安康水电站入库洪水预报模型的初步研究

模型包括由已降雨量和预报雨量进行入库洪水预报两个部分.第一部分重点阐述水库形成后水力条件及水文特性改变对洪水的影响问题,并提出与之汇流特性相适应的计算方法.第二部分着重对降雨发展过程中未来短时段降雨量估报的可能性及其计算途径进行研究,以增长入库洪水预报的预见期.     

新安江模型在董铺水库洪水预报中的应用研究

针对大中型水库的水位观测资料较丰富,库区存在着难以观测的直接入库径流及主要入库河道径流观测资料缺乏的现状,以安徽省合肥市董铺水库流域为例,将水库流域划分为陆面和水面两部分,水面按直接产流计算,通过水库水位和水库泄水、用水资料反推入库径流过程,采用实码加速遗传算法对日模型和次洪模型的参数进行率定,构建了基于三水源新安江模型的董铺水库洪水预报模型。对董铺水库坝址以上所控制流域进行了模拟计算,日模型率定期14年中,径流深合格率为92.9%,确定性系数为0.94;日模型验证期18年中,径流深合格率为100%,确定性系数为0.93;次洪模型率定期34场洪水中,径流深合格率为88.2%;次洪模型验证期26场洪水中,径流深合格率为92.3%;60场洪水时水库水位推算合格率90%;方案整体预报精度达到甲级。研究结果表明考虑大中型水库流域产汇流特点和水文观测资料的现状,将水库流域的产流分为陆面和水库水面两部分,反推入库径流过程,基于三水源新安江模型进行大中型水库的洪水预报是可行的,其预报精度达到水库洪水调度的要求。     

多源降水信息在海河流域洪水预报中的应用

将气象数值预报降水格点信息、雷达反演降水信息插值到实测雨量站点中,分别通过覆盖、插补方式将插值的雨量信息统一整合到标准的实时水雨情库中,从而实现与该站点实测信息的融合,从降雨数据层面实现了测站的历史、实时、未来降水信息的统一。在此基础上,利用现有水文预报系统进行多源降水信息支持下的洪水预报,在确保一定精度的前提下,延长了洪水预报的预见期。将该方法应用于2012年海河流域洪水预报和防洪调度中,取得了较好的效果。     

不连续序列的设计洪水地区组成方法研究

考虑特大历史洪水资料,对基于Copula函数的条件期望地区组成法和最可能地区组成法作出改进,据此拟定五个洪水地区组成方案,与现存的同频率地区组成法进行比较.并以清江隔河岩水库为例,推荐了隔河岩水库最佳的设计洪水地区组成方案,表明改进后的方法可行、有效.     

考虑降水预报的三峡入库流量概率预报模型

以三峡水库为例,建立了基于降水预报信息的降水随机模拟模型,提出了将预见期降水随机模拟模型与概念性水文模型相耦合的概率水文预报模型,并进行了入库流量预报.该模型能充分利用降水预报信息,能定量描述水文预报结果的不确定性,概念清楚、易于构建,具有推广应用价值.     

基于集合卡尔曼滤波的实时校正技术在流域洪水预报中的应用

为提高金华江流域实时洪水预报精度，建立了耦合MIKE 11 NAM与MIKE 11 HD的流域洪水预报模型和基于集合卡尔曼滤波的实时校正模型，实现了金华江流域洪水预报实时校正。流域洪水预报模型对流域内主要站点的模拟效果较好，洪水流量和洪水水位模拟精度较高；实时校正模型在预见期10 h以内，校正效果随预见期增加而降低，在预见期前期可有效降低预报误差。整体上，建立的流域洪水预报模型和基于集合卡尔曼滤波的实时校正模型能够满足金华江流域洪水预报应用要求。     

