基于水文过程的泥石流预报中前期有效降水量的确定方法

前期有效降水量是泥石流预报的一个关键因子,但是确定此关键因子的常用方法存在参数取值过于人为主观化的问题。为解决这一问题,提出利用模拟降雨截留、入渗和蒸散发等水文过程的方法确定泥石流预报中的前期有效降雨量,并利用基于流域水土耦合机制的泥石流预报系统预报四川省在2013年7月9日的泥石流灾害来检验该方法。结果表明:利用水文过程模拟方法确定的前期有效降水更适用于泥石流预报,泥石流预报的漏报率比常用的降雨衰减经验公式低21.1%,能更好地为泥石流防灾减灾服务。

基于Logistic回归及前期有效雨量的降雨诱发型滑坡预测方法

滑坡预测预报一直是国内外滑坡灾害研究的重点。且多数滑坡均属降雨诱发型。为此将降雨诱发型滑坡的研究列为重中之重。但是,降雨与滑坡发生的关系不仅密切,而且非常复杂。除降雨外,还涉及到地质、气象、水文、土壤等多个学科。因此,至今尚未总结出一种对降雨诱发型滑坡进行定量预测预报的成熟方法。文章将Logistic回归模型与前期有效降雨量结合,形成一套对降雨诱发型滑坡进行定量预测预报的方法。并以长江三峡地区为例进行了检验,效果较好。

基于前期有效雨量的山洪灾害临界雨量探讨

从山洪灾害形成的条件入手,分析了广东省瑶安小流域1958-2011年发生的10场山洪灾害雨量资料,认为降雨是该区山洪灾害的重要诱发因素,且灾害发生当日降雨量与前4d有效雨量之间关系最为密切。利用该两者之间关系分别作出了警戒雨量和转移雨量基准线,分析了该地区山洪灾害形成的警戒雨量和转移雨量,探讨该区山洪灾害形成的临界雨量条件。

香溪河流域降雨产沙分形关系及前期有效降雨计算

为探讨流域前期有效降雨量计算的新方法,依托香溪河流域兴山水文站1974—1989年264场次降雨产流产沙资料,研究了流域次降雨产沙频度与降雨量的关系,采用分形理论与方法,并基于产沙累积频度-降雨量分形关系,推导出流域前期有效降雨量计算方法,且试算了流域前期有效降雨。结果表明:香溪河流域次降雨引起产沙累积频度与降雨量之间遵循分形的幂指数关系,在2个降雨量范围内具有不同的标度指数;按照幂指数关系拟合的产沙累积频度与降雨关系线交点处的降雨量,发现引发78%左右的产沙累积降雨阈值上边界;在香溪河流域,降雨发生前0,1,3,5,7 d的5个时间段累积降雨量阈值分别为26.6,29.2,35.3,43.2,47.8 mm;基于累积产沙频度-降雨量分形关系计算流域前期有效降雨的方法能更加反映真实情况。

喀斯特地区地表侵蚀产沙对前期有效降雨的响应

以关岭享乐小流域为研究区,利用分形分布理论计算流域前期有效降雨量,分析喀斯特地区地表侵蚀产沙的发生与前期有效降雨的关系。结果表明:喀斯特地区地表侵蚀产沙事件的累积频度和降雨量、产沙事件的累积降雨阈值和降雨时段之间均遵循分形分布的幂指数关系。利用分形分布理论结合喀斯特流域降雨、产沙情况可建立流域前期有效降雨模型,该模型计算出的流域产沙发生时的前期有效降雨量较传统模型更加符合实际。将日降雨量与有效前期降雨量结合可以确定喀斯特流域发生侵蚀性降雨产沙的降雨阈值,对喀斯特流域侵蚀产沙发生的预测具有重要意义。

武都区北峪河流域泥石流成灾前期有效降雨量研究

对武都区北峪河流域泥石流的形成条件进行详细阐述。调查了区域内历次山洪、泥石流灾害发生时间以及发生泥石流灾害前的相关降雨量数据,通过对该区域的气象水文资料研究和成灾降雨量规律的统计,发现泥石流发生时过程降雨量与时间呈对数关系的规律,并利用该规律对泥石流成灾过程降雨量进行了拟合,分析了拟合的精度,利用拟合的成灾过程降雨量计算出成灾前期有效降雨量。进一步对降雨规律和成灾前期有效降雨量分析得到,该区域雨水主要以暴雨方式进行降落,当前期有效降雨量超过20mm时,发生泥石流灾害的概率比较大,应该进行泥石流灾害预警。

