基于降雨径流关系的山洪动态临界雨量计算研究

为解决初始土壤含水量不确定性给山洪快速准确预警带来的难题,实现山洪临界雨量的动态计算,以初始土壤含水量、降雨量和径流深之间的指数型关系为基础,构建考虑初始土壤含水量的降雨径流关系,并通过试算法得临界雨量。以陕西省子洲县岔巴沟流域为典型区域,构建同历时降雨初始土壤含水量和临界雨量间的响应关系曲线,用1980—2019年间的21场降雨数据进行验证。结果表明:临界雨量计算准确率为85.7%,因此基于降雨径流关系的山洪动态临界雨量计算方法具有一定可行性。

基于API模型的辽宁省山洪小流域动态临界雨量预警指标计算

为提高辽宁地区山洪小流域雨量预警的精准度,结合API模型对山洪小流域1h动态临界雨量指标进行确定,并结合鞍山地区文家街水文站历史场次洪水对确定的预警指标进行检验。结果表明:API模型可综合考虑土壤湿度、降雨累积量、雨强等因素对山洪预警的影响,可解决统临界雨量法对山洪灾害影响因素考虑不足的问题。1h预警合格率可达到77.8%,具有较好的预警效果。

基于动态临界雨量的山洪灾害预警技术研究

山洪预警预报是减少山洪灾害损失的重要方法,准确估算临界雨量是山洪灾害预警的关键。以坡底流域为例,基于新安江水文模型,综合考虑前期土壤饱和度、前期河道流量与产流面积,研发了山洪灾害动态临界雨量计算模型,可逐时输出1、3、6、12、24 h这5种历时的I-IV级的山洪灾害临界雨量。检验结果表明,构建的模型可以很好地模拟出坡底流域的洪水过程,模型模拟场次洪水过程的确定性系数均在0.67以上,对山洪预报准确率达到83.3%;山洪灾害临界雨量阈值随前期降水、前期河道流量、产流面积等的变化而发生改变,相比静态临界雨量,逐时滚动输出的动态临界雨量阈值更符合实际,可对山洪灾害预警预报业务提供支撑。

基于API水文模型的动态临界雨量山洪预警方法及应用

基于API水文模型的动态临界雨量计算方法及山洪预警技术,考虑前期影响雨量、累计雨量、降雨强度及降雨分布等因素对山洪灾害的共同作用,建立不同时间尺度(1、3、6h)下各影响因素与临界雨量之间的关系。将该方法应用于英那河流域山洪预警的动态临界雨量计算,并与其他临界雨量山洪预警方法进行比较。结果表明,基于API水文模型的山洪预警方法预警准确率较高,可用于山洪预警,并能为其他中小流域的山洪预警提供技术参考。

基于中国山洪水文模型的动态临界雨量研究及应用

以中国山洪水文模型为基础,综合考虑前期影响雨量、累积雨量、降雨强度及雨型分布、地形地貌等因素的影响,提出了基于分布式水文模型的小流域动态临界雨量预警指标分析方法。以四川省不同水文分区3个典型小流域(赶场、西宁和新生流域)为例,评估了该指标用于小流域山洪预警的精度。研究表明:(1)中国山洪水文模型在研究区内具有较好的适用性,3个小流域率定期和验证期的山洪模拟合格率均在90%以上;(2)以1h、3h和6h为预警时段,赶场、西宁和新生流域的临界雨量分别为20~250mm、12~160mm、6~140mm;(3)不同预警时段下,3个小流域山洪预警的合格率达到80%以上。研究成果可为小流域山洪预警提供理论支持和技术支撑。

基于动态临界雨量的小流域山洪灾害分级预警

临界雨量方法在山洪灾害预报预警中应用广泛,然而传统的临界雨量方法以静态临界雨量为主,且无法判别山洪灾害的风险等级。本文发展了基于动态临界雨量方法的山洪灾害分级预警方法,并在福建闽江下游小流域进行应用。方法采用人工神经网络构建成灾流量与风险因子间的统计关系,进而获得无资料地区成灾流量的空间分布,并根据历史重现期划分不同山洪风险等级,得到对应风险等级的临界流量和临界雨量。结果表明:通过考虑流域前期湿润状况,该方法能够显著延长山洪灾害预警的预见期,有效提升对山洪灾害的监测预报能力。此外,相比于传统山洪预警方法,山洪风险等级的划分使得该方法更适用于山洪灾害风险预警的业务应用。

