新一代天气雷达在泥石流灾害中的应用探讨

天气雷达的发展大致经历了4个阶段，其主要用于监测强对流天气、定量估计降水，是气象部门的重要探测和监测手段之一。新一代天气雷达观测的实时回波强度（Z）、径向风速（V）、速度谱宽（W）的回波图像中，提供了丰富的有关强对流天气的信息，综合使用Z、V、W的图像分析，有利于较准确和及时地监测灾害性天气。云南滑坡泥石流灾害高发区与云南暴雨中心有很好的对应关系，云南滑坡泥石流灾害空间分布与暴雨空间分布的空间相关系数为0．19，通过了0．05的显著性水平检验，也进一步说明云南暴雨在滑坡泥石流灾害发生中起着重要作用。以2004年7月5日德宏州特大山洪泥石流灾害为例子，探讨了新一代天气雷达在泥石流灾害的临阵预警中的应用。     

泥石流滑坡发生的降水预报方法与雨量标准--以四川省盆地区域为例

通过对η坐标数值预报模式预报的降水量检验分析,发现η坐标数值预报模式对青藏高原天气系统活动造成的四川盆地降水预报明显偏弱,且雨区偏北、偏西。我们使用风场资料对高原天气系统作自动识别,进行了对高原天气系统影响降水的强化与雨区漂移的处理,研究得出了η坐标数值预报模式释用强降水预报方法。通过对1991-2001年四川盆地发生泥石流、滑坡灾害的气象成因(强降水)分析,研究得出了四川盆地不同的地质地貌条件下泥石流、滑坡预测雨量标准。在上述研究基础上,建立了四川盆地泥石流、滑坡产生的强降水预报方法。经2003-08-09业务试运行,效果较好,较成功的预报了四川盆地西部、西南部3次大暴雨过程触发的多处泥石流、滑坡灾害,在防灾减灾中发挥了好的作用。     

东南地区泥石流活动与降水气候特征的关系

我国东南地区以低山丘陵为主,泥石流活动频率较低,但因经济发达和人口稠密,泥石流易导致严重灾害.东南地区绝大部分泥石流由降水引发,泥石流活动与降水特征间存在紧密的关系.在收集整理了近年来46个泥石流灾害事件后,分析了泥石流活动与各降水气候特征间的关系.分析结果显示,诱发泥石流灾害的5 d降水量和15 d降水量与降水气候特征间的关系最为密切,其函数关系可用于评估泥石流临界降水量,并作为该区域泥石流区域预报的因子.     

安康水电站精细化降水预报的检验

降水精细化数值预报模式的发展是开展精细化降水预报业务的理想途径,而模式本地化中的误差评估是当前开展业务应用的重要环节。基于此,运用误差分析、晴雨预报准确率、降水TS评分方法评估陕西精细化数值预报攻关团队提供的2016年5月1日~9月30日安康水电站降水预报。结果表明：随着降水时效的增长,降水的预报准确率呈减小趋势;大雨以上的降水过程预报较好且未出现漏报,但量值与实况有差异,预报值小于实况值;20时起报的预报准确率大于08时起报的准确率且夜间的高于白天;降水日数多的月份TS评分预报准确率高于降水日数少的月份。比较安康和石泉的结果发现,安康的预报准确率明显优于石泉,主要原因是安康降水日数比石泉多,且大的降水过程比石泉少。逐1 h、3 h的72 h以内的降水预报可以为安康水电厂水利调度提供参考。     

区域和沟谷相结合的泥石流预报及其应用

在分析泥石流预报现状和泥石流减灾决策对泥石流预报的要求的基础上,提出了建立区域和单沟相结合的泥石流预报的问题。以泥石流发育的基础数据库、降水的动态预报与监测和泥石流预报模型为基础,以GIS技术为工具,建立泥石流预报平台。泥石流预报模型采用基于模糊数学的泥石流预报模型,预报结果应用概率分级进行表述,以适应泥石流预报准确率低的不足,并最大程度地克服了过分依赖临界降水量进行泥石流预报的不足。将该泥石流预报方法应用到北京山区泥石流预报中,建立了北京山区泥石流预报系统。     

