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新一代高精度全极化X波段天气雷达在国家山地防洪重大项目测试基地的应用
发布日期:2021年05月26日 13:47   发布者:富斯德   浏览次数:223

栾川国家试验基地

       在2016年度全国山洪灾害防治项目建设任务中,明确提出在18个省开展山洪灾害防治示范县建设,鼓励各地进行探索。在各地选择代表性较强、地方有积极性、基础条件较好的县进行示范县建设,中国水科院减灾中心在与各地交流基础上,通过筛选,确定了河南省栾川县作为减灾中心的野外试验基地,并与河南省栾川县签订了合作协议,共同建设“全国山洪灾害防治试验示范基地”。

       2017年,全国山洪灾害防治试验示范基地——栾川测雨雷达站建设完毕。于2018年完成测试与试运行,完成了建立专线、数据解译、平台对接、统一管理等工作,实现暴雨精细监测预报应用。

       栾川测雨雷达站采用QX-60天气雷达一部,通过以太网连接配合本地无线网路偶可以实现基于互联网的全自动远程遥控,具备完善的防雷系统及长达4小时的UPS应急供电装置。在2019年,我们已经能够实现业务化运行,为栾川提供防灾减灾服务。

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全国山洪灾害防治试验示范基地测雨雷达站,位于栾川县




全新一代QX系列天气雷达介绍

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       QX-60 是一部X-波段调频连续波全极化多普勒天气雷达,可实现雨、雪、冰、雹、雾等精细监测,具备60km的扫描半径,以及优于 15 m 的测雨分辨率。QX 系列天气雷达,采用 FMCW 体制、全极化固态雷达技术,为降水监测提供超高的空间分辨率和覆盖范围。其监测范围覆盖率高、高精度、小区域应用等几大功能特性决定其可以应对天气变化多样性,复杂区域亦可监测。

       FMCW 体制以低发射功率实现了高灵敏度,具备交替发射极化电磁波(水平 H 和垂直 V 方向)和同时接收全极化电磁波(HH、VV、HV、VH);该功能由两个天线实现,其中一个用于发射,一个用于接收。

       具备全极化(偏振)能力,相比常规 X 波段雷达能获取更多监测信息。不仅包含常规监测(反射率 Z,径向速度 V,速度谱宽 w)信息,而且还会同时输出所有极化参数:差分反射率(ZDR),线性退极化比(LDR),差分传播相移(ΦDP),特定 差分传播相位移率(KDP),同极性相关系数(ρHV)和交叉极化相关系数(ρXH)。

       X 波段系统更小,经济性更好,因此特别适合覆盖远程雷达未能覆盖到的的更小,更孤立的地理区域,从而在最需要对流层的地方提供了具有成本效益的覆盖范围。

       X 波段雷达系统网络是需要超高分辨率的降水量监测的城市地区或易发生洪水的水管理地区的首选解决方案。




基于雷达数据的区域防汛综合业务系统洪水预报

       使用QX系列高精度测雨雷达的观测数据可对流域流量进行预测,为早期决策提供数据支撑。

使用举例(以栾川测雨雷达站为例)

       完成“创建工程 - 国家下发SHP数据导入 - 分析计算数据导入”等操作,如需进行气象数据计算,点击气象数据“NetCDF数据”,选择计算单元后,点击“选择文件”。如图所示:

串图1-2.jpg

       “数据信息”、“数据显示”提供对数据文件基本信息的展示,并支持另存文件操作。如图所示:

串图4-5.jpg

       “插值到站点”操作,将气象数据插值到“当前所选计算单元”的小流域中心点上,插值完成并展示(目前界面上只是展示了其中一个气象文件的数据),如图所示:

串图6-7.jpg

       插值成果后的数据在“基础信息管理”中进行查询和确认。如图所示:

串图8-9.jpg

       HEC模型及其时空变元计算。与之前的步骤相同,首选创建洪水场次,选择合适的数据源,数据源包括“气象数据”和“降雨数据”两种,如需进行气象数据计算,则选择气象数据的时间区间进行计算,如图所示:

串图10.jpg

       计算结果如图所示:

串图11+13.jpg

       根据实时雨情生成的等值线、等值面及报警:

串图14-15.jpg

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