成昆线暴雨泥石流预报量化方法的探讨

暴雨泥石流的发生是泥石流的的地面条件组合达到某一能级后,由降雨激发而产生的一种自然灾害现象,通过分析降雨与地面条件相互作用的关系,在甘洛试验区１９８８－１９９０年观测试验资料分析的基础上,首次采用数量化理论（Ｉ）基本原理,建立成昆铁路暴雨诱发泥石流灾害的预报量化数学模型,模型的建立能使人们直接利用泥石流沟的地面条件组合来预测诱发泥石流所需的降雨量参数,再利用实际降雨量与预测降雨量参数对比,预测泥石流灾害发生的可能性,从而形成一套方法简单,铁路和运营部门易于运用的科学的方法,对建立的数学模型采用成昆线其它泥石流沟资料进行检验,计算值与实测值接近。     

基于Bayes判别分析法的密云县山洪泥石流预报模型

针对密云水库上游密云县境内山洪泥石流灾害多发的特点,首次将Bayes判别分析法原理运用于自然灾害的预测预报.运用系统科学和山洪泥石流预报原理,对密云水库上游密云县境内影响山洪泥石流发生的系统内部要素和系统外部环境条件进行分析,确定用影响山洪泥石流发生的前15 d的实效雨量和当日雨量作为预报模型因子,并建立起一组山洪泥石流预报模型,经自身验证法和交互验证法对模型进行检验,其判断正确率均为82.4%,达到了Bayes判别分析要求的判别模型自身验证正确率>80%的要求,两种方法检验结果一致,模型表现稳定,表明所建立的模型可靠,可以投入使用.研究结果可为该地区的山洪泥石流预测预报提供一种较为简单易行的方法,为密云县山洪泥石流灾害防治提供一定的支撑,以减少山洪泥石流发生所导致的灾害损失.     

基于区域临界雨量的广东省泥石流灾害易发区预测

暴雨是广东省大部分泥石流的激发条件和主要动力,采用区域临界雨量用于广东省泥石流灾害易发区的空间预测,在已有广东省地质灾害预测分区研究成果的基础上,通过将原有1798个网格单元转换为以县市区为基本单元的97个研究单元,判别出37个县市区满足泥石流发生的孕灾环境.借鉴单沟泥石流发生概率判别所用的暴雨强度指标,以及广东地区可能发生泥石流的雨量界限值,建立了用于广东省泥石流灾害发生区域空间预测的区域临界雨量判别公式.基于此,结合满足泥石流孕灾环境的37个县市区,预测出广东省泥石流易发区共23个县市区,占总数的23.7%.其余14个和60个县市区分别为非泥石流易发区和无泥石流危险区,分别占总数的14.4%和61.9%.据此,绘制了广东省泥石流灾害易发区预测图.1975-2003年问61次泥石流灾害事件的发生地点检验了本预测结果具有约70%的可靠性.     

雅砻江二滩水电站库区泥石流

雅龚江二滩水电站库区泥石流十分活跃，在库区内，沟谷型泥石流沟１００条，库首左岸的金龙沟，多次暴发过泥石流，用金龙沟泥石流活动特征与短历时雨强的资料，经计算分析后，得到了库区泥石流活动规律，流域环境条件与雨强之间的关系式，并给出了金龙沟暴发泥石流的降水指数３６００，有助于泥石流预报。     

北京山区暴雨泥石流激发雨量条件

泥石流是北京山区常见的一种山地灾害,也是威胁山区生态环境的头号安全问题.分析该区的泥石流激发雨量条件对于该区山洪泥石流预测预报具有指导意义.笔者搜集18场降雨数据,分析该区泥石流的激发雨量特征.结果表明:激发降雨的峰值降雨时段介于3 ～9h,峰值时段平均降雨强度达22.6 ～ 50.0 mm/h,累积雨量达91.9 ～ 350.0 mm,峰值降丽时段雨量占累积雨量的63.9％～100.0％,这说明激发泥石流的降雨过程具有历时短、雨量集中、突发性强的特点.用修正后的李氏法进行雨场分割,得到该区泥石流激发的降雨强度-历时和累积雨量-历时关系.最后,以密云区北部山区为例分析3期植被盖度和泥石流激发雨量条件.归一化植被指数和像元线性分解模型分析表明,1989-1991、2004-2005和2011-2012年植被覆盖度分为64.48％、68.57％和72.48％;相应的泥石流雨量激发条件也随着植被覆盖度的增加而增大,可见植被恢复盖度对泥石流的形成具有一定影响.本文统计分析得出的泥石流激发雨量条件可为该区山洪泥石预测预报和监测预警指标选取提供参考.     

