基于参数分级优化的水文气象耦合预报研究

摘要

针对中小流域洪水损失严重,加之气象水文资料短缺、预报模型参数不稳定、预报精度面临挑战等问题,提出将基于降雨时程分配指标(最大降雨强度和分配方差)的参数分级优化方法融合到水文模型中,同时引入气候再分析数据和集合预报产品,对广西驮英水库上游洪水进行预报研究,并利用灰色关联分析法进行洪水的敏感性分析.结果表明,基于最大降雨强度及降雨方差的参数分级优化方法显著提高了洪水预报精度,其中平均百分比误差为13.09％,纳什系数为0.86;利用分位数映射法订正的ERA5-Land再分析降雨数据和驮英水文站相应时间的实测流量分别对驮英水文站的实测降雨过程进行强度和分布的校正,为模型的率定和验证提供更为精确的降雨数据;利用TS评分、Brier评分、Brier技巧评分方法评估集合预报产品在不同降雨等级的平均预报性能和不同预报时效范围内的预报表现,通过对比分析,选取最佳数据集进行水库的短期洪水预报,从模型输入角度进一步减小洪水预报的不确定性.对资料短缺地区,以上两种数据产品为洪水预报提供了较为可靠的气象数据来源;洪水量级对累积降雨量的敏感性最为显著,洪峰流量、水位与累积降雨量间的经验公式均可用不同形式的幂律关系表示.以上方法对其他类似的中小流域洪水预报具有很好的借鉴作用.