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基于crest模型求解光伏LCOE的最优方案

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中国新技术新产品 2021年第11期 39-41页

作者：王芝福厉晗隽赵大威中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 法国巴黎政治学院法国巴黎75007

光伏发电项目的国际工程承包市场竞争日趋激烈,该文从光伏电站项目度电成本(LCOE)的基本概念出发,研究LCOE的主要影响因素,包括发电量、建设成本、运维成本之间的相互关系和作用,分析不同边界条件下的最优LCOE,从业主的视角出发,运用CR... 详细信息

光伏发电项目的国际工程承包市场竞争日趋激烈,该文从光伏电站项目度电成本(LCOE)的基本概念出发,研究LCOE的主要影响因素,包括发电量、建设成本、运维成本之间的相互关系和作用,分析不同边界条件下的最优LCOE,从业主的视角出发,运用crest模型模拟运算,探讨总承包商基于最优LCOE的光伏设备选型方案,从而为业主决策提供一站式服务。

关键词：光伏发电项目 LCOE crest模型国际工程承包

赣江流域TRMM遥感降水对地面站点观测的可替代性

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水科学进展 2015年第3期26卷 340-346页

作者：唐国强李哲薛显武胡庆芳雍斌洪阳清华大学水利系北京100084 National Weather Center Norman OK 73072 USA 南京水利科学研究院江苏南京210029 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098

多卫星遥感降水产品为无/缺资料地区的水文过程模拟提供了新的数据来源。结合地面高密度雨量站网,在中国典型暴雨区赣江流域定量评估两种TRMM降水产品(3B42V7和3B42RTV7)的精度,并通过耦合分布式水文模型crest,探讨了水文模拟中TRMM卫... 详细信息

多卫星遥感降水产品为无/缺资料地区的水文过程模拟提供了新的数据来源。结合地面高密度雨量站网,在中国典型暴雨区赣江流域定量评估两种TRMM降水产品(3B42V7和3B42RTV7)的精度,并通过耦合分布式水文模型crest,探讨了水文模拟中TRMM卫星降水产品对地面观测降水的可替代性。研究表明:3B42和3B42RT与地面观测流域平均月降水相关系数达到0.9以上,偏差在5%以内,日尺度上相关性略差,偏差略有增加。同时设计2种水文模拟对比试验:情景I为静态参数,使用地面雨量站降水率定模型参数,采用卫星降雨验证模型;情景II为动态参数,采用卫星数据重新率定模型参数,再利用卫星降雨验证模型。对比结果表明:情景II中完全使用TRMM降水后模型效果明显改善,证明TRMM卫星数据在赣江流域具有替代地面站点观测的潜力,但需要重新根据卫星降雨率定模型。

关键词：遥感降水 TRMM crest模型水文模拟赣江流域

TRMM/GPM和StageⅣ降水产品在小流域水文模拟效用评估

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排灌机械工程学报 2021年第4期39卷 397-403页

作者：冯克鹏田军仓洪阳唐国强阚光远罗翔宇宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心宁夏银川750021 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心宁夏银川750021 俄克拉荷马大学土木工程与环境科学学院美国俄克拉荷马州诺曼73072 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

以地面观测降水作为参照,在美国俄克拉荷马州Little Washita River流域,对比分析了TRMM 3B42 V7,GPM-IMERG卫星降水和StageⅣ雷达降水的精度,并用这3种降水产品驱动crest分布式水文模型,评估了其水文模拟效用.研究表明:3种降水产品与地... 详细信息

以地面观测降水作为参照,在美国俄克拉荷马州Little Washita River流域,对比分析了TRMM 3B42 V7,GPM-IMERG卫星降水和StageⅣ雷达降水的精度,并用这3种降水产品驱动crest分布式水文模型,评估了其水文模拟效用.研究表明:3种降水产品与地面降水的相关系数均大于0.5,通过了0.05置信水平检验;GPM-IMERG和TRMM 3B42 V7卫星降水对无雨和微雨存在低估,对大雨和暴雨存在高估;总体上,StageⅣ降水精度最好,其次GPM降水精度优于TRMM 3B42 V7.在水文模拟效用评估中,设定相同率定期,分别使用3种降水产品率定crest模型参数,得到率定参数集后,在相同验证期对流域日径流过程进行模拟.对比结果表明:StageⅣ雷达降水在小流域水文模拟中效果最好,GPM-IMERG次之,TRMM 3B42 V7模拟效果不理想.

