英那河水库降雨预报信息可利用性研究及应用

发布时间：2017-10-23 13:18

  本文关键词：英那河水库降雨预报信息可利用性研究及应用

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【摘要】：水资源既是人类生产生活不可或缺的资源,又会带来洪水旱涝等灾害。我国水资源时空分布不均,水资源利、害两重性的特点尤为突出。水库调度作为可以实现防洪和兴利综合目标的重要非工程措施,在一定程度上减缓了水资源的利害矛盾性。随着集合降雨预报和洪水预报精度的不断提高,将其综合预报结果应用于水库调度中来延长预见期、提高水资源的利用率逐渐成为研究热点。本文在对TIGGE降雨预报产品精度分析的基础上,讨论了将其应用于英那河流域的可行性,并将通过落地雨实时修正后的预报降雨信息应用于英那河水库洪水预报和实时调度中。主要研究内容如下：(1)以英那河流域2007～2014年每年5-9月为研究时段,选择ECMWF、NCEP和CMA三套集合预报产品的降雨预报数据,采用TS评分、Brier评分等方法对比分析所有模式的预报技巧,在此基础上统计分析所有模式分级降雨预报的预报效果。结果表明：ECMWF机构空报率高、准确率较低,CMA机构准确率较高但空报率也高,NCEP机构预报能力相对稳定：NCEP的控制预报与集合平均预报两种模式对中雨及以上量级的预报效果差别不大,其余两家机构的控制预报预报效果要优于集合平均预报的预报效果。最终认为NCEP的短期预报信息可用于指导英那河水库实时洪水预报调度中。(2)用大伙房模型预报英那河未来洪水过程,分析不同的降雨输入信息对预报结果的影响。文中以英那河水库历史上三种不同类型的洪水为例,分别以实时观测降雨信息和面临时刻的NCEP短期集合预报降雨信息作为输入,逐时段滚动模拟洪水入库过程。对比分析考虑短期降雨预报信息的预报洪水过程的模拟效果。结果发现：采用NCEP短期降雨预报信息的洪水预报可以延长预见期,提前获知峰现时间和洪峰流量,能为水库洪水调度决策争取更多的时间。(3)以对防洪和兴利影响较大的主汛期和后汛期的两场典型洪水为例,将集合降雨预报信息逐时段模拟的洪水过程应用于英那河水库洪水实时调度中。通过对比基于实测降雨信息和考虑NCEP短期预报降雨信息的水库调度结果发现,考虑降雨预报信息的水库洪水实时调度能及早预见未来洪水过程,根据水库面临时刻水雨工情况信息及时调整调度决策,提高主汛期的防洪效益和增加后汛期的洪水资源利用率。最后,总结本文主要研究内容及成果,并指出研究中的不足及对未来工作的展望。
【关键词】：TIGGE集合预报系统 短期降雨预报 洪水预报 水库洪水实时调度
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV697.13
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 选题背景和研究意义9-10
• 1.2 国内外研究进展10-14
• 1.2.1 集合降雨预报研究进展10-11
• 1.2.2 洪水预报研究进展11-13
• 1.2.3 水库实时调度研究进展13-14
• 1.3 论文研究内容14-16
• 2 降雨集合预报产品精度检验分析16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 降雨集合预报产品16-19
• 2.2.1 ECMWF预报产品17-18
• 2.2.2 NCEP预报产品18
• 2.2.3 CMA预报产品18-19
• 2.3 降雨集合预报产品精度检验方法19-21
• 2.3.1 TS评分和偏差B19
• 2.3.2 Brier评分和CRPS评分19-20
• 2.3.3 Talagrand分布图20-21
• 2.4 英那河流域降雨集合预报精度检验21-30
• 2.4.1 研究区域及资料整理21-26
• 2.4.2 TS评分和偏差B分析26-28
• 2.4.3 Brier和CRPS分析28-29
• 2.4.4 Talagrand分布检验29-30
• 2.5 本章小结30-32
• 3 降雨集合预报产品应用于英那河流域的可行性分析32-50
• 3.1 引言32
• 3.2 ECMWF预报降雨信息应用于英那河流域的可行性分析32-38
• 3.3 NCEP预报降雨信息应用于英那河流域的可行性分析38-42
• 3.4 CMA预报降雨信息应用于英那河流域的可行性分析42-46
• 3.5 集合预报产品可利用性综合分析46-49
• 3.6 本章小结49-50
• 4 耦合集合降雨预报信息的英那河洪水预报50-69
• 4.1 引言50
• 4.2 洪水预报方案50-52
• 4.2.1 大伙房模型简介50-51
• 4.2.2 模型参数率定51
• 4.2.3 方案评价51-52
• 4.3 不同降雨信息的洪水滚动模拟52-65
• 4.3.1 6小时降雨预报总量分配52-54
• 4.3.2 考虑落地雨的洪水预报54-58
• 4.3.3 考虑预报降雨信息的洪水预报58-65
• 4.4 模拟结果对比分析65-67
• 4.5 本章小结67-69
• 5 英那河水库实时洪水调度研究69-78
• 5.1 引言69
• 5.2 英那河水库洪水调度规则69-70
• 5.3 主汛期考虑不同降雨信息的水库实时调度70-73
• 5.3.1 考虑落地雨的水库实时调度71-72
• 5.3.2 考虑预报降雨信息的水库实时调度72-73
• 5.4 后汛期考虑集合降雨预报信息的水库实时调度73-75
• 5.5 调度方案评价75-76
• 5.6 本章小结76-78
• 6 结论与展望78-80
• 6.1 主要结论78-79
• 6.2 不足与展望79-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况84-85
• 致谢85-86

【参考文献】

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本文编号：1083583