基于分布式水文模型的中小河流洪水预报技术

中小河流大多位于资料短缺的山丘区,洪水具有突发性强、汇流时间快、预见期短以及分布广的特点。中小河流洪水预报首要目的和任务是预警预报,预报方式应以自动预报为主,以实现及时预警,最大程度地避免人员伤亡,减轻灾害损失。本文分析了中小河流洪水预报的特点与难点,提出了中小河流洪水预报的思路及实用预报模型与方法,开展了基于分布式水文模型的中小河流洪水预报技术在新安江上游屯溪流域预警预报中的应用研究,以期为当前所开展的全国中小河流洪水预警预报系统建设提供参考。研究表明:分布式水文模型是资料短缺地区中小河流洪水预报的有效方法,基于分布式水文模型的洪水预报技术能够满足中小河流洪水自动预警预报的生产需要。     

基于Web＆GIS的洪水预报技术概述

洪水预报技术涉及专业技术和实现技术两个方面,洪水预报实现技术的发展制约着洪水预报的整体水平.基于GIS及Web的洪水预报应用技术,代表了洪水预报技术发展的一个新的方向,主要体现在三个方面:构件化应用开发的洪水预报系统;建立分布式洪水预报模型;交互式洪水预报调度决策应用模式.技术关键在于洪水预报中间件和相应应用中间件标准,其次是规范构件化应用;三是推进应用级服务体系,支持行业应用的构件化软件开发.     

通用洪水预报模型库设计建设研究

在介绍洪水预报模型库的基本概念和性质的基础上，分析了各类洪水预报模型的输入、输出数据类型，规定了各类数据文件格式，设计了洪水预报模型库的通用数据接口，并在中国洪水预报系统中实现了通用洪水预报模型库的建设。     

中国洪水预报系统设计建设研究

分析了我国洪水预报系统的现状,阐述了中国洪水预报系统的建设的必要性、目标及开发原则,介绍了中国洪水预报系统的软硬件环境、预报模型和方法、预报方案、模型率定、实时作业预报、实用模块、系统管理7部分的设计建设。     

中小河流洪水预报研究进展

中小河流洪水预报是当前国际水文科学中亟待研究的重大科学问题之一。由于中小河流存在分布广、降水及下垫面空间异致性强、产汇流时间短、突发性强、水文资料欠缺等特点,因此预报精度较低,预见期短,预报难度大。目前国内外学者对中小河流洪水预报开展了一定的研究,主要集中在中小河流洪水形成机理、洪水预报模型、缺资料中小河流水文模型参数确定方法、洪水预报耦合降水预报等方面。对中小河流洪水预报相关研究进展和存在的问题进行了总结,并指出未来在多源信息高效融合、精细化洪水模拟、高精度降水预报等方面还应进行更深入的研究。     

山东省洪水预报方案编制及洪水作业预报探讨

山东省洪水预报方案编制及洪水作业预报探讨杨罗（山东省水文总站）一、编制洪水预报方案有关问题的探讨洪水预报方案（以下简称方案）是进行洪水作业预报的基本依据。如何编制科学合理且具有较高实用价值的洪水预报方案，是水情预报人员的一项重要任务。现就笔者参加我省...     

实时洪水抗差预报系统研究

把抗差估计理论引入实时洪水预报系统,提出适合于实时洪水预报系统的抗差特征函数,建立降雨误差的动态监控模式,研究实时修正模型参数的动态抗差估计,结合洪水预报模型,形成具有水文学特点、抗差性强的实时洪水抗差预报系统.将此系统和传统实时洪水预报系统运用于闽江七里街流域,比较当降雨和流量资料存在异常误差时两系统的预报效果.结果表明,实时洪水抗差预报系统能抵御异常值的影响,获得比较稳定且高精度的预报结果.     