关键词：小流域 Little Washita River流域 TRMM GPM StageⅣ crest模型水文模拟

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暴雨致洪预报系统及其评估

应用气象学报 2017年第4期28卷 385-398页

作者：甘衍军徐晶赵平洪阳谌芸郝莹包红军曾子悦徐辉狄靖月中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 清华大学土木水利学院北京100084 国家气象中心北京100081 安徽省气象台合肥230031

该文研发了基于crest V2.1分布式水文模型的暴雨致洪预报系统,应用中国气象局降水业务产品,开展全国0.125°×0.125°的逐日洪水预报和区域30″×30″的逐时洪水预报。其中,全国洪水预报以松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、东南... 详细信息

该文研发了基于crest V2.1分布式水文模型的暴雨致洪预报系统,应用中国气象局降水业务产品,开展全国0.125°×0.125°的逐日洪水预报和区域30″×30″的逐时洪水预报。其中,全国洪水预报以松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、东南诸河、珠江、西南诸河和西北诸河十大水资源分区的典型流域为研究对象,区域洪水预报以淮河流域为研究对象。以模拟和观测流量之间的效率系数为目标函数,采用SCE-UA方法分别对全国和区域洪水预报模型的参数分流域进行率定。评估参数率定前后模型对效率系数、相关系数和相对偏差的改进程度,并对参数率定后的模型进行检验。结果表明:率定后的模型能够重现控制水文站的实测洪水过程,与率定前相比,效率系数和相对偏差有显著改进,相关系数有较大改进。系统符合业务需求,具有较好的预报精度和时效性,具备业务应用能力。

关键词：暴雨致洪水文预报河流洪水山洪灾害 crest模型

西江流域CMORPH降水产品精度评估及水文效应研究

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水利水电技术 2019年第2期50卷 88-94页

作者：赵胤懋廖卫红田雨雷晓辉王浩天津大学建筑工程学院天津300072 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

为分析卫星降水产品在西江流域的应用精度,为无资料地区的径流模拟提供数据支撑,结合基于雨量计监测的逐日降水产品CGDPA,对降水产品CMORPH进行多尺度精度评估,并以此驱动crest模型进行径流模拟。结果显示:CMORPH能较好地再现西江流域... 详细信息

为分析卫星降水产品在西江流域的应用精度,为无资料地区的径流模拟提供数据支撑,结合基于雨量计监测的逐日降水产品CGDPA,对降水产品CMORPH进行多尺度精度评估,并以此驱动crest模型进行径流模拟。结果显示:CMORPH能较好地再现西江流域日降水空间分布,日尺度上相关系数为0.71,月尺度上相关系数提高到0.88,在4季尺度上相关系数分别为0.52、0.75、0.67、0.47;在西江流域各降水等级频率计算中,除近乎无雨和微量降雨出现较大偏差外,其余等级频率计算结果与CGDPA近似。CMORPH日降水事件探测能力是POD为0.69、FAR为0.24、CSI为0.56。水文模拟效应中,CGDPA和CMORPH在整个观测时期内的纳什效率系数和相关系数分别为0.81和0.91、0.80和0.92。由此可得如下结论:CMORPH和CGDPA的相关系数在日月尺度上较高,但会随着季节的不同而发生变化。CMORPH的日降水探测能力较好,且在水文效应评估中取得了较好的效果。最终证明,CMORPH在西江流域可替代地面雨量计数据,从而在降水数据获取上提供便利。

关键词： CMORPH crest模型水文效应西江流域

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基于水土耦合机制的流域滑坡预报研究

气象 2017年第9期43卷 1117-1129页

作者：包红军张珂晁丽君赵晓萌刘艳辉王晟刘凑华国家气象中心北京100081 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 河海大学水文水资源学院南京210098 陕西省气候中心西安710014 中国地质环境监测院(国土资源部地质灾害应急技术指导中心) 北京100081

降水诱发型滑坡灾害涉及水文与土壤失稳过程,是个非常复杂的预报难题。本研究应用CRESLIDE(Coupled Routing and Excess Storage and Slope-Infiltration-Distributed Equilibrium)模型,研究基于水土耦合机制的流域滑坡预报。模型输入... 详细信息

