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多尺度水文水资源预报预测预警关键技术及应用研究

摘要：随着科学技术的进一步发展，在水文水资源预报预测方面，相关方面的

技术也有了很大程度的进步和发展，对于防范自然灾害，防洪减灾等相关工作中，

体现出至关重要的作用。因为气候条件的变化，加上人类生产和生活的各项活动

进一步加剧，导致水文水资源预报也面临全新的问题和挑战。在这样的情况下，

进一步创新相关方面的关键技术和方式方法，对于有效防灾减灾，促进经济社会

实现持续稳定的发展，有着至关重要的作用。基于此，本文有针对性的分析和探

究多尺度水文水资源预报预测预警关键技术及应用等一系列相关内容，希望通过

本文的简要分析能够为相关从业者提供某种程度上的参考和借鉴。

关键词：多尺度；水文水资源；预报预测预警；关键技术；应用研究

引言

在21世纪，水资源是各个国家至关重要的战略资源之一，结合这样的情况，

我国也相继出台了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》等纲领性文件，切实

有效的把水资源问题纳入到核心领域的首要问题，以此进一步有效推进我国水利

工程建设，进一步有效加强水利防灾减灾体系建设范围之内，这也是我国生态文

明建设过程中至关重要的战略任务，对于国民经济持续稳定的发展，有着极其重

要的促进作用。从整体上来看，我国人均水资源量比较低，在时间和空间分布方

面也十分不均匀，在这样的情况下，洪涝灾害层出不穷，防灾减灾任务十分严峻，

国家水资源高效开发和利用成为十分迫切的要求，这对于水文水资源学科和相关

行业也提出了更高的要求和标准，需要进一步从根本上有效提升水文水资源多尺

度预报预测预警水平，确保我国水资源能够实现智能调度，进行切实的精细化管

理。据此，下文重点分析多尺度水文水资源预报预测预警关键技术及应用等相关

内容。

1多尺度水文水资源预报预测预警项目的重要意义

当前，气候变化十分严重，又加之人类高强度的生产和生活活动，两者共同

作用，使水循环时空规律发生了很大程度的复杂变化，甚至变异，各种极端气候

和水文事件层出不穷，时空格局也呈现出全新的特点，水文节律非稳态趋势进一

步增强，在很大程度上加剧了它的不确定性。现有水文科学理论和方法，不管是

物理层面的还是统计层面的，都无法真正意义上对其进行深入细致的明确刻画和

具体揭示，进一步有效提升不同尺度降水和水文水资源预报预测精度科学性，这

是水文科学领域和工程界持续关注的焦点问题。随着科学技术的迅猛发展，有针

对性的利用和融合正在发展中的大数据、星地遥感技术、全景物理实验、人工智

能和动力学数学模型等相关内容，可以切实有效的为流域水文循环的精确模拟提

供全新的途径和策略，创新变化环境下基于气陆耦合的水文水资源预报预测理论，

发展降低控制不确定性的多尺度预报预测预警技术和方法，是十分迫切的内在需

求，对于防灾减灾有着至关重要的意义。

2多尺度水文水资源预报预测预警技术的总体目标

项目通过水文物理实验进一步有效探究高强度人类活动直接影响下所造成的

汇流规律，同时确保有效融合天地一体多源数据，充分利用同化、气陆双向耦合

的降水与水文水资源模型，同时进一步深入细致的研究不确定性溯源与降低技术

等系统，进一步掌握预期创新多尺度气陆耦合的水文水资源预报预测理论和方法，

构建多源数据融合同化及短中长降水可利用度评估规则与标准，提出不确定性降

低控制技术，研发新一代水文水资源预报预测预警通用模型软件平台，通过这样

的方法，确保在最大程度上有效延长预报预见期，甚至超过10%，使预报精度得

到进一步的提升，提升程度超过5%，同时确保该技术能够在我国更大范围内得

到有效的应用和验证，在南北方不同的典型示范区进行实验，以此进一步提升我

国防灾抗灾能力，并进一步有效提升水资源管理水平，为国家和地区水资源智能

调度与精细化管理提供切实有效的科技支撑。

3多尺度水文水资源预报预测预警关键技术研究内容

在关键技术的研究过程中，要紧紧围绕国家相关方面的核心需求，有针对性

的结合整体项目的大目标设置六个分研究目标，所涉及的研究内容主要包括以下

几个方面。（1）针对水文水资源的规律进行有针对性的解析，并建立健全以物

理实验和大数据技术为基础的多要素互相融合并实现同化的技术理论体系，通过

这项理论体系，能够更切实有效的揭示出不同区域多尺度水文水资源演变规律。

（2）针对降水预报预测等相关工作而言，要进一步结合具体的情况，针对陆面

过程参数化方案进行不断的优化和完善，以此进一步有效提升降雨预测的精度和

科学性，进一步研究短期降水预报和中长期降水预测产品集成方法，针对随降水

预见期延长误差增长规律进行