基于前期有效降雨量推求山洪灾害临界雨量

为推求修水县全丰镇、白岭镇山洪灾害临界雨量,分析山洪暴发当日最大1、3、6、24h降雨和前5d逐日有效降雨量相关性,构建临界雨量计算模型,并结合山洪灾害调查评价成果验证分析,求得1h和24h临界雨量与调查评价结果相比分别偏小17%~32%、偏大6.6%,表明成果基本可靠。该成果可为山洪灾害防御实践提供借鉴。

基于降雨与滑坡频度分形关系的前期有效降雨估算模型分析

绝大多数天然状态下的边坡岩土体处于非饱和的稳定状态。但在经历一定时间的降雨后,原本稳定的边坡可能会发生不同情况的失稳现象。经过大量针对前期降雨量统计与边坡灾害发生频度之间关系的分析,发现边坡失稳往往出现在持续性降雨之后,因此,针对前期有效降雨量的统计方法研究对于边坡稳定性分析及边坡治理方式有较为重要的意义。

站点密度对泥石流当日雨量和前期有效雨量计算的影响

研究气象站点密度在当日雨量和前期有效雨量因子内插中的影响程度，对提高对这2个因子的内插精度有重要的意义。本文针对我国东南地区87个泥石流灾害点和207个站点的降水资料，建立站点密度在5％～100％间变化的空间采样方案，采用反距离加权法（IDW）计算不同站点密度下泥石流灾害点的当日雨量和前期有效雨量。利用分位数方法对站点密度与当日雨量和前期有效雨量的关系进行分析，结果表明：诱发泥石流灾害的当日雨量和前期有效雨量的内插值，均随着气象站点密度的降低呈减少趋势；前期有效雨量的内插值相对于当日雨量的内插要稳定一些。在站点密度大于5％的情况下内插的前期有效雨量可以保持60％以上的雨量值，而当日雨量只大于30％。

基于敏感性分析的最优降雨阈值选择

降雨变量的选择对于降雨阈值模型精度至关重要。以秦巴山区2001~2020年2760个降雨型滑坡和日值降雨数据为例,首先对降雨站构建泰森多边形,实现滑坡与致灾降雨相对应,共获得1053例致灾降雨和283,446例非致灾降雨,以此为基础,通过当日降雨量(R)和前期有效降雨量(EAR)构建降雨阈值模型;其次,为选择恰当的变量EAR,使用5种有效降雨量模型在不同参数k下生成201种待选的EAR,通过构建直方图获得EAR在致灾和非致灾降雨序列中的概率:P(EAR|L),P(EAR|NL),通过贝叶斯公式计算得到降雨致灾的条件概率和先验概率:P(L|EAR),P(L);之后分别使用4种降雨变量选择方法确定最优的EAR,其中:基于散度的和基于信息增益的敏感性分析(DGSA,GGSA)通过计算P(EAR|L)和P(EAR|NL)之间的散度和信息增益进行变量选择,基于条件概率的相关性分析通过计算P(L|EAR)和P(L)的曲线下面积差进行降雨变量选择,Pearson相关性分析通过计算EAR和P(L|EAR)之间的相关性系数进行降雨变量选择;为验证4种降雨变量选择方式的合理性,同时使用两种线性分类器和两种非线性分类器直接构建R-EAR型降雨阈值,以平均正确率对降雨变量选择方法进行验证。分析和统计结果表明:(1)研究区92.15%的滑坡由降雨诱发,46.59%的降雨型滑坡由暴雨直接诱发,68.95%的降雨型滑坡由暴雨直接或间接诱发,表明暴雨是降雨型滑坡的主要诱因;(2)通过DGSA和GGSA计算得到的降雨变量重要性系数与阈值模型的性能之间存在显著的线性递增关系,线性相关性在0.98以上,表明可以通过敏感性分析进行降雨变量选择,达到构建最优降雨阈值模型的目的;(3)相较于Pearson相关性分析,在降雨变量与灾害发生频率呈非线性的情况仍可以使用DGSA和GGSA进行降雨变量的选择。

