下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、附件 2论文中英文摘要作者姓名: 吴志勇论文题目 :定量降雨与实时洪水预报研究作者简介:吴志勇,男, 1979年 01月出生, 2003年 09月师从于河海大学陆 桂华教授,于 2008年 06月获博士学位。中文摘要基于实测降雨的传统洪水预报方法,预见期较短,难以完全满足防汛调度、洪水资源化 应用等洪水管理的要求。预见期短已成为水文预报发挥更大效益的主要障碍。从研究与实践 均表明,预见期的延长必须依赖有足够精度的定量降雨预报。本文以增长洪水预报预见期为 主要目标,重点研究了引入降雨预见期的实时洪水预报技术,突出数值天气预报模式、陆面 过程模型以及基于网格的流域汇流模型和实时洪水预报系统等方面问
2、题的解决。较长预见期的降雨预报必须基于全球数值天气预报模式。目前全球数值天气预报模式模 拟范围覆盖全球,由于计算条件的限制,模式的网格往往较大,水平网格为25100 km。相对于数值天气预报模式,流域洪水预报要求较小尺度下进行,如分布式水文模型采用的网格 为0.011 km。因此,将大气数值模式和水文模型耦合进行洪水预报时,需解决它们之间的尺度问题。本文采用 MC2 模式( Mesoscale Compressible Community Mode)l 作为动力尺度降解 工具,进行了具有预见期长达96 h,空间分辨率达20 km和5 km的降雨预报研究。分析了预 报区域范围大小、时空分辨率和物
3、理过程参数化方案等关键要素的确定和协调问题,提出了 考虑水汽源地影响的区域数值天气预报模式构建方法, 建立了 MC2 多层自嵌套方案。 选取了 淮河流域 1998 年、2003 年以及 20052007年汛期资料对降雨预报进行了后预报和实时预报 检验,结果表明, 本文建立的 MC2 模式对淮河流域暴雨具有很好的预报能力, 特别是对梅雨 期强降雨预报,无论其雨带分布和结构,还是暴雨中心位置及强度,均能获得较高的预报精 度。陆面是陆气系统的重要组成部分,它控制着地表能量在感热和潜热间的分配,以及地表 水分在蒸发和径流之间的分配,对全球和区域天气、气候有重要影响作用。本文引入 CLASS (Cana
4、dian Land Surface Scheme模型作为陆面过程模型与 MC2模式耦合。原 CLASS模型 具有很强的模拟能量通量能力,但缺乏模拟重要的壤中流产流的机制。为此,本文提出了对 CLASS 的产流模块的改进方案。改进方案采用田间持水量阈值来实现壤中流的产生,引入了 空间分布函数来表示土壤田间持水量在次网格内的变化。选用了 1998和1999年淮河流域能 量与水分循环试验( HUBEX )的观测资料,对改进前后的 CLASS 模型进行了点尺度和流域 尺度的检验。结果表明,改进后的 CLASS 模型,不仅保持原 CLASS 模型具有很好的模拟淮 河流域不同地表和不同季节的能量通量、土壤
5、温度、土壤含水量过程以及总径流量的功能, 且对模拟洪峰流量、峰现时间和洪水过程的能力有了较大的提高,使产流过程的模拟大为改 善。壤中流模拟引入 CLASS 模型,也为水文资料短缺地区建立水文计算模型提供了很好技术 支撑。流域汇流是洪水预报的重要组成部分,为进行流域洪水汇集的分布式模拟,以及有效利 用数值天气预报模式输出的分布式降雨预报结果,本文开发了基于网格的分布式流域汇流模 型。提出了空间分布汇流演算参数的求解方法和基于新一代交互式数据语言( IDL )的网格 汇流模型程序设计方法,为深入研究流域洪水汇流的时空过程提供了支持。模型基于数字水 系,构建河网拓扑关系;采用造床流量作为河段的参考稳
6、定流量,通过构建地理因子和水力 学因子的经验关系,求解空间分布的汇流演算参数;基于新一代交互式数据语言( IDL ),设 计开发计算程序。经淮河流域实际洪水过程的检验,表明该模型计算效率高,能够较好地模 拟洪水的时空演进过程,成果具有较高的精度,满足洪水预报的要求。将定量降雨预报模式与洪水预报模型耦合起来进行实时洪水预报,增长洪水预报的预见 期和预报精度,是一项复杂的系统工程,本文基于先进的计算机及网络技术,采用计算服务 器和客户端的构建方式,综合运用多种程序开发语言,开发了基于定量降雨预报的实时洪水 预报系统。提出了多任务并行的协同工作方式,开发了数值天气预报、洪水预报和 GIS 的集 成技
7、术,实现了降雨预报和洪水预报的全自动运行。构建了一个可滚动运行的实时洪水预报 系统,预报所需的实时降雨信息从全国水文站网信息系统数据库获取, 预报降雨由 MC2 模式 提供;实时预报结果通过基于 WebGIS 的全国水文站网信息系统平台发布。在经过 1998 和 2003年的检验之后, 系统对 20052007年 3个汛期淮河王家坝以上流域的洪水进行了实时跟 踪预报,获得了预见期长达 35 d 的洪水预报,预见期与精度满足实用要求。 2007年 7月, 应用本系统比传统预报方法提早 132 小时,预报出 7 月 11日淮河流域王家坝(含地理城)的 洪峰流量8740m3/s,与实测8100m3/
8、s仅相差9%,峰现时间误差仅为6 h。可见,本文建立的 定量实时降雨预报与实时洪水预报相结合的系统能够增长洪水预报的预见期、保证洪水预报 精度,具有较好的应用前景。本文研究形成的技术成果,如数字水系构建程序、降雨预报运行和发布模块以及洪水预 报模块等,是2007年水利部大禹水利科学技术一等奖 “基于WebGIS的全国水文站网信息系 统”的重要组成部分。 以论文的研究成果为主要内容, 作者与导师和何海博士合作完成了 水 文循环过程及定量预报专著的撰写,即将于 2010 年由科学出版社出版。关键词:洪水预报、预见期、陆气耦合、数值天气预报模式、陆面过程模型、汇 流模型Quantitative Pr
9、ecipitation and Real-time Flood ForecastWu ZhiyongABSTRACTMost traditional flood forecast methods in China use observed precipitation as model input. The flood forecast lead-time is thus limited to the natural flow concentration time of a basin, which cannot meet the growing needs in the operational
10、 practice of flood prevention and disaster reduction. The thesis focuses on real-time precipitation and flood forecasts using coupled hydro-metrological modeling systems, which can help to enhance the flood forecast lead-time. The ultimate goal of the study is to produce accurate and timely determin
11、istic forecasts with long lead times for the authorities in operational flood management decision making.The atmospheric model MC2(Canadian Mesoscale Compressible Community) is used as a dynamical downscaling tool, which is run at different resolution (20 and 5 km) over two regional domains and can
12、gain 96-h lead time. The determination and coordination of vital factors such as the size of forecast area, the spatial-temporal resolution and the parametrical schemeof physical process were discussed. The precipitation data during flood season of 1998, 2003 and 2005 to 2007 in Huaihe River Basin w
