WRF模型在山洪灾害预警预报中的试验应用

为了给无气象观测资料地区提供气象数据,提高定量降雨预报的精度。利用中尺度WRF模式建立了面向长江流域的降雨自动化预报系统,该系统分为气象数据自动下载、模式预报和产品输出3个主要部分,且其运行和产品处理全部实现了自动化。对系统2012年11月至2013年2月的预报能力进行了检验,结果表明,WRF模式能较好预报降水的时间演变,24 h晴雨预报、一般性降雨预报和小雨预报的TS评分较高。个例分析表明,WRF模式能较好地预报降水的时空演变特征,但对极端降水的时空变化特征预报还有欠缺。该系统实现了精细化和定量化的防洪降雨预报,可使预报结果与洪水预警相结合,为山洪灾害预警平台的搭建提供了技术支持。     

基于临界雨量的山洪灾害预警技术试验研究

为研究适用的山洪灾害预报预警技术,选定湖南临湘市为试验区,应用统计分析法拟定试验区各预警分区的临界雨量值,并采用当前国内外最新的定量降雨预报技术,引入WRF数值预报模式开展了定量降雨预报。在综合考虑试验区临界雨量、实测雨量和预报雨量基础上,提出了针对山洪灾害的三级预警技术应用方案（“内部告警”、“准备转移”及“立即转移”）。2014年汛期（5~9月）对该方案进行了实时试验。试验结果表明,该时段并未出现符合山洪预警条件的现象,与实际灾害灾情报告一致。针对试验区的临界雨量拟定及山洪预警技术应用方案适用可行,可为类似山洪灾害防治地区提供借鉴。     

水库与山洪灾害防治协同预警模式

山洪灾害防治工程措施与非工程措施是山洪灾害防治相辅相成的两大支撑,作为传统意义上工程措施的水库工程,近年来通过除险加固、法规建设、管理体制改革等一系列途径,其水情、雨情、工情监测技术不断完善,监测预警系统日趋优化,风险管理意识与应急预案的可操作性逐步加强,已具备了相当的非工程措施功能。在充分发挥水库工程非工程措施功能与优势的基础上,通过水库工程水雨情测报系统及大坝安全监测系统与山洪灾害防治非工程措施的对比分析,尝试将水库重要信息与山洪灾害防治非工程措施实施关键环节进行共享与融合,提出了水库工程安全监测系统与山洪灾害防治预警系统的协同预警模式,为实现水库工程与山洪灾害非工程措施的信息共享和协同预报奠定基础。     

无线山洪预警解决方案

无线山洪预警系统可通过GPRS数据、文字短信息、调频广播等方式进行预警发布。通过对监测信息采集分析,选取适宜的预警程序和方式,将预警信息传送到山洪可能危及的区域,从而使该区域根据山洪灾害防御预案,及时采取预防措施,最大限度减少人员伤亡。     

浅谈山洪灾害预警系统设计

山洪灾害是指由山洪暴发而给人类社会带来的危害,包括泥石流、山体滑坡等,由于其具有突发性、危害性大等特点,一旦发生,会给人民生命及财产等带来巨大的损失,因此,在山洪灾害调查的基础上,做好山洪灾害预警等工作是十分重要的。文章从系统的组成、预警的流程及信息的发布等方面论述了山洪灾害预警系统的设计,对其中的关键点提出了看法和建议。     

山洪灾害预警指标分析

文中以辽宁省葫芦岛市建昌县为例,分析了山洪灾害的成因及特点,并进行了山洪灾害预警指标的分析和计算。采用水位-流量反推法计算出相关流域的临界雨量,从而确定相应村落的告知、警戒、紧急转移雨量值。     

宁国市城区山洪灾害预警分析

在对宁国市城区历史洪水调查的基础上,根据宁国市城区的防洪现状和流域特点,利用安徽省山洪及洪涝灾害调查评价信息平台,选择典型洪水为代表洪痕进行山洪灾害分析评价,计算得出成灾水位、成灾流量及预警雨量:宁国站水位达47.5m,流量达2050m3/s,宁国市城区有可能发生洪灾,为当地防汛抗洪提供参考依据。     

