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。     

基于不同雨型的裴河小流域山洪灾害临界雨量分析

临界雨量是山洪灾害预警的重要指标,为分析小流域雨型对临界雨量的影响,首先对流域降雨过程按照雨峰出现位置的不同进行归类和划分,定性分析流域常出现的各种典型雨型;在此基础上,采用PilgrimCordery法定量确定流域各种典型雨型的时程分配,并通过试算法计算其相应的临界雨量;利用流域近期发生的成灾洪水,采用临界雨量偏离度指标进一步分析论证雨型对临界雨量的影响。以河南省新县裴河典型小流域为实例进行应用研究,结果表明:设计雨型不能完全代表该流域的降雨类型,其属于雨峰偏后式雨型,由此确定的临界雨量与该流域常出现的雨峰偏前式雨型临界雨量相差33%,与多峰雨型临界雨量差异较大,相差43%。实时预警时,根据实时雨型类型,采用相应的临界雨量,可以提高山洪灾害预警预报水平。     

北京地区Logistic临界雨量模型的建立

临界雨量的确定是暴雨型泥石流预警预报的基础。本文采用了统计学的方法,选取前期有效雨量与当日激发雨量联合,建立了logistic临界雨量模型。该模型既考虑了前期有效雨量的贡献,又明确界定了致灾概率,兼顾了临界雨量是变量这一特点,与现场安装的雨量站获取的现场实时传输雨量能够有效结合,是目前适用于泥石流预警预报的方法。     

基于Fisher判别算法的山洪灾害临界雨量指标计算

根据临界雨量指标的概念,将模式识别算法引入临界雨量计算中,提出了基于Fisher判别算法的临界雨量计算方法.首先确定特征时段,基于长系列山洪灾情记录将降雨数据分成成灾和非成灾两类,并分别统计特征时段雨量、计算其前期有效降雨,构建山洪灾害各特征时段雨量与前期有效降雨状态空间;建立基于Fisher判别算法的不同特征时段雨量...     

基于推理公式的山洪预警雨量计算方法研究

基于水科院推理公式,从山洪雨量预警需求出发,解除原公式在部分汇流中对流域面积分配曲线的矩形概化,经反演得出各典型时段临界雨量计算式;同时采用等流时方法,有效解决了计算式中最大部分汇流面积的定量问题。研究提出的预警雨量计算方法,物理概念清晰,易于理解和掌握,计算便捷,且无需水文资料,可作为现行山洪预警雨量分析计算的一种新方法。     

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.     

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。     

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。     

北京山区基于历史资料的泥石流临界雨量研究

通过对北京山区历史泥石流降雨资料的分析,根据有雨量站和无雨量站的泥石流易发区的资料情况,分别建立了不同前期雨量的预报模型,并根据预报模型初步建立了不同前期雨量前提条件下的黄,橙,红三色预报模式。     

北京市泥石流灾害临界雨量研究

降雨是泥石流灾害的主要诱发因素。文章根据北京市历史上泥石流灾害发生时的前期雨量与当日激发雨量,建立了临界雨量判别模型。通过对北京地区泥石流灾害与降雨频率的分析,计算了不同时段的临界雨量;经验证明,计算结果是可信的。基于灾害与降雨频率分析来确定北京地区泥石流发生的临界雨量是一种新的尝试。该方法可用于计算不同泥石流沟道发生泥石流的临界雨量。     

基于分布式水文模型的中小河流洪水预报技术

中小河流大多位于资料短缺的山丘区,洪水具有突发性强、汇流时间快、预见期短以及分布广的特点。中小河流洪水预报首要目的和任务是预警预报,预报方式应以自动预报为主,以实现及时预警,最大程度地避免人员伤亡,减轻灾害损失。本文分析了中小河流洪水预报的特点与难点,提出了中小河流洪水预报的思路及实用预报模型与方法,开展了基于分布式水文模型的中小河流洪水预报技术在新安江上游屯溪流域预警预报中的应用研究,以期为当前所开展的全国中小河流洪水预警预报系统建设提供参考。研究表明:分布式水文模型是资料短缺地区中小河流洪水预报的有效方法,基于分布式水文模型的洪水预报技术能够满足中小河流洪水自动预警预报的生产需要。     

矿山弃渣型泥石流沟临界雨量浅探

矿山弃渣型泥石流沟是北京市西部山区重要的泥石流类型,在近几年发生的泥石流中占比重较大,是近期高发的泥石流类型。本文通过遥感调查数据总结了矿山弃渣型泥石流沟数量较多且松散物质易于启动的基本特点,对2016年7月20日江心台沟泥石流案例进行分析,依据本次泥石流前期雨量较少,当日激发雨量集中于某一时段即引发了本次泥石流的特点,提出了以本次泥石流提取的降雨信息,作为北京市矿山弃渣型泥石流沟临界雨量值的观点。     