山洪及泥石流灾害空间预报技术研究

通过荒溪调查与分类 ,在分析北京山区山洪及泥石流灾害发生的历史、影响因子、灾害特点的基础上 ,建立了北京山洪及泥石流灾害空间预报信息系统 ,并对北京山区山洪及泥石流灾害空间分布进行了预报。建立的空间预报信息系统能查询、更新、管理各类荒溪危险区分布及基本情况 ,能准确预报山洪及泥石流灾害发生的位置及分布范围。其成果已用于危险区内居民的迁移工作     

甘肃舟曲8·7特大泥石流形成原因浅析

从地形地质条件、气象因素、汶川大地震的影响以及人为对生态环境的破坏等四个方面,分析了8.7甘肃舟曲特大泥石流的成因,在此基础上,从政策及管理、灾害预报、工程治理及加强监测、生态环境恢复等方面提出了防治泥石流灾害的措施。     

降雨泥石流预报的研究

要准确预报泥石流的发生、到达时间和规模,需要了解流域的基本情况以及泥石流形成的原因和条件。本文以云南省东川蒋家沟为例,以流域降雨产流量为基础,对泥石流暴发,到达时间及暴发规模的预报作了系统的研究。以10min降雨雨强为基本依据,计算10min降雨的产流及形成径流的单宽流量,从而预报泥石流的发生,由此可以计算泥石流的运动速度、预报泥石流的到达时间。以10min激发降雨的产流及形成径流总量,结合泥石流中泥沙体积浓度和流域堵塞系数,计算出泥石流总量,从而预报泥石流的发生规模。     

三峡库区泥石流灾害预警研究

 采用三峡库区有历史记录的40次泥石流灾害的日降雨量以及前15 d的降雨量,当日1 h及10 min最大降雨强度等降雨参数作为训练数据,在对研究区进行荒溪分类以及灾害危险区域制图的基础上,结合雨季的降雨特征监测以及实时天气预报模型,构建了基于神经网络的三峡库区泥石流灾害实时预报模型。详细阐述了应用神经网络方法建立三峡库区泥石流灾害实时预报模型的关键技术,包括确定输入层、输出层以及隐含层的神经节点,建立学习知识库以及各节点初始权重等相关指标。该模型可以预测泥石流发生的临界降雨量、警戒降雨量以及避灾降雨量等指标,因此,依据当地降雨的实时监测数据或天气预报,就可以预测泥石流的发生几率,从而减少泥石流发生的直接危害。模型采样GIS技术以及国际先进的软、硬件技术,系统性能稳定,运行结果准确性较高,且具有广泛的应用性。该模型为可视化信息系统,可以通过该系统监测荒溪类型变化,进行危险区域制图,实现荒溪科学管理,为三峡库区泥石流灾害预警及防治的管理和决策提供科学参考。     

西南地区泥石流发育分布及控制因素的图象识别法判析

本文采用多因素相似组合分区原则,对我国灾害暴雨泥石流进行了小比例尺的预报分区。文中综合考虑了泥石流分布、活动特点与地形、地质构造因素的关系,泥石流发生与气候、气象和降水的关系,提出了灾害暴雨泥石流各个分区预报的季节、天气尺度系统、日降雨量和小时雨量强度指标,并对各个分区做了简述。     

基于贝叶斯定理与洪水预报误差抬高水库汛限水位的风险分析

水文气象预报技术的发展为水库防洪调度动态控制汛限水位提供了可能。抬高水库汛限水位可提高水库兴利效益,但有一定防洪风险。该文基于贝叶斯定理与洪水预报误差特性,提出确定汛限水位动态控制域上限的风险分析方法。以清河水库为实例,当汛限水位动态控制域上限遭遇设计频率洪水时,该文分析在不同洪水预报误差范围内,调洪最高水位超过各设计频率特征水位的概率,并应用贝叶斯定理得出各设计频率洪水发生时遭遇不同洪水预报误差的风险。结果表明,清河水库实施预报调度方式确定的汛限水位动态控制域上限127.80 m是安全的。该文提出的风险分析方法弥补了目前预报调度方式风险分析中不能直接得知不同洪水预报误差的风险的不足,充实了水库调度风险分析的理论基础,具有一定的理论意义和实用价值,可供同类型水库参考应用。     