中国诱发滑坡的降水极端性特征及变化趋势

极端降水往往会造成滑坡灾害,但关于引发滑坡灾害的极端降水特征量化评估研究仍不足。本文基于近20年(2000—2019年)的中国地面观测站点降水数据和2014—2018年历史滑坡灾害个例数据,运用百分位数、标准化距平和Mann-Kendall方法分析诱发滑坡的极端降水特征,初步揭示了滑坡灾害与极端降水间的关系,探讨了近20年来中国范围内的极端降水与滑坡灾害的时空分布特征及变化趋势。结果表明:(1)诱发滑坡灾害的不同时间尺度降水绝大部分都存在极端性特征,导致滑坡灾害的发生一般是一年之中某个时间尺度内出现了极端性累积降水;(2)异常性降水是滑坡灾害的关键诱发因素,绝大部分滑坡灾害点的前期过程有效雨量均超出气候平均2σ以上,具有明显的降水异常性;(3)近20年以来中国遭遇极端日降水和过程降水事件的次数整体呈现增长趋势,而不同区域内的极端降水变化特征存在较大差异,除了黄淮、云南、华南东部的部分地区存在减少趋势以外,其他大部地区的极端日降水、极端过程有效降水事件发生频次均呈增多趋势。本研究成果揭示了诱发滑坡灾害的触发因素和极端降水事件的变化趋势,可为基于极端降水的滑坡预报预警提供科学依据。

降雨型泥石流临界雨量定量分析

利用Logistic回归模型对当日雨量和前期有效降雨量进行回归分析,形成了一整套对降雨型泥石流临界雨量进行定量分析的方法,并在辽宁省岫岩县进行了试用。在收集灾害发生当日各雨量站点雨量数据的基础上,采用等值线法将点雨量转变成面雨量,从而获得灾害发生对应雨量,进而采用向前顺推的办法获得灾害未发生时所对应降雨量,并利用Logistic回归模型确定最佳雨量计算天数。然后,基于Logistic回归模型对灾害发生及未发生样本对应的当日雨量和前期有效降雨量进行回归分析,有效降雨量系数分别采用了经验值(0.84)和利用岫岩雨量、水文数据计算得到的实际数值(0.61)。分析结果表明,该方法具有较好的分类效果,可对于泥石流灾害做到了定量化预测,利用两种有效降雨量系数计算得到的结果都具有较好的预报效果。

贡嘎山东坡磨西河流域泥石流暴发的临界雨量值初探

在实地调查和前人研究的基础上,查明了贡嘎山东坡磨西河流域内泥石流沟的分布状况、暴发规律及危害特征等;并根据近20年来流域内发生的典型泥石流灾害,分析了泥石流发生前的降雨过程,发现磨西河流域内泥石流发生的当日雨量和前6 d有效雨量之间具有明显的幂函数关系,据此以泥石流发生的当日雨量和前6 d有效雨量为指标,初步探讨了磨西河流域内泥石流暴发的雨量值。

泥石流灾害多元信息耦合预警系统建设及其应用

将Logistic回归模型和前期有效降雨量引入到地质灾害预警领域,结合泥石流灾害危险性评价,形成了一整套较完善的泥石流灾害多元信息耦合预警体系,并基于MAPGIS平台经二次开发建立了泥石流灾害预警系统。在综合分析雨量和地质环境因素的基础上,提出了危险等级自动划分方法,从而实现了对泥石流等降雨诱发型地质灾害的定量化时空自动预报。基于该系统,在辽宁省鞍山市开展了泥石流灾害预警预报工作。

浙江省泥石流与降雨历时关系研究及应用检验

灾害发生与降雨关系的研究是泥石流预警预报研究的核心内容,传统的研究在影响泥石流发生的前期有效降雨历时的选择上存在较大的随意性和主观性。以浙江省已发生的193条泥石流为样本数据,基于降雨历时始算时间的三种定义,对泥石流发生与降雨历时之间的关系进行了统计分析,认为浙江省泥石流总体上与2 d短历时强降雨关系密切。其中,台风期泥石流主要由2 d降雨引发,影响泥石流发生的降雨历时一般不超过10 d;梅雨期泥石流主要由3 d降雨引发,影响泥石流发生的降雨历时一般不超过15 d。基于上述结论,进行了台风期泥石流临界雨量的计算,并选择"云娜"台风期间发生的18处沟谷泥石流作为检验样本进行检验,证明效果较为理想。

