【技术实现步骤摘要】
一种基于防汛需求的降雨预报精度评估方法
本专利技术属于环境预报
,具体涉及一种基于防汛需求的降雨预报精度评估方法。
技术介绍
降雨信息是洪水预报的重要依据,传统的洪水预报往往仅依赖实测降雨,近年来有很多文献尝试将数值降雨预报成果作为水文模型的输入,有效延长了洪水预报预见期(参见文献:[1]安莉娜,王文杰,郑敏生等.短期降雨预报信息应用在青山水库汛限水位动态控制的可行性分析[J].中国农村水利水电,2008,(6):55-56,64;[2]张卫国,范仲丽,钟伟,等.雷达回波外推方法在临近降雨预报中的应用[J].中国农村水利水电,2018,(9):69-73,120;[3]VerbuntM,WalserA,GurtzJ,etal.ProbabilisticFloodForecastingwithaLimited-AreaEnsemblePredictionSystem:SelectedCaseStudies[J].JournalofHydrometeorology,2007,8(4):897-909;[4]温娅惠,李致家,孙明坤,等.降雨输入对实时洪水预报精度与预见期的影响[J].湖泊科学,2019,31(1):39-51),可为水库、闸泵调度等抢险救灾工作赢得更多时间。当前国内外降雨数值预报模式繁多,例如美国GFS(美国国家环境预报中心研发的一种气象数值预报模式GlobalForecastSystem)、欧洲ECWMF(欧洲中期天气预报中心研发的一种气象数值预报模式EuropeanCentreforMedium- ...
【技术保护点】
1.一种基于防汛需求的降雨预报精度评估方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:/n第一步:网格化与面雨量计算/n将数值预报降雨值与实测降雨值统一到统一尺寸的标准网格下;按照统一设定的标准网格尺寸,逐时段采用克里金插值得到网格降雨值,将流域内各网格预报值取算术平均即得到流域面雨量预报值;实测数据主要来源于雨量测站,同样逐时段采用克里金插值得到网格降雨值,将流域内各网格降雨值取算术平均即得到流域面雨量实测值;由此,得到各网格以及全流域的逐时段实测、预报降雨量,为后续步骤提供数据基础;/n第二步:降雨预报量级评价指标/n对选定的流域总雨量进行量级精度评价,考虑到与时程分配、空间分布指标协调性,选取一个无量纲的值,引入相对误差值项,并按照指标的正向性考虑,取累积总降雨量的量级评价指标为:/n
【技术特征摘要】
1.一种基于防汛需求的降雨预报精度评估方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:
第一步:网格化与面雨量计算
将数值预报降雨值与实测降雨值统一到统一尺寸的标准网格下;按照统一设定的标准网格尺寸,逐时段采用克里金插值得到网格降雨值,将流域内各网格预报值取算术平均即得到流域面雨量预报值;实测数据主要来源于雨量测站,同样逐时段采用克里金插值得到网格降雨值,将流域内各网格降雨值取算术平均即得到流域面雨量实测值;由此,得到各网格以及全流域的逐时段实测、预报降雨量,为后续步骤提供数据基础;
第二步:降雨预报量级评价指标
对选定的流域总雨量进行量级精度评价,考虑到与时程分配、空间分布指标协调性,选取一个无量纲的值,引入相对误差值项,并按照指标的正向性考虑,取累积总降雨量的量级评价指标为:
当Esum,all<0时,令
Esum,all=0(2)
式中:Psum,all为实测全时段累积总降雨量;为预报全时段累积总降雨量;
Esum,all作为量级评价指标,值在[0,1]区间,值越大,评价指标越优;在实测降雨量很小时,会引起的表述失真;根据避免误差危害的若干原则,结合精度评价结果的防洪应用场景,当实测降雨Psum,all≤Tmm时,式(1)中除数取常数T,即:
当Esum,all<0时,令
Esum,all=0(4)
除了上述全时段累积总降雨之外,在防汛实践中,还关注考虑最大1h、3h、6h、12h、24h等特征时段累积降雨量,为此,相应的针对最大i小时的累积雨量量级评估公式如下:
当Esum,ih<0时,令
Esum,ih=0(6)
式中:Psum,ih为实测最大i小时累积降雨量;为实测最大i小时降雨对应时段的预报累积降雨量;i=1,3,6,12,24;
最后,将全时段、各个特征时段雨量量级评价指标综合,最终的量级评价指标为
式中:cih为实测最大i小时降雨量级评价值所占权重;call为全时段量级评价值所占权重,权重根据流域产汇流特性取值,或按平均权重处理;
第三步:降雨预报空间分布评价指标
(1)引入容差区间的概念
对暴雨以上等级划分做适当加密,形成为两档容差区间表:
1)评估时长≤12h时,设置容差区间一;
2)评估时长>12h时,设置容差区间二;
(2)制定判定规则
若编号为k网格的全时段累积总降雨的预报值与实测值,落在同一容差区间的,则给网格全时段累积总降雨的空间相符性指标Boolk,all赋值1,即Boolk,all=1,否则赋值为0,即Boolk,all=0;
同时关注最大1h、3h、6h、12h...
【专利技术属性】
技术研发人员:张卫国,顾巍巍,江雨田,赵思远,张焱,朱从飞,范仲丽,钟伟,肖涵,王新龙,林宇,张玉兰,王晓晓,孙飞飞,
申请(专利权)人:宁波市水利水电规划设计研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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