一种实时洪水预报及洪灾模拟的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及洪水预测信息化技术领域，尤其涉及一种实时洪水预报及洪灾模拟的方法和系统。接收水雨情数据以及降雨预报数据，降雨预报数据包括降雨预测数据以及水文站点信息；根据水雨情数据和降雨预报数据，生成站点预报以及区间入流预报，其中站点预报包括水库站点预报结果；根据站点预报的水库站点预报结果，生成水库调度规则；根据水库调度规则通过水库调洪演算进行计算，构建洪水演进数据；根据建洪水演进数据以及区间入流预报进行分析，构建水文水动力耦合洪水模型，并进行模型计算，生成洪水演进模拟数据。本发明专利技术提供了一种实时洪水预报及模拟的方法及系统，通过水利数值模拟、水利信息化对水情进行实时模拟，以进行预测洪水的灾害情况。水的灾害情况。水的灾害情况。

【技术实现步骤摘要】
一种实时洪水预报及洪灾模拟的方法和系统


[0001]本专利技术涉及洪水预测信息化领域，尤其涉及一种实时洪水预报及洪灾模拟的方法和系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着全球气候变化加剧，极端天气频发，暴雨、洪水对人类的危害越来越大。为有效应对洪水灾害，减轻洪水灾害损失，需同时从防洪工程措施和防洪非工程措施两方面同时发力。防洪工程措施主要有堤防、河道整治工程、分蓄洪工程与水库等，通过这些工程手段以扩大河道泄量、分流、疏导和拦蓄洪水，以减轻洪水灾害。防洪非工程措施，主要内容有洪水预报、洪水警报、洪泛区管理、洪水保险、河道清障(或河道管理)、超标准洪水防御措施等，通过这些非工程的措施，可以避开、预防洪水侵袭，更好地发挥防洪工程的效益，以减轻洪灾损失。
[0003]洪水预报指根据前期和现时的水文、气象等信息，揭示和预测洪水的发生及其变化过程的应用科学技术。它是防洪非工程措施的重要内容之一，直接为防汛抢险、水资源合理利用与保护、水利工程建设和调度运用管理，及工农业的安全生产服务。目前，国内的洪水预报方法有很多，但都没有形成一种比较通用的、具有实时性的、高精度的洪水预报方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种实时洪水预报及洪灾模拟的方法和系统，以解决至少一个上述技术问题。
[0005]本专利技术的第一目的通过下述技术方案实现：
[0006]本专利技术提供一种实时洪水预报及洪灾模拟的方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1：获取水雨情数据以及降雨预报数据，降雨预报数据包括降雨预测数据以及水文站点信息；
[0008]步骤S2：根据水雨情数据和降雨预报数据，生成站点预报以及区间入流预报，其中站点预报包括水库站点预报结果；
[0009]步骤S3：根据站点预报的水库站点预报结果，生成水库调度规则；
[0010]步骤S4：根据水库调度规则通过水库调洪演算进行计算，生成洪水演进数据；
[0011]步骤S5：根据洪水演进数据以及区间入流预报进行分析，构建水文水动力耦合洪水模型，并进行模型计算，生成洪水演进模拟数据，以执行实时洪水模拟及预报。
[0012]本实施例根据水雨情数据以及降雨预报数据，通过具体的水文站点以及水库站点的情况进行分析，生成水库调度规则，并根据水库调度规则进行水库调洪演算，构建洪水演进数据，并根据洪水演进数据进行模型计算从而生成洪水演进模拟数据，以执行实时洪水模拟及预报，从而提供一种实时性、高精度的洪水预报方法。
[0013]本专利技术提供一个实施例，步骤S2中的站点预报的步骤具体为：
[0014]根据水文站点信息，构建站点预报方案，水文站点信息包括历史洪水信息以及水文站点位置信息；
[0015]根据历史洪水信息对站点预报方案中进行率定以及检验；
[0016]根据站点预报方案通过洪水预报计算，以生成站点预报。
[0017]本实施例通过水文站点信息构建站点预报方案，并根据站点预报方案以及历史洪水信息进行分析生成站点预报，从而为接下来的水库调度规则生成做好前提准备。
[0018]本专利技术提供一个实施例，构建站点预报方案的步骤具体为：
[0019]根据水文站点信息，生成新建方案控件，其中新建方案控件包括方案名称输入控件、预报变量输入控件、预报方法选择控件以及预报站点来水站选择控件，预报变量包括流量预报、水位预报以及水位流量预报，预报站点来水站为处于集雨范围内的水文站点，预报方法包括新安江模型、TOPMODEL模型、分布式模型；
[0020]通过方案名称输入控件获取方案名称信息；
[0021]通过预报变量输入控件获取预报变量；
[0022]通过预报方法输入控件获取预报方法；
[0023]通过预报站点来水站选择控件获取选中的预报站点来水站，并在预设的电子地图上，对集雨范围内的预报进行标记，从而构建站点预报方案。
[0024]本实施例通过多组控件获取方案名称、预报变量、预报方法以及预报站点来水站，生成站点预报方案，为对历史洪水信息进行率定以及检验做好前提准备。
[0025]本专利技术提供一个实施例，根据历史洪水信息对站点预报方案中进行率定的步骤具体为：
[0026]通过站点预报方案，添加站点历史洪水场次信息并标记为率定洪水场次信息，并添加站点历史洪水场次为验证洪水场次；
[0027]获取GLUE法参数以及水文预报模型中的参数初始值、最小值以及最大值，GLUE法参数包括最大计算次数、洪峰允许误差、洪亮允许误差、确定性系数允许误差，水文预报模型参数为站点预报方法中选定预报方法对应的参数；
