基于雷达估测降雨及WRF-Hydro模型的典型山洪模拟研究

来源：高原气象杂志2024年第1期北京时间：

作者：胡迎春,陈耀登,高玉芳,彭涛

单位：1. 南京信息工程大学 气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/ 气象灾害预报预警与评估协同创新中心/应用气象学院，江苏 南京 210044 ;2. 中国气象局武汉暴雨研究所 中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点试验室，湖北 武汉 430205 ;3. 三峡国家气候观象台，湖北 宜昌 443099

摘要：受复杂地形与基础气象水文资料缺乏限制， 山区小尺度流域的水文预警预报技术较为薄弱， 利用高分辨率雷达观测资料驱动分布式水文模型是提高山区小流域洪水预报性能的有效途径之一。本文以位于重庆中部的山区小流域二河流域为研究区域， 开展基于雷达估测降雨数据的WRF-Hydro模型在山区小流域的山洪模拟研究， 以评估雷达估测降雨的水文应用效果和WRF-Hydro模型在山区小流域的适用性。选取流域内典型的暴雨洪水过程， 利用S波段的多普勒天气雷达的估测降雨数据驱动WRF-Hydro模型， 并结合新安江模型进一步对比分析模拟效果。研究结果表明： （1）在二河流域， 采用雷达估测降雨数据驱动WRF-Hydro 模型， 可以较好地模拟洪水过程、 洪水流量以及峰现时间， 纳什效率系数高于0.65， 克林-古普塔效率系数高于0.50， 相关系数高于0.85。（2）将 WRF-Hydro 模型与新安江模型进行比较分析， 在二河流域， WRF-Hydro 模型的模拟效果优于新安江模型， 纳什系数差值0.03， 相关系数差值为0.04， 进一步表明 WRF-Hydro 模型在山区小流域较优的洪水模拟性能。总体而言， 基于雷达估测降雨数据的 WRF-Hydro 模型在二河流域表现出了良好的模拟洪水的性能， 可进一步在类似小尺度山区流域进行应用研究。

关键词：WRF-Hydro模型,山区小流域,雷达估测降雨,洪水预报,新安江模型

基金资助：国家自然科学基金面上项目(42075148)