降雨量空间分布对山洪临界雨量的影响

山洪临界雨量是山洪灾害预报预警的重要基础,受降雨、土壤含水量以及下垫面的影响,其中降雨量空间分布是重要的影响因素之一。以湖北省崇阳县高堤河流域为例,采用HEC-HMS分布式水文模型计算设计洪水,试算法计算临界雨量,提出了降雨量空间分布系数,分析了降雨量空间分布系数与临界雨量的关系,探讨了降雨空间分布对临界雨量的影响。结果表明:当降雨从上游到下游逐渐减少时,达到相同成灾流量对应的临界雨量最大,暴雨中心在下游时临界雨量最小,说明降雨量空间分布对临界雨量影响显著。由分析可知,在山洪灾害预警实践中应根据实际的降雨空间分布对预警指标适当修正,对山洪进行动态雨量预警。     

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。     

基于暴雨特征的山洪临界雨量计算方法研究

山洪临界雨量是山洪灾害预警重要指标。基于《中国暴雨统计参数图集》最新研究成果,依据暴雨洪水规律及流域地貌特性,研究提出定义清晰、计算方便的基于暴雨特征的山洪临界雨量计算方法,并结合云计算平台技术,实现任意山洪预警点山洪临界雨量的在线计算,更好地服务于我国山洪预警工作。     

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0.2Wm(Wm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0.5Wm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。     

基于雨型种群的山洪灾害临界雨量阈值空间研究

针对山洪灾害临界雨量单一值预警预报精度偏低问题,将雨型不确定性纳入考虑范围之内,依据基因变异原理,提出了种群雨型生成方法,并将HEC-HMS模型引入到临界雨量计算模型,计算了新县流域6 h临界雨量阈值空间,绘制了R-G-H临界雨量预警图,从概念-物理机制-分析判断-发布预警对山洪预警工作进行了系统梳理。结果表明:研究区G_(P,6)雨型种群对应临界雨量阈值空间为84～161 mm,最大变幅为91.7%;随着主变异基因位置g_r的后移,临界雨量呈现出逐渐减小趋势;G_5雨型集不易控制,致灾情景多变,临界雨量最大变幅为24.5%;在P_a=0.2W_m、P_a=0.5W_m、P_a=0.8W_m时,研究区6 h临界雨量阈值空间分别为100～161 mm、96～145 mm、84～121 mm。通过对成灾情景的识别,选择合理阈值发布预警信息,可有效提高山洪灾害预警精度。     

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。     

基于雨型分析的小流域山洪灾害临界雨量计算

山洪灾害对人们的生命财产安全造成极大的危害。雨型是影响水文过程的重要因素,雨型的不确定性将影响临界雨量计算的准确性,给山洪灾害的预警预报带来很大的挑战。基于此,采用Copula函数,以雨型特征参数总雨量和峰值雨强为控制条件,提出了概率雨型设计方法,并通过HEC-HMS水文模型模拟降雨—径流过程,采用试算法计算多情景模式的临界雨量阈值空间。陕西罗敷堡小流域实例计算结果表明:概率雨型设计方法合理且简单实用;HEC-HMS模型对小流域山洪灾害具有较好的模拟效果;前期影响雨量和雨型对临界雨量均有影响,不同条件下二者影响程度不同。     

基于降雨时空变化的山洪预警临界雨量

为提高山洪灾害预警精度,以彭坊小流域为例,基于概率分布等控制条件生成随机雨型,探究不同前期影响雨量下随机雨型对山洪预警临界雨量的影响,进一步分析降雨空间分布对山洪预警临界雨量的影响。结果表明：在雨峰位置偏后、雨峰峰值较大的雨型集下,临界雨量波动较大,有较高的不确定性;雨型对临界雨量的影响小于前期影响雨量对临界雨量的影响,在前期土壤较干燥时,雨峰位置系数较小,临界雨量值相对较大,雨型峰值倍比较大时,临界雨量值相对较小,更容易致灾;在降雨空间分布上,当降雨集中在下游时,临界雨量值最小,越容易达到警戒流量,但降雨空间分布对临界雨量的影响小于前期影响雨量的影响,且这种影响会随前期影响雨量的增加而不断减小。     