桓仁水库后汛二期洪水预报调度方式及调度规则制定

针对桓仁水库后汛二期弃水较多,洪水资源利用率不足,电厂效益低的问题,在分析桓仁水库后汛二期未来24h降水预报信息可利用性的基础上,制定了耦合洪水预报信息和降水预报信息的桓仁水库后汛二期实时防洪预报调度规则。风险分析结果表明,未来24h降水预报信息漏报时不会增加防洪风险,空报时也不会增加蓄水风险。应用所制定的洪水调度规则对13场实际洪水进行预报调度,在不降低原设计防洪标准的前提下,平均每场洪水减少弃水1.07×108 m3,增发电量1.96×106kW·h。研究成果可为水库后汛期洪水调度及资源化利用提供参考。     

基于TIGGE资料的清河流域降雨预报信息的可利用性分析

鉴于集合预报能在一定程度上减少单一数值预报的不确定性,以清河水库以上流域为例,根据TIGGE提供的降雨预报信息,选取ECMWF、NCEP、CMA三个降雨预报中心中的扰动预报模式,利用TS评分、Brier(BS)评分和Talagrand分布三个指标,对2007~2013年5~10月预见期为24、48、120、240h的降雨预报信息进行评估。结果表明,三个中心对低量级的降雨预报效果较好,整体表现为随着预见期的增长准确率逐渐降低,并存在一定的空报现象。并从实用性出发,进一步对ECMWF预见期为240h的降雨预报信息进行三率分析,验证了该预报信息可用于水库的实时防洪调度决策。     

龙角山水库入库洪水实用预报方法对比研究

为提高流域洪水预报精度,以山东半岛龙角山水库为例,利用25场洪水资料,选择降雨径流经验相关法和新安江模型对比分析二者的预报精度.结果表明,降雨径流经验相关法在率定期和验证期的地面径流深预报合格率分别为94.1％、87.5％,精度为甲等级别;新安江模型洪峰、峰现时间和径流深三个预报项目平均合格率在率定期、验证期分别为84...     

考虑中小水库/塘坝影响的洪水预报研究

为提高水利工程密度较高流域的洪水预报精度,对资料匮乏地区的中小水库/塘坝,基于聚合虚拟思想,提出了一种虚拟水库拦蓄量计算方法,并与新安江模型进行耦合,构建考虑中小水库/塘坝影响的洪水预报方法,并在淮河息县和王家坝站点进行了验证。结果表明,考虑中小水库/塘坝的拦蓄作用,可显著提高模拟精度,尤其可有效改善中低洪水的模拟效果,确保了同一流域在同一参数体系下不同量级洪水模拟效果均较优。     

小花间洪水预报模型和经验方法在陆浑水库入库径流过程中的应用对比

为准确预测即将发生的洪水过程,最大限度地减少灾害损失,采用小花间洪水预报模型和经验方法分别对伊河流域的陆浑水库入库径流过程进行了模拟,并将模拟结果与实测流量过程进行了对比分析。结果表明,两种方法模拟结果精度相差不大,均能满足预报精度要求,但小花间洪水预报模型模拟结果整体效果较好,尤其是洪水过程与实测过程比较吻合;经验方法模拟结果稍差,但误差在可接受范围内。两种方法均具有一定实用性,建议两种方法联合运用,将小花间洪水预报模型的洪水预报结果作为指导水库防洪调度的主要依据,经验方法的预报结果作为参考。     

基于BP神经网络的大伙房水库洪水预报

鉴于大伙房水库洪水预报模型为集总式模型,其参数不仅需要优选法选定或人工试错法确定,还需要实时校正,因此根据大伙房流域特点提出了一种半分布式BP神经网络洪水预报模型,实现了模型中参数的自动率定,且由于其半分布式的特点还规避了原集总式模型的部分劣势。即采用DEM和ArcGIS根据水文站及自然流域分水线划分流域,创建BP神经网络,然后应用于各子流域断面及入库断面,预报其流量值,并在每个网络中均运用逐步回归分析法对输入层数据进行筛选,以得到影响最显著因子。将所建模型应用于大伙房水库,预报精度较好,可用于大伙房水库的正式预报。     