降水诱发型滑坡灾害涉及水文与土壤失稳过程,是个非常复杂的预报难题。本研究应用CRESLIDE(Coupled Routing and Excess Storage and Slope-Infiltration-Distributed Equilibrium)模型,研究基于水土耦合机制的流域滑坡预报。模型输入格点降水由基于流域逐小时加密雨量站的反距离权重法插值获取;基于GIS、DEM和遥感技术,提取滑坡流域下垫面信息;采用分布式水文模型crest模拟预报出滑坡研究区域的流域水文过程,作为中间变量驱动滑坡模型SLIDE,实现降水诱发型滑坡的预报。选择陕南月河流域2012年7月3—5日降水诱发型滑坡过程进行模拟预报,验证模型的适用性。结果表明,基于CRESLIDE模型的流域水土耦合滑坡预报模型在滑坡时空预报上表现稳定;通过ROC曲线分析CRESLIDE模型取得的特异性(87.8%)和敏感性(52.9%)均较好;本研究基于流域水土耦合机制研究滑坡机理预报,耦合了流域水文过程与土力学过程,使得流域水文模拟更为合理,在滑坡的预报与早期预警中表现良好,对同类滑坡预报有一定的借鉴意义。

关键词：滑坡预报水土耦合 CRESLIDE模型 crest模型月河

宁夏中南部流域关键水文要素和植被覆盖对气候变化的响应

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宁夏中南部流域关键水文要素和植被覆盖对气候变化的响应

作者：丁妍妍宁夏大学

学位级别：硕士

随着全球气候变暖,我国的流域水文过程和植被覆盖状况受到了很大的影响,在具有黄河生态保护战略高度的宁夏中南部地区,当地的河流生态系统条件决定着该地区的生存与发展。本文基于实测径流量、GLEAM 土壤湿度数据、Landsat卫星遥感影像... 详细信息

随着全球气候变暖,我国的流域水文过程和植被覆盖状况受到了很大的影响,在具有黄河生态保护战略高度的宁夏中南部地区,当地的河流生态系统条件决定着该地区的生存与发展。本文基于实测径流量、GLEAM 土壤湿度数据、Landsat卫星遥感影像反演的NDVI数据,结合中国气象数据网的地面降水、气温日值格点数据集（V2.0）以及通过Penman-Monteith模型计算得到的潜在蒸散发数据,采用趋势分析法、突变检验法、小波分析等方法对宁夏中南部流域1989～2019年的气象水文要素及植被的时空变化特征进行统计分析,并采用归因分析、相关性分析和残差分析等方法定量分析气候变化对流域径流和NDVI的影响。最后构建清水河流域crest水文模型,评价模型在流域的适用性,并假定未来气候变化情景,预测不同情景下的径流的变化情况。主要结论如下:（1）清水河、泾河和葫芦河流域31a间的降水、平均气温和潜在蒸散发均呈现上升趋势,苦水河流域的平均气温为上升趋势,但降水和潜在蒸散发出现下降趋势;清水河和苦水河流域降水在1996年发生了突变,泾河和葫芦河流域降水突变发生时间在2010年,4个流域气温突变时间是1996年,清水河、泾河以及葫芦河流域潜在蒸散发突变时间为1996年,苦水河流域潜在蒸散发在2008发生突变;4个流域年均降水量大小依次为:葫芦河＞泾河＞清水河＞苦水河,平均气温大小为:苦水河＞泾河＞清水河＞葫芦河,潜在蒸散发大小为:苦水河＞清水河＞泾河＞葫芦河,潜在蒸散发在空间上的分布有很大的差异,总的分布格局是流域北部大于南部,西部大于东部。（2）通过NDVI时空变化特征分析发现,位于南部山区流域（泾河、葫芦河）的植被覆盖状况优于位于中部干旱带流域（清水河和苦水河）。4个流域31a间植被覆盖状况整体上向变好趋势发展（p＜0.01）,突变发生时间分别为2011年（清水河、泾河、葫芦河）和2015年（苦水河）,均迟于气候因子发生突变的时间。清水河和苦水河流域植被的中低覆盖区占流域面积的比值最大,泾河和葫芦河流域的中覆盖区所占比例最多。4个流域NDVI主要以改善趋势为主,分布呈南多北少,西多东少的特征。流域内NDVI变化与降水的相关性最高,平均气温次之,与潜在蒸散发的相关性最低。气候变化和人类活动对流域NDVI的影响主要以促进为主,人类活动对NDVI变化的贡献率大于气候变化。（3）通过流域径流量和土壤湿度变化分析发现,流域内5个水文站中仅有位于清水河下游的泉眼山站多年平均径流深呈上升趋势（p＞0.05）,其他站点径流深呈不显著下降趋势,各水文站的径流深发生突变时间和变化周期均不相同。各流域根系层土壤湿度均呈不显著下降趋势（p＞0.05）,31a间流域干旱程度表现为轻度干旱和未发生干旱。通过累积量斜率变化率比较法得出,人类活动对径流量的影响大于气候变化。（4）构建crest模型发现,清水河月径流模拟值与实测值在研究时段内拟合程度较好,率定期NSCE=0.69,CC=0.72;验证期NSCE=0.62,CC=0.67,由指标知,crest模型适用于清水河流域。通过未来情景预估结果表明,较基准期（2012～2019年）而言,未来4种假定情景下,整体上,情景1（降水P减少10%,潜在蒸散发ET0增加10%）和情景2（降水P减少20%,潜在蒸散发ET0增加20%）模式下的径流量呈下降趋势,下降速率分别为5.57%、9.80%;情景3（降水P增加10%、潜在蒸散发ET0减少10%）和情景4（降水P增加20%、潜在蒸散发ET0减少20%）模式下的径流量呈上升趋势,上升速率分别为23.38%、64.14%。

