洪水概率预报技术

任务来源：

技术领域：防灾减灾

技术来源：国家计划，自主研发。发明名称：一种多气候模式输出数据综合校正及不确定性评估方法（ZL201610591912.X）。

技术原理

构建了基于信息熵-误差异分布的洪水概率预报新技术，创建了洪水预报不确定性全过程降低控制技术，实现了洪水预报分阶段误差校正和整体协调的智能校正；建立了洪水概率预报精度-可靠性综合评价指标体系，创新了洪水概率预报-防洪风险率耦合计算方法，研制了洪水概率预报、预报不确定性降低控制及概率预报成果评估三位一体的洪水作业概率预报应用系统。

技术特色

（1）基于信息熵-误差异分布的洪水概率预报技术。针对不同量级洪水或洪水过程的不同阶段，预报误差的非平稳性及异分布特征，采用信息熵理论描述预报误差特征，创建耦合信息熵-误差异分布的洪水概率预报新技术，实现分量级洪水预报误差的智能校正及概率预报。（2）洪水预报不确定性全过程逐阶段降低控制技术。以降低总误差为总控目标，采用“整体-部分”交替修正思路，构建“模型输入-参数优化-终端误差修正”一体化的误差降低控制技术，实现预报误差的全过程逐阶段降低控制，提高实时洪水预报精度。（3）概率预报-防洪能力耦合的洪水风险评估技术。采用概率预报成果描述洪水的不确定性、截尾正态分布描述防洪能力不确定性，基于多维联合分布理论，构建了耦合洪水预报不确定性和防洪能力不确定性的洪水风险实时计算模型，实现任意防洪点任一时刻洪水风险的实时滚动计算。（4）既提供倾向值及上下限预报，丰富了洪水预报信息，又提出了不确定性降低控制技术，进一步提高了预报精度；既考虑了洪水不确定性，又考虑了防洪能力不确定性，提出了实时洪水风险评估新技术，满足了防洪调度决策新需求；构建了我国实时洪水作业概率预报技术平台，既促进了洪水预报理念的转变，又实现了洪水概率预报从理论向实践的跨越，全面提升了成果的支撑服务能力。

技术指标

该技术已用于全国不同地貌区49个流域2198场次洪水模拟及概率预报，流域面积共计357751k㎡，与传统确定性预报结果相比，洪水预报径流深相对误差平均降低约6.2%，确定性系数增加0.08，洪峰概率预报的上/下限值（90%置信区间）的离散度值减小0.12，覆盖率值增加2%，倾向值预报精度达90%以上，属甲等水平。

应用范围及前景

适用于洪水预报、中长期径流预报及防洪风险分析。洪水概率预报技术已在全国多个区域洪水预报（49个流域2198场次）中得到了应用，指导和规范了全国多个流域的实时洪水概率预报和防洪风险分析等相关工作。2016年以来，实时洪水概率预报技术已推广应用于国家防办、黄委水文局、长江委水文局、安徽省防办和江西省水文局等22家单位，在多闸坝的淮河流域、多水库调控的长江流域、大范围水保措施的黄河流域等实时洪水预报中发挥了重要作用，为有关实时洪水作业预报工作提供了有力的技术支撑和决策支持，取得了良好的社会经济效益，减灾效益明显。案例1：通过对王家坝2007年7月1日—8月1日和2017年7月9—15日两场洪水的应用结果表明，构建的洪水风险评估模型可靠地对超警戒水位风险作出评估与识别，取得了较好的应用效果，在当年的防洪调度决策中发挥了关键作用。案例2：在2017年淮河1号洪水中，传统的确定性业务预报结果显示王家坝断面洪峰峰值不超警，而本技术的概率预报分析结果表明有4个时段预报值超警的可能性均在90%以上，概率预报峰值27.6m，实测27.54m，更接近实际情况。

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王凯

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淮河水利委员会水文局（信息中心）/河海大学

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