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实时洪水概率预报理论与应用
发布时间:  作者:国科处  来源:国科处  责任编辑:汤春辉  浏览次数:

主要完成单位:淮河水利委员会水文局(信息中心)

                        河海大学

                        水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院

主要完成人员:钱名开、王  凯、梁忠民、刘宏伟、董晓华、王  军、  钦、徐时进、胡义明、彭顺风、姚建国、郑建良

获    等  2018年度大禹水利科学技术奖二等奖

                        2018年淮河水利委员会科学技术奖一等奖

 

       

洪水预报是重要的防洪减灾非工程措施,但由于水文过程的复杂性和人类认识水平的局限性,洪水预报结果具有不确定性。概率预报是定量刻画洪水预报不确定性的有效途径,通过概率预报发现不确定性来源,降低和控制不确定性,可以突破预报精度瓶颈。

该课题以突破洪水预报精度瓶颈、提高防洪决策科技水平为目标,按照“机理识别-理论推导-模型构建-集成应用”的总体思路,采用“实时洪水概率预报理论研究-预报不确定性降低技术创新-实时洪水风险率评估-作业概率预报系统构建”的总体方案,围绕建立集流域水文模型和水力学模型于一体的自上而下连续演算的确定性预报模型体系、研发预报误差的全过程逐阶段降低控制技术、构建可综合考虑洪水预报不确定性与防洪能力不确定性的洪水风险评估模型、构建集洪水概率预报及不确定性全过程降低控制和风险评估等多功能组件式的实时洪水作业概率预报系统等关键内容开展了研究。建立的实时洪水作业概率预报的模型与方法体系,促进了洪水预报由定值预报向概率预报转变,丰富和发展了洪水预报的理念、理论和技术;建立的FEWS-Huaihe洪水概率预报系统平台,能提供标准化流程和应用范式,可为我国构建新一代的洪水预报系统提供参考。

成果的先进性及创新点:

1)首次构建了实时洪水概率预报理论框架。提出了基于总误差和不确定性要素耦合的概率洪水预报方法;提出了基于“整体-局部”交替修正的不确定性控制技术,实现了分阶段误差校正和整体协调的智能校正,提高了实时洪水预报精度。

2)创新了实时防洪风险率的计算方法。综合考虑洪水预报和河道过流能力的不确定性,建立了基于多维联合分布理论的实时洪水风险率计算模型,实现了洪水风险的滚动计算,为实时防洪风险决策提供支撑。

3)创建了实时洪水概率预报集成应用体系。提出了实时洪水概率预报标准化的应用范式,创建了集成水文面雨量计算、短期降水预报、不确定性分析、概率预报和风险决策等多功能组件式实时洪水概率预报系统,为洪水风险管理提供了技术手段。

经济和社会效益:

该课题成果已在淮河流域防汛抗旱、流域管理等方面得到广泛应用,近年来发布各类洪水预报数千站次,水情预警和洪水编号19期,相关成果被新华社、国家防总、淮河防总等多家单位采用。部分成果被编入“国家防汛抗旱指挥系统二期工程水利部洪水预报系统”;依据本成果,编制了河南省、安徽省、江苏省中小河流洪水预报方案,防洪减灾效益显著。




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