泥石流源地降雨渗透深度检测仪的研制及应用

目前的泥石流预报模型主要是利用单一降雨信息为基础的统计模型,预报模糊区间较大,而泥石流形成的本质是泥石流源地土体在饱水侵润以及地表径流作用下失稳移动,因而可通过增加泥石流源地降雨后的土壤饱和渗透深度等下界面信息,为泥石流预报增加物理要素。在介绍土体渗透深度检测仪结构及工作原理基础上,探讨了将泥石流源地土体渗透深度信息与实时降雨信息相结合预报泥石流发生的应用技术,并进行了实测试验。实测结果表明,通过监测源地土体降雨渗透深度,可以提高预报泥石流的发生的准确性,具有良好的应用前景。     

林芝市公路地质灾害易发性区划及气象预报模型

[目的]对西藏自治区林芝市公路地质灾害易发性区划及气象预报模型进行研究,为实施该市境内公路沿线地质灾害气象预报提供理论依据。[方法]首先,选取了林芝市公路沿线15 km缓冲区内的断层密度、土壤类型、坡度、沟谷密度、年降水量、土地利用、裸岩率和距河流的距离8个地质灾害易发性区划因子,通过信息量及逻辑回归方法确定各区划因子的系数,得到了地质灾害易发性区划模型;再进一步依据地质灾害发生当日、前1日、前2日和前3日的日降水数据,使用逻辑回归方法建立了地质灾害气象预报模型。[结果]林芝市公路沿线15 km缓冲区内的大部分地区地质灾害易发性概率小于0.4,且离道路越近,地质灾害易发性概率越大。将该预报模型用于历史地质灾害点数据进行检验,发现该模型的预报准确率为85.71%,漏报率为14.29%。[结论]受地形地貌、降水资料等影响,该模型预报结果可能与实际情况存在一定的偏差,但能反映基本趋势。     

基于Mein-Larson入渗模型的降雨滑坡失稳破坏概率研究

[目的]评价降雨诱发浅层滑坡的失稳破坏概率,为相关研究提供理论依据。[方法]在引入并扩展了Mein-Larson降雨入渗模型的基础上,将Mein-Larson入渗模型与无限边坡稳定性方法有机结合,建立2种降雨情形(高强度短历时和低强度长历时)下降雨滑坡稳定性的确定性评价模型,然后再将蒙特卡洛数值模拟方法与降雨滑坡的确定性评价模型结合,建立降雨滑坡稳定性的概率评价方法。[结果]提出了1种降雨诱发浅层滑坡失稳的概率评价方法。[结论]概率评价方法可以描述降雨滑坡发生及发展过程中存在的不确定性,可以计算不同降雨情形下,不同降雨时刻降雨诱发边坡的失稳破坏概率。该方法的评价结果更符合边坡实际情况。     

稻纵卷叶螟发生的气象条件等级预报

通过对桂林地区近5a水稻稻纵卷叶螟发生资料与气象资料进行对比分析,选择影响桂林地区稻纵卷叶螟发生的气象因子(温度、降水、风向、风速、湿度),考虑前期气象条件和虫源数,采用回归分析方法,建立水稻稻纵卷叶螟迁飞的气象条件等级预报模型。模型中的预报对象为气象条件综合等级,分长期和短期预报,将各预报对象和预报因子划分为5级,用当地气象台发布的月、季度及一周天气预报结论,综合分析前期虫源数是否有利,对未来月、季和1~7d逐日影响稻纵卷叶螟迁飞的气象条件等级进行预报。预报业务系统实用性强,逐日预报准确率达到了70%以上,在生产实践中发挥了积极的作用。     

