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實時洪水概率預報理論與應用
發布時間:  作者:國科處  來源:國科處  責任編輯:湯春輝  瀏覽次數:

主要完成單位:淮河水利委員會水文局(信息中心)

                        河海大學

                        水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院

主要完成人員:錢名開、王  凱、梁忠民、劉宏偉、董曉華、王  軍、  欽、徐時進、胡義明、彭順風、姚建國、鄭建良

獲    等  2018年度大禹水利科學技術獎二等獎

                        2018年淮河水利委員會科學技術獎一等獎

 

       

洪水預報是重要的防洪減災非工程措施,但由于水文過程的復雜性和人類認識水平的局限性,洪水預報結果具有不確定性。概率預報是定量刻畫洪水預報不確定性的有效途徑,通過概率預報發現不確定性來源,降低和控制不確定性,可以突破預報精度瓶頸。

該課題以突破洪水預報精度瓶頸、提高防洪決策科技水平為目標,按照“機理識別-理論推導-模型構建-集成應用”的總體思路,采用“實時洪水概率預報理論研究-預報不確定性降低技術創新-實時洪水風險率評估-作業概率預報系統構建”的總體方案,圍繞建立集流域水文模型和水力學模型于一體的自上而下連續演算的確定性預報模型體系、研發預報誤差的全過程逐階段降低控制技術、構建可綜合考慮洪水預報不確定性與防洪能力不確定性的洪水風險評估模型、構建集洪水概率預報及不確定性全過程降低控制和風險評估等多功能組件式的實時洪水作業概率預報系統等關鍵內容開展了研究。建立的實時洪水作業概率預報的模型與方法體系,促進了洪水預報由定值預報向概率預報轉變,豐富和發展了洪水預報的理念、理論和技術;建立的FEWS-Huaihe洪水概率預報系統平臺,能提供標準化流程和應用范式,可為我國構建新一代的洪水預報系統提供參考。

成果的先進性及創新點:

1)首次構建了實時洪水概率預報理論框架。提出了基于總誤差和不確定性要素耦合的概率洪水預報方法;提出了基于“整體-局部”交替修正的不確定性控制技術,實現了分階段誤差校正和整體協調的智能校正,提高了實時洪水預報精度。

2)創新了實時防洪風險率的計算方法。綜合考慮洪水預報和河道過流能力的不確定性,建立了基于多維聯合分布理論的實時洪水風險率計算模型,實現了洪水風險的滾動計算,為實時防洪風險決策提供支撐。

3)創建了實時洪水概率預報集成應用體系。提出了實時洪水概率預報標準化的應用范式,創建了集成水文面雨量計算、短期降水預報、不確定性分析、概率預報和風險決策等多功能組件式實時洪水概率預報系統,為洪水風險管理提供了技術手段。

經濟和社會效益:

該課題成果已在淮河流域防汛抗旱、流域管理等方面得到廣泛應用,近年來發布各類洪水預報數千站次,水情預警和洪水編號19期,相關成果被新華社、國家防總、淮河防總等多家單位采用。部分成果被編入“國家防汛抗旱指揮系統二期工程水利部洪水預報系統”;依據本成果,編制了河南省、安徽省、江蘇省中小河流洪水預報方案,防洪減災效益顯著。




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