基于中国山洪水文模型的山洪灾害预警指标实时动态分析

山洪灾害具有突发性强、成灾快、破坏力大、人员伤亡多等特点,被公认为是世界上危害最大的自然灾害之一。为提高山洪灾害预报预警精度,综合考虑小流域暴雨洪水特征、前期降雨、上游产汇流过程以及土壤湿度动态变化等因素的影响,基于中国山洪水文模型(CNFF)模型分析法和设计暴雨洪水实时反算法,提出了基于中国山洪水文模型的小流域防灾对象预警指标实时动态分析方法,分析了防灾对象不同土湿和典型预警时段长的临界雨量动态变化过程。以江西省东河流域为例,评估了动态预警指标的精度。研究表明：(1)中国山洪水文模型在研究区具有较好的适用性,率定期和验证期的平均径流深相对误差和洪峰流量相对误差均在15%以内,平均峰现时间误差在1.5 h以内,平均Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.76和0.8,场次雨洪模拟合格率在90%以上。(2)以东河流域南泊村典型灾害事件为例评估了动态预警指标应用效果,基于动态雨量预警指标的实时动态分析结果相比原山洪灾害调查评价中静态预警指标结果提前1~2 h预警,有效延长了预警预见期。研究成果可为小流域山洪灾害预警提供理论支撑和技术支持。     

山洪灾害分析评价若干技术问题浅议

介绍了山洪灾害示例制作概况和分析评价工作核心,在此基础上,根据山洪灾害分析评价示例制作情况,又介绍了分析评价中若干重要技术问题的处理方法。分析认为,评价工作中应当围绕人口—高程和水位—流量两条关键曲线,按照防灾对象的各级危险区人口分布、现状防洪能力、危险性等级分布以及山洪预警指标等山洪灾害分析评价核心内容,深入挖掘工作底图、基础数据及山洪灾害调查资料中有直接支撑作用的基础信息,分析小流域汇流时间,进行设计暴雨洪水计算,得出水位—流量关系曲线,并深入分析小流域特征及土壤、植被、土地利用等特性,结合流域土壤含水量分析合理扣损,科学分析临界雨量,并加强成果合理性分析。     

府谷县山洪灾害防治非工程措施探析

府谷县暴雨山洪灾害频发，为了切实提高山洪防御能力，分析了府谷县基本情况、防洪现状及存在问题，根据府谷县历史山洪灾害成灾暴雨量级、地质条件和陕西省水文局小流域洪水预报参数率定成果综合分析，确定各地山洪灾害预警指标，并提出府谷县山洪灾害防治非工程措施预警建设方案，供黄土高原区进行山洪灾害防御非工程措施建设借鉴。     

基于HEC-HMS模型的山洪灾害临界雨量研究

针对山丘区小流域水文过程复杂,导致山洪灾害预警预报空报漏报率过高的问题,为提升山洪灾害预警精度,将GIS技术与水文模型紧密结合,构建流域数字水系及HEC-HMS模型,确定精准化降雨径流关系,并用于山洪灾害临界雨量确定。应用于裴河小流域的结果表明:HEC-HMS模型模拟的洪峰流量及洪水总量误差均在5%以内,可有效提高洪水模拟精度,为山洪灾害预警预报提供精确的降雨径流关系;同时HEC-HMS模型短历时预警精度高于IUH模型,长历时预警偏于安全,结果合理性较好,符合山丘区易发生短历时大暴雨的成灾特性,可有效提高山洪灾害预警预报精度。     

广西玉林市玉州区山洪灾害分析评价

基于工作底图、小流域基础属性数据和山洪灾害调查成果,介绍了在广西壮族自治区玉林市玉州区开展山洪灾害分析评价的工作情况和取得的成果,主要包括分析评价基础工作、小流域暴雨洪水特性分析、沿河村落防洪现状评价、预警指标分析,以及针对玉州区山洪灾害防治情况提出的意见和建议等。     

