中国山洪水文模型系统V1.0

任务来源：

技术领域：防灾减灾

技术来源：中国山洪水文模型系统是中国水利水电科学研究院与北京七兆科技有限公司共同研发的、适应我国山丘区中小流域的暴雨洪水模拟专业软件，系统基于自主研发的、具有物理机制的新一代流域分布式水文模型CNFFHM，具有水文数据处理、水文建模及自动率定、洪水模拟及预报、山洪预警等功能组件。 

技术原理

系统采用分层架构和模块化设计，是多模型组件化集成模拟软件，通过Web Socket、JSON等标准接口协议实现各类水文过程模型组件的动态和标准化集成。系统针对缺资料山丘区中小流域暴雨洪水分析计算难题，开发集成了蓄满产流、超渗产流和混合产流等不同模式的模型，构建了适用于不同水文类型区的产流模型库，研发了基于高精度地形地貌数据和考虑雨强影响的时变单位线模型、考虑河道漫滩及渗漏的变参数河道洪水演进模型，基于高精度地形地貌数据实现无资料地区产汇流特征参数提取；开发了高时空分辨率多源降水融合模型和基于时空双重离散的洪水并行计算算法，构建了适应不同尺度中小流域的洪水预报预警技术。 

技术特色

（1）系统解决了短历时、强降雨条件下无资料中小流域非线性产汇流计算难题和大规模精细实时模拟的时效性要求，为缺资料地区暴雨洪水计算、中小流域洪水风险评价、预警指标分析及中小流域洪水预报预警等业务应用提供了行业领先的完整解决方案。
（2）系统实现了多源降水数据与洪水预报模型的集成，实现了不同类型区小流域产流统一模拟计算，解决了缺资料地区非线性汇流计算的难题和河道洪水演进实时滚动计算，显著提高了洪峰预报精度，实现了大规模分布式水文模型集群并行模拟计算。 

技术指标

（1）该系统属于专业应用软件，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。
（2）系统已应用于全国不同地貌类型区的361个流域11798场洪水模拟，流域面积共计35万k㎡，涉及24222个小流域。
（3）按照GB/T 22482—2008《水文情报预报规范》进行精度评价，93.4%的洪水模拟结果符合洪水预报要求，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，NSE系数不小于0.60；其中，233个流域NSE系数大于0.70的场次比例达到70%以上，占总流域数的64.54%，中小流域洪水模拟精度和洪水预警期比传统方法提高20%以上。 

应用范围及前景

该系统在水利、铁路、电力等行业应用广泛，可用于山洪灾害预警、中小流域洪水预报、水资源评价、环境保护、水土流失量计算及跨行业防洪减灾。系统已在福建、北京、吉林等地进行规模化应用，为108个县12748个沿河村落、水库和河道断面提供精细化洪水预报预警，平均预警期延长20%以上，有效防御了“鲇鱼”台风等暴雨洪水灾害。系统并已拓展应用于京承铁路防洪风险源管理及变电站洪涝风险评估服务，应用效果良好。

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