[发明专利]水库流域的迎风坡微地形的暴雨预报方法及系统

说明书

本发明公开了一种水库流域的迎风坡微地形的暴雨预报方法及系统，该方法包括：在大尺度条件下，收集水库流域历史长系列的暴雨观测数据，绘制暴雨分布图，设置暴雨量级阈值，将超过暴雨量级阈值的地区为需要重点分析的暴雨微地形区域；结合中尺度的DEM地形数据，将需要重点分析的暴雨微地形区域进行分类，找出了迎风坡型微地形区域；通过中尺度数值预报模型，预测并计算迎风坡型微地形区域所在大尺度的网格的降水强度、迎风坡地面风速以及气温和露点温度，结合迎风坡坡度，通过迎风坡微地形的暴雨强度预测模型预测迎风坡微地形的暴雨强度。本发明可自动判识出水库流域迎风坡微地形关键位置，为暴雨准确计算提供了针对性的依据。

技术领域

本发明涉及水文预报技术领域，尤其涉及一种水库流域的迎风坡微地形的暴雨预报方法及系统。

背景技术

近年来极端气候高发，暴雨发生频率增加。暴雨的突发性、难预测性为流域水库的发电调度、防洪调度带来巨大挑战，常出现暴雨前电站水位过高，发生暴雨时电站的防洪压力大，不得不开闸泄洪，产生大量弃水，甚至影响水库上下游的防洪安全。暴雨洪水成为当前导致水库弃水和影响防洪安全的最突出问题。

准确的暴雨预报是支撑水库防洪和发电优化调度重要基础。水库流域多处高山、峡谷等微地形区域，微地形对暴雨强度的影响显著，造成局地发生暴雨增强，其中迎风坡地形导致的暴雨增强效应最为显著，据统计迎风坡地区的暴雨强度平均增强幅度达到45％-50％，但是，目前国际上最先进的暴雨数值预报系统也仅为3km*3km，由于平均了地形的作用，无法预报出迎风坡微地形区域的暴雨强度。

为此，本发明根据水库流域暴雨长系列大数据统计分析，分析了迎风坡型微地形对暴雨强度的影响规律，建立了迎风坡型暴雨微地形预报模型，可准确预测迎风坡型微地形区域暴雨强度，为水库调度运行提供重要的暴雨预测结果。

发明内容

本发明提供了一种水库流域的迎风坡微地形的暴雨预报方法及系统，用以解决现有大尺度数值预报无法考虑微地形对暴雨强度的影响的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种水库流域的迎风坡微地形的暴雨预报方法，包括以下步骤：

在大尺度条件下，收集水库流域历史长系列的暴雨观测数据，绘制暴雨分布图，设置暴雨量级阈值，将超过暴雨量级阈值的地区为需要重点分析的暴雨微地形区域；

结合中尺度的DEM地形数据，将需要重点分析的暴雨微地形区域进行分类，找出了迎风坡型微地形区域；

通过中尺度数值预报模型，预测并计算迎风坡型微地形区域所在大尺度的网格的降水强度、迎风坡地面风速以及气温和露点温度，结合迎风坡坡度，通过迎风坡微地形的暴雨强度预测模型预测迎风坡微地形的暴雨强度。

作为本发明的方法的进一步改进：

迎风坡微地形的暴雨强度预测模型，为：

R＝α·u₀·ρ_w (1)

其中，R为降水强度；α为迎风坡坡度；u₀为迎风坡地面风速；ρ_w为水汽密度。

水汽密度可由下式计算得到：

其中，e₀为水在0℃时的饱和水汽压，T和T_d分别为气温和露点温度，a、b分别为水汽压参数。

将需要重点分析的暴雨微地形区域进行分类，分析找出迎风坡型微地形。

本发明还提供一种水库流域的迎风坡微地形的暴雨预报系统，包括：