非一致性條件下的水文模擬及預報關鍵技術研究

前言 第1章 緒論 1.1 研究背景與意義 1.2 國內外研究進展 1.2.1 分布式水文模型研究進展 1.2.2 陸氣耦合模式研究進展 1.2.3 非一致性條件下的氣象水文集合預報 1.3 關鍵科學問題 1.4 技術大綱 第2章 氣候變化條件下的數(shù)值天氣預報技術 2.1 數(shù)值天氣預報模式wRF 2.1.1 模式總體結構 2.1.2 模式坐標與離散格式 2.1.3 wRF模式物理過程及參數(shù)化方案 2.2 wRF模式在雅礱江流域的本地化應用 2.2.1 研究區(qū)域 2.2.2 高性能計算環(huán)境 2.2.3 雅礱江流域wRF模式構建 2.3 預報結果評價指標體系 2.3.1 評價指標 2.3.2 基于Euclid貼近度的綜合評價方案 2.4 參數(shù)化方案動態(tài)優(yōu)化 2.4.1 參數(shù)化方案組合及實驗設計 2.4.2 不同參數(shù)化方案組合的模擬結果評價 2.4.3 不同參數(shù)化方案組合歐幾里得(Euclid)貼近度評價及優(yōu)選 2.5 小結 第3章 高強度人類活動影響的水文模擬技術 3.1 模型空間單元劃分方法 3.1.1 參數(shù)分區(qū)劃分 3.1.2 子流域劃分 3.1.3 子流域內部單元劃分 3.1.4 土地利用單元劃分 3.1.5 水利工程處理 3.2 氣象要素空間展布方法 3.3 考慮人類活動影響的水循環(huán)產匯流計算 3.3.1 產流計算 3.3.2 匯流計算 3.3.3 水庫調洪計算 3.4 不同規(guī)模水庫通用調度圖優(yōu)化技術 3.4.1 調度圖繪制 3.4.2 基于DDS算法的水庫參數(shù)率定 3.5 第二松花江流域洪水預報應用驗證 3.5.1 流域概況 3.5.2 下墊面資料收集與整理 3.5.3 分布式模型應用驗證 3.5.4 土地利用變化對徑流影響 3.5.5 流域水利工程調查基本資料整理分析 3.5.6 水利工程運行對暴雨洪水匯流過程的影響 3.6 小結 第4章 水文模型參數(shù)高效率定技術 4.1 水文模型參數(shù)賦值 4.1.1 產流參數(shù) 4.1.2 匯流參數(shù) 4.1.3 模型可調參數(shù) 4.2 基于GLUE—PSO的不確定性參數(shù)估計算法 4.2.1 不確定性參數(shù)估計 4.2.2 GLUE-PSO算法改進 4.2.3 基于GLUE-PSO算法的不確定性參數(shù)估計流程 4.3 參數(shù)敏感性信息引導搜索方向的動態(tài)維度搜索算法 4.3.1 動態(tài)維度搜索算法 4.3.2 改進的動態(tài)維度搜索算法 4.3.3 改進的動態(tài)維度搜索算法性能評價 4.4 小結 第5章 基于陸氣耦合的水文集合預報技術 5.1 水文預報不確定性對水庫調度的影響分析 5.1.1 預報不確定性統(tǒng)計分析與預報演進的鞅模型 5.1.2 預報不確定性實例分析與預報演進的通用鞅模型 5.1.3 預報不確定性對水庫調度影響分析 5.2 變化環(huán)境下耦合模式徑流集合預報 5.2.1 陸氣耦合模式 5.2.2 水文模型參數(shù)不一致性 5.2.3 基于參數(shù)動態(tài)優(yōu)選的徑流集合預報 5.2.4 雅礱江分布式水文模型及耦合模式構建 5.2.5 基于模型參數(shù)庫的徑流集合預報 5.3 小結 第6章 基于三維可視化的預報平臺開發(fā) 6.1 系統(tǒng)總體框架 6.2 系統(tǒng)運行環(huán)境 6.3 系統(tǒng)開發(fā)關鍵技術 6.3.1 動態(tài)鏈接庫技術 6.3.2 通用GIS軟件EasyGIS的開發(fā) 6.3.3 面向對象編程技術 6.3.4 數(shù)據(jù)庫訪問組件開發(fā) 6.3.5 陸氣耦合組件開發(fā) 6.3.6 三維可視化技術 6.4 數(shù)據(jù)庫設計和方案管理模式 6.4.1 數(shù)據(jù)庫表結構設計 6.4.2 方案管理模式 6.5 系統(tǒng)主要模塊展示 6.5.1 數(shù)值天氣模式管理及運行模塊 6.5.2 雨水情查詢模塊 6.5.3 水文模擬及預報模塊 6.5.4 模型參數(shù)動態(tài)管理模塊 6.5.5 網格數(shù)據(jù)管理與作業(yè)運行模塊 6.5.6 數(shù)字地球三維展示模塊 6.6 小結 第7章 結語 7.1 主要成果及創(chuàng)新 7.2 展望 參考文獻