不同土壤含水量的动态临界雨量拟定方法研究

由于资料缺乏和对临界雨量分析不足等问题,部分山洪防治地区山洪预警效果不佳。基于流域降雨径流关系,结合流域土壤含水量和前期实测降雨量,计算了河道洪峰流量达到安全泄量所需的下一时段降雨量（临界雨量）;并以最小二乘法准则拟合前期实测降雨与临界雨量之间的函数关系,建立了不同土壤含水量等级下的动态临界雨量计算函数。依据试验流域隽水1964-2014年共38场具有代表性的典型洪水过程资料,对所建立的动态临界雨量计算函数进行检验,并开展山洪预警试验,合格率达到94.7%。表明该方法用于山洪预警在技术上是可行的。

山洪灾害动态临界雨量确定方法研究

本文针对大部分山洪灾害易发小流域缺少资料的特点,尝试研究了无资料小流域山洪灾害动态临界雨量的确定方法。本文的山洪灾害预警指标计算理论依据充分,解决了国内山洪灾害预警指标计算结果普遍不能直接用、需要结合专家经验进行判断的问题,可以为无资料地区山洪灾害临界雨量计算提供参考。

动态临界雨量确定方法在山区性中小河流中的应用

基于API模型的动态临界雨量确定方法,是以前期影响雨量P_(a)作为参变量,建立流域已降雨总量∑P与山洪致灾临界雨量I_(t+1)的三变数相关图。采用基于API水文模型的动态临界雨量确定方法,建立前期影响雨量、累积降雨量和临界雨量的关系,通过查图的方式查算不同前期影响雨量下,某一时段累积降雨量对应的下一时段的临界雨量值,并在重庆市不同地区山区性中小河流进行了应用检验。结果表明:该方法综合考虑了前期影响雨量、累积降雨量、降雨强度及降雨分布的影响,使用简单,在山区性中小河流应用预警成功率较高,基本达到了预警预报的防灾减灾目的,能为山区性中小河流的山洪预警预报工作提供技术参考。

无资料地区山洪预警动态临界雨量计算

文章基于水位流量反推原理,以辽宁西部某无资料地区山洪为研究实例,计算该区域山洪预警的动态临界雨量,并结合二维水动力学模型对区域山洪进行了淹没范围分析。分析结果表明:水位流量反推方法可较好的解决无资料地区山洪预警动态临界雨量的计算问题,确定的不同时段临界雨量和区域实际情况较为吻合。山洪淹没分析可确定淹没水深和淹没范围,成果可为山洪预警和防洪决策提供重要依据。

基于分布式模型的多维动态临界雨量山洪预警研究

根据国内外山洪预警预报技术的最新进展,提出了以HEC-HMS模型为基础,考虑土壤含水量和起涨水位的多维动态临界雨量山洪预警方法。结合上流水文站1993~2003年实测资料,率定HEC-HMS模型参数,确定预警时间、预警流量以及雨型分配等关键因素,计算多维动态临界雨量,建立了山洪动态预警方案,经过历史致灾洪水检验,结果可靠。

山洪灾害动态临界雨量分析

以位于山西省不同水文分区的三川河、昕水河和桑干河为例,对综合考虑前期雨量、累积雨量、雨强和雨型分布等因素的动态临界雨量预警指标分析法和山洪灾害预测模型的具体应用进行了分析,根据分析结果,对模型预警精度进行了评估。结果表明,该山洪灾害水文模型在山西典型水文分区具有较好的适用性,三个典型流域率定期及验证期内山洪灾害预测结果的合格率均较高;就理论分析结果来看,该模型在其他地区、流域山洪灾害预测方面具有普遍适用性。

山洪灾害雨量预警指标分析方法评述与展望

山洪灾害预警指标是山洪灾害预报预警的核心,我国现阶段主要采用经验法和水位流量反推法确定雨量预警指标,并逐步推广应用复合预警指标法和动态临界雨量法。在系统阐述国内外常用雨量预警指标分析方法及其特点基础上,针对山洪灾害预警指标分析中需考虑的降雨时空分布变化、高含砂水流、泥石流及其他不确定因素影响问题,提出今后雨量预警指标研究方向。