关键词：宁夏中南部流域水文要素 NDVI 土壤湿度时空变化 crest模型

多源卫星降水产品的时空精度评估及水文效应研究

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多源卫星降水产品的时空精度评估及水文效应研究

作者：章跃芬中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

水是万物生命的基础,降水在生物圈、大气两者之间的相互作用中扮演重要的角色,关系着淡水供应、农业、社会经济等方方面面的问题。由于我国存在降雨时空分布不均特点,以及强降雨相对集中等问题,每年有很多地区的群众均受到洪灾、暴雨、... 详细信息

水是万物生命的基础,降水在生物圈、大气两者之间的相互作用中扮演重要的角色,关系着淡水供应、农业、社会经济等方方面面的问题。由于我国存在降雨时空分布不均特点,以及强降雨相对集中等问题,每年有很多地区的群众均受到洪灾、暴雨、干旱等灾害的影响。因此,及时获取可靠的降水数据对洪涝、干旱等自然灾害监测具有重要的科学意义。本文选取3种卫星降水产品(CHIRPS、TRMM 3B42 V7、PERSIANN-CDR),以中国地区及3大典型流域(北江、淮河、辽河)为研究区域,分别从日、月、季节等多个时间尺度综合评估了3种卫星降水产品在中国地区的时空适应性;在此基础上,选取4个具有代表性的极端降水指数,系统评估了3种卫星降水产品对极端降水事件的时空捕捉能力。基于分布式水文模型crest构建了2种水文模拟情景(情景I:首先利用雨量站数据率定crest模型,然后用3种卫星降水数据驱动率定好的模型进行水文模拟对比;情景II:利用3种卫星降水数据分别率定crest模型参数,然后进行水文模拟对比),定量评估了3种卫星降水产品在北江、淮河、辽河流域的水文效应,以探究卫星降水资料对地面雨量站的替代性,为卫星降水产品在大尺度的水文和气象监测预报应用提供科学参考。本文的主要研究结论如下:(1)基于卫星降水的时空精度评估结果表明,在日尺度上,CHIRPS存在低估现象,PERSIANN的降水空间分布比较平滑,无明显的极值现象,TRMM 3B42V7最接近观测值,在绝大多数流域精度最高,PERSIANN在松辽、海河流域的精度最高。月尺度上,3种降水产品精度在12月较低,而在6月较高,其中表现最好的是TRMM 3B42 V7,最差的是CHIRPS。季节尺度上,3个卫星降水产品在秋、冬季的适用性比春、夏季高,其中TRMM 3B42 V7在春、秋、冬季表现最好,而在夏季,3种降水产品对降水的预测精度均不理想。对于大多数流域来说,TRMM 3B42 V7精度最高,TRMM 3B42 V7和PERSIANN-CDR在松辽、海河流域的精度高于CHIRPS;而CHIRPS在西南诸河和内陆河流域精度最高。(2)在极端降水反演效果上,PERSIANN-CDR所预估的极端降水指数的空间分布更为平滑,且能较好地捕捉到了空间分布的差异性,总体上最接近观测值,TRMM和CHIRPS在中国大部分地区存在高估现象,特别是东南部地区,高估现象显著。综合对比,PERSIANN-CDR对极端降水的反演能力优于其他2种卫星降水产品。(3)多情景水文效应评估结果表明,不同气候类型流域,卫星降水产品所表现出的水文效应存在明显的差异,但3种卫星产品在情景II的模拟精度均优于情景I。其中PERSIANN-CDR和TRMM 3B42 V7在北江流域接近于基于雨量站的模拟效果,可以替代地面站点观测数据进行水文模拟及预报研究。在淮河流域,3种卫星降水均有较好的水文模拟效果,但存在轻微的高流量低估、低流量高估的现象,可以在一定程度上满足水文模拟及预报需求。在辽河流域,无论哪种情景,3种降水产品均不能较好地模拟出径流极值部分,特别是峰值模拟效果不佳,存在较为显著的低估现象,不适合用于流域洪峰流量模拟及预报。