基于降雨时空不确定性的山洪灾害三级预警模式

为提高山洪灾害预警精度,以栾川流域为例,根据基尼系数和峰值雨强位置系数,概化包括偏前均匀型、偏后集中型等9种特征雨型,并通过总雨量重现期和峰值雨强条件概率,确定各种雨型的峰量关系,设置降雨重心从上游到下游偏移的5种降雨空间分布情景。在此基础上,探讨降雨时空分布不确定性对临界雨量的影响,建立临界雨量数据集,构建三级临界雨量预警模式,并通过4场雨洪资料对该预警模式进行检验。结果表明：当前期影响雨量为0.2W_m(W_m为流域最大蓄水量)、降雨重心在中游时,偏前均匀雨型比偏后均匀雨型24 h临界雨量大17.52%～23.87%,偏后均匀雨型和偏后集中雨型的临界雨量范围相差5.19%～6.53%;前期影响雨量为0.5W_m时,情景1(降雨重心在上游)对应的12 h临界雨量比情景5(降雨重心在下游)大31.61%～48.94%,流域降雨时空分布对山洪灾害预警影响显著。因此,所构建的考虑降雨时空不确定性的三级预警模式运行结果合理可靠,可为其他中小流域的山洪预警提供技术参考。     

预警预报系统在防御山洪灾害中的应用

雨、水量自动测报预警系统是在计算机的监控下,利用有线或无线通讯设备,配备必要的传感器和数据采集终端,对水文参数进行自动采集、传输、处理和实施实时洪水预报及水库优化调度等内容的自动化系统。阿勒泰市水、雨量自动测报预警系统建成并投入运行以来,提高了流域内暴雨洪水信息采集、传输、处理和洪水预报的时效性和准确性,为各级政府防汛抗洪指挥决策提供了更加科学的依据,为防灾、抗灾、救灾争取了时间,从而达到有效地防御洪水灾害,最大限度地减轻洪涝灾害损失的目的。     

云南省山洪灾害防治非工程措施项目建设综述

云南省山洪灾害频发,防灾避险任务艰巨。通过2009~2015年山洪灾害防治非工程措施项目建设,查清了省内流域暴雨特性、人员分布、社会经济和历史山洪灾害情况,划定了山洪灾害防治区和危险区,评价了防洪现状,明确了避灾转移路线和临时避险点;建设完成覆盖全省的山洪灾害监测预警平台和预警信息管理系统,实现防汛抗旱指挥系统网络互联互通和监测预警信息的实时共享,创造性地构建了适合云南省情的山洪灾害防治体系,探索了不同区域山洪灾害群测群防体系特点,延伸和扩展了国家防汛抗旱指挥系统,发挥了显著的防灾减灾效益。今后还将进一步完善硬件、软件实力,开展多层面的研究,使山洪灾害防治得到有序、良好、持续的发展。     

基于熵权法的模糊物元模型在山洪防御能力评估中的应用

针对我国山洪灾害评估工作的需求,运用信息熵与模糊物元理论开展区域山洪防御能力评估研究。遴选山洪防御能力中关于风险性、基础应灾能力、监测预警能力和群测群防能力的16项指标构建评估体系,引用熵权法计算指标权重,采用模糊物元方法建立山洪防御能力评估模型。以历史灾情为基础验证资料,分析风险层指标的模型输出结果,后推广至山洪防御能力综合评估中,并与层次分析法评估结果进行对比。结果表明:德宏州各县域的山洪防御能力由高到低的排序为瑞丽市、陇川县、梁河县、盈江县、芒市,其中仅芒市山洪防御能力等级为低等水平,其余县域为中等水平,并与层次分析法评估结果一致。该模型计算简单、结果合理,实用性较强,适用于多因子评估问题。研究成果为我国山洪防御能力评估提供了新方法。     

基于大数据的省级山洪预警平台开发

基于大数据的山洪灾害预警信息系统以大数据技术、空间数据库技术和计算机网络技术为依托,建立了山洪灾害防治数据库系统、决策技术支持服务系统。以湖南省山洪灾害预警系统为例,系统的成功建设加快了山洪灾害防治信息化进程,为决策部门提供科学决策依据,为公众提供山洪预警服务。     

