基于空天地多源信息同化的陆气耦合洪水预报技术

任务来源：

技术领域：防灾减灾

技术来源：河北省水利科技项目“基于空天地多源信息同化的陆气耦合洪水预报研究与应用”、国家自然科学基金项目“北方中小尺度流域基于数据同化的陆气耦合实时洪水预报研究”。 

技术原理

以预报降雨为纽带，耦合数值大气模式与网格型半分布式水文模型，构建基于空天地多源信息同化的陆气耦合洪水预报系统，形成从大气到陆面水文的完整“预报链”。依托数值大气模式可获得具有一定预见期的高分辨率降雨预报，以此作为网格型半分布式水文模型的输入，获得洪水预报结果，达到延长洪水预见期的目的。引入空天地多源信息同化技术，提高数值大气模式预报降雨的精度；结合实测径流资料并采用实时校正技术，进一步提升水文模型的洪水预报效果。 

技术特色

（1）提出了数值大气模式降雨的时空二维评价指标体系。
（2）建立了多模式多方案下的数值降雨集合预报方法，构建了适用于我国北方半湿润半干旱地区的数值降雨集合预报框架。
（3）提出了适用于研究区的多源信息组合的高效同化模式，充分保证了数值大气模式在时间和空间尺度上的降雨预报精度。
（4）构建了基于可变网格尺度的半分布式河北模型。
（5）构建了基于多源信息同化的陆气耦合实时洪水预报系统。

技术指标

运行效率：①通过并行计算提升计算能力，在30min内完成数值大气模式与分布式水文模型的计算，实现以1h为时间步长的降雨径流实时连续模拟；②60s内实现空天地多源气象信息数据、降雨地面站数据、水文站与河道站数据的处理，得到系统可用的数据格式；③底图平移和缩放小于0.3s，多图形包含、重叠、相交计算小于3s，数据名称查询、定位查询小于1s。
运行效果：相比传统的洪水预报技术，本技术使洪水预报的预见期延长3～6h，预报精度提升至70%。 

应用范围及前景

可用于洪水预报、降雨预报、山洪预警、水库调度、水文模拟等方面，可使洪水预报的预见期延长3～6h，精度提升至70%。 

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李传哲

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中国水利水电科学研究院

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