基于随机雨型的山洪灾害预警模式

针对雨型随机性所导致山洪灾害预警预报空报、漏报率过高问题,为提升山洪灾害预警精度,依据概率分布传递扩散原理,以雨型特征参数为控制条件,提出了基于参数控制的随机雨型生成法,建立了基于随机雨型的山洪灾害临界雨量计算模型及考虑决策者风险偏好的预警模式。以裴河流域为例,对不同雨型集下的临界雨量进行对比分析,并确定研究区6h临界雨量阈值空间。结果表明:雨峰位置、峰值倍比、前期土壤含水量对临界雨量的影响范围分别为32%~34%、33%~34%、15%~22%;雨型较前期影响雨量对临界雨量影响幅度更大;由雨峰位置系数和峰值倍比(r,bmax)双因子雨型集所确定的6h临界雨量阈值空间为98~185mm;考虑决策者不同风险偏好的临界雨量预警模式合理可靠,对更合理地开展山洪灾害预警工作具有指导意义。     

乡宁县山洪灾害防治非工程措施雨量预警指标的确定

山洪灾害来势凶猛、预见期短、破坏性大,如何获得较长的预见期,最大程度减小洪灾损失十分重要。雨量预警指标也可叫临界雨量(强)就是解决山洪灾害预报、增加洪灾预见期的基础指标。通过对乡宁县地质、地貌、历史洪灾、暴雨等资料的分析整理,采用水利部规定的计算方法,结合乡宁县现状实际,确定了全县21处小流域山洪灾害防治雨量预警指标,为今后山洪灾害防治群策群防提供科学决策依据。     

山洪预报预警技术研究进展

山洪预报预警研究是实施山洪灾害防治的重要科学支撑。目前国内外学者对山洪预报预警技术的研究主要集中在山洪预警指标、山洪预报预警模型以及山洪灾害风险分析等方面,本文对山洪预报预警技术相关研究进展进行了总结,并指出未来在山洪灾害监测、山洪预报预警模型研制、多元信息融合技术、结合山洪特点和区划有针对性进行预报预警等方面还应进行更深入的研究。     

中小河流山洪预警预报系统开发设计及应用

我国中小河流众多,山洪频发,洪灾损失严重,是造成人员伤亡的主要灾种。目前,我国中小河流山洪预报预警技术研究还处于初步阶段,山洪监测预警系统尚在试点建设中。介绍水利部公益性项目"中小河流突发性洪水监测与预警预报技术研究"开发的中小河流山洪预警预报原型系统,包括基于分布式水文模型、动态临界雨量的山洪预警预报方法,山洪预警预报原型系统的总体结构、软件设计与功能实现,以及在其中一个示范区江西遂川江的试运行情况,并对其实际应用进行了分析,以期为当前所开展的中小河流洪水易发区水文监测预警项目及全国山洪灾害防御非工程措施建设等工作提供参考。     

中小河流防洪特征水位与雨量预警阈值分析方法研究

以新建的中小河流水文站点如何快速有效发挥减灾预警作用为切入点,采用山洪灾害调查评价的技术路线,以安徽省皖南山区石台县中心城区新建水文站点为例,调查了预警河段历史洪水信息,采集了沿河两岸居住地房屋基础高程,建立预警站点与影响人口的关联关系,并基此确定水文站点的特征水位以及基于现状防洪能力的雨量预警指标体系,确定警戒水位54.0m、保证水位55.3m。1h流域平均净雨强度70mm/hr,或6h面平均雨量110mm为致灾临界雨量阈值。     

山洪灾害雨量预警指标影响因素敏感性分析

选取山洪灾害雨量预警指标计算过程中涉及的前期影响雨量、糙率、水面比降、汇流参数、降雨损失参数等5个主要参数,分别采用趋势法和灰色关联法分析各参数的敏感性。以河南省栾川县北沟河小流域为实例进行应用分析,结果表明影响雨量预警指标的各参数敏感性大小依次为糙率、水面比降、前期影响雨量、降雨损失参数、汇流参数。提出在山洪灾害雨量预警指标计算中,应重点分析糙率的取值,对提高山洪灾害预警指标精准度有重要意义。     