铁路泥石流预报警报体系

简要介绍了铁路泥石流预报警报体系的构成和功能。在归纳分析资料采集内容和途径的基础上,总结并完善了评估泥石流沟严重程度的判识模型,泥石流暴发可能性的预报模型和铁路建筑是否成灾的警报模型,并用实测资料对其进行了验证。     

山洪泥石流灾害预报预警技术述评

山洪泥石流灾害一直都是山区人民的心头之患，严重威胁着山区人民的生命财产安全。山洪泥石流灾害预报预防，是21世纪我国山丘区防灾减灾的一个重要战略方向。文章通过对国内外大量文献资料的综合分析，评价了目前国内外最具典型的山洪泥石流灾害空间预报技术、时间预报技术以及预警系统开发等预报预警技术，并指出了未来山洪泥石流灾害预报预警技术的发展趋势。     

四川境内成昆铁路泥石流预测预报专家系统

四川境内成昆铁路泥石流预测预报专家系统,是根据该线泥石流数据库中有关泥石流沟谷的属性,基于产生式规则,按照一定的推理网络自动进行泥石流预测预报的。整个系统采用模块化程序设计,包括数据库、知识库、推理机、知识获取、解释、人机接口6个模块,使用Turbo PROLOG语言,在IBM-PC/XT 286机上实现。     

云南快速更新循环数值预报系统及其12小时降水预报检验与改进

以中尺度WRF模式为基础,参照北京地区高分辨率快速更新循环同化系统,建立了云南快速更新循环数值预报系统(WRF-RUC)。为了充分了解该系统在云南省的预报性能,对预报结果进行个例和2016年6~7月检验。结果表明:快速更新循环同化数值预报系统能进行强降水过程预报,但与业务化“区域WRF数值预报系统”预报结果相比,12h降水预报评分较低。通过个例数值试验表明WRF-RUC系统进行本地化参数方案试验,挑选适合云南省的物理方案,是系统预报效果改进的有效途径。     

GIS技术在暴雨泥石流减灾预报中的运用

运用GIS这一新技术手段于暴雨泥石流区域减灾预报研究是一种尝试．通过该项研究,建立了为孙水河流域泥石流减灾预报提供分析依据和决策支持的地形及各类专题要素的地理信息系统．该系统集数据库、图形库、模型库为一体,具有空间数据采集、属性处理、灾例检索、灾损预估、灾情分析与区域预测和减灾决策支持一体化．     

泥石流预报中前期有效降水量的确定

前期有效降水量是泥石流预报的重要参数之一,对不同类型泥石流的形成有不同的影响形式,对土力类泥石流的形成主要是影响泥石流形成区土体的土壤含水量.在每次前期降水增加的土壤含水量和其有效降水量遵循相同衰减规律,以及每次前期降水的有效降水量和其增加的土壤含水量衰减过程都是相互独立的假设条件下,通过分析土壤含水量随时间的变化关系,可以得到前期有效降水量与前期降水量随时间的变化关系,从而可以确定前期有效降水量.通过对云南蒋家沟降水和土壤含水量的实际观测,对这个关系进行了分析研究,并利用最小二乘法得出了前期有效降水量的计算公式.     

中国西北地区夏季降水分区客观预报

本文在降水分区的基础上,对西北地区夏季降水进行预报。利用2007—2010年的6—8月T639资料和相应时段的实况资料,通过概率回归降水等级方案进行建模,对2011年6—8月进行了试报。结果表明:与单站建模预报相比,分区建模降水预报TS评分在各时效、各量级上均有提高,并且在空报和漏报上有较大减少,特别是中雨预报改善明显。分区建模比单站建模所选因子更丰富,利用了模式产品的有用信息,因此预报效果更好。分区建模降水预报与模式直接输出降水预报的对比分析表明:分区建模的降水预报效果优于模式直接输出降水预报,尤其小雨预报效果显著,中雨和大雨36 h和60 h预报的空报现象明显减少。     

中小尺度区域泥石流灾害风险评价

以中小尺度区域——甘肃省舟曲县为研究对象,选取县内19个乡镇为评价单元,利用区域危险度及易损度作为基础评价指标,进行中小尺度区域风险评价。区域危险度采用信息量法,以栅格250 m×250 m为基础单元进行评价,获得舟曲县各乡镇危险度;区域易损度以生命和财产作为衡量标准,从人口易损性、经济与生态环境易损性进行分析,得到研究区各乡镇综合易损度。通过危险度与易损度耦合,建立了风险评价模型,结合GIS技术划分区域风险等级,绘制了舟曲县风险区划图,同时提出了中小区域防灾减灾建议。研究结果表明,舟曲县极高风险区主要分布于城关镇、东山乡及江盘乡、大川乡和果耶乡部分区域。     

