基于气象水文水动力耦合模型的流域尺度洪水预报方法:以北江流域为例

作     者：韩赟希 张昕 王自法 周良辰 朱龙祥 HAN Yun-xi;ZHANG Xin;WANG Zi-fa;ZHOU Liang-chen;ZHU Long-xiang

作者机构：河南大学土木建筑学院开封475004 深圳防灾减灾技术研究院深圳518003 中震科建(广东)防灾减灾研究院韶关512026 中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第11期

页      面：4397-4408页

学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：深圳市科技计划(JCYJ20220818103215031) 韶关市“南岭团队计划”项目(220216107220295) 

主　　题：北江流域 WRF-Hydro水文模型 CaMa-Flood水动力模型 洪水预报 洪水淹没模拟 

摘      要：针对中小流域目前径流和淹没预报难度较大且精度偏低的问题,以北江流域为研究对象,构建降雨径流-洪水淹没模型。在非耦合情况下,基于WRF-Hydro模式构建北江流域水文模型,通过对主要参数率定,优化了WRF-Hydro水文模型,模拟了流域的产流、汇流等水循环关键要素。在耦合情况下,将WRF-Hydro模式模拟的径流过程作为CaMa-Flood模型的边界条件,从而实现对整个流域的洪水淹没模拟。研究结果表明:在经过参数率定的WRF-Hydro水文模型中,针对验证期的5场典型洪水事件,皮尔逊相关系数均高于0.8,纳什效率系数在0.52~0.71,在预报期的三个洪水事件中,洪峰的平均误差为22.2%。在水文水动力模型耦合后,能够准确地捕捉洪水淹没与降雨强度、洪水流量变化之间的关系,进而提供洪水发生后洪泛区的淹没深度和范围等关键信息。本文构建的降雨径流-洪水淹没模型能够适用于地形复杂、降雨时空分布不均匀的北江流域,为类似半湿润流域的洪水预报提供了有益参考,同时也为水文水动力模型耦合的研究奠定了基础。