基于可拓理论的泥石流灾害预警预报系统开发:以北京市为例

泥石流是北京山区主要的地质灾害,北京市于2003年启动了地质灾害气象预警预报工作,但近几年的预报效果并不理想。为进一步提高泥石流灾害预警预报的准确性,选取地形、地层岩性、地质构造和植被作为基础因子,以北京市地质灾害易发分区为响应因子,以降雨作为诱发因子,根据各因子与泥石流灾害的相关性分析,采用层次分析法(AHP)计算各因子的权重系数,提出了基于可拓理论的泥石流预警预报模型,并通过G IS系统和IDL开发平台实现准确预报。利用20组历史上北京地区发生的泥石流雨量资料对建立的预警预报模型进行验证,结果表明模型预报结果与实际情况基本吻合。研究成果对于提高北京市泥石流灾害预警预报水平,减少人民生命和财产损失具有重要的意义。     

基于 SVR 的无实测资料小流域山洪灾害 临界雨量预估模型及应用 -以河南新县为例

山洪灾害是我国防灾减灾工作中亟待解决的突出问题,临界雨量是山洪灾害预警预报的重要指标,传统的临界雨量计算方法各有所长,对资料的要求各不相同,但对于无实测资料小流域防灾对象临界雨量计算的研究却寥寥无几(这里无实测资料指的是既没有雨量、洪峰资料也无野外断面调查资料)。鉴于此,基于支持向量机回归拟合算法(SVR),应用比拟法建立模型,对无资料小流域山洪灾害临界雨量进行推求。结果表明:(1)SVR模型具有很好的泛化性,预测精度高、误差小,结果较优;(2)利用SVR模型预估的临界雨量值与真实值偏差小,可以作为山洪灾害预警预报指标,为当地决策部门提供参考。     

北京山区单沟洪水模型预警系统研究 ——以孙胡沟为例

山洪是山区中影响范围广,人员伤亡较大的一类地质灾害。针对山洪预警模型,国内外学者从多个角度对其进行过研究,研究区域多为大流域,方法多为雨量临界值预警。为了建立一套适用于北京山区小流域的山洪预警模型,本文研究了小流域单沟洪水模型预警在系统,此系统是基于充分的野外地质调查,在获得详细的沟域地质及土地利用数据后,利用合理的数学模型对流域内的降雨所产生的洪水产汇流过程进行全过程模拟,并对汇流过程中可能产生的灾害进行预警预报的一个系统。此单沟洪水模型具有精度高,计算结果准确的特点,其相应的预警系统能够对小范围居民区等重要建构筑物进行灾害预报,并预估人员撤离的安全时间,对实际的防灾减灾工作具有重要意义。     

北京市门头沟区泥石流灾害分布及临界雨量研究

泥石流的发生受各种因素共同影响,确定泥石流临界雨量是突发地质灾害预警预报工作的一项重要内容,探索新方法用于泥石流临界雨量计算也是目前突发地质灾害预警预报工作的需求。本文分析了门头沟区泥石流灾害分布特征和影响因素,在前期研究基础上,以灾害频率与降雨频率分析方法计算了不同时间段泥石流临界雨量阈值,结果显示:门头沟区特殊的地质条件构成了泥石流形成的物源与地形基础,降雨是泥石流的激发因素,根据泥石流发生时的历史雨量监测数据,计算得出的临界雨量值均小于历史雨量监测数据。本研究推荐的门头沟区泥石流不同时间段临界雨量阈值可用于北京市泥石流灾害预警预报工作,研究结果可为北京市泥石流灾害预警预报工作提供科技支撑。     