基于流域地貌的中小河流致洪动态临界面雨量阈值研究

构建基于流域下垫面地形地貌的中小河流致洪动态临界面雨量阈值移植技术,旨在提出一种解决无资料中小流域洪水预警方法。选取影响中小河流致洪的四个流域特征信息:面积、河道坡度、土地利用类型和土壤类型,建立基于流域土壤饱和度的致洪动态临界面雨量阈值与四个流域特征数据之间的指数模型;将指数模型移植至无资料或缺资料中小流域,根据待求的四个流域特征确定致洪动态临界面雨量阈值。选取我国东部亚热带季风气候区的淮河潢川流域、钱塘江屯溪与渔梁流域、太湖西苕溪与南苕溪流域五个中小流域为试验流域,以警戒洪水为例,结合流域长序列水文气象资料,基于GMKHM分布式水文模型分别推求出潢川、渔梁、西苕溪与南苕溪流域致洪动态临界面雨量阈值;依据建立的指数模型,推求确定屯溪流域致洪动态临界面雨量阈值,并与基于长序列水文气象资料反演出的动态临界面雨量阈值在屯溪流域35场典型洪水预警中的效果对比验证。结果表明,本研究构建的中小河流洪水致洪动态临界面雨量阈值模型与基于长序列水文气象资料的动态临界面雨量阈值反演模型在屯溪流域洪水预警效果相近,命中率为91.4%,对无资料中小河流洪水预报预警与山洪灾害预警均有一定的借鉴意义。

一种水动力与统计模型相结合的动态临界面雨量方法研究及应用

文章以内蒙古西部乌苏图勒河流域为范例,利用该流域2013—2014年逐小时降水和洪涝灾情资料,以及流域地形、土壤、土地利用等多源下垫面信息,构建了乌苏图勒河流域的径流—淹没模拟模型,并通过致灾过程的反演,建立了该流域不同气象风险预警等级(有一定风险、较高风险、高风险、很高风险)的动态临界面雨量方程。该方法的建立,对乌苏图勒河流域山洪灾害预警具有指导意义,也可为水文资料缺乏的流域确定致灾临界面雨量指标提供一种参考。

非线性时变增益模型在辽宁地区山洪预警动态指标确定中的应用研究

文章结合非线性时变增益模型分析辽宁东部不同条件下的山洪预警临界雨量,从而对不同时段(1h、3h)山洪预警指标进行确定。结果表明,该方法可综合考虑前期影响雨量、雨强、降雨分布特点以及降雨累积量对山洪影响,通过建立不同暴雨时段的临界雨量和各影响因素之间的关系,实现区域山洪临界雨量的动态计算,解决传统山洪预警指标确定不能考虑因素单一的局限。

基于大石桥地区山洪预警动态指标确定探析

文章采用时变增益模型分析了大石桥地区相同条件下的山洪预警临界雨量,结果表明:该方法在综合考虑降雨强度及其分布的情况下对山洪灾害的影响,根据不同时期降建立与之影响因素之间的关系,从而解决了传统山洪预警指标的不能考虑单一因素的局限性,为山洪预警指标的确立提供了科学依据。

基于新安江模型的山洪动态预警指标的确定与检验

文章基于新安江模型构建动态临界雨量曲线,实现区域山洪雨量动态预警,并对该方法进行适用性验证。分析表明:该方法可综合考虑雨强、前期土壤含水量与临界雨量之间的相关程度,适合于辽东南山区小流域山洪预警。

耦合不确定性的山洪灾害风险预警方法及应用

山洪灾害风险预警过程中各组分(数据、水文模拟、预警方法)的不确定性对山洪风险预警不确定性的影响机制尚不明确,缺乏定量组合分析理论与方法。本文提出了一种针对山洪灾害风险预警的耦合不确定性分析方法。该方法基于水文模型模拟及动态量临界雨量进行山洪灾害风险预警,并对预警过程中降水输入、水文模拟及山洪预警方法的不确定性及其组合不确定性进行分析。在福建闽江下游流域的应用结果表明,降水输入、水文模型径流模拟、临界雨量量化方法所导致的不确定性占总体不确定性的36%、24%及40%。在耦合不确定分析下,不同风险等级(Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ四个风险等级)对应的山洪灾害的发生概率平均分别为58%、65%、79%、81%。本研究发展的不确定性分析方法对于精准预报及科学防灾抗洪有着重要的实践意义。

基于山洪预警动态指标在辽宁地区中的应用

文章根据非线性时变增益模型,分析辽东地区相同条件下山洪灾害预警的临界降水量,从而确定不同时间段(1h、3h)的山洪灾害预警参数。结果表明,该方法综合分析了前期降水量、降水强度、降水分布特性及累积降水对山洪灾害的潜在影响,对区域山洪灾害的临界降水进行动态计算,通过将不同暴雨期的临界降雨量与不同的影响因素联系起来,消除了传统山洪预警指标不能由单一因素决定的制约。