洪水影响预报和风险预警理念与业务实践

我国是世界上洪涝灾害频繁而严重的国家之一,洪水预报预警是防汛减灾工作中重要的非工程措施和洪水防御工作的耳目和参谋。从水文行业的视角,回顾了近年来我国洪水预报预警技术与业务进展,分析了当前洪水预报预警工作面临的新形势和新要求,对比国内外同类行业发展查找了存在的差距,阐述了洪水影响预报和风险预警的定义和理念,从顶层对基于影响预报和风险预警的新一代洪水预报预警系统("国家洪水预报预警系统")总体框架进行了研究和设计,一些关键技术成果在大范围洪水早期预警业务实践中得到了探索应用,取得了较好的效果。     

2015~2019年西江编号洪水分析

2015年以来珠江流域西江暴雨洪水频发,平均每年发生1~2场编号洪水,其中2017年发生3场编号洪水。利用中国洪水预报系统分析2015年至2019年西江7次编号洪水梧州站的洪水组成、传播时间及影响预报精度的因素,以了解西江流域暴雨洪水及其变化规律,积累洪水预报经验,为今后西江梧州站洪水预测预报提供参考。     

FORTRAN语言与文件系统 第七讲 联机预报数据处理文件系统

“VAX系列机自动洪水预报系统”包括两类文件:一类是用于预报模型参数率定的脱机文件系统;另一类是用于实时预报的联机预报数据处理文件系统。本讲只介绍后一类文件系统。一、联机预报数据处理文件系统的结构联机预报数据处理文件系统的建立和应用是实现实时联机洪水预报的基础。实时联机洪水预报需要的数据有两类:一类是实时水文数据,它包括雨量、水位、流量和蒸发等;另一类是预报参数数据,它包括产汇流参数、前期影响雨量指标等。在本系统中,预报参数可以是实用预报方案中的经验参数,也可以是     

ν-支持向量机洪水预报模型研究

为了提高洪水过程的非线性拟合能力和预报精度,对支持向量机洪水预报模型进行了深入研究。针对鸭绿江流域临江站的实际情况,建立了临江站洪水过程ν-SVR预报模型,采用1998~2014年间的大水年份降水资料和洪水过程资料对ν-SVR预报模型进行了率定和验证,并与线性动态系统模型、BP人工神经网络模型和ε-SVR模型进行了比较。结果表明:ν-SVR洪水预报模型比线性动态系统模型和BP人工神经网络具有较高的精度。ν-SVR洪水预报模型具有较好的非线性拟合能力和泛化能力,能很好地控制支持向量个数、降低模型的复杂程度,同时能保持良好的预报精度。     

三峡库区陆气耦合研究及应用

以延长洪水预见期、提高预报精度为目标,研究气象水文耦合机制,利用数值天气预报模式WRF(Weather Research and Forecasting)驱动分布式VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型,构建三峡库区陆气耦合洪水预报系统,并对2007~2008年期间四场暴雨洪水进行日滚动预报试验。结果表明,WRF模式在三峡库区内有着良好的短期降水预报精度,基于数值天气预报模式和分布式水文模型的陆气耦合洪水预报系统能有效延长三峡入库洪水预见期、提高洪水预报精度,具有较大的应用潜力。     

复杂洪水预报系统的集成技术研究

以广西南盘江天生桥一级电站施工洪水预报系统为例,讨论了以水情数据库、洪水预报模型、数据库管理系统和模型管理器为基础构建集成化复杂洪水预报系统的若干技术问题,提出了用邻接矩阵来形式化和规范化预报系统水情数据与预报模型之间复杂关系的一般方法.     