天津市地质灾害-气象预报预警方法探讨

天津市蓟县山区面积727km2,以中低山和低山丘陵地貌形态为主,在强降雨和持续降雨条件下发生泥石流、滑坡等地质灾害的可能性客观存在。历史上地质灾害已给当地造成了一定的人员伤亡及财产损失。为了加强突发性地质灾害预防工作,提高人民群众的防灾意识,天津市2004年开始开展地质灾害-气象预报预警工作,取得了一定的效果。针对天津市山区面积较小、地质灾害事件较少的特点,目前常用的地貌分析———临界降雨量模型判据法具有一定的局限性,预报成功率较低。在区域性地质灾害-气象预报预警工作的基础上,开展单点泥石流灾害气象预报预警工作非常必要。对容易发生泥石流灾害的主要沟谷,通过现场调查可以获取沟谷的形态特征参数(沟谷的高差、纵坡的坡度、沟长、流域面积等)。以临界降雨量为变量因子,对每个监测沟谷建立泥石流灾害气象预警预报模型,可以很大程度提高预报的针对性。模型需要在实践中不断检验和完善,逐步提高预报的准确率。     

低山丘陵区公路地质灾害气象预报模型对比及应用——以江西山区公路为例

为更好地开展道路地质灾害预报预警，减轻强降雨对山区高速行车安全的影响，文章利用国家气象站观测雨量数据结合江西省高速公路沿线交通气象站观测数据，在对高速公路沿线地质环境条件和雨量特征进行分析的基础上，结合支持向量机SVM、逻辑回归、K近邻和随机森林4种机器学习方法，开展山区公路地质灾害预报建模和预警试验。结果表明：（1）江西高速公路沿线地质灾害所处的海拔高度以300～450m最多；灾害坡度以20°～35°居多，随地形坡度增加呈现单峰型分布；河网密集和有一定的植被覆盖地区更容易发生地质灾害。（2）提出了诱发公路地质灾害的3种主要降雨类型，分别为长历时降雨、短期降雨和短时降雨。（3）对比分析4种地质灾害机器学习方法，就降雨诱发的地质灾害而言，4种预报模型的准确率均超过0.75，进一步通过分型研究对比发现逻辑回归和随机森林模型在长历时和短时降雨中预报准确率较高，K近邻方法对于短期降雨预报效果较好。     

基于WEBGIS和实时降雨信息的区域地质灾害预警预报系统

基于WEBGIS平台,根据浙江省地质灾害大调查和补充调查资料,结合浙江省气象台提供的雨季实时降雨量与降雨量预测信息,建立了浙江省突发性地质灾害预警预报系统。该系统目的在于：（1）建立浙江省突发性地质灾害信息库管理系统,实现对突发性地质灾害点分布和灾情信息的图形和数据一体化管理;（2）建立基于网络或其它通讯方式的滑坡（泥石流）灾害实时预警预报系统,实现与气象部门的连接,根据雨季的实时降雨预报和雨量资料,对浙江省滑坡（泥石流）灾害发生的空间范围进行实时发布。该系统核心是地质灾害预警预报模块,而模块是在区域地质灾害空间预测的基础上,结合实时的气象动态信息,研究在不同地质环境和不同气象条件下地质灾害体发生的规律,以提高区域地质灾害的预报精度。2004年的5月底到7月初的雨季中进行了试运行,该系统的预测情况与地质灾害的实际发生情况吻合性较好,表明预测方法和模型是基本可行的,且可操作性强。     

天水市“7.25”群发性山洪地质灾害发育特征及成因分析

通过对天水市"7.25"群发性山洪地质灾害的现场调查,系统查明了此次地质灾害的灾情、致灾因素、灾害特征、致灾范围以及分布规律,分析了此次山洪地质灾害发育特征及成因。结果表明:本次由强降雨引发并加剧的地质灾害类型主要以黄土-泥岩及黄土滑坡为主,中小型沟谷泥石流、土质崩塌和土质不稳定斜坡次之。"7.25"山洪地质灾害具有普遍性、群发性、局地爆发性等特征,其隐蔽性强,潜在危害大,灾害链模式显著。灾害发生期间降雨具有强度大、范围广等特点,使区内山体岩土体饱和,显著降低了岩土体抗剪强度,加之与地震的叠加效应明显加剧了此次群发性山洪地质灾害。     