我国山洪灾害防治技术研究综述

针对我国防洪减灾工作中亟待解决的山洪灾害问题,总结了国内山洪灾害防治技术的研究成果,从山洪灾害的成因、预测预报技术、预警技术、监测预警系统建设、灾情风险评估技术、形成机理、防治区划及防治对策等7个方面对我国山洪灾害防治技术主要成果进行分析,探讨了当前存在的不足及今后研究的方向。     

上高县山洪灾害监测预警系统设计

上高县是山洪灾害多发易发区。本文根据上高县山洪灾害诱发成因和特点,设计了上高县山洪灾害监测预警系统。系统功能实现了全面实时水雨情监测、快速准确分析预警等级、实时直观展示灾情状态、提供防灾减灾辅助决策与处理。系统的实施将全面提升上高县防汛减灾服务水平,最大限度减少山洪灾害给当地人民造成的生命伤亡和财产损失。     

基于强化学习的海南岛山洪灾害易发性评估

采用多重共线性分析和极致梯度提升模型确定海南岛山洪灾害影响因子,提出了基于SAC强化学习算法的海南岛山洪灾害易发性评估模型。采用敏感性、特异性等指标和受试者工作特征曲线,将强化学习模型评估结果与卷积神经网络和深度神经网络模型评估结果进行对比。结果表明：强化学习模型具有较高的准确性和可靠性,测试数据集AUC指标达到0.931,高于卷积神经网络和深度神经网络模型的评估结果,可为海南岛山洪灾害风险评估提供科学依据。     

基于河道控制断面选取的山洪成灾流量修正

在山洪灾害分析评价工作中,采用不同河道断面作为控制断面时,根据曼宁公式计算的相应于成灾水位的成灾流量存在较大差异,对此提出了利用水力半径对水位流量关系进行修正的方法。通过取不同控制断面水力半径平均值,利用各个控制断面的湿周,得到修正后的控制断面面积,进而计算出修正后的流量,取各个断面修正后的流量均值或最大值作为计算成果。利用能量法计算了河段的平均流量,并与修正后的成灾流量进行对比。以湖北省宜昌市桥边镇桥边河河段和该镇松门溪河段为例进行了流量对比分析。两河段修正后的成灾流量分别为739.1 m~3/s和94.6 m~3/s,与能量法得到的成灾流量接近,表明根据水力半径对流量修正的方法具有一定的合理性。     

基于极端降水概率分布的山洪灾害预警指标估算模型研究

针对山洪灾害预警指标确定方法中产汇流机制复杂,多参数不确定性影响因素较大的问题,依据极端降水与山洪灾害内在响应联系,提出以GPD分布为基础耦合小流域内自然因素和人为因素,构建基于极端降水概率分布的山洪灾害预警指标估算模型。选取裴河小流域夏湾组为研究对象,采用时段特征雨量检验法和水位流量反推法与模型计算结果进行对比分析。结果表明:该模型简化预警指标确定过程,合理推求山洪灾害预警指标范围,削弱多参数不确定性影响,计算结果安全可靠,适用于山洪灾害预警预报。基于极端降水概率分布的山洪灾害预警指标估算模型完善预警指标计算理论体系,为山洪灾害预警预报提供技术支撑和经验参考。     

基于模糊综合评价法的大同市山洪灾害风险评价

针对大同市山洪灾害风险性评价研究的不足,结合模糊综合评价法、层次分析法与GIS法三种方法的优势,对大同市进行山洪灾害风险评价。根据大同市地理环境及区域概况,选择降雨强度、强降雨频率、地形起伏度、河网密度、植被覆盖率、人口密度、GDP密度、农田面积比和矿区面积比9个影响因子构建因素集,选用降半梯形函数计算隶属度,采用层次分析法计算各因素的权重。以栅格数据为基础,利用GIS的空间分析功能,完成风险评价过程。评价结果表明,大同市极低风险区、较低风险区、中等风险区、较高风险区、极高风险区占全市面积的比例分别为36.86%,32.43%,14.69%,8.77%,7.25%。用历史山洪灾害数据对评价结果进行验证,表明评价结果与当地实际风险程度基本一致,可以作为大同市山洪灾害防治与管理的参考依据。