大伙房水库不同时间尺度降雨预报信息耦合利用方式研究

摘要

水库调度在防洪减灾和洪水资源利用中已经发挥了重要的作用，得到了广泛的关注和研究。通常，水库在调度中以面临时刻的水雨情信息为主要依据。随着降雨预报水平的不断提高，降雨预报信息也已逐渐被利用于水库调度中。同时，水库调度在不同的阶段，往往有不同的侧重点，需要利用不同时间尺度的降雨预报信息。因此，为了同时兼顾防洪安全和兴利蓄水，在水库调度中研究如何耦合利用不同时间尺度降雨预报信息显得尤为重要。 本文以大伙房水库流域为工程背景，首先，对不同时间尺度降雨预报信息进行精度检验；其次，针对水库调度各阶段的不同目的，分析不同时间尺度降雨预报信息的可利用性；最后，研究不同时间尺度降雨预报信息的耦合利用方式，并将其应用到大伙房水库的实时调度中。主要研究内容和结论如下： （1）选择CMA、NCEP、ECMWF三个机构的集合预报产品，以大伙房流域2008～2015年每年6～9月为研究时段，利用TS评分、偏差B等对其预报技巧进行评价。结果表明，ECMWF机构在该流域的预报较为稳定，预报效果相对较好。 （2）针对水库调度各阶段的不同目的，以ECMWF机构在大伙房流域的降雨预报信息为研究对象，采用误差特征值统计、频率分布曲线、天气系统能量释放规律研究等方法，对不同时间尺度的降雨预报信息进行可利用性分析。结果表明，利用单一时间尺度的降雨预报信息进行水库调度决策，难以同时兼顾防洪安全与兴利蓄水。 （3）为充分利用降雨预报信息，对不同时间尺度降雨预报信息的耦合利用方式进行了研究。首先制定一个普遍适用于各个流域的考虑不同时间尺度降雨预报信息的水库调度策略，在此基础上结合降雨预报信息的可利用性分析成果，制定出大伙房流域不同时间尺度降雨预报信息的耦合利用方式。 （4）将不同时间尺度降雨预报信息耦合利用方式应用到大伙房流域“20130816”场次洪水的实时调度中。其调度结果与常规调度结果相比，调洪最高水位降低了0.25m，最大下泄流量减少159m3/s，错峰时间增加1个时段，明显提高了水库的防洪能力；调洪末水位提升了1.34m，增加了水库的兴利蓄水。 最后总结全文，分析了本文存在的问题和未来有待研究的工作。

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