汶川震区暴雨泥石流激发雨型特征

汶川地震后暴雨诱发的泥石流不断增加,通过收集整理降雨资料,分析汶川震区不同地域泥石流暴发的激发雨强及前期有效累计降雨量变化过程,揭示震区暴雨泥石流的激发雨型特征,为暴雨泥石流的预报提供科学依据。研究结果表明,汶川震区的暴雨泥石流激发雨型可分为短期突然降雨型、中期持续降雨型和长期间断降雨型3种类型,主要表现为引发泥石流的激发雨强及前期有效累计降雨量的不同。暴雨泥石流的形成机制体现为降雨导致流域内松散土体渗透、饱和及侵蚀移动的过程。激发雨型与激发雨强及前期有效累计降雨量存在相关关系,短期突然降雨型的激发雨强最大,前期有效累计降雨量最少;中期持续降雨型的激发雨强居中,前期有效累计降雨量最多;长期间断降雨型的激发雨强最小,前期有效累计降雨量居中。对四川茂县叠溪镇新磨村突发山体高位垮塌碎屑流进行验证,初步判定是由长期间断降雨型引发岩体抗剪强度降低而引起的。对不同激发雨型特征的研究能够为汶川震区泥石流监测预警提供科学依据。

浙西南丘陵山区沟谷泥石流降雨特征分析

浙西南丘陵山区沟谷泥石流均为暴雨型泥石流,降水是诱发泥石流灾害的主要因素。通过对暴雨与泥石流发生的时间关系分析,认为泥石流发生主要有两种类型:一是当日降雨量直接激发泥石流,另一种是泥石流发生在有一定前期降雨的积累,并利用雨量站观测资料对这两种类型泥石流发生时的降雨特征进行了详细分析,以为泥石流灾害的防治提供依据。

理性预期下宏观经济政策真的无效吗

本文在对理性预期模型评述的基础上,通过将宏观经济政策的有效性分为前期有效、当期有效与后期有效后发现,即便是在理性预期理论框架下,宏观经济政策总体上都是有效的,不同的是,在理性预期理论框架下,宏观经济政策仅表现为前期有效。在经验证据上,本文分别以我国和美国的相关实际数据为样本,利用实证分析的方法检验了货币政策的有效性。分析结果显示,我国的货币政策不仅是前期有效的,而且后期也是有效的,相比而言,美国的货币政策却表现出前期有效、后期无效的特点。究其原因,两者的差异主要在于政策信号传递以及公众对货币政策预期形成的方式不同,但无论公众对宏观经济政策的预期的形式如何,它都会对宏观经济经济运行产生影响,经济政策都是不可或缺的。

浙西南丘陵山区沟谷泥石流降雨特征分析

浙西南丘陵山区沟谷泥石流均为暴雨型泥石流，其形成条件中沟谷地形和松散物质条件相对稳定，降水是诱发泥石流灾害的主要因素。分析、研究、统计不同区域降水与泥石流的关系是开展区域性泥石流预报和防治的重要步骤。文中从暴雨和泥石流发生时间关系分析，认为主要有两种：一种是当日降雨量直接激发泥石流，一种是泥石流发生在有一定前期降雨的积累，并利用雨量站观测资料对这两种类型的泥石流发生过程进行了详细分析。

基于水文-气象阈值的区域降雨型滑坡预测研究

目前区域降雨型滑坡预测主要依赖降雨阈值开展,然而从降雨诱发滑坡机理可知,除降雨入渗导致的土壤含水量变化外,降雨入渗前的土壤含水量也是影响边坡失稳的重要因素,无法考虑降雨入渗前的土壤湿度情况,被认为是降雨阈值在滑坡预测中表现差的主要原因。针对这一问题,本文以四川省都江堰地区作为试验区域,提出考虑前期土壤湿度的区域降雨型滑坡预测思路,通过统计分析历史滑坡数据,构建了基于前期土壤湿度和近期降雨情况的水文-气象阈值模型,其中前期土壤湿度情况由改进的前期有效降雨指数刻画,近期降雨情况由最近的累积降雨量表示。试验结果表明:在试验区域的降雨型滑坡预测中,水文-气象阈值模型表现出较好的命中率和较低的误报率。本文构建的水文-气象阈值模型,可同时考虑前期土壤湿度和近期降雨对滑坡发生的影响,模型所需数据少、所用方法简单易操作且预测性能较优,适合在区域降雨型滑坡预测中推广应用。