我国山洪灾害高易发降雨区分布研究

降雨是诱发山洪灾害的重要因素,但山洪灾害发生与否除与降雨关系密切外,还与地形、地质等诸多因素有关.通过分析降雨诱发山洪灾害的成因,研究降雨诱发山洪灾害重要时段临界雨量的分布特征,并针对降雨地域性差异大的特点,提出了临界雨量系数作为降雨诱发山洪灾害区划的重要指标.在此基础上,简要介绍了全国降雨诱发山洪灾害易发程度分布,为全国山洪灾害防治区划提供了重要技术研究成果.     

全国山洪灾害防治规划降雨区划研究

我国地处东亚季风区，地形、地貌、地质条件复杂多样、气候因素复杂多变，加之人口密集，人类活动影响程度高，导致山洪灾害频繁，是世界上山洪灾害最严重的国家之一。分析了我国降雨与山洪灾害的关系、降雨诱发山洪灾害重要时段临界雨量的分布特征；针对降雨地域性差异大的特点，提出临界雨量系数作为降雨区划的重要指标；在此基础上提出了全国降雨诱发山洪灾害易发程度分布图，为全国山洪灾害防治规划防治区划提供了重要技术支撑。     

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。     

小流域临界雨量计算方法研究

引发山洪灾害的外动力因素是降雨,而降雨需要达到一定的量级或强度时才能激发山洪灾害。临界雨量是山洪灾害预测预报的重要依据之一。本文提出了临界雨量的计算方法,同时通过对典型区域的实例分析,表明提出的方法是可行的。     

河北省诱发山洪灾害的临界雨量分析

河北省山洪灾害发生频繁,暴雨是诱发山洪灾害的主要因素。通过分析境内发生的山洪灾害及相应降雨资料,计算出不同区域诱发山洪灾害的临界雨量。以期通过实测降雨量或预报降雨量,来判别或预测山洪灾害的发生,为今后防灾减灾提供依据。     

宕昌县临界雨量分析计算

临界雨量是山洪灾害防治的重要指标。根据宕昌县地形地貌、河流水文划分出临界雨量典型区域,依据宕昌县山洪灾害历史记录及境内雨量站降水资料,采用灾害与降雨频率分析法,分析计算出宕昌县不同区域山洪灾害所对应的临界雨量,为当地山洪灾害气象预警、预报提供依据。     

考虑雨强时间分配的山洪灾害临界雨量的计算

临界雨量的确定是山洪灾害预警系统的关键。由于没有考虑或没有正确考虑降雨强度的时间分配,因此现有方法计算出的临界雨量普遍偏大,致使山洪灾害预警时漏报率很高。本文提出了一种考虑降雨强度时间分配的临界雨量计算方法,以裴河为例,分别计算了降雨强度均匀、线性递增和线性递减3种时间分配模式下的临界雨量,结果表明最适用的降雨强度时间分配模式为线性递增。裴河流域8场洪水的应用结果显示,利用该方法得到的临界雨量,山洪灾害预警的成功率和漏报率均为50%,而利用原假定雨强均匀分配方法得到的临界雨量,山洪灾害预警的成功率和漏报率分别为12%和88%,表明该方法可以显著提高山洪灾害预警的成功率,降低漏报率。     

甘肃省成县山洪灾害临界雨量分析计算

针对成县暴雨特性和山洪特性,采用山洪灾害与降雨频率分析法分区计算其临界雨量,为该地区山洪灾害防治提供技术支撑。为相似地区山洪灾害防治临界雨量计算提供了借鉴。     

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。     

基于降雨径流关系曲线插值法的山洪临界雨量计算

临界雨量是开展山洪灾害预警业务,制定综合防治规划方案的关键性指标。在分析国内外山洪灾害临界雨量计算方法的基础上,结合全国山洪灾害调查评价工作,研究提出了利用降雨径流关系曲线插值法计算山洪临界雨量,并应用于湖北省张家河小流域。该方法在考虑前期影响雨量的情况下,根据一定时段内降雨与所形成洪水洪峰流量相关关系曲线,将预警水位对应的流量在曲线上内插,得到相应的临界雨量值。方法兼顾了基于数据驱动的统计归纳法和基于灾害发生物理机制的水文水力学法的要求和优点,具有较强的适用性和通用性。     

