多尺度水文水资源预报预测预警关键技术及应用研究

多尺度水文水资源预报预测预警关键技术及应用研究

马荣

陕西省延安水文水资源勘测局陕西延安716000

摘要：随着科学技术的进一步发展，在水文水资源预报预测方面，相关方面的技术也有了很大程度的进步和发展，对于防范自然灾害，防洪减灾等相关工作中，体现出至关重要的作用。因为气候条件的变化，加上人类生产和生活的各项活动进一步加剧，导致水文水资源预报也面临全新的问题和挑战。在这样的情况下，进一步创新相关方面的关键技术和方式方法，对于有效防灾减灾，促进经济社会实现持续稳定的发展，有着至关重要的作用。基于此，本文有针对性的分析和探究多尺度水文水资源预报预测预警关键技术及应用等一系列相关内容，希望通过本文的简要分析能够为相关从业者提供某种程度上的参考和借鉴。

关键词：多尺度；水文水资源；预报预测预警；关键技术；应用研究

引言

在21世纪，水资源是各个国家至关重要的战略资源之一，结合这样的情况，我国也相继出台了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》等纲领性文件，切实有效的把水资源问题纳入到核心领域的首要问题，以此进一步有效推进我国水利工程建设，进一步有效加强水利防灾减灾体系建设范围之内，这也是我国生态文明建设过程中至关重要的战略任务，对于国民经济持续稳定的发展，有着极其重要的促进作用。从整体上来看，我国人均水资源量比较低，在时间和空间分布方面也十分不均匀，在这样的情况下，洪涝灾害层出不穷，防灾减灾任务十分严峻，国家水资源高效开发和利用成为十分迫切的要求，这对于水文水资源学科和相关行业也提出了更高的要求和标准，需要进一步从根本上有效提升水文水资源多尺度预报预测预警水平，确保我国水资源能够实现智能调度，进行切实的精细化管理。据此，下文重点分析多尺度水文水资源预报预测预警关键技术及应用等相关内容。

1 多尺度水文水资源预报预测预警项目的重要意义

当前，气候变化十分严重，又加之人类高强度的生产和生活活动，两者共同作用，使水循环时空规律发生了很大程度的复杂变化，甚至变异，各种极端气候和水文事件层出不穷，时空格局也呈现出全新的特点，水文节律非稳态趋势进一步增强，在很大程度上加剧了它的不确定性。现有水文科学理论和方法，不管是物理层面的还是统计层面的，都无法真正意义上对其进行深入细致的明确刻画和具体揭示，进一步有效提升不同尺度降水和水文水资源预报预测精度科学性，这是水文科学领域和工程界持续关注的焦点问题。随着科学技术的迅猛发展，有针对性的利用和融合正在发展中的大数据、星地遥感技术、全景物理实验、人工智能和动力学数学模型等相关内容，可以切实有效的为流域水文循环的精确模拟提供全新的途径和策略，创新变化环境下基于气陆耦合的水文水资源预报预测理论，发展降低控制不确定性的多尺度预报预测预警技术和方法，是十分迫切的内在需求，对于防灾减灾有着至关重要的意义。

2 多尺度水文水资源预报预测预警技术的总体目标

项目通过水文物理实验进一步有效探究高强度人类活动直接影响下所造成的汇流规律，同时确保有效融合天地一体多源数据，充分利用同化、气陆双向耦合的降水与水文水资源模型，同时进一步深入细致的研究不确定性溯源与降低技术等系统，进一步掌握预期创新多尺度气陆耦合的水文水资源预报预测理论和方法，构建多源数据融合同化及短中长降水可利用度评估规则与标准，提出不确定性降低控制技术，研发新一代水文水资源预报预测预警通用模型软件平台，通过这样的方法，确保在最大程度上有效延长预报预见期，甚至超过10%，使预报精度得到进一步的提升，提升程度超过5%，同时确保该技术能够在我国更大范围内得到有效的应用和验证，在南北方不同的典型示范区进行实验，以此进一步提升我国防灾抗灾能力，并进一步有效提升水资源管理水平，为国家和地区水资源智能调度与精细化管理提供切实有效的科技支撑。