南宁市江南区农村基层预报预警系统预警指数研究

介绍了农村基层防汛预报预警体系建设中，山洪灾害影响村落和低洼易涝村落雨量预警指标计算的方法。对典型山洪灾害影响村庄，在实测断面测量资料的基础上，根据已分析出的设计洪水和水面线成果，计算其成灾水位对应的临界流量，通过假设汇流时间下的雨量数据，按对应雨型经点面转换后的时程分配得到暴雨过程，并以暴雨过程数据作为模型输入，根据模型参数进行反复试算，计算出其成灾水位对应的临界流量，并在洪水达到临界流量时对其形成的成灾水位进行测算，此时假定的时段雨量即为该级别所对应的临界雨量。对于低洼易涝村落，根据易涝区水位容积曲线，查取成灾水位对应容积，与流域汇水面积相除得到流域径流深，通过径流系数反算面雨量。     

基于降雨观测资料的山洪预警标准研究

山洪灾害是山区小流域发生频次最高危害最大的自然灾害，利用降雨观测资料及时进行山洪预警是山洪灾害避险的有效手段。本文从河道安全泄洪流量出发，提出了最小临界雨量和临界雨力的新概念和计算方法，并在此基础上构建了暴雨临界曲线，以降雨观测资料在暴雨临界曲线图上所处的位置作为山洪预警的判断标准，通过某小流域三场洪水暴雨资料的验证，证明其方法是合理的。用暴雨临界曲线作为山洪预警的判别方法易于农村干部群众掌握，适宜于山区小流域各地防范山洪灾害中使用推广。     

基于分布式水文模型的山洪预警临界雨量分析——以涔水南支小流域为例

基于我国山洪灾害雨量预警的需求,介绍了采用分布式水文模型分析临界雨量的基本思路与方法,以湖南省涔水南支小流域为例,探讨了流域内3个典型预警对象动态临界雨量的确定方法并获得了相应成果。分析认为,分布式水文模型可以较为详细地设置流域各部分产流、汇流以及洪水特征,有利于模拟山丘区小流域洪水,是同时分析多个对象临界雨量的有效方法;分析预警地点的预警流量是非常重要的前提和基础,流域汇流时间是非常重要的预警时段,应根据流域特征和防灾对象特点,确定一系列典型的预警时段;流域尺度土壤含水量对临界雨量有重要影响。     

基于API水文模型的动态临界雨量山洪预警方法及应用研究

累计雨量、雨强及降雨空间分布是决定山洪灾害基本特征和影响范围的主要因素。本文在详细分析了山洪预警方法基本理论和API水文模型计算过程的基础上,揭示了在不同时间尺度作用下临界雨量与各影响因素的作用关系;然后对大凌河流域山洪预警的动态临界雨量利用该方法进行计算分析,并将计算结果与其他计算方法进行了对比分析。研究表明:基于API水文模型的动态临界雨量计算法表现出较高的可靠性和精确性,对于预测分析、山洪预警具有良好的适用性,可为其他相似流域山洪预警提供一定决策依据和理论支持。     

小流域山洪灾害雨量预警指标分析研究

针对小流域山洪灾害具有突发性,预测预警难度较大问题,而临界雨量又是诊断山洪灾害是否发生,并及时采取相应预防措施的关键性指标。结合山洪防治区实际情况,以太岳山中部地区某小流域为研究区,根据山洪灾害分析评价技术要求,计算设计暴雨及设计洪水,利用HEC-RAS软件推求水面线,并用流域模型法对临界雨量预警指标进行了分析和计算,初步确定了准备转移和立即转移的预警指标,为当地山洪灾害防治工作提供了一定的依据。     

基于降雨观测资料的山洪预警标准

本文从河道安全泄洪流量出发,提出了最小临界雨量和临界雨力的新概念和计算方法,并在此基础上构建了暴雨临界曲线作为山洪灾害预警标准。根据暴雨临界曲线以次降雨的累计降雨量和前1h的降雨量在曲线图上所处的位置,可判别是否引发山洪灾害。通过浙江省淳安县闻家小流域三场暴雨洪水资料的验证,证明本文提出的方法是合理可靠的。     

