基于气象观测雨量资料的实时洪水预报模型应用研究

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本文针对淮河流域水文气象业务服务的实际需求,采用气象观测雨量资料进行流域面雨量的计算,进而将面雨量的计算结果作为实时洪水预报模型的输入,进行流域洪水实时预报。基于新安江模型,在淮河王家坝以上流域建立了采用小时雨量资料的实时洪水预报模型;在淮河蚌埠以上流域建立了采用日雨量资料的实时洪水预报模型。并采用2005年和2007年的洪水过程对基于气象观测雨量资料的实时洪水预报模型的预报成果进行了检验分析。 本文主要结论如下: 1、利用2007年7月1日至7月31日的气象观测雨量资料用网格插值法、泰森多边形法和算术平均法计算了淮河王家坝以上流域的面雨量,从逐日面雨量的计算结果看。泰森多边形法、网格插值法、算术平均法计算结果差异不大。对于大降水,3种计算方法之间的相对误差均比较小;而对于弱降水,相对误差的差别则较大。小于10mm的面雨量计算结果相对误差在2.996到75.0%之间,大于10mm的面雨量计算结果相对误差在0.2%到19.2%之间,大于50mm的面雨量计算结果相对误差在0.2%到4.3%之间。 3种面雨量计算方法相比较,泰森多边形方法和网格插值方法的差异比较小,而算术平均法与泰森多边形方法和网格插值方法计算结果的差异则比较大。 2、对于王家坝以上采用小时雨量资料的实时洪水预报模型,从2005年和2007年洪水计算结果可以看出,采用气象观测雨量资料计算的流量过程往往比实测流量过程小。 从气象观测雨量资料和水文雨量资料的总雨量情况可以看出,气象观测雨量资料总雨量一般比水文雨量资料总雨量小,这是引起采用气象观测雨量资料预报流量过程比实测流量过程小的主要原因,两种资料计算结果的相差幅度最小为0.73%(2005年,班台子流域),最大为33.84%(2007年,班台子流域)。 采用气象观测雨量资料计算的面雨量略低于水文雨量资料计算的结果,从流量过程模拟结果看,水文站网相对于常规气象站网而言能较好地反映流域降水的真实情况。这也是气象观测雨量资料在实际业务应用中需要注意的问题。 3、对于蚌埠以上采用日雨量资料的实时洪水预报模型,分别用气象观测雨量资料和水文雨量资料计算2005年7月5日至9月29日以及2007年6月25日至8月30日鲁台子和蚌埠洪水流量过程。在使用气象观测雨量资料对2005年洪水计算结果中,鲁台子和蚌埠的洪量相对误差分别为7.4%和-3.6%,洪峰相对误差分别为-4.84%和-12.82%,满足预报精度要求。在2007年洪水验证中,鲁台子和蚌埠使用气象观测雨量资料的计算结果确定性系数 分别为0.89和0.81,洪量相对误差分别为5.09%和—0.39%,洪峰相对误差分别为5.56%和-14.37%,检验结果合理。 在淮河王家坝以上流域,利用气象观测雨量资料对洪水流量过程的拟合结果比较合理,这说明在较大流域范围内利用气象观测雨量资料进行实时洪水预报是可行的,其预报成果对水文气象预报服务具有一定的参考价值。
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