降雨集合预报条件下水库防洪风险演变规律研究

采用降雨预报成果指导水库防洪调度时，需充分评估预报误差带来的防洪风险。目前广泛应用的定量降雨预报仅能通过统计规律量化不确定度，无法满足水库对于极端降雨事件实时预报与防洪风险计算的要求。本项目利用能够定量降雨预报不确定度的集合预报技术，在分析降雨时空不确定度与水文模拟不确定度的基础上，提出水库实时防洪风险计算模型，探索气象、水文不确定度与防洪风险间的内在演变规律，最终建立实用的风险决策推理模式。.课题首先研究降雨集合预报成果用于实时洪水预报的方法，然后以概率预报精度最优为目标，建立不同条件下的降雨集合预报实时修正方法；其次，在分析降雨集合预报、水文、水力不确定因子误差分布的基础上，研究耦合上述因子的实时防洪风险计算模型及快速求解方法，进而探讨降雨不确定度、水文模拟不确定度与防洪风险之间的转化演变规律；最后从水库可承受风险的角度出发，开发预报决策临界概率推理模式。

采用降雨预报指导水库防洪调度时，需充分评估预报误差的影响。本项目首先利用数理统计方法和抽站与流域水文模型相结合方法，研究雨量站数量变化引起的降雨空间分辨率变化对径流模拟的影响；其次，建立了流域分布式水文模拟模型，针对原始模型无法进行日以下时间步长的径流模拟，改进模型能够模拟洪水流量，结果表明洪水预报精度得到一定的提升；利用能够定量降雨预报不确定度的降雨集合预报技术，研究了降雨集合预报数据的解译，并分析了不同预见期、不同气象中心、不同中心成员的降雨预报精度，在此基础上，进行了降雨概率预报与组合预报，进行了各气象中心内的组合与所有中心的超级集合预报；评价了新安江模型用于研究流域内的水文不确定性，并以实际降雨为模型输入，评价了洪水确定性与概率预报精度，研究表明参数不确定性较大；最后将降雨集合预报作为水文模型输入，综合分析了在降雨不确定性、水文模型参数不确定性组合下，分析了各预报中心各成员不同预见期的洪水预报确定性与概率预报精度，表明降雨预报不确定性较大，所模拟出的洪水流量不确定性很大，难于指导水库实时防洪调度，需进一步提高降雨集合预报精度。