【摘 要】
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传统的洪水预报以实况降水驱动水文模型进行预报,预见期一般较短。在水文模型中耦合降水预报信息是延长洪水预报预见期的一种有效方式。但是,降水预报的准确性依旧有待改进,特别是在洪水多发、地形复杂的山区。同时,资料同化已经被证明是改善降水预报的一种重要手段。本文针对清江流域,构建了基于资料同化的高分辨率WRF/WRF-Hydro大气-水文耦合预报模型。首先基于2017-2018年八场典型洪水过程分别同化常
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传统的洪水预报以实况降水驱动水文模型进行预报,预见期一般较短。在水文模型中耦合降水预报信息是延长洪水预报预见期的一种有效方式。但是,降水预报的准确性依旧有待改进,特别是在洪水多发、地形复杂的山区。同时,资料同化已经被证明是改善降水预报的一种重要手段。本文针对清江流域,构建了基于资料同化的高分辨率WRF/WRF-Hydro大气-水文耦合预报模型。首先基于2017-2018年八场典型洪水过程分别同化常规观测和雷达资料并分析了大气模式流域尺度的降水预报效果。然后进行了清江流域WRF-Hydro模式参数率定,探讨了 2015-2018年十三场洪水过程的模拟效果。最后在此基础上,开展了基于资料同化的2017-2018年八场洪水过程的大气-水文耦合预报研究,探讨了同化对基于耦合模型的洪水预报效果的影响。研究得到的主要结论如下:（1）大气模式资料同化及降水预报结果表明:同化常规观测资料使得面雨量的峰值出现时间误差减小,面雨量随时间变化的过程与实况更吻合,且不同洪水过程预报效果的不确定性减小,但对于量值的误差仍然存在不确定性。同化雷达资料较同化常规观测资料使得预报面雨量的峰值出现时间进一步准确、峰值误差更小,且不同过程降水预报效果的不确定性更小,流域降水预报效果整体改善明显。（2）水文模型参数率定及洪水模拟结果表明:对于清江流域洪水过程的模拟,模拟结果对入渗系数和曼宁糙率较地表糙率和地表持水深度更敏感,率定后的参数能够表达出清江流域地形起伏大、河道狭窄陡峭、森林覆盖率高的特点。十三场洪水过程的模拟精度整体较高,WRF-Hydro模式能够适用于地形复杂的清江流域的洪水模拟。在模拟过程中发现,单洪峰过程的模拟效果整体要优于多洪峰过程,且多洪峰过程的模拟误差主要体现在模拟洪峰值的偏高。（3）大气-水文耦合洪水预报的结果表明:径流预报高度依赖于降水预报,同化常规观测资料能够使得径流过程的预报误差有所减小,但不同洪水过程流量预报误差的不确定性仍然存在。同化雷达资料使得预报径流过程更加准确、流量的峰值误差更小,因而预报径流的纳什效率系数明显提高。而且通过同化雷达资料,不同洪水过程径流预报效果的不确定性显著减小,耦合模型预报的洪水过程的准确性显著提高。
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