应用贴近度方法实现多种预报结果择优

在总结过去单一洪水预报方法的基础上,提出了多方法、多途径洪水预报并行作业。应用贴近度方法,实现多种预报结果择优,从而提高了洪水预报精度。     

交互式洪水预报系统及其在淮河流域中的应用

随着计算机技术的发展,图形用户界面在联机洪水作业预报中的应用越来越广泛,为实现专家交互式洪水预报提供了可能。本文简要描述了在美国天气局河流预报系统和交互式预报程序基础上建立起来的交互式洪水预报系统,介绍了淮河流域洪水的专家交互预报模式,指出了现有系统中存在的不足及其发展方向。     

TIGGE降雨信息在柴河流域洪水预报中可利用性评估

基于全球多模式集合预报(TIGGE)资料,以柴河流域为研究区域,采用TS评分、Brier评分和Talagrand分布等方法对欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境中心(NCEP)和英国气象局(UKMO)三个中心集合预报的6h、12h、24h短期降雨量进行定量评估和对比,并分别以实测降雨和NCEP预报降雨驱动新安江模型模拟洪水过程,据此探讨了集合降雨预报的可利用性。得到两个重要结论:ECMWF、NCEP和UKMO对低雨量级降雨的预报效果较好,各雨量级的预报效果有随预见期增长而增加的趋势,且普遍存在空报率较高、漏报率偏低的情况;集合降雨预报信息可应用于新安江模型进行洪水预报,并能够有效的延长洪水预报的预见期。研究成果可在适当条件下推广应用至其它流域的洪水预报作业中。     

双校正模式下的大清河流域陆气耦合洪水预报研究

基于数值大气模式WRF、三维变分数据同化WRF-3DVar、河北雨洪模型以及实时校正模型ARMA,在北方半湿润半干旱地区的大清河流域构建了陆气耦合洪水预报系统,并利用2012、2013年发生的3场降雨洪水,对系统的降雨洪水预报结果进行分析。结果表明:雷达反射率与GTS数据的同时同化,可有效改善数值大气模式对中小尺度流域的降雨预报效果,从而降低系统的洪水预报误差,ARMA模型的应用,能够进一步提升系统的洪水预报精度,随着预见期的延长,系统的预报精度下降,但系统在6h预见期内仍表现出较好的应用效果。因此,在数据同化和实时校正的"双校正"模式下,陆气耦合洪水预报系统在延长洪水预报预见期的同时,具有较高的洪水预报精度,具有一定的应用前景。     

交互式洪水预报系统及关键技术研究

介绍了交互式洪水预报系统的概念和基本结构，分析了实现交互式预报的区域拓扑连接、作业表、模型参数优化、交互修正等关键技术，并以淮河交互式洪水预报系统为例，阐述了系统的组成、实时作业预报的数据流程和应用成果。在分析我国暴雨洪水特性和自然地理条件的基础上，指出了在我国开发交互式洪水预报系统的必要性和应该注意的几个主要问题。     

基于深度学习的雷达降雨临近预报及洪水预报

为探究深度学习的雷达降雨临近预报在流域洪水预报中的适用性,采用U-Net、嵌入注意力门的Attention-Unet和添加转换器的多级注意力TransAtt-Unet开展雷达降雨临近预报,将预报降雨作为HEC-HMS水文模型的输入,对柳林实验流域进行洪水预报。结果表明：1 h预见期时,Attention-Unet对短时强降雨预报结果较好,TransAtt-Unet预报降雨模拟的洪峰流量和径流量相对误差小于20%,各深度学习模型对量级较大的降雨和洪水预报精度较高;2 h预见期的预报降雨强度、降雨总量、洪峰流量和径流量存在显著低估,U-Net能取得相对较好的降雨预报结果。基于深度学习的1 h预见期雷达降雨临近预报及洪水预报可为流域防洪减灾提供科学依据。     

洪水预报过程的交互式修正技术研究

由于预报模型的局限性和实时信息的不完善,洪水预报过程存在许多误差,而基于图形交互式修正技术是消除预报误差的有效手段。分析了水文预报过程交互式修正技术在洪水预报工作中的重要性,介绍了过程拟合平滑技术和样条插值技术,基于此基础上研究实现了以橡皮筋形式交互式修正水文预报过程的技术,并应用于洪水预报系统中。研究实例表明,该技术使用方便,有效地提高了洪水预报精度。