山洪灾害临界雨量研究综述

临界雨量是一个关键的山洪灾害预警指标。按其技术原理将临界雨量推求方法划分为数据驱动的统计归纳法和基于灾变物理机制的水文水力学法分别进行评述,并介绍了临界雨量指标的两个拓展:动态临界雨量和暴雨临界曲线,综述了临界雨量不确定性分析的研究进展。通过综述发现:中国目前主要应用的是较简单的统计归纳法;临界雨量推求主要考虑前期降雨量（前期土壤饱和度）和时段累积降雨量两个因素的影响或仅后者一个;临界雨量指标难以反映山洪灾害的规模;考虑临界雨量不确定性有助于提高预警质量,但如何充分考虑其影响仍然是一个挑战。     

浙江省小流域山洪灾害临界雨量确定方法分析

小流域山洪灾害具有突发性,预测预警难度较大.本文结合浙江省小流域山洪灾害防御的实践经验,研究提出了以水位反推法计算临界雨量,简单实用,具有较好的实践价值和推广意义.     

基于FloodArea模型的小流域山洪灾害临界雨量阈值初探

针对缺乏水位流量资料的山区小流域地区山洪临界雨量难以确定的问题,以四川省南江河上游流域作为研究区域,基于德国Geomer公司开发的二维非恒定流水动力模型"FloodArea ",利用流域逐时降雨资料,地形高程数据以及土地利用数据,重现南江" 6·28"山洪暴发的动态演进过程,对模拟得到的逐时淹没深度与1~24 h累积流域面雨量求相关,选取预警点淹没深度与累积面雨量的相关系数最高的时效作为预警点致灾临界雨量阈值的预报时效,通过建立预警点淹没深度与预报时效累积面雨量的回归方程,从而获取预警点不同风险等级的临界雨量阈值。结果表明：FloodArea模型能够较好地呈现出此次典型山洪的暴发过程,通过对不同地势预警点临界雨量阈值的对比,最终选取地势较低,位于河流汇口地带、风险等级较高的上两九义校作为南江河上游流域山洪风险预警点。     

北京市突发地质灾害预警模式研究

突发地质灾害气象预警预报,是有效降低灾害可能造成的人员、财产损失的重要方法。本文概略地总结了北京市突发地质灾害气象预警第一代人工预警产品和第二代智能预警产品的特点。基于即将建成的覆盖北京市山区、浅山区的突发地质灾害专业监测网络,对未来突发地质灾害的预警产品影响的分析,提出了未来突发地质灾害气象预警,将由一、二代的单因素的气象预警模式,转化为激发因素、响应因素、表达因素等多因素联合的第三代物联多维度的预警模式的构想。     

柯克牙河流域水雨情预警系统工程建设中施工组织及质量控制措施分析

柯克牙河流域位于新疆天山山区南坡的温宿县境内,流域水雨情预警系统工程建设主要为防御降雨在柯克牙区域引发的洪水灾害的预警预报系统。根据新疆阿克苏市经济状况和柯克牙上游山洪灾害特点及相关条件,工程可建设6处山区雨量自动监测站、5处水位自动监测站和2处水位流量视频站。建设过程中应充分分析对外交通、主要施工内容和料场等施工条件,加强施工组织设计和质量控制措施。保证预警工程建设顺利完工,为流域防洪预警、预报提供实时信息,同时为合理调度水资源提供精确的基础数据,促进当地经济健康稳定发展。     

浙江宁波市地质灾害的雨量阈值及预报分析

山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害主要由强降水或连续性降水引发产生,根据最近七年来宁波市国土资源局和宁波市气象台联合制作的地质灾害气象预报预警和地质灾害实况资料分析,结果发现:在最近七年里出现的159处地质灾害中,由热带气旋强降水引发的地质灾害有142处,约占89%;宁波市绝大多数地质灾害是由强降水引发,而强降水中又以热带气旋强降水为主要诱因,引发宁波市地质灾害的有效雨量大多数在100mm以上,因此,100mm有效雨量可作为预报引发宁波市地质灾害的雨量阈值,而200mm有效雨量可引发多处地质灾害产生。统计结果为以后地质灾害气象预报预警及强降水的临近监测提供参考依据。