浙东南山丘区泥石流爆发的临界雨量分析

首先对浙东南山区泥石流的形成条件（物源、地形和降水条件）进行了研究。随后研究了本区泥石流的基本特征：在形成方式上,以谷坡或沟源地带的土动力启动方式为主;在侵蚀特征方面,主要有面蚀作用和沟谷侵蚀作用;堆积特征方面,在宏观上当规模较大时可形成堆积扇,规模较小时往往以停积于中下游沟道为主;微观上,主要表现为堆积物质结构杂乱,个别具有期次性。对本区泥石流临界雨量组合进行分析,认为采用基于区域临界雨量组合的泥石流预警预报方法较为合理。利用研究区内4次群发泥石流时的降雨特征值确定了本区泥石流爆发的临界雨量组合,并将其应用于研究区泥石流的临灾预警,分为以下步骤：①收集实时降雨资料;②绘制实时雨量组合曲线;③泥石流灾害预警;④泥石流临界雨量基准的修正。     

基于物理过程分布式流域水文模型尺度依赖性

通过变化基于物理过程分布式参数流域水文模型的单元格大小(Grid size)和时间步长(Timestep)研究流域水文过程的尺度依赖性,进而寻求最佳模拟尺度和模拟效果,可以为实现相对准确的流域土地利用变化/植被变化以及气候变异的水文响应预测,制定适应性流域管理措施提供科学基础.本文以基于物理过程的分布式水文模型MIKES眦为工具,以位于西北黄土高原甘肃省天水市吕二沟流域的实测次降水一径流为输入对模型进行校正后,采用多尺度检验的方法探讨分析了单元格及步长变化的水文影响.结果表明:单元格变化对峰值及模拟径流总量有影响.单元格从10m增大到200m,模拟峰值及径流总量均增大,分别变化为1.72～8.56m3/s和1.10～3.68×105m3,这主要源于单元格变化引起流域特征变化,10m和200m单元格对应模拟面积分别较原流域面积变化-0.09%和20.57%,河流链接"rivet link"分别较原沟系长变化27.23%和5.48%.此外,模型中运动波近似方程有限差分像元△x与单元格水流交换总量之间的关系一定程度也解释了单元格变化对模拟结果的影响.分析认为本研究60～100m为较适宜采用的模拟单元格.步长变化引起单位步长内降水强度的变化,从而影响峰值模拟,但对径流总量无影响.步长减小,模拟峰值增高,0.5h步长和24h步长对应模拟峰值分别为2.38m3/s和1.72m3/s.由于各时段观测记录分辨率不一,研究中步长的选择确定具有很大任意性,使得任一既定采用的模拟步长并不适用于另一观测时段,模拟效果不一.     

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。     

分布式流域水文模型刍议

本文，对水文模型，流域水文模型，分布式流域水文模型的概念进行了阐述；对分布式流域水文模型的性质、特点进行了论述，并对其在实时洪水预报中应用前景进行了分析。     

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。     

水文网络模型在分布式流域水文模拟中的应用

水文网络模型是地理信息系统对流域实际河网水系的一种规范化描述,它采用拓扑关系来确定流域水流的空间聚合与分散。准确地描述水文网络对成功模拟流域水流的空间分布起着至关重要的作用。水文网络数据模型的关键在于如何表达水文网络的构成要素,以及如何建立要素间的拓扑关系。本文重点阐述了水文网络模型在分布式流域水文模拟中的应用。实例研究证明,采用水文网络模型来表达流域河网水系结构有助于准确地模拟流域上水流的空间与时间分布。     

基于分布式水文模型的雅鲁藏布江径流水源组成解析

为开展河川径流的水源解析,构建过程描述和本构参数两方面均有较强物理性的分布式水文模型。以雅鲁藏布江为对象,利用水文分区曲线对降雨、融雪和融冰等不同水源主导的流量过程进行划分,以划分的流量过程线子集对相应水文过程参数进行分步率定,提高了水文模型参数的物理性,以此构建了雅鲁藏布江流域分布式水文模型及参数集,内部多个水文站点和流域雪水当量的验证表明模型具有良好的性能。基于模型解析了2001-2015年间雅鲁藏布江的径流水源组成,降雨、融雪、融冰水源对总径流量贡献的比例分别为66%、20%和14%。本文方法对高山寒区径流的水源解析有普遍意义,结果对理解气候变化下雅鲁藏布江径流变化趋势有参考价值。     

基于DEM的分布式流域水文模型及应用

提出了一个基于数字高程模型(DEM)的分布式流域水文模型,主要用来模拟湿润地区的蓄满产流机制。通过建立土壤蓄水能力和地貌指数的关系来描述蓄水能力的空间分布。坡面流流向采用多向流法来决定。应用结果表明,该模型模拟流量过程的精度较高,与三水源新安江模型、TOPMODEL基本相当;而且模拟的土壤蓄水量的空间分布也基本符合水文规律。