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暴雨致洪预报系统及其评估

甘衍军 徐晶 赵平 洪阳 谌芸 郝莹 包红军 曾子悦 徐辉 狄靖月

甘衍军, 徐晶, 赵平, 等. 暴雨致洪预报系统及其评估. 应用气象学报, 2017, 28(4): 385-398. DOI: 10.11898/1001-7313.20170401..
引用本文: 甘衍军, 徐晶, 赵平, 等. 暴雨致洪预报系统及其评估. 应用气象学报, 2017, 28(4): 385-398. DOI: 10.11898/1001-7313.20170401.
Gan Yanjun, Xu Jing, Zhao Ping, et al. Introduction and evaluation of a rainstorm-caused flood forecasting system. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(4): 385-398. DOI:  10.11898/1001-7313.20170401.
Citation: Gan Yanjun, Xu Jing, Zhao Ping, et al. Introduction and evaluation of a rainstorm-caused flood forecasting system. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(4): 385-398. DOI:  10.11898/1001-7313.20170401.

暴雨致洪预报系统及其评估

DOI: 10.11898/1001-7313.20170401
资助项目: 

灾害天气国家重点实验室开放课题 2015LASW-A05

国家重点研究发展计划 2016YFC0402702

中国气象科学研究院基本科研业务费专项资金 2016Y010

国家自然科学基金项目 41505092

国家重点研究发展计划 2017YFC1404000

详细信息
    通信作者:

    甘衍军, email:ygan@camscma.cn

Introduction and Evaluation of a Rainstorm-caused Flood Forecasting System

  • 摘要: 该文研发了基于CREST V2.1分布式水文模型的暴雨致洪预报系统,应用中国气象局降水业务产品,开展全国0.125°×0.125°的逐日洪水预报和区域30"×30"的逐时洪水预报。其中,全国洪水预报以松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、东南诸河、珠江、西南诸河和西北诸河十大水资源分区的典型流域为研究对象,区域洪水预报以淮河流域为研究对象。以模拟和观测流量之间的效率系数为目标函数,采用SCE-UA方法分别对全国和区域洪水预报模型的参数分流域进行率定。评估参数率定前后模型对效率系数、相关系数和相对偏差的改进程度,并对参数率定后的模型进行检验。结果表明:率定后的模型能够重现控制水文站的实测洪水过程,与率定前相比,效率系数和相对偏差有显著改进,相关系数有较大改进。系统符合业务需求,具有较好的预报精度和时效性,具备业务应用能力。
  • 图  1  暴雨致洪预报系统框架

    Fig. 1  Framwork of the rainstorm-caused flood forecasting system

    图  2  CREST模型框架

    Fig. 2  Framwork of the CREST model

    图  3  全国洪水预报研究范围

    Fig. 3  Research domain for flood forecasting of China

    图  4  全国0.125°×0.125°地理信息数据

    (a)高程,(b)流向,(c)汇流累积量,(d)河网

    Fig. 4  0.125°×0.125° geographic information data for China domain

    (a)elevation, (b)flow direction, (c)flow accumulation, (d)stream network

    图  5  水文站率定期水文过程线

    (a)江桥,(b)铁岭,(c)滦县,(d)华县,(e)王家坝,(f)寸滩,(g)七里街,(h)南宁,(i)拉萨,(j)莺落峡

    Fig. 5  ydrographs for the calibration period at streamflow gauging stations

    (a)Jiangqiao, (b)Tieling, (c)Luanxian, (d)Huaxian, (e)Wangjiaba, (f)Cuntan, (g)Qilijie, (h)Nanning, (i)Lhasa, (j)Yingluoxia

    图  6  水文站检验期水文过程线

    (a)江桥,(b)铁岭,(c)滦县,(d)华县,(e)王家坝,(f)寸滩,(g)七里街,(h)南宁,(i)拉萨,(j)莺落峡

    Fig. 6  Hydrographs for the validation period at streamflow gauging stations

    (a)Jiangqiao, (b)Tieling, (c)Luanxian, (d)Huaxian, (e)Wangjiaba, (f)Cuntan, (g)Qilijie, (h)Nanning, (i)Lhasa, (j)Yingluoxia

    图  7  淮河流域洪水预报研究范围

    Fig. 7  Research domain for flood forecasting of the Huai River Basin

    图  8  淮河流域30″×30″地理信息数据

    (a)高程,(b)流向,(c)汇流累积量,(d)河网

    Fig. 8  30″×30″ geographic information data for the Huai River Basin

    (a)elevation, (b)flow direction, (c)flow accumulation, (d)stream network

    图  9  淮河流域王家坝站率定期水文过程线

    (a)20140711号洪水,(b)20150616号洪水,(c)20160717号洪水

    Fig. 9  Hydrographs at Wangjiaba Station of the Huai River Basin for the calibration period of flood events

    (a)20140711, (b)20150616, (c)20160717

    图  10  淮河流域王家坝站检验期水文过程线

    (a)20140827号洪水,(b)20150601号洪水,(c)20160629号洪水

    Fig. 10  Hydrographs at Wangjiaba Station of the Huai River Basin for the validation period of flood events

    (a)20140827, (b)20150601, (c)20160629

    图  11  淮河流域王家坝站2016年7月12—21日未来10 d滚动预报水文过程线

    Fig. 11  Hydrographs at Wangjiaba Station of the Huai River Basin for ten-day rolling forecast during the period from 12 Jul to 21 Jul in 2016

    表  1  CREST模型参数及其取值范围

    Table  1  CREST model parameters and their feasible ranges

    参数意义默认值最小值最大值
    RainFact降水量转换系数1.00.51.2
    Ksat土壤饱和导水率/(mm·d-1)2.8411000
    WM流域最大蓄水量/mm129.951500
    B下渗曲线指数0.480.051.5
    IM不透水面积比0.0700.2
    KE潜在蒸散发转换系数0.850.11.5
    coeM地面径流流速系数58.891150
    expM地面径流流速指数0.250.12
    coeR地面径流流速转换为河道水流流速的转换因子0.730.23
    coeS地面径流流速转换为壤中流流速的转换因子0.630.0011
    KS地面径流产流参数0.4101
    KI壤中流产流参数0.2201
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-08
  • 修回日期:  2017-05-18
  • 刊出日期:  2017-07-31

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