区域泥石流危险度评价的投影寻踪动态聚类方法

在对投影寻踪聚类方法深入分析的基础上,首次把投影寻踪聚类的思想和动态聚类方法结合起来构造投影指标,提出了投影寻踪动态聚类(PPDC)新方法,新方法在整个运算过程中完全由自身数据驱动,毋需人为给定参数,具有聚类结果客观、明确以及稳定性好、操作简便等特点。计算结果表明,PPDC法应用于区域泥石流危险度评价不仅切实可行,而且能克服了现有评价方法的不足,取得了令人满意的实际应用效果。上述应用为同类问题的研究开创了一条新途径,也进一步为生态保护、防灾减灾提供科学依据和技术支持。     

泥石流自动化观测系统

东川泥石流自动化观测系统是在原有的半自动化监测系统基础上研制完成的。它通过综控中心、地声遥测、泥位遥测、雨量遥测、有线泥位和冲击力接口六个子系统共同完成对泥石流构成的一些主要参数包括降雨量、地声强度、泥位高度、表面平均流速、冲击力强度等数据进行同步采样并储存；系统对现代软硬件技术的广泛运用使该系统具有很高的智能性和可扩充性。     

蒋家沟泥石流输沙年际变化及其灾变预测

根据云南东川蒋家沟泥石流年输沙量的时序资料,分析了蒋家沟泥石流输沙的年际变化特征,发现历年输沙量变动幅度大,波动明显且年际变化频繁,用灰色系统理论的灾变预测方法,建立泥石流年输沙量的等维新息灾变预测模型,能够对未来可能出现的灾变年份进行较好的预测。在前期研究基础上,补充最新观测资料,建立了新的灾变时间序列和相应的等维新息灾变预测模型,使蒋家沟泥石流的年输沙量灾变预测得以连续进行,并对预测结果进行了检验,效果较为理想。     

泥石流警报技术探索

泥石流警报是减轻泥石流灾害,尤其是减少人员伤亡和贵重财物损失的重要手段.泥石流警报划分为4个类型:提示性警报、形成性警报、非成灾性警报和成灾性警报.泥石流警报的监测机构,划分为4个级别:泥石流预警一级监测站、二级监测站、三级监测站和预警简易监测点.泥石流预警一级监测站主要承担泥石流可能造成的特大灾和超特大灾的警报监测任务,二级监测站主要承担泥石流可能造成的大灾的警报监测任务,三级监测站主要承担泥石流可能造成的中灾的警报监测任务,泥石流预警简易监测点主要承担泥石流可能造成的小灾的警报监测任务.泥石流警报的监测项目:专业监测包括降水、气象其他要素、泥石流次声、地声、泥位、流速、重度、粘度、沟道冲淤变化和次生灾害等,简易监测包括泥石流暴发的前兆现象、降水、水(泥)位与泥沙变化状态和泥石流次声等.泥石流警报的监测数据包括降水、气象其他要素、泥位、流速、重度、粘度、次声、地声、沟道冲淤变化和次生灾害数据等.泥石流成灾性警报分为4等14级,讨论并给出了各等级成灾性警报的临界指标.监测数据的整理分析包括:降水监测的实时降水量要不断地整理为10 min、1 h和1 d的滑动降水量(强度),并不断地与当地以往暴发泥石流的10 min、1 h和1 d降水量(强度)相比较;断面监测数据中的泥石流泥位应转化为泥石流流动的断面面积,并与断面监测数据中的泥石流流速数据结合,通过公式Qc=Wc×Vc转换为泥石流流量.泥石流一旦堵断主河(沟)形成堰塞湖,应立即测量壅塞体的高度,并据此量测和计算堰塞湖的淹设范围及堰塞湖的积蓄水量,评估壅塞体溃决时可能形成的最大流量及其危害范围.泥石流警报的时间提前量t(单位:s),由公式t=L/Vc确定.