13、ere chosen to make hindcast and real-time forecast validation. MC2 is found to be capable of simulating precipitation over the basin both for the position and intensity; which is especially true for heavy precipitation events during the Meiyu season. This is important as Meiyu induced flooding is th
14、e primary concern in the Huaihe River Basin.The original version of CLASS has no interflow and a baseflow that is not appropriate for hydrograph simulation in real-time flood forecasts. The original CLASS is thus improved for interflow generation using a field capacity threshold together with a spat
15、ial probability distribution function to represent sub-grid variability in soil field capacity. A linear reservoir at the bottom the third CLASS soil layer is introduced to model the baseflow. The 1998-99 HUBEX/GAME were chosen to test the original and improved CLASS in point scale and catchment sca
16、le. The result indicates that the two versions of CLASS give good results for the net radiation, sensible and latent heat fluxes, ground heat flux, and soil temperature and moisture in various land surfaces during various seasons. However, The improved CLASS is significantly improved in both peak fl
17、ow and flood timing simulation.Flow routing in catchments is an important part in flood forecast technology. In order to carry on distributed simulation of flood convergence in catchments, a grid-based flow routing model was developed. Based on digital water system, the model constructed topology re
18、lationship of channel networks. Dominant discharge was taken as the stable discharge of channel to consult, and the solutions of distributed parameters of flow routing were given via the construction of the relationship between geographical and hydraulic factors. The calculating programs in design a
19、nd exploitation were based on a new generation of interactive data language-IDL. After the validation using practical flood in Huaihe River Basin, the model were efficient in calculation and could simulate the spatial-temporal development of flood very well. And the results of this model were shown
20、to be a high level in precision and could satisfy the need of the application of flood forecast.A coupled hydro-metrological modeling system is established on the bases of modern science and technology. It involves the use of numerical weather prediction models, flood forecast models, acquiring real
21、-time gauge precipitation, a GIS based platform for spatially displaying the propagation of the forecast floods in real-time, various programming languages, personal and sup-computers, different operating systems, client-server modes, and internet technologies. The system has become fully automated.
22、 After the validation for 1998 and 2003, real-time rolling forecasts in catchments above Wangjiaba were carried on during 2005 and 2007 using the system in Huaihe River Basin. The results demonstrate the applicability and the value of using mesoscale model precipitation for real-time flood forecast, which can provide a long lead time of heavy precipitation and subsequent flooding for authorities in operational flood management decision maki
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2026年内蒙古赤峰市阿鲁旗新民乡保安村社区工作人员考试模拟试题及答案
- 2026年江西电力职业技术学院单招职业适应性测试试题及答案
- 2026年保安员保安服务考核试题与答案
- 测量控制网课程设计书
- Python爬虫实战课程课程设计
- 基于TLSSSLTLS实验课程设计
- Spark实时处理平台开发课程设计
- ESP的低功耗气象站课程设计
- 陈列课程设计的意义
- Spark实时日志分析方案设计课程设计
- T-CCSAS 052-2025 三氯氢硅还原法多晶硅生产安全技术规范
- T-ZPP 164-2025 机械制造 浓密机设备技术条件
- 人工智能导论习题及答案完整版
- 2025年公开选拔科级领导干部考试笔试试题及答案
- T/CCIAS 009-2023减盐酱油
- 电石知识培训课件
- 2025年四川纳兴实业集团有限公司招聘笔试参考题库含答案解析
- GB/T 3163-2024真空技术术语
- 牛津译林版英语小学五年级下册5B全册知识点
- 危险作业清单
- 国投集团笔试测评题
评论
0/150
提交评论