Page 78 - 2023年第54卷第11期
P. 78
总体上,通过 WRF - 3DVAR同化系统,可以使 WRF模式预报降雨量增大,降雨预报整体与实际
降雨量更为接近,其预报径流的起涨过程与实际流量过程线也较为吻合。同时,WRF - Hydro模式对量
级小、陡涨陡落、退水较快的洪水过程有更好的模拟效果,但对量级较大且退水较慢的洪水过程流量
过程线吻合程度较差。表 5给出了 WRF - Hydro径流预报结果。
表 5 同化前后预报降雨动下的 WRF - Hydro径流预报结果
同化前的预报流量 同化后的预报流量
场次 空间 Cv 时间 Cv
NSE 洪峰误差 R f ?% 洪量误差 R v ?% 峰现误差 T NSE 洪峰误差 R f ?% 洪量误差 R v ?% 峰现误差 T
1 0.398 0.601 0.48 - 8.17 - 47.86 1 0.85 5.15 - 18.52 1
2 0.141 0.882 0.25 - 24.65 - 46.99 8 0.51 13.41 - 17.67 20
3 0.740 2.393 0.09 - 47.21 - 56.01 - 3 0.39 - 25.43 - 49.67 1
4 0.365 1.477 0.46 - 44.29 24.74 - 1 0.71 6.38 - 18.27 1
5 0.459 1.378 0.33 - 17.91 - 18.84 4 0.62 0.62 7.18 1
6 0.610 1.887 0.43 - 70.43 - 42.19 - 1 0.76 - 13.01 - 5.37 2
从评价指标结果可以看出,WRF - Hydro径流预报精度主要取决于 WRF模式的降雨预报误差,与
驱动数据质量和降雨分布类型密切相关。如强对流降雨场次 3,降雨在空间和时间尺度的变差系数 Cv
值分别达到了 0.740和 2.393,短时集中的强降雨过程导致其预报结果存在较大误差,不理想的降雨预
报间接影响了洪水的预报精度。虽然数据同化技术为水文过程的模拟与预报提供了更精确的降雨输
入,但径流与降雨并非简单的线性关系,模型结构的复杂程度和参数率定过程都会对径流预报产生影
响,多因素导致 WRF - Hydro在径流预报结果上仍存在一定的不确定性。
4.2 LSTM 实时校正径流预报结果 采用 LSTM模型配合 WRF?WRF - Hydro耦合预报系统,对 6场径
流的预报结果进行实时校正,预见期为 1、2、3、6、9和 12h的径流预报结果见图 6和表 6。
图 6 LSTM校正后的 WRF?WRF - Hydro径流预报结果
— 1 3 0 —
4