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應用案例Cases
新一代高精度全極化X波段天氣雷達在國家山地防洪重大項目測試基地的應用
發布日期:2021年05月26日 13:47   發布者:富斯德   瀏覽次數:1757

欒川國家試驗基地

       在2016年度全國山洪災害防治項目建設任務中,明確提出在18個省開展山洪災害防治示范縣建設,鼓勵各地進行探索。在各地選擇代表性較強、地方有積極性、基礎條件較好的縣進行示范縣建設,中國水科院減災中心在與各地交流基礎上,通過篩選,確定了河南省欒川縣作為減災中心的野外試驗基地,并與河南省欒川縣簽訂了合作協議,共同建設“全國山洪災害防治試驗示范基地”。

       2017年,全國山洪災害防治試驗示范基地——欒川測雨雷達站建設完畢。于2018年完成測試與試運行,完成了建立專線、數據解譯、平臺對接、統一管理等工作,實現暴雨精細監測預報應用。

       欒川測雨雷達站采用QX-60天氣雷達一部,通過以太網連接配合本地無線網路偶可以實現基于互聯網的全自動遠程遙控,具備完善的防雷系統及長達4小時的UPS應急供電裝置。在2019年,我們已經能夠實現業務化運行,為欒川提供防災減災服務。

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全國山洪災害防治試驗示范基地測雨雷達站,位于欒川縣




全新一代QX系列天氣雷達介紹

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       QX-60 是一部X-波段調頻連續波全極化多普勒天氣雷達,可實現雨、雪、冰、雹、霧等精細監測,具備60km的掃描半徑,以及優于 15 m 的測雨分辨率。QX 系列天氣雷達,采用 FMCW 體制、全極化固態雷達技術,為降水監測提供超高的空間分辨率和覆蓋范圍。其監測范圍覆蓋率高、高精度、小區域應用等幾大功能特性決定其可以應對天氣變化多樣性,復雜區域亦可監測。

       FMCW 體制以低發射功率實現了高靈敏度,具備交替發射極化電磁波(水平 H 和垂直 V 方向)和同時接收全極化電磁波(HH、VV、HV、VH);該功能由兩個天線實現,其中一個用于發射,一個用于接收。

       具備全極化(偏振)能力,相比常規 X 波段雷達能獲取更多監測信息。不僅包含常規監測(反射率 Z,徑向速度 V,速度譜寬 w)信息,而且還會同時輸出所有極化參數:差分反射率(ZDR),線性退極化比(LDR),差分傳播相移(ΦDP),特定 差分傳播相位移率(KDP),同極性相關系數(ρHV)和交叉極化相關系數(ρXH)。

       X 波段系統更小,經濟性更好,因此特別適合覆蓋遠程雷達未能覆蓋到的的更小,更孤立的地理區域,從而在最需要對流層的地方提供了具有成本效益的覆蓋范圍。




基于雷達數據的區域防汛綜合業務系統洪水預報

       使用QX系列高精度測雨雷達的觀測數據可對流域流量進行預測,為早期決策提供數據支撐。

使用舉例(以欒川測雨雷達站為例)

       完成“創建工程 - 國家下發SHP數據導入 - 分析計算數據導入”等操作,如需進行氣象數據計算,點擊氣象數據“NetCDF數據”,選擇計算單元后,點擊“選擇文件”。如圖所示:

串圖1-2.jpg

       “數據信息”、“數據顯示”提供對數據文件基本信息的展示,并支持另存文件操作。如圖所示:

串圖4-5.jpg

       “插值到站點”操作,將氣象數據插值到“當前所選計算單元”的小流域中心點上,插值完成并展示(目前界面上只是展示了其中一個氣象文件的數據),如圖所示:

串圖6-7.jpg

       插值成果后的數據在“基礎信息管理”中進行查詢和確認。如圖所示:

串圖8-9.jpg

       HEC模型及其時空變元計算。與之前的步驟相同,首選創建洪水場次,選擇合適的數據源,數據源包括“氣象數據”和“降雨數據”兩種,如需進行氣象數據計算,則選擇氣象數據的時間區間進行計算,如圖所示:

串圖10.jpg

       計算結果如圖所示:

串圖11+13.jpg

       根據實時雨情生成的等值線、等值面及報警:

串圖14-15.jpg

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