分布式陸氣耦合模型在洪水預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著長(zhǎng)江中上游干支流水利樞紐的逐步投建和運(yùn)營(yíng),梯級(jí)水庫(kù)群聯(lián)合運(yùn)行的局面已經(jīng)形成。在上游水庫(kù)調(diào)蓄的影響下,三峽等下游水庫(kù)入庫(kù)洪水預(yù)報(bào)難度增大,且入庫(kù)洪水預(yù)見期大幅度縮減。傳統(tǒng)降雨徑流短期預(yù)報(bào)模型的預(yù)見期有限,而基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)的精度不高,為指導(dǎo)水庫(kù)運(yùn)行管理工作,亟需開展新的洪水預(yù)報(bào)方法研究。本文以三峽庫(kù)區(qū)為研究區(qū)域,圍繞如何延長(zhǎng)洪水預(yù)見期、提高洪水預(yù)報(bào)精度這一任務(wù),從陸氣耦合洪水預(yù)報(bào)角度出發(fā),利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)WRF(Wea

2、ther Research and Forecasting)模式驅(qū)動(dòng)VIC(Variable Infiltration Capacity)水文模型,構(gòu)建了陸氣耦合洪水預(yù)報(bào)模型,并開發(fā)了三峽庫(kù)區(qū)陸氣耦合洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)。主要的成果如下:
　　(1)建立了適用于三峽庫(kù)區(qū)的分布式水文模型。以分布式VIC水文模型為基礎(chǔ),運(yùn)用ArcGIS軟件對(duì)三峽庫(kù)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(jìn)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(jì)算單元、以日為時(shí)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(guò)程模擬,并根據(jù)三峽庫(kù)區(qū)水文氣象觀測(cè)資料,對(duì)分布式VIC水文模型進(jìn)行了參數(shù)率定和模擬效果檢驗(yàn)。
　　(2)WRF模式與VIC模型的耦合預(yù)報(bào)研究。對(duì)WRF模式預(yù)報(bào)降雨的時(shí)空分布進(jìn)行了精度評(píng)價(jià),攻克了數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式與分布式水文模型之間的時(shí)空尺度匹配難題,利用WRF模式的氣象預(yù)報(bào)要素驅(qū)動(dòng)了VIC水文模型,實(shí)現(xiàn)了暴雨、洪水定量預(yù)報(bào),并對(duì)降雨預(yù)報(bào)

4、和洪水預(yù)報(bào)精度的進(jìn)行了檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果表明,陸氣耦合洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)可以有效延長(zhǎng)洪水預(yù)見期、提高洪水預(yù)報(bào)精度。
　　(3)陸氣耦合洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)開發(fā)。以陸氣耦合建模研究成果為基礎(chǔ),采用服務(wù)器構(gòu)建以及分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),搭建了跨平臺(tái)自循環(huán)日滾動(dòng)陸氣耦合洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng),并其將加載并集成部署到三峽梯調(diào)中心水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)上,有效延長(zhǎng)了三峽水庫(kù)入庫(kù)洪水預(yù)報(bào)預(yù)見期,提高了洪水預(yù)報(bào)精度,形成了成熟的技術(shù)解決方案,并在金沙江下游梯級(jí)電站入庫(kù)洪水預(yù)報(bào)工程問(wèn)題上得