中国山洪水文模型系统

　　一、技术产品名称

　　中国山洪水文模型系统

　　二、主要功能与先进性

　　针对缺资料山丘区小流域暴雨洪水分析计算问题，采用模块化建模技术，将流域概化为子流域、节点、河段、水源、分水、洼地、水库等7类水文要素。综合利用多源降水数据研发了高时空分辨率的降水融合模型，具有多数据源、大规模和高效计算的特点；开发集成了适于蓄满、超渗和混合产流模式的多种产流模型，构建了适于不同水文类型区的定制产流模型库；自主研发了基于高精度地形地貌数据和考虑雨强影响的时变分布式单位线技术；发展了无资料地区河道洪水演进变参数计算模型，以及考虑河道漫滩和下渗的河道洪水演进方法；针对高性能计算集群和大规模精细模拟的速度要求，开发了基于时空双重离散法的洪水并行计算等关键技术。

图1 模型结构示意图

图2 分布式单位线技术

图3 缺资料地区产汇流参数提取

　　三、技术指标

　　系统具有数据预处理、多源降水信息融合、水文建模、洪水预报、山洪预警、参数自动优化、大规模并行计算等功能，已用于全国不同地貌区361个流域11798场次的洪水模拟，流域面积共计345377 km²，涉及24222个小流域。其中，93.4%的洪水模拟效果符合洪水预报要求，即：径流深相对误差和洪峰流量相对误差均值不超过20%，峰现时间误差不超过2h，Nash效率系数不小于0.60；其中，233个流域径流深相对误差和洪峰流量相对误差均值不超过20%，Nash效率系数大于0.70的场次比例达到70%以上，占总流域数的64.54%。

　　四、主要应用领域

　　中国山洪水文模型系统在水利行业内具有极其广泛的应用领域，可用于山洪灾害预警、中小流域洪水预报和设计洪水计算、水资源评价、环境保护、水土保持措施效果评价及水土流失量计算等。该技术也推广应用于铁路水害预警、石化管线洪水预警、电力站网洪水预警等个行业，具有显著的社会效益。

　　五、应用案例

　　1.山洪灾害预报预警

　　系统已在福建、北京、吉林等地进行规模化应用，集成应用数值天气预报等气象数据，无缝兼容全国山洪灾害调查评价数据成果，为108个县12748个沿河村落、1204座中小水库和958条中小河流提供精细化洪水预警预报，平均预警期延长20%以上，福建省防办应用本系统有效防御了“尼伯特”、“鲇鱼”台风引发的暴雨洪水灾害，避免了人员伤亡。

图4 县级小流域山洪灾害预警预报系统

　　2. 铁路山洪风险源分析预警

　　系统用于京承铁路水害监测预警预报，通过风险源精准识别，分段分设备点发布预警，降低限速、停驶次数和时间，保障铁路安全运行。

图5 京承铁路水害监测预警预报系统

　　3. 变电站洪涝灾害风险评估

　　系统用于全国500个变电站洪涝风险预警评估，提前24小时实现灾害性雨水天气的风险评估，保证变电站安全运行。

图6变电站洪涝灾害风险评估