Z-I关系对雷达测量流域面雨量和径流模拟影响的研究

论文摘要

本文利用“淮河黄河流域暴雨洪水监测预报系统”试验项目和973中国暴雨项目外场试验资料中的合肥新一代天气雷达（ChIna New generation RADar,CINRAD）资料、气象部门和淮委收集的雨量计资料、淮委收集的蒸发和流量等水文资料,以淠河上游的响洪甸流域和佛子岭流域为研究区域,将雷达定量测量的流域面雨量作为TOPMEDEL（TOPgraphy based hydrotogical MODEL）模型的降水场输入,模拟流域径流,分析模拟结果。主要工作包括:1、采用最优化法所得到分段优化Z-I关系,研究了流域雷达所反演的降水,获得了流域每小时降水分布。2、比较了不同的Z-I关系反演降水所模拟流域径流的结果和精度。3、在佛子岭流域采用不同Z-I关系分别研究了用该流域内5个和13个雨量计校准雷达反演的降水对径流模拟结果的影响。通过上述工作,得到的主要结论有:1、优化Z-I关系后雷达反演的降水值更接近于雨量计观测值,同时雷达定量测量流域面雨量的精度比采用Z=300I1.4关系式时有较大的提高。2、采用不同的Z-I关系所反演的降水模拟流域径流,其精度有很大的差别。如果流域内没有可以校准的雨量计,采用历史的雷达资料和雨量计统计得到的最优Z-I关系对流域流量模拟,其模拟流量的峰值可以提高近一倍左右。因此,采用适合的、以及适应于本地区的Z-I关系进行降水率测量,可以有效的提高径流模拟的精度,这在洪水预报中具有很重要的参考意义。3、当用于校准的雨量计增加到一定的数量时,雷达联合雨量计对流域流量模拟比单独使用雨量计模拟优越,校准时采用分段优化Z-I关系仍然比Z=300I1.4校准的精度高,但是其优越性不是十分明显;如果在流域内只有少量的雨量计可以校准的情况下,校准时分段优化Z-I关系模拟的精度明显优于Z=300I1.4模拟的精度,此时,采用优化后的Z-I关系雷达反演流域面雨量来模拟流域流量是十分必要的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 概述
• 1.2 遥感资料在洪灾监测预报中的应用
• 1.3 国际国内雷达定量测量降水研究现状
• 1.4 水文模型发展现状
• 1.5 雷达测量降水模拟径流的研究现状
• 1.6 本文研究目的、研究内容、主要创新点
• 第二章 雷达定量测量流域面雨量
• 2.1 雷达定量测量降水原理
• 2.2 雷达测量流域面雨量
• 2.3 雷达定量测量降水误差来源
• 2.4 雷达定量测量的流域面雨量
• 第三章 优化Z-I关系及其在淮河流域面雨量测量中的应用
• 3.1 观测资料和试验区域
• 3.1.1 观测资料
• 3.1.2 试验区域
• 3.1.3 波束阻挡订正
• 3.2 基于地面雨量计的流域面雨量
• 3.3 最优化 Z-I 关系的建立
• 3.3.1 Z-I 关系最优化方法
• 3.3.2 Z-I 关系最优化的两种方案
• 3.3.3 最优化Z-I 关系的确定
• 3.4 最优化 Z-I 关系的检验
• 3.5 分段优化法在面雨量测量中的应用
• 3.5.1 研究流域内雨量站比较
• 3.5.2 响洪甸流域面雨量中的应用
• 3.5.3 佛子岭流域面雨量中的应用
• 3.6 结论
• 第四章 水文模型理论
• 4.1 分布式水文模型概述
• 4.2 TOPMODEL 模型
• 4.3 模型参数
• 4.4 目标函数
• 4.5 佛子岭和响洪甸流域径流模拟流程
• 第五章 Z-I 关系对流域径流模拟的影响
• 5.1 概述
• 5.2 TOPMODEL 在佛子岭和响洪甸流域的适用性
• 5.3 不同 Z-I 关系雷达测量降水在径流中的模拟
• 5.3.1 佛子岭流域流量模拟
• 5.3.2 响洪甸流域流量模拟
• 5.3.3 模拟结果分析
• 5.4 不同 Z-I 关系雷达联合雨量计在径流中的模拟
• 5.4.1 雷达联合流域内5个雨量计在径流中的模拟
• 5.4.2 雷达联合流域内13个雨量计在径流中的模拟
• 5.5 佛子岭流域流量模拟综合比较分析
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介