3 多尺度水文水资源预报预测预警关键技术研究内容

在关键技术的研究过程中，要紧紧围绕国家相关方面的核心需求，有针对性的结合整体项目的大目标设置六个分研究目标，所涉及的研究内容主要包括以下几个方面。（1）针对水文水资源的规律进行有针对性的解析，并建立健全以物理实验和大数据技术为基础的多要素互相融合并实现同化的技术理论体系，通过这项理论体系，能够更切实有效的揭示出不同区域多尺度水文水资源演变规律。（2）针对降水预报预测等相关工作而言，要进一步结合具体的情况，针对陆面过程参数化方案进行不断的优化和完善，以此进一步有效提升降雨预测的精度和科学性，进一步研究短期降水预报和中长期降水预测产品集成方法，针对随降水预见期延长误差增长规律进行不断的探索和实践。（3）针对水文预报理论与模型方面而言，要进一步推进和发展各项水利工程群/水保工程群/地下水超采下产汇流机理与地表—土壤—地下水交互的耦合技术，建立气陆耦合双向反馈模式，进一步构建以气陆耦合为基础的水文水资源模型系统。（4）针对中长期水资源预方而言，要进一步有效探究和深入应用非一致性条件下基于大数据挖掘技术的中长期水资源预测模型，进一步发展以气陆耦合为根本基础的中长期水资源预测理论与方法。（5）有针对性的从不确定性降低控制方面来看，要进一步发展和推进水文水资源预报预测的不确定性描述方法，建立集输入—模型—参数多源不确定要素精细描述的概率预报方法，使其不确定性得到充分的降低，进一步优化和完善相关方面的控制技术，以及预报预测结果可靠性评估方法。（6）针对云平台集成与应用等相关方面而言，要以云虚拟化、分布式计算和软件即服务技术等相关技术作为基础，进一步有效构建和完善数据、算法和模型三层次的云虚拟化业务协同共享体系。同时在我国南方和北方不同的区域，设立相对应的不同气基金项目：国家重点研发计划水资源高效开发利用专项项目（2016YFC0402700）。

4 多尺度水文水资源预报预测预警关键技术的具体应用

相关关键技术在具体的应用过程中，能够创造更大的经济效益和社会效益，相关方面的研究成果将进一步有效创新和优化，在不断变化环境下的水文水资源机理、预报预测与不确定性控制理论方法，相关模型、技术和方法也在应用过程中，被世界范围内相关方面的科研机构和行业管理部门逐步采纳和有效应用，在更大程度上提升行业的整体技术标准，使系统实现了更有效的创新和优化。与此同时，进一步培养出在世界范围内都比较有影响力的水文气象科研人员和行业技术骨干，为国家高层次人才培养做出了极大的贡献。针对经济效益而言，项目成果可以在我国不同的气候区典型流域上开展平台示范集成和业务应用，提升行业机构水文预报和水资源预测能力，在防汛抗旱、应急抢险、水资源调度配置相关方面体现出更大化的作用，为国家防总和流域机构应急指挥提供技术支撑，呈现出巨大的经济效益。

结束语

综上所述，通过上文的分析，我们能够明显看出，有针对性的探究多尺度水文水资源预报预测预警关键技术以及应用情况有着至关重要的作用，可以使相关技术产生更大的经济、社会和生态效益，为国家社会经济发展和生态文明建设作出更大程度的贡献。

参考文献

[1]康红文,祝从文,左志燕,张人禾.多模式集合预报及其降尺度技术在东亚夏季降水预测中的应用[J].气象学报,2016,70(2):192-201.

[2]王忠静.多尺度水资源管理模型融合技术及在中国北方的应用研究[J].中国科技成果,2014,6(15):17-17.

[3]王建华,赵红莉,冶运涛.智能水网工程:驱动中国水治理现代化的引擎[J].水利学报,2018,3(9).56-57

[4]陶湘明,陈森林,董建凡.水电站日典型负荷过程研究[J].中国农村水利水电,2017,4(6):184-186.

[5]康红文,祝从文,左志燕,张人禾.多模式集合预报及其降尺度技术在东亚夏季降水预测中的应用[J].气象学报,2012,70(2):192-201.

[6]王忠静.多尺度水资源管理模型融合技术及在中国北方的应用研究[J].中国科技成果,2014,(15):17-19