四川省金川县八步里沟泥石流灾害治理现状及对策

八步里沟位于金川县城郊,近百年间多次暴发泥石流,对金川县城造成严重危害。为了减轻泥石流对金川县的威胁,在各级政府和主管部门的支持下,中国科学院成都地理所(即中国科学院成都山地灾害与环境研究所)与当地政府及有关部门在80年代对八步里沟泥石流进行了综合治理。工程竣工至今其治理效果非常显著,近20年来再未发生泥石流灾害事件,有效地保护了县城逾万群众的生命财产安全。但是鉴于工程设计使用年限即将到期,加之后期缺乏妥善管理,工程的防灾减灾能力已逐步减弱。同时因工程发挥的防灾效益较好,致使当地民众的防灾减灾意识比较淡薄,一遇特大暴雨引发新的泥石流有可能引起较大灾害。因此对八步里沟进行进一步治理迫在眉睫。     

基于日降雨的沂蒙山区降雨侵蚀力时空变化研究

降雨侵蚀力是水土流失最为重要的外部驱动力,是土壤侵蚀相关领域的研究重点。以沂蒙山区及周边38个气象台站1971—2008年逐日降雨量资料为数据源,利用基于日降雨信息的月降雨侵蚀力模型,估算了研究区多年月、年降雨侵蚀力,并初步分析了降雨侵蚀力的时空分布规律。结果表明:沂蒙山区降雨侵蚀力总体趋势为西北、中南高,北部低,泗水县、曲阜市东部一带是研究区降雨侵蚀力的高值中心;R值与年降雨量和年侵蚀性降雨量的年际变化趋势基本一致,但也有部分异常年份;沂蒙山区降雨侵蚀力年内主要集中分布在6—9月份,占全年的97.07%,其中最大月降雨侵蚀力出现在7月份,占年降雨侵蚀力的51%。研究结果可为该区域水土流失预报、农业面源污染状况预报等提供理论依据。     

密云水库集水区防护林不同树种林冠截留研究

在充分考虑林冠结构特征与降雨特性的条件下,采用机械布样的方法,对密云集水区4种主要的防护林树种生长季的降雨再分配特点进行研究,并对4种防护林树种进行林冠截留模拟。结果表明：林内降雨量与林外降雨量呈线性相关关系,其回归系数可用来估计林冠蓄水蒸发系数,而截距可用来估计林冠蓄水容量;不同树种生长季场降雨的截留量,都表现出随降雨量的增大而增大,截留率随降雨量的增大而减少,在降雨初期,下降梯度最大,以后趋于平稳,直到饱和,各树种的理论饱和截留率在24.38％-38.42％之间;采用林冠截留模型进行模拟,林冠截留的实测值与预测值的误差均小于0.8,模型能够准确地模拟密云水库集水区防护林树种的林冠对季节性或长期降雨的总体截留能力。     

遥感与气象数据结合预测小麦灌浆期白粉病

利用多源数据对区域尺度上小麦白粉病的发生状况准确及时地预报能为农业服务和农业植保等部门提供重要信息,实现小麦白粉病的有效预防。研究利用一景2014年5月6日的landsat8遥感影像提取出植被指数、地表温度(land surface temperature,LST)和影像中各波段反射率特征,同时用2014年3月-5月份的站点逐日地面气象资料计算获得各气象特征,并经过GIS空间插值分析得到相应的空间气象特征。通过Relief算法和泊松相关系数相结合的方式进行遥感和气象特征的筛选,最终得出改进的简单比值指数(modified simple ratio index,MSR)、重归一化植被指数(re-normalized difference vegetation index,RDVI)、3月21日-4月20日总日照时数和4月11日-5月10日大于0.1 mm降雨日数。采用相关向量机(relevance vector machine,RVM)的方法分别用筛选出的遥感、气象数据特征及2种数据特征相结合的方式构建了河北省石家庄市藁城、晋州和赵县3地区小麦灌浆期白粉病的发生预测模型,并对3种不同数据模型进行了验证与评估。试验结果表明,遥感气象数据模型的总体精度达到84.2%,优于遥感数据模型的80.0%和气象数据模型的74.7%。进而得出,相比于单站点准确和空间不连续的气象数据和类型单一的遥感数据,遥感气象数据更适合于区域尺度范围内的作物病虫害发生发展状况的预测研究。