关键词：卫星降水产品极端降水精度评估水文模拟 crest模型

基于雷达临近降雨预报的淮河上游流域洪水预报研究

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基于雷达临近降雨预报的淮河上游流域洪水预报研究

作者：严昌盛南京信息工程大学

学位级别：硕士

近年来,由于突发性强对流天气引发的洪水事件越来越频繁,洪水预报的精度要求也相应不断提高。基于雷达外推的降雨临近预报可获得未来6h内的高时空分辨率降水信息,将其通过气象水文耦合预报的方式应用于水文预报,有助于解决气候变化条件... 详细信息

近年来,由于突发性强对流天气引发的洪水事件越来越频繁,洪水预报的精度要求也相应不断提高。基于雷达外推的降雨临近预报可获得未来6h内的高时空分辨率降水信息,将其通过气象水文耦合预报的方式应用于水文预报,有助于解决气候变化条件下气象要素预报不确定性等问题,提高洪水预报精度以及延长洪水预见期,是目前国内外水文气象预报领域的主要发展趋势。本文根据淮河上游流域的历史降雨流量资料,应用基于网格结构的全分布式水文模型crest进行洪水预报研究。首先通过雨量站降雨数据对模型参数进行率定与验证,模型最终的纳什效率系数均值为0.78,达到乙级洪水预报水平。然后选取2016年流域发生的两场历史典型洪水过程,结合阜阳雷达站的降雨观测数据,并对雷达测雨反演数据进行评估和模拟。采用英国气象局的降雨临近预报作业系统（Short Term Ensemble Precipitation System,STEPS）,对流域洪水过程的最大降雨时刻做临近3小时、2小时、1小时和30分钟的降雨预报,并且针对不同的预报时长,分别生成25个降雨预报集合成员。最后通过crest水文模型分别对每个预报过程进行流量模拟,分析不同降雨预报数据、不同预见期和分布式水文模型的结合效果,以及降雨时空的分布变化对流域径流过程的影响。主要结论有:（1）雷达定量降水估测（Quantitative Precipitation Estimate,QPE）相较于雨量站能更好地反映出降雨的时空分布与移动规律。在两场洪水过程分析中,雷达QPE对洪峰流量的模拟比雨量站更加接近实测值,但对洪水过程的总体模拟效果,根据纳什效率系数的评估是各有优劣。这表明需要对雷达降雨反演公式进行改进和参数率定,以提高雷达降雨反演的精度。（2）雷达降雨临近预报的洪水模拟结果表明,临近降雨预报的精度随着预报时间的增加而降低,在1小时的预报时间内,临近降雨预报的准确性与雷达实测降雨非常接近。在2016-07-20洪水过程中,从3小时预报期到30分钟预报期,雷达确定性预报的洪峰误差由-26.7%降低到-19%,纳什效率系数由0.705提高到0.740;在2016-10-28洪水过程中,从3小时预报期到30分钟预报期,雷达确定性预报的洪峰误差由-34.5%降低到-14.25%,纳什效率系数由0.624提高至0.823。（3）两场洪水过程的集合预报结果表明,降雨集合预报在水文模拟中的洪水过程能有效包含前汛期实测降雨的洪峰过程情况,并且预见期越长,对洪峰量级的预报相对于确定性预报会越有效,同时集合预报在整个洪水过程的流量过程线与雨量站、雷达QPE模拟的流量过程线具有较强的一致性。（4）在3小时以内的雷达临近降雨预报中,通过降雨集合预报的方法可以对洪峰预报的误差范围的区间进行量化。随着对不同流量阈值的设定,越临近最大洪峰的到达时刻,洪水发生的低、中风险概率越小,而洪水发生的高风险概率越大。（5）采用雷达3h以内的临近降雨预报进行洪水预报时,模拟效果良好,可满足实时洪水预报的要求。在2016-07-20洪水过程中,从3小时预报期到30分钟预报期,雷达确定性预报的纳什效率系数都大于0.7,达到乙级预报标准;在2016-10-28洪水过程中,从3小时预报期到30分钟预报期,雷达确定性预报的纳什效率系数值都接近或大于0.7,同样达到了乙级预报标准。

关键词： crest模型短期洪水预报淮河上游流域雷达临近降雨预报降雨集合预报