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红水河流域面雨量多模式智能预报方法研究

发布时间：2022-10-13T07:37:47.348Z来源：《科学与技术》2022年6月第11期作者：贺春江黄珩韦健黎金玲

[导读]利用ECMWF、日本中分辩率（JMA）、德国（GERMAN）和GRAPES-MESO网格降水预报产品

贺春江黄珩韦健黎金玲

广西河池市气象局广西河池547000

摘要：利用ECMWF、日本中分辩率（JMA）、德国（GERMAN）和GRAPES-MESO网格降水预报产品，采用双线性二次插值的方法

把网格预报的数值插入红水河各集雨区实际区域自动站点作为各时段该气象观测站的预报值，用线性回归中的最小二乘法对区域自动站实

际数据与各模式的数值预报进行相关系数的计算，通过线性回归的方式确定各模式的权重，利用机器学习的方式，不断的对各模式权重动

态调整，建立各流域面雨量预报产品的线性回归方程。并以2021年4-6月为例，采用平均绝对误差法检验红水河流域各集雨区智能预报面雨

量与预报员综合预报面雨量的预报效果，结果表明智能预报的预报能力优于预报员同期制做的综合面雨量预报，有较好的应用前景，能提

高流域面雨量定量预报的精度和准确度，发挥气象预报在水库调控、负荷调整及水位控制的作用。

关键词：流域面雨量；多模式智能预报；方法研究

1引言

红水河是珠江水系的西江干流，水能资源丰富，建设有天生桥一级、天生桥二级、平班、龙滩、岩滩、大化、百龙滩、乐滩、桥巩、

大藤峡10个梯级电站，全长1050公里，总落差756.6米。2017年7月12日随着中国大唐集团广西分公司集控中心正式启用，包括平班、龙滩、

岩滩、大化、百龙滩、乐滩等水库实行统一预报、统一调度、统一协调三个统一的梯级调度管理。为适应当前大唐集控中心调度高标准、

严要求的趋势，面雨量精度的提升是水库调度精细化调度的重要保障，是保障各水电厂发电和防洪安全，合理的进行流域梯级调节，避免

水电站梯级弃水，水位超限，出力受阻等，为梯级水库优化调度实现效益最大化提供强有力的技术支持。为提高流域面雨量的精度预报，

近年来国内也有很多流域开展了基于人工智能和数值模式产品面雨量的预报和检验业务。如朱占云等[1-2]利用欧洲细网格（ECMWF）、日

本高分辨率（JMA）、OCF模式预报资料对浙江省六大水库流域面雨量进行预报，并进行检验。周国兵[3]等采用相似预报、T213降水预

报、MM5模式预报制做三峡库区面雨量。卢小凤等[4]利用智能网格降水产品对西江流域短期面雨量进行了检验。但针对于细化红水河流域

各集雨区面雨量的智能预报仍为空白。

本文将人工智能技术，利用多家数值预报产品及实况观测资料，通过智能网格预报及预报融合订正技术,开展对红水河流域面雨量预报

的研究，并与同期预报员综合预报产品进行对比评估，生成红水河流域面雨量智能预报产品，推动红水河流域各集雨区面雨量预报技术向

客观化、精准化、智能型发展。

2红水河流域概况及资料说明

2.1研究区域概况及集雨区域划分

红水河是西江上游的干流，发源于云南沾益县马雄山，流径滇、黔、桂三省区，本文研究的范围上致云南沾益、下致乐滩坝区。流域

地处亚热带季风气候区，降雨量年际变化较大，年内降雨时空分布不均，表现为上游少，下游多，东多西少的特点，汛期（4-9月）流域降

水占年总降水量的75%。根据红水河流域汇流特性，龙滩水文中心测报站点分布，气象区域自动站，水电站分布特征，水系分水岭以及结

合大唐集控中心服务需求，将流域划分为南盘江上游、南盘江中游、南盘江下游、北盘江上游、北盘江下游、红水河（蔗香到蒙江）、石

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门坎以上区域、沫阳以上区域、曹渡河区域、布柳河到龙滩库区、岩滩库区、大化库区、百龙滩库区、刁江流域、乐滩库区等十五个集雨

区（图1）。其中南盘江下游、北盘江下游、红水河（蔗香到蒙江）、石门坎以上区域、沫阳以上区域、曹渡河区域、布柳河到龙滩库区是

龙滩电站的主要产流区。

图1红水河流域15个集雨区划分

2.2实况资料选取及格点插值

实况资料采用研究范围内的红水河流域各集雨区内的自动气象站点，选取数据采集正常的自动站，站点涵盖云南、贵州、广西三省共

计755个区域自动站。逐小时降水实况数据通过接口访问广西区局CIMISS数据库，读取自动站小时降水实况数据，保存到本地数据库，实

况数据库字段名包括：时间、站名、区站号、经度、纬度、小时雨量。

四个数值预报模式降水预报