缺乏资料小流域山洪影响评价方法探讨

以安徽省黄山市徽州区漕溪河碣石村山洪调查成果为依据,对山洪灾害外业调查成果的可靠性、合理性进行了检查,对流域暴雨洪水特性、洪水影响程度、河道防洪现状等进行了分析评价,计算了不同前期影响雨量条件下的临界雨量,分析了临界雨量成果的合理性。根据评价流域暴雨洪水特点及山洪灾害非工程措施的实际情况,建议采用特征时段雨量预警,并在流域内增设自动测报雨量站。     

基于HEC-HMS水文模型的流域洪水临界雨量模拟分析

为提高大清河流域拒马河水系紫荆关流域山洪模拟及预报的准确性,推求紫荆关流域临界雨量,以期为流域山洪预报预警提供参考。基于紫荆关流域实测场次暴雨洪水数据及流域下垫面资料,构建了紫荆关流域HEC-HMS水文模型,以不同缩放比例的典型降雨过程为输入,通过大量模型运行计算,推算了流域不同土壤湿度条件下的临界雨量。研究结果表明,构建的流域HEC-HMS模型率定期及验证期的模拟洪峰及洪量的相对误差均在20%以内,能够满足精度要求,HEC-HMS模型可用于紫荆关流域洪水模拟与洪水预警。流域前期土壤湿度条件为影响临界雨量的一个重要因素,不同流域前期土壤湿度条件下,临界雨量也各有不同。研究成果对完善流域山洪灾害预警预报计算方法具有重要的指导意义。     

降雨时程分布对山洪灾害预警影响初步研究

由降雨时间分布的不均匀性带来的流域产流峰值的变化较大,在同一个流域,成灾流量及其它条件相同,但降雨过程不同,所需要的临界降雨量是不同的。因此,山洪灾害预警实践中,通常会因为实际的降雨过程与拟定山洪灾害预警指标所依据的雨型不一致而导致预警不准确。以云南省云县爱华镇田心村下轻木林和涌宝镇涌宝村岔河两个典型小流域为研究对象,构建雨量时程分布不均匀程度计算模型,以介于[-1,1]的无量纲不均匀系数表示降雨的时程分布特性,分析降雨时程分布不均匀系数与临界雨量的相关关系。结果表明:不均匀系数介于-0.8~0.8之间的14种雨量分布模式所引起的临界雨量变化在6.3%~29.6%之间,降雨时程分布越不均匀,临界雨量越小,其中主雨峰偏后的更为明显,说明流域降雨时程分布对山洪灾害预警影响显著。因此在山洪灾害预警实践中应根据实际的降雨过程对预警指标适当修正。     

基于水位流量反推法推求山洪灾害预警指标

以辽宁省锦州市水文资料为基础,综合考虑防灾对象上游集雨面积大小、降雨强度、雨型分布及其地形地貌、植被、土壤含水量等因素的影响,基于水位流量反推法推求小流域的临界雨量。以太和区4个典型小流域为例,以1h、 2h、 3h、 6h和24h为预警时段,得出4个流域的临界雨量分别为41-284mm、 71-300mm、33-210mm、 36-113mm。经过综合分析确定各流域山洪预警指标,其成果可为太和区小流域山洪预警系统建设提供理论和技术支持。     

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。     

山洪灾害调查评价成果复核方法探讨

山洪灾害调查评价工作分析计算了设计暴雨洪水、现状防洪能力、预警指标,为山洪灾害预警奠定了基础。然而,山洪灾害防治区大都为小流域,无实测径流资料,设计洪水一般为理论推求,各种参数和预警指标与实际难免会有较大误差。通过湖北省谷城县瓦西河流域近期实际发生的暴雨洪水资料,检验复核山洪灾害评价成果的水位流量关系,分析设计暴雨洪水计算方法适用性及相关参数的合理性,检验复核临界雨量和预警指标,以期达到适时修订相关参数,完善现有评价成果,提高预警指标精准度的目的。同时,为无资料地区山洪灾害评价成果复核提供方法性探讨。