[發明專利]一種雨量資料短缺地區的泥石流預警方法

有效

• 申請號: 201110095301.3
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102169617A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 歐國強;潘華利;黃江成;柳金峰;楊順;季憲軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G01W1/14
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產權代理事務所(普通合伙) 51212
• 代理人: 張帆;宋樹銘

技術領域

本發明涉及一種泥石流預警方法，特別是涉及一種應用于雨量資料短缺地區的通過預置、監測降雨量預警閾值而實現的泥石流預警方法，屬于水利工程領域。

背景技術

由暴雨作用引起的泥石流稱為暴雨型泥石流，是世界上分布最廣泛、活動最頻繁，并與人類活動最為密切的一種自然災害。暴雨泥石流形成的主要條件是：陡峭的溝床坡度、充足的固體物質和大量高強度的降雨，其中降雨是泥石流激發時最活躍的因素，它決定和影響著泥石流災害發生的時空分布規律。

現有研究結果表明，暴雨型泥石流的激發是當場降水和前期降水共同作用的結果，前期降水量的存在和數量對泥石流的形成具有重要影響，是建立暴雨型泥石流預報模型的重要參數之一；當場降雨過程中的降水因子包括降水強度、降水持續時間、降水量、降水峰值等。在此二降雨因素的共同影響下，暴雨型泥石流的激發多出現在當日降水過程的峰值降水時段的某一時刻，泥石流形成以前的降水量是泥石流暴發的直接動力，衡量峰值雨量的大小是用降水強度。同時，由于峰值雨量的持續時間一般較短，通常只有數分鐘至數十分鐘，因此一般選用10min雨強(指降雨過程中的最大10min降雨量)作為泥石流的激發雨量較為合適，也最具代表性。但是，要獲取這樣的短歷時降雨數據資料在實際泥石流預警工程中是很難滿足的。因為絕大多數需要建立預警系統的泥石流流域并沒有長期的雨量監測系統，無法獲取計算所需的短歷時雨量數據，在泥石流形成區，更是幾乎沒有雨量資料，通常只能依靠當地的氣象站點獲得區域日降雨量數據，但僅利用日降雨量數據無法準確計算預警雨量閾值。對這類雨量資料短缺地區，由于缺乏基礎數據而無法計算確定泥石流預警的雨量閾值，其流域內泥石流預警工作一直無法有效解決。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供根據泥石流預警區的水文、地質、地貌特征選擇確定類比區的數據資料用于預警區泥石流預警的方法，該方法能夠實現對災害與雨量資料缺乏地區的泥石流發生的預警。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種雨量資料短缺地區的泥石流預警方法，通過在泥石流預警系統中預置預警雨量閾值，并將實時雨量數據與預警雨量閾值實時比對結果判斷是否啟動系統預警報來實現，其特征在于：對于缺乏足夠雨量資料數據的泥石流預警區，首先分析其基本條件，根據分析結果從具有豐富觀測記錄數據資料的成熟泥石流研究區中選擇至少一個與預警區基本條件相同或相近似的研究區確定為類比區；其次從類比區的歷史雨量數據資料中獲取預警區短缺的雨量數據資料用于預警區泥石流預警雨量閾值的計算；最后將計算結果預置在預警區內建立的泥石流預警系統中作為啟動泥石流預警報的閾值。

上述技術方案的技術依據主要基于兩方面：第一、由于氣象站點的普遍建立，大部分需要建立泥石流預警系統的地區都能夠獲得長歷時降雨量數據(年降雨量、季降雨量、月降雨量、日降雨量等)，在閾值計算中真正缺乏的是短歷時降雨量數據(1hr降雨量、30min降雨量、10min降雨量等)。在確定的泥石流流域內，不同時間單位的特征雨量依然存在一定的相似規律，如日降雨量隨海拔變化的關系與1hr降雨量隨海拔變化的關系之間存在可以相互借鑒的規律。因此在短歷時雨量資料短缺地區(即預警區)建立起的日降雨量隨海拔變化的關系式經修正后可以應用為1hr降雨量隨海拔變化的關系式；第二、暴雨泥石流的發生需要滿足地形地貌、碎屑固體物源、水源3項條件，具體分別是有利于貯集、運動和停淤的地形地貌條件，有豐富的松散土石碎屑固體物質來源，以及有短時間內可提供充足的水源和適當的激發因素。當前兩項條件能夠確定或者相對確定時，泥石流發生的水源條件就基本可以確定。因此，一個與預警區地形地貌條件與碎屑固體物源條件相同或相近似的泥石流流域也會具有與預警區相近似的發生泥石流的水源條件。那么從成熟的泥石流研究區選取這樣一個地區作為類比區，則能從類比區的雨量數據資料中獲取預警區數據資料中用于計算其泥石流雨量閾值所必需但缺乏的數據資料。

基于上述原理，本發明泥石流預警方法具體操作是：

步驟S1、預警區現場調查與雨量監測站點布置

對預警區進行一般流域調查，并根據地形特征在預警區內布置雨量監測站點、安裝泥石流預警系統；

步驟S2、類比區選擇確定

分析預警區的基本條件特征，并根據分析結果從成熟的泥石流研究區中選取確定至少一個與預警區基本條件相同或相近似的研究區作為類比區；

步驟S3、確定泥石流預警系統預置雨量閾值