水模式,防洪减灾效益显著,全面提升了临沂市防汛减灾洪水调度决策水平和洪涝灾害防御能力,对应对流域性大洪水的措施有了初步探讨。     

基于WRF的郑州市暴雨中心最大时降雨过程模拟分析

为探究WRF模式对郑州市暴雨中心雨量最大时降雨过程的模拟能力,选用该模式常用的5种微物理过程方案,模拟郑州市2011-2018年发生的14场短时暴雨,结合时空分布、雨型、雨峰和降雨集中度等降雨特征进行分析。结果表明：WRF模式可以模拟出对应场次的降雨,但雨区位置有所偏移;60%以上场次降雨过程时间偏差在180 min内;模式对累积雨量模拟较好,模拟的降雨过程与实际过程相关性较高,但对过程雨量的模拟有所欠缺;采用模糊识别法分析雨型发现,WRF模式对郑州市单峰雨型模拟较好,对均匀类雨型模拟较差;WRF模式对单峰类雨型模拟时,其雨峰偏差基本控制在±30%内;13场降雨模拟结果的降雨集中度与实测结果基本相同。WRF模式总体模拟结果较为理想,可为郑州市短时暴雨研究提供数值方法的支撑。     

淮河王家坝站“2020·7·20”暴雨洪水特性分析

2020年7月10—19日,淮河流域普降大到暴雨,淮河王家坝站7月20日出现历史第二高洪水位。本文依据实测资料,分析了该次暴雨洪水的成因和洪水特性,并与历史典型年洪水过程进行对比,分析了淮河治理后王家坝站水文特性发生变化过程和规律,为谋划“十四五”时期淮河治理方案、淮河防汛调度和水文监测预报提供了科学依据。     

溧水河乌刹桥段一次雨雾的数值模拟研究

应用WRF数值天气预报模式对溧水河乌刹桥段一次雨雾进行数值模拟,模拟时间为北京时间2007年12月05日20∶00至2007年12月06日20∶00,采用4层嵌套结构,最内层水平分辨率为1 km×1 km。模拟并分析了溧水河乌刹桥段的第二层嵌套范围的海平面气压场、风场、液态水含量、相对湿度等分布情况,并将溧水河乌刹桥位置的10m风速模拟值和能见度计算值分别与气象站实测值进行了对比分析。研究结果表明,应用WRF数值天气预报模式对这次溧水河乌刹桥段雨雾的风场、相对湿度、能见度等模拟效果较好,此次溧水河乌刹桥段雨雾的成因为处于低压槽及均压区,有利于水汽聚集,水汽易达到饱和;相对湿度大,在85%以上;微风,风速为2-4 m/s,有利于雾天气形成和维持。     

长江上游流域短期水文气象耦合预报技术研究

为延长水文预报有效预见期,提高预报精度,采用WRF模型降雨预报作为输入,建立针对长江上游的WRF定量降雨预报模型,利用2014年WRF模型对长江上游的预报结果,采用水文气象耦合的方式,研究输入资料在空间尺度变化的情况下对水文预报的影响。     

Analysis and numerical study of a hybrid BGM-3DVAR data assimilation scheme using satellite radiance data for heavy rain forecasts

A fine heavy rain forecast plays an important role in the accurate flood forecast, the urban rainstorm waterlogging and the secondary hydrological disaster preventions. To improve the heavy rain forecast skills, a hybrid Breeding Growing Mode (BGM)-three-dimensional variational (3DVAR) Data Assimilation (DA) scheme is designed on running the Advanced Research WRF (ARW WRF) model using the Advanced Microwave Sounder Unit A (AMSU-A) satellite radiance data. Results show that: the BGM ensemble prediction method can provide an effective background field and a flow dependent background error covariance for the BGM-3DVAR scheme. The BGM-3DVAR scheme adds some effective mesoscale information with similar scales as the heavy rain clusters to the initial field in the heavy rain area, which improves the heavy rain forecast significantly, while the 3DVAR scheme adds information with relatively larger scales than the heavy rain clusters to the initial field outside of the heavy rain area, which does not help the heavy rain forecast improvement. Sensitive experiments demonstrate that the flow dependent background error covariance and the ensemble mean background field are both the key factors for adding effective mesoscale information to the heavy rain area, and they are both essential for improving the heavy rain forecasts.     

甘肃省暴雨洪水灾害的特点及防治对策

甘肃省生态与环境脆弱，暴雨及其引发的洪水灾害造成的损失十分严重。甘肃省暴雨类型主要有锋面或涡切变型暴雨、雷阵雨型暴雨和混合型暴雨三类，一般发生在5—9月，大暴雨发生在7,8月份。针对甘肃省洪水灾害的特点，提出暴雨洪水的防治对策，包括加强水库工程管理，堤防的管理维护，开展小流域综合治理的工程措施和落实行政首长负责制．提高水文气象监测及预报能力等非工程措施。     

汉江上游地区大尺度分布式水文模型与气象模型耦合应用试验

汉江发源于陕西省秦岭南麓,在其上游地区,局地性的洪灾或旱灾较易频繁发生。为改进洪水预报精度,构建了用于汉江上游地区的基于大尺度分布式水文模型和气象模型耦合的洪水预报系统,并于2007年6～8月在该流域的出口控制站白河站进行了流量模拟试验。其间,利用LSHM水文模型（5km×5km水平网格）分别基于地面气象观测资料和MM5模型（最内层水平空间尺度9km×9km）的预报产品对白河站进行流量模拟试验：同时,也利用MM5的24h预见期信息进行逐日流量作业预报试验。初步结果表明,将分布式水文模型与气象模型耦合应用进行洪水预报具有较好的发展潜力,值得推广应用。     

基于TRMM/FY降雨数据的台风“海葵”监测分析

台风灾害往往都是由暴雨引起的,台风暴雨的研究对台风天气预报具有重要意义。在RS/GIS技术的支持下,以2012年8月发生的台风"海葵"为例,基于TRMM 3B42和FY-2D降水数据,在对两种卫星降雨数据有效性分析的基础上,对此次台风引起的强降雨过程进行了重现和分析。结果表明:二者与实测降雨数据一致性较好,分别达到了0.944 8和0.914 5;两种卫星降雨数据都较好地抓住了强降水中心的位置;对比地面站点、TRMM 3B42和FY-2D这3种数据绘制的强降水中心区域平均降水随时间序列变化,可以发现两种卫星与地面观测数据有较为相似的时间演变特征,能较为清楚的分辨出台风的螺旋结构,并且与台风发展路径具有较高的一致性。因此,两种卫星数据在对台风路径、强降雨中心的预测上具有较大的应用潜力。     

郁江流域水电站大坝灾害监测分析系统构建技术

因近年来灾害性天气对电站输变电设备的影响越来越大,以构建水电站大坝工程灾害监测与分析评估信息系统为目标,立足于大坝生产运营的实际需要,设计了相应的硬件网络结构与软件架构。在此基础上,研究了灾害与水电站大坝的信息接入、灾害评估与可视化展示,提供了水电站大坝灾害监测、智能水电厂一体化管控、水利工程综合管控等已有业务的数据通信接口、集成展示接口,以实施暴雨、台风、高低温、雷电、山火5种类型灾害的监测和评估,实现雨量与气温监测分析、卫星云图与热带气旋监测、气温预报、水电站气象灾害分析等应用功能。该系统具备自动化、智能化、兼容性和扩展性等特点。以郁江流域龙桥水电站为例,进行了灾害监测分析的功能与应用场景描述。该系统对水电站大坝气象灾害监测预警有一定的借鉴意义。