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。     

基于山洪灾害事件的小流域临界雨量检验复核

针对无资料小流域山洪灾害临界雨量确定中存在的问题,基于山洪灾害事件和洪水调查资料,引入频率区间和偏离度概念,通过成灾洪水雨量特征值与临界雨量的比较,初步检验临界雨量;针对引起临界雨量误差的主要因素,通过复核比降、糙率、水位—流量关系和流域产汇流计算方法及参数,间接复核临界雨量。以安阳县许家沟乡河西村河西沟小流域为实例进行应用研究,结果表明:河西沟小流域以0.8倍流域最大蓄水容量为前期影响雨量所对应的1 h临界雨量较为合理,但2 h临界雨量偏小31.2%;复核发现河西沟小流域水位—流量关系和产流计算方案均存在一定的误差,导致2 h临界雨量偏小较多。复核后以0.8倍流域最大蓄水容量为前期影响雨量所对应的1 h和2 h临界雨量偏差均在允许范围内,预警精度明显提高,表明该方法用于山洪临界雨量检验复核在技术上是可行的。     

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。     

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ＧＩＳ的小流域山洪灾害临界雨量研究

以甘肃省成县小流域为例,在获得ＤＥＭ数据的基础上,运用ＡｒｃＧＩＳ软件提取叠加该县小流域 的水文、地形地貌等信息,按照水文水力学原理构建计算模型,对成县小流域山洪灾害临界雨量进行了 研究,计算并绘制了全县118个小流域1ｈ、3ｈ预警时段对应的临界雨量分布图。研究结果表明,同一流 域土壤含水率越高,发生山洪灾害的临界雨量越小,而预警时段越长,临界雨量也越大,成县山洪灾害多 发于各河沟源头区。通过利用水文水力学方法分析计算不同土壤含水率条件下的临界雨量,成果合理, 精度较高,能更好的指导山丘区山洪灾害预警工作。     

基于临界雨量的预警指标分析研究

山洪灾害预警指标的分析研究是山洪防治的基本措施,对预防山洪的发生,减少人民生命、财产损失有重大作用,越来越多的学者在预警指标方面有了进一步深入的研究,试图达到更准确、更合理的预报结果。以临界雨量为预警指标,采用流域模型法对山西省灵石县小流域进行分析。结果表明,在较干情况下(B0=0)曹村、新庄村(主沟)、新庄村(支沟)、回祖村、庄则窊村1 h雨量达到41、25、31、30、36 mm时应立即转移。在较湿情况下(B0=0.6)新庄村(主沟)、新庄村(支沟)、回祖村、庄则窊村1 h雨量达到31、17、24、21、26 mm时应立即转移。临界雨量预警指标的精确性,可以有效缓解山洪预警的空报率、漏报率。进一步研究探讨临界雨量,对综合提高山洪灾害防治能力具有重要作用。以临界雨量为指标的预警研究具有较强的可行性。     

小流域防洪预警体系的初步研究——以浙江省为例

针对小流域山洪灾害的特点和防洪预警体系的现状,对小流域防洪预警体系进行了研究。运用成熟的水文概念模型、山洪灾害临界雨量值概念和定点降雨数值预测模型,对小流域的山洪灾害进行精细化分析,并结合流域实时和预测信息进行流域山洪灾害预警体系的研究。     

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。     

兴城市山洪灾害预警指标分析

山洪灾害预警指标包括雨量预警指标与水位预警指标两类,兴城市山洪灾害重点防治区域大都为小流域无资料地区,主要采用雨量预警指标。文中首先根据小流域集雨面积大小、降雨强度、流域形状等因素对预警时段进行确定,然后通过水位流量反推法计算临界雨量,最后做出合理性分析。     

无资料地区小流域临界雨量指标确定研究

在对比分析临界雨量预警指标常用计算方法优缺点的基础上,针对小流域无资料地区,提出以水文水力学为基础,基于24 h设计暴雨的水位流量反推法和基于有效降雨的降雨径流关系曲线插值法综合确定临界雨量预警指标浮动区间的方法,并提出预警时段临界指标系数概念,直观地反映各预警时段山洪灾害的易发程度,为山洪灾害防治工作提供指导依据。经肃州区西沟村5组实例验证表明,研究方法合理可靠,为无资料地区小流域的临界雨量预警指标计算提供了一种新思路。     

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。     

基于山洪灾害调查成果的雨量预警指标分析方法

小流域洪水预警预报是山洪灾害防治非工程措施建设中的重要组成部分,山洪灾害成灾快,雨量、水位预警提前量不足,如何准确地对小流域进行洪水预报预警,一直是水文水利行业一个急需解决的问题。介绍一种基于山洪灾害调查成果的雨量预警指标~([1])分析方法,该方法以山洪灾害调查成果为基础数据,由成灾水位反推流量,再由流量反推出降雨预警指标;并引入泰森多边形~([2])法计算小流域面雨量,依据雨量预警指标和面雨量计算方法,生成山洪预警的临界雨量~([3-4])信息。     

暴雨山洪设计临界雨量不确定性研究——以湖南省涔水南支流域为例

介绍了山洪预警临界雨量计算的基本思路与分析方法,基于《湖南省暴雨洪水查算手册》等资料,以湖南省涔水南支流域为例,充分考虑流域土壤含水量和暴雨雨型因素,运用水文模拟方法,对该流域3个预警地点暴雨引发山洪的设计临界雨量进行了分析计算,探讨设计了临界雨量与流域土壤含水量和暴雨雨型之间的响应关系。研究表明,流域土壤含水量和暴雨雨型对山洪设计临界雨量估算影响巨大,不同设计状态导致临界雨量阈值变化范围很大,不确定性非常明显,增大了山洪识别及预警发布决策的难度。获取流域适时降雨信息,滚动计算临界雨量,尽量避免和减少因流域土壤含水量和暴雨雨型导致的不确定性,是增强山洪预警可操作性、提高山洪预警准确性的重要方向。     

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。     

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。     

基于场次临界雨量的小流域山洪灾害多元线性回归动态预警模型研究

山洪我国山区最常见的自然灾害之一,严重威胁着当地人民群众的生命财产安全,加强山洪预警研究具有十分重要的理论和实际意义。文章以辽宁大连庄河市境内的三岔河流域为例,运用基于场次临界雨量的小流域山洪灾害多元线性回归动态预警模型进行预测,为当地的山丘区山洪预警研究提供了新的思路和方法。     

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...     

山洪灾害临界雨量确定方法研究

针对常规水位流量反推法在确定临界雨量时未考虑前期降雨量作用效果,以及推理公式法确定的小流域汇流时间精度不高的问题,运用流域最大蓄水量估算法,综合考虑前期降雨量,在此基础之上,考虑到分布式水文模型能较好地反映小流域的物理特征,可以得到可靠性较高的汇流时间参数;据此,提出了一种改进的水位流量反推法.实例分析表明,通过建立的模型与方法所确定的临界雨量具有较高的可靠性,该方法可用于山洪临界雨量的计算,并能为其他中小流域的山洪预警提供参考.