基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法

针对降雨预报不确定性带来的汛期预泄风险问题,提出基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法。利用CFS历史预报数据,建立不同预见期特定预报降雨条件下的实际降雨和入库流量的概率分布,计算不同库水位和发电决策组合下的弃水风险率。在常规调度的基础上,根据CFS降雨预报信息,以弃水风险率为决策依据,以优化的弃水风险率阈值为预泄幅度的定量指标进行调度。实例研究表明,该方法简便易行,充分利用了降雨预报信息,在汛期可提供定量化预泄决策,兼顾了效益与风险,达到了减小弃水的同时增大发电量的目的。     

漳河水库入库洪水预报方案研究

在分析漳河水库入库洪水误差特点的基础上．建立了入库洪水产汇流预报方案。并进一步采用自适应实时校正技术，使本次制作的漳河水库洪水预报方案平均确定性系数达到91．09％，洪峰合格率为100％，峰现时间合格率为90．91％。     

无调控小水库群对寿昌江流域洪水预报的影响

为研究小型水库群对流域洪水过程的影响程度,在三水源新安江模型的基础上,引入自溢式虚拟水库对产汇流环节进行改进,构建了受无调控小水库群影响的流域洪水预报模型。将改进的新安江模型应用于流域模拟中,对比分析改进、无改进新安江模型模拟结果表明,改进的新安江模型对于寿昌江流域具有良好的适应性,并能显著提高洪水模拟精度。研究成果可为无调控小水库群影响的流域洪水预报提供参考。     

基于贝叶斯分析的概率洪水预报模型研究

根据贝叶斯分析,用先验分布考虑水文要素的自然不确定性,用似然函数描述水文模型和参数的不确定性,通过亚高斯模型对实际流量与模拟流量进行正态分位数转化,并对转化后的时间序列进行线性-正态假设,得到实际流量的后验密度函数的解析解。利用白云山水库的资料进行检验,结果表明贝叶斯概率洪水预报可显著提高预报精度,实现了预报与决策的有机结合。     

基于GBDT的实时洪水预报误差校正方法

洪水预报实时校正是提高预报精度的有效途径。通过研究实时洪水预报误差系列构建方法,引入GBDT方法建立误差校正模型,并采用粒子群算法优选模型参数,选用洪峰段洪量相对误差、洪峰流量相对误差、确定性系数等指标评估实时校正效果。对淮河流域王家坝站点的实例应用结果表明,无论是率定期还是验证期,基于GBDT的实时预报误差校正方法精度均优于经典AR方法和KNN方法,各项指标精度均有不同程度提升,可有效提高实时洪水预报效果,且稳定性较高。     

GFS降雨预报图数值化处理算法在洪水预报中的应用

鉴于大部分气象系统对外发布的降雨预报信息均为降雨预报图的形式而不能直接用于水库调度,设计了一种GFS降雨预报图数值化处理算法,可计算出降雨预报图中任意像素点的降雨数值预报信息,然后利用计算出的GFS降雨数值预报信息与洪水预报模型耦合来进行洪水预报,并以桓仁水库2010年的一场洪水为例进行了验证。结果表明,利用该算法计算出的降雨数值预报信息可应用于洪水预报,具有较好的应用前景。     

煤矿采空区对册田水库流域降雨形成径流的影响

为研究煤矿开采所导致的水文过程,以册田水库水文站控制流域为例,通过建立适合流域的水文模型,以流域1973～2003年23个典型降雨数据为基础,对模型参数进行评价和验证,并将传统模型参数率定结果与考虑采空区模型参数率定结果进行对比。结果表明,在考虑采空区影响的饱和导水率Ks值是未考虑采空区影响的饱和导水率Ks值的5倍,考虑采空区影响的土壤吸收率Sr值是未考虑采空区影响的土壤吸收率Sr值的2倍的情况下,洪水预报的准确性得到了显著提高。研究指出了考虑采空区特殊下垫面影响下的洪水预报规律,对采空区洪水预报具有重要意义。