[0028]根据率定洪水场次信息和模型参数设置中的初始值、最小值以及最大值，通过模型优化算法自动率定，生成模型参数；
[0029]调节模型参数并进行率定操作，生成模型率定结果，调节模型参数的步骤为通过修改方式修改模型参数或根据新的模型参数进行率定；
[0030]根据GLUE法参数对模型率定结果进行评定，评定参数包括洪峰误差、峰时误差、洪量误差与确定性系统。
[0031]本实施例通过站点预报方案以及站点历史洪水场次信息分析，生成率定洪水场次信息，根据GLUE法参数以及率定洪水场次信息生成模型参数，对模型参数进行率定生成模型率定结果，根据GLUE法参数对模型率定结果进行评定，为接下来的洪水预报以生成站点预报做好前提准备。
[0032]本专利技术提供一个实施例，洪水预报计算的步骤具体为：
[0033]获取选中的预报站点以及选中的预报方案；
[0034]获取计算开始时间、预报开始时间以及预见期，并根据选中的预报站点以及选中的预报方案进行分析，生成模型临时参数以及降雨边界；
[0035]根据模型临时参数以及降雨边界进行预报计算。
[0036]模型临时参数的生成步骤具体为：
[0037]根据选择中的预报方案修改本次预报计算中的模型参数，从而生成单次作用模型参数；
[0038]降雨边界的生成步骤具体为：
[0039]设置此次预报计算预见期内的雨量站的降雨过程；
[0040]读取降雨预报数据并分配；
[0041]分配预见期总雨量；
[0042]调整降雨边界并保存；
[0043]读取降雨预报数据并分配的步骤具体为：
[0044]从QPF、ECMWF或者AMeDAS其中一种预报方式获取预见期内的降雨数据，并把降雨数据通过泰森多边形或者反距离插值分配到各雨量站；
[0045]分配预见期总雨量的步骤为：
[0046]读取降雨预报数据得到预见期总雨量或者设置预见期总雨量后，把预见期总雨量通过平均分配或者逐渐减少的方式分配到预报方案设置的雨量站；
[0047]调整降雨边界并保存的步骤具体为：
[0048]修改各雨量站降雨过程；
[0049]保存修改后的降雨边界。
[0050]本实施例根据计算开始时间、预报开始时间、预见期以及获取选中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时洪水预报及模拟的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：获取水雨情数据以及降雨预报数据，降雨预报数据包括降雨预测数据以及水文站点信息；步骤S2：根据水雨情数据和降雨预报数据，生成站点预报以及区间入流预报，其中站点预报包括水库站点预报结果；步骤S3：根据站点预报的水库站点预报结果，生成水库调度规则；步骤S4：根据水库调度规则通过水库调洪演算进行计算，生成洪水演进数据；步骤S5：根据洪水演进数据以及区间入流预报进行分析，构建水文水动力耦合洪水模型，并进行模型计算，生成洪水演进模拟数据，以执行实时洪水模拟及预报。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中的站点预报的步骤具体为：根据水文站点信息，构建站点预报方案，水文站点信息包括历史洪水信息以及水文站点位置信息；根据历史洪水信息对站点预报方案中进行率定以及检验；根据站点预报方案通过洪水预报计算，以生成站点预报。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，构建站点预报方案的步骤具体为：根据水文站点信息，生成新建方案控件，其中新建方案控件包括方案名称输入控件、预报变量输入控件、预报方法选择控件以及预报站点来水站选择控件，预报变量包括流量预报、水位预报以及水位流量预报，预报站点来水站为处于集雨范围内的水文站点，预报方法包括新安江模型、TOPMODEL模型、分布式模型；通过方案名称输入控件获取方案名称信息；通过预报变量输入控件获取预报变量；通过预报方法输入控件获取预报方法；通过预报站点来水站选择控件获取选中的预报站点来水站，并在预设的电子地图上，对集雨范围内的预报进行标记，从而构建站点预报方案。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据历史洪水信息对站点预报方案中进行率定及检验的步骤具体为：通过站点预报方案，添加站点历史洪水场次信息并标记为率定洪水场次信息，并添加站点历史洪水场次为验证洪水场次；获取GLUE法参数以及水文预报模型中的参数初始值、最小值以及最大值，GLUE法参数包括最大计算次数、洪峰允许误差、洪量允许误差以及确定性系数允许误差，水文预报模型参数为站点预报方法中选定预报方法对应的参数；根据率定洪水场次信息和模型参数设置中的初始值、最小值以及最大值，通过模型优化算法自动率定，生成模型参数；调节模型参数并进行率定操作，以生成模型率定结果，调节模型参数的步骤为通过修改方式修改模型参数或根据新的模型参数进行率定；根据GLUE法参数对模型率定结果进行评定，评定参数包括洪峰误差、峰时误差、洪量误差与确定性系统。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，洪水预报计算的步骤具体为：获取选中的预报站点以及选中的预报方案；
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【专利技术属性】
技术研发人员：田兆伟，钟华，卢雅婷，沈灿城，张健明，张炜，宋利祥，戴善进，沈雪娇，
申请(专利权)人：广东省水文局惠州水文分局，
类型：发明
国别省市：