基于人工智能和大数据驱动的新一代水文模型及其在洪水预报预警中的应用

正洪涝灾害是我国最严重的自然灾害之一,中小流域洪水预报是防洪减灾最重要的非工程措施,山洪灾害防御的核心技术难点是小流域暴雨洪水计算问题,而无资料小流域产汇流非线性和参数区域化问题是小流域暴雨洪水计算的关键技术难题。随着全国山洪灾害调查评价、水文实测、遥感遥测和高分辨率地形等构成的遥感水文大数据日     

山洪灾害监测预报预警云平台及应用

以延长山洪预警预见期、提高预警精度为目标,综合应用并行云计算、大数据、人工智能和移动互联网技术,设计开发了省级山洪灾害预报预警云平台.省级云平台集成了流域分布式水文模型和实测降雨、预报降雨信息,实时驱动流域内各河段山洪水文模拟,实现基于小流域的洪水预报和基于流量指标的山洪灾害预警.结合山洪灾害气象预警和基于雨量/水位监...     

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。     

西林县山洪灾害分析评价

为全面和准确地掌握西林县山洪灾害威胁区小流域暴雨洪水基本特征,了解山丘区暴雨、山洪与灾害之间的关系,获知沿河村落的山洪暴发临界雨量,进一步提高区域山洪灾害防治能力,基于工作底图、小流域基础属性数据和山洪灾害调查成果,开展小流域暴雨洪水特性分析、沿河村落防洪现状评价和预警指标分析,获得了良好的山洪灾害分析评价成果。结合西林县实际情况,提出了针对性意见和建议,可供下一步山洪灾害防治参考。     

海南省五指山市山洪灾害分析评价

基于工作底图、基础数据和山洪灾害调查数据等资料,对五指山市进行了山洪灾害分析评价,并以通什水上游的军民村(TS06)小流域作为实例介绍山洪灾害分析评价流程,主要评价内容为小流域暴雨洪水计算、现状防洪能力分析和危险区划分、预警指标分析,最后,针对五指山市山洪灾害防治提出了建议。     

福建省山洪灾害风险识别与定量分析

受极端天气、复杂下垫面和人类活动多重因素影响,山洪灾害在我国频发高发,且预测预报难度较大。本文基于全国山洪灾害调查评价成果,着眼于15-20 km~2的小流域,从降雨、下垫面、社会经济、现状防洪能力、涉水工程及监测预警设施配置率6个方面,提取了54个备选指标,运用主成分分析法进行降维处理,筛选了10个核心且独立的指标,构建了风险评估指标体系,建立了风险立方体模型,并运用福建省2306场历史山洪场次数据进行了模型验证。结果表明,基于小流域的山洪灾害风险识别可有效反映灾害对降雨和下垫面的响应关系;沿海台风暴雨高发区和内陆山区短时强降雨高值区是山洪灾害高风险区,涉及小流域1151个,面积近2万km~2,人口608万。     

岷江上游汶川地震重灾区山洪灾害危险分区研究

以岷江上游汶川地震重灾区为靶区,在剖析山洪灾害特征及驱动因子的基础上,开展山洪灾害危险性分区研究。得出研究区山洪灾害具有如下特征:①受暴雨控制,主要分布在龙门山暴雨区,具带状、群发特征;②受地震发震断层的控制,在主断层范围内集中、连片分布;③呈串联或并联特征;④震后崩塌、滑坡淤堵河道,山洪灾害发生的临界雨量降低,导致山洪灾害规模扩大、频率增加,危害加剧。根据主控驱动因子即暴雨驱动因子(年最大1 h暴雨均值)和地震驱动因子(距发震断层距离),将研究区山洪灾害分为3个等级:高度危险区、中度危险区和低度危险区。研究成果可为岷江上游流域山洪灾害的监测预警、综合防治、减少山洪灾害损失等提供依据。     