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。     

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。     

考虑降雨空间异质性的动态临界雨量预警指标推求

降雨空间分布的不均匀性对中小河流洪水预警的临界雨量有较大影响,而降雨的空间分布难以准确量化,成为制约洪水预警精度的重要难题。结合泰森多边形和等流时面,提出一种既能反映降雨空间分布不均匀程度,又能反映降雨中心位置的降雨空间异质性指数SHIP,进一步基于支持向量机的分类原理,将SHIP用于中小河流洪水动态临界雨量预警指标的推求。以汉江旬河上游为例,分析了降雨空间异质性对临界雨量及预警精度的影响。结果表明,降雨中心越靠近下游,临界雨量越小,若不考虑降雨空间分布的差异性,则可能会出现漏报的风险。由于间接考虑了流域的调蓄作用,引入SHIP推求的临界雨量指标可以显著提高洪水预警的精度。     

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。     

2013年全国山洪灾害特征分析

利用国家防办2012年、2013年洪涝灾情统计数据和各省上报的灾情信息,对2013年有人死亡的山洪灾害事件进行了整理,通过统计分析和现场调研的方法,从区域分布、历史对比、灾害类型、灾害等级、发生时间、人员构成等方面对2013年全国山洪灾害特征进行了分析,绘制了全国2013年山洪灾害等级分布图和山洪灾害类型分布图,分析了2000年以来山洪灾害死亡人数及其占洪涝灾害总死亡人数比例情况以及与2012年山洪灾害灾情的对比。结果表明:2013年共发生了181起造成人员死亡的山洪灾害事件,共有560人死亡、221人失踪。2013年全国因洪涝灾害死亡774人,山洪灾害死亡人数占洪涝灾害死亡人数比例为72.4%,山洪灾害仍然是洪涝灾害死亡的主因,溪沟洪水仍是山洪灾害中主要的灾害类型。全国山洪灾害事件持续时间长,主要集中在7、8月。2013年山洪灾害灾情区域性差异显著,局部省份山洪灾害较重。多地外来务工、务农、旅游人员频遭山洪袭击,老年人和未成年人占总死亡人数比例较大。极端强降雨、流动人口山洪灾害防御意识淡薄、预警信息失效是造成2013年山洪灾害频发并造成较大伤亡的主要原因。     

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。     

山洪灾害防治水文气象站网布设研究

由于目前山洪灾害防治区现有的水文气象站网不能满足山洪灾害防治要求,必须增加布设水文气象站网,但站网太密会增加投资,太稀又难以满足灾害防治对水雨情等信息的需求。针对我国山洪灾害的防治需求,研究了山洪灾害防治区水文气象站网布设的技术原则和技术指标,可为合理布设山洪灾害防治区水文气象站网提供技术指导。     

降雨诱发全-强风化岩边坡浅层失稳模型试验研究

以珠江－西江经济带先行试验区典型降雨诱发型滑坡为研究对象,引入流体力学相似原理以韦伯准则作为降雨相似标准,开展了3组降雨诱发滑坡全过程物理模型试验。分析了边坡对降雨入渗的响应规律、入渗过程对边坡变形的影响、边坡破坏过程与破坏模式,初步获得华南强烈风化地区降雨诱发滑坡形成机理与成灾降雨特征:①浅层岩土体风化强烈造成的高孔隙率是试验区降雨诱发滑坡的物质基础,非饱和岩土基质吸力消散是试验区降雨诱发滑坡的本质原因,降雨入渗后特定的基质势(含水率)分布是降雨诱发滑坡的条件。②降雨诱发全风化花岗岩滑坡灾害所需累积降雨量比强风化碎屑岩小,强风化碎屑岩滑坡滑动影响范围比全风化花岗岩大。③强暴雨诱发滑坡灾害所需累积降雨量比间歇性降雨小,强暴雨更易诱发滑坡,且诱发的滑坡规模更大。     

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。