非一致性条件下的水文模拟及预报关键技术研究

本书从水循环机理出发，针对水文预报全链条，多方面控制可能出现的误差。首先，采用基于天气形势索引的动态参数化方案实现气候变化条件下的数值天气预报，从而降低预报降水的不确定性；再次，通过对产汇流机理的深入研究，改进产汇流过程、动态更新下垫面、参数高效率定等，实现高强度人类活动影响的流域水文预报，从而大大降低降水进入模型后的预报误差；很后，实现陆气耦合集合预报，从而在水文预报末端进一步对预报误差进行了控制。本书主要面向水文气象预报等相关专业的教师和研究生以及水资源规划、调度与管理领域的技术人员。

雷晓辉，中国水利水电科学研究院教授，曾获“全国水资源综合数据库空间集成”院科技进步一等奖。雷晓辉 中国水利水电科学研究院教授，曾获“全国水资源综合数据库空间集成”院科技进步一等奖。

前言
第1章绪论
1.1研究背景与意义
1.2国内外研究进展
1.2.1分布式水文模型研究进展
1.2.2陆气耦合模式研究进展
1.2.3非一致性条件下的气象水文集合预报
1.3关键科学问题
1.4技术大纲
第2章气候变化条件下的数值天气预报技术
2.1数值天气预报模式WRF
2.1.1模式总体结构
2.1.2模式坐标与离散格式
2.1.3WRF模式物理过程及参数化方案
2.2WRF模式在雅砻江流域的本地化应用
2.2.1研究区域
2.2.2高性能计算环境
2.2.3雅砻江流域WRF模式构建
2.3预报结果评价指标体系
2.3.1评价指标
2.3.2基于Euclid贴近度的综合评价方案
2.4参数化方案动态优化
2.4.1参数化方案组合及实验设计
2.4.2不同参数化方案组合的模拟结果评价
2.4.3不同参数化方案组合欧几里得(Euclid)贴近度评价及优选
2.5小结
第3章高强度人类活动影响的水文模拟技术
3.1模型空间单元划分方法
3.1.1参数分区划分
3.1.2子流域划分
3.1.3子流域内部单元划分
3.1.4土地利用单元划分
3.1.5水利工程处理
3.2气象要素空间展布方法
3.3考虑人类活动影响的水循环产汇流计算
3.3.1产流计算
3.3.2汇流计算
3.3.3水库调洪计算
3.4不同规模水库通用调度图优化技术
3.4.1调度图绘制
3.4.2基于DDS算法的水库参数率定
3.5第二松花江流域洪水预报应用验证
3.5.1流域概况
3.5.2下垫面资料收集与整理
3.5.3分布式模型应用验证
3.5.4土地利用变化对径流影响
3.5.5流域水利工程调查基本资料整理分析
3.5.6水利工程运行对暴雨洪水汇流过程的影响
3.6小结
第4章水文模型参数高效率定技术
4.1水文模型参数赋值
4.1.1产流参数
4.1.2汇流参数
4.1.3模型可调参数
4.2基于GLUE-PSO的不确定性参数估计算法
4.2.1不确定性参数估计
4.2.2GLUE-PSO算法改进
4.2.3基于GLUE-PSO算法的不确定性参数估计流程
4.3参数敏感性信息引导搜索方向的动态维度搜索算法
4.3.1动态维度搜索算法
4.3.2改进的动态维度搜索算法
4.3.3改进的动态维度搜索算法性能评价
4.4小结
第5章基于陆气耦合的水文集合预报技术
5.1水文预报不确定性对水库调度的影响分析
5.1.1预报不确定性统计分析与预报演进的鞅模型
5.1.2预报不确定性实例分析与预报演进的通用鞅模型
5.1.3预报不确定性对水库调度影响分析
5.2变化环境下耦合模式径流集合预报
5.2.1陆气耦合模式
5.2.2水文模型参数不一致性
5.2.3基于参数动态优选的径流集合预报
5.2.4雅砻江分布式水文模型及耦合模式构建
5.2.5基于模型参数库的径流集合预报
5.3小结
第6章基于三维可视化的预报平台开发
6.1系统总体框架
6.2系统运行环境
6.3系统开发关键技术
6.3.1动态链接库技术
6.3.2通用GIS软件EasyGIS的开发
6.3.3面向对象编程技术
6.3.4数据库访问组件开发
6.3.5陆气耦合组件开发
6.3.6三维可视化技术
6.4数据库设计和方案管理模式
6.4.1数据库表结构设计
6.4.2方案管理模式
6.5系统主要模块展示
6.5.1数值天气模式管理及运行模块
6.5.2雨水情查询模块
6.5.3水文模拟及预报模块
6.5.4模型参数动态管理模块
6.5.5网格数据管理与作业运行模块
6.5.6数字地球三维展示模块
6.6小结
第7章结语
7.1主要成果及创新
7.2展望
参考文献