变化环境下水库群多尺度水文模拟与预测预报技术

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日期:2025-08-14 11:56 点击数:
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一、背景

准确及时的水文预报对于水库的安全运行及防洪、供水、发电等效益发挥至关重要。但近年来在气候变化和高强度人类活动等共同作用下,流域水循环规律发生了显著变化,特别是在建有大型水库群的大江大河,流域降水径流关系以及自然水文过程受上游水库调控影响,发生了复杂变异。在此背景下,如何解析变化环境下大型水库群系统中降水径流关系受上游水库的调控影响、实现非稳态条件下水库群多尺度来水的精准预报是水文学科亟待解决的技术难题。

二、创新性成果

(1)提出了耦合分类和回归的三阶段多源降水融合新方法、耦合分位数映射与亚高斯联合概率分布的预报降水误差订正方法,有效提高了短历时降水雨区辨识与雨强定量估计精度,实现了预报降水分类和定量误差双重削减。

(2)构建了“时变参数识别-时变参数预测-流域径流预报”框架,分别提出了融合水文状态变量同化与机器学习的流域径流模拟模型和基于历史同期时变参数的短期径流预报技术,实现了非稳态条件下流域径流的精细化模拟。

(3)研发了基于知识图谱的水库群调度规则智能提取和推理方法,构建了综合考虑径流预报信息与基于梯度提升树的水库智能调度模型,为水库群来水过程精准预报与工程调度有机耦合提供了技术支撑。

三、成果转化应用

依托研发的变化环境下水库群多尺度水文模拟与预测预报相关技术,完善了汉江流域洪水预报体系,较准确地预测了2023年秋汛期汉江流域各阶段来水过程,结合流域多尺度降水融合和降水误差订正方法,初步应用了水库调度规则推理、智能调度模型和汉江流域区间入流分布式水文模型研究成果,提前制定汉江水库群调度方案,充分发挥了拦洪、削峰、错峰作用,有效降低了汉江中下游主要控制站水位,有力保障了汉江流域防洪安全。同时为实现丹江口水库汛末蓄至正常高水位170m,取得了2023年汉江秋汛防御与汛后蓄水取得双胜利提供了良好的技术和信息支撑。