[00715543]集成分布式水文模型的流域管理云平台及其洪旱模拟与预警应用

该项目主要涉及资源与环境领域。 洪涝是福建最主要的自然灾害，干旱事件在沿海也经常发生。区域洪旱灾害发生机制的揭示及其预测预警，既是重要的科学问题，也是国家与区域重大的民生需求。如何充分发挥流域分布式水文模型的优势，确实提高流域管理系统的模拟、分析能力，是洪旱减灾防灾的重大关键技术之一。 在福建省社会发展科技重大项目等资助下，通过对分布式水文模型SWAT和HEC-HMS的改进与优化，分别构建流域洪水和干旱模拟预测模型；运用Web GIS和云计算等先进技术的耦合，集成这些模型构建流域管理云平台，解决了东南沿海区域洪水和干旱模拟、灾害机制的揭示和预警等一系列创新性方法与关键技术，有力促进了行业的科技进步。主要成果： 1.优化和改进分布式水文模型SWAT和HEC-HMS构建、率定的方法与技术，提高了模型洪、枯水模拟和预测能力提出分丰枯时段的模型模拟、率定方法和技术，开发了SWAT扩展模型；提出HEC-HMS模型关键参数率定的循环渐近法，在晋江流域和美国加州Barrett流域的应用表明，显著改善了模型模拟精度。建立的参数初损率和波速计算的经验关系，拓展了HEC-HMS的洪水预报应用。 2.集成分布式水文模型和云计算技术的流域管理云平台关键技术，提高了流域管理系统的洪旱模拟和预警能力与效率利用虚拟化和云计算技术，结合GLUE不确定分析方法，开发了SWAT模型的高速并行率定和模拟工具，显著提高SWAT模型构建的效率。 集成了优化后的SWAT和HEC-HMS模型，构建了基于分布式水文模型模拟的、兼具洪旱模拟与分析两大功能的流域管理云平台。 3.基于云平台的洪水时空变化规律模拟、分析和预警方法与技术在复演1960年以来历年最大一次洪水过程的基础上，揭示了洪水及其风险的空间变化，提出了山美水库防洪调度模拟与优化技术，建立了小流域洪峰流量计算的经验关系。 从年、月、日不同时间尺度，系统分析土地利用变化径流响应差异的方法与技术。 4.区域干旱演变规律及基于云平台的干旱模拟、预警方法与技术提出区域气象、水文异常累积指数及干旱发生、传播与恢复过程特征识别方法与技术，有效识别了晋江流域1950年代以来的气象和水文干旱；建立了水文与气象干旱特征的非线性响应关系，提出了气象干旱演进为水文干旱的临界条件概念与计算方法，解决了定量估算水文干旱恢复所需的径流量与降水量关键技术。 利用长短期气象预报数据，结合云平台的情景模拟，实现从水文干旱早期预警到干旱恢复的全过程管理。 已发表论文39篇，其中SCI收录12篇、EI收录9篇；申请发明专利2项，已获授权1项；获软件著作权6件；新增产值3138.3、利润936.8万元，纳税276.2万元。成果已推广应用于：1)泉州市的防洪减灾；2)福建省山洪灾害管理系统建设；3)湖南省洪江市、辰溪县小流域洪水的分析、治理及管理系统的开发。