SCS模型在山区小流域山洪灾害预报预警中的适用性分析

预报预警是山洪灾害防治中重要的非工程措施,是防灾减灾救灾的关键环节。选取分别代表秦巴山地水资源保护区、西南地震作用区、喀斯特地区、黄土高原超渗产流区、东南沿海台风影响区的湖北省丹江口官山河流域、四川省都江堰白沙河流域、贵州省望谟县望谟河流域、陕西省子洲县岔巴沟流域、广东省高州市马贵河流域这5个典型流域,通过构建改进的SCS模型进行历史山洪模拟,探讨该模型在小流域暴雨山洪预报预警中的广泛适用性。结果表明:基于SCS模型构建的小流域暴雨山洪预报方案中官山河、白沙河、望谟河、马贵河方案均为乙级方案,可用于正式发布预报;岔巴沟为丙级方案,可用于参考性预报。SCS模型在5个典型示范区的洪峰流量预报精度普遍在80%左右,高于我国山洪灾害洪峰流量预报平均水平(40%)。总体来说,SCS模型对各类典型流域的山洪模拟效果较好,能够用于山洪灾害预报预警业务。SCS模型结构简单,参数少,特别适用于无资料地区推广应用。     

基于水位/流量反推法的资料匮乏地区临界雨量研究

在易发山洪灾害而没有实测水文资料的地区,临界雨量的计算显得尤为困难。以宝鸡陇县地区陈家河小流域为研究对象,利用设计的当地暴雨过程,经过产流、汇流分析计算,得到预警对象处的洪水过程。在降雨径流同频率的假定下,并且考虑3个典型土壤含水量P_a=20 mm(干旱)、P_a=50 mm(一般)、P_a=80 mm(湿润),结合陈家河实测的沟道资料,运用水位/流量反推法综合得出流域预警对象的临界雨量和准备转移雨量,为陈家河小流域的灾害预警、人员转移提供技术支撑。     

小流域暴雨山洪水文模型与水动力学方法计算比较分析

针对小流域暴雨山洪精细模拟问题,提出了小流域时空变源混合产流模型,以小流域为单元构建了暴雨山洪分布式模拟模型,开发了可视化时空变源分布式水文模型软件FFMS和水动力学计算软件FHMS。以宝盖寺小流域场次暴雨洪水计算为例,分别采用水文学和水动力学方法计算了小流域暴雨山洪过程,并分析了两种方法的计算精度、效率、实用性等。案例研究结果表明:(1)水文与水动力学方法均可实现小流域暴雨山洪的模拟,模拟结果与实测基本一致;(2)对于无资料小流域暴雨洪水计算,水文学建模速度快,计算效率更高,水动力学方法建模和计算效率更低;(3)在复杂地形条件下暴雨洪水形成机理、演进过程模拟方面,水动力学计算结果更加精细和准确;在山区中小流域洪水预报预警方面,水文学方法更加实用。     

开展全国山洪灾害调查评价的工作设想

山洪灾害调查评价是山洪灾害防御必不可少的基础工作,也是实现山洪灾害防御及时准确预报顸警、安全转移撤离、减少人员伤亡的重要保障和基础支撑.全国山洪灾害调查评价的主要工作应是全面查清山洪灾害的区域分布、灾害程度、主要诱因、防治区内水文气象、地形地貌、社会经济等基础信息,调查分析发生山洪灾害的降雨、下垫面条件和人类活动三大要素,为分析防治区小流域暴雨洪水发生规律,分析评价沿河村落防洪现状,科学划定危险区、合理确定预警指标提供基础数据支撑,弥补先前建设项目调查深度的不足,进而实现山洪灾害综合防治目标.     

宁夏山洪灾害雨量预警值计算研究

随着山洪灾害监测预警非工程措施建设和全国2013年-2015年度山洪灾害防治建设的推进,宁夏全区防洪减灾综合能力得到了显著改善和全面提升.但现阶段尚没有科学、系统、定量的分析研究突发暴雨、洪水、积涝、滑坡、泥石流等山洪灾害预警指标,突发性洪涝灾害的应急避灾、紧急处置和抢险救助仍旧十分困难.结合宁夏水系分布与防洪工程建设实际情况,在参考已有临界雨量推求方法的基础上,综合应用暴雨等值线和P-Ⅲ频率曲线表反推不同量级洪水对应的雨量值作为山洪灾害预警值.该方法简单易操作,计算成果对宁夏防洪减灾工作具有重要意义.     

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。