[发明专利]一种泥石流预警方法及预警系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种泥石流预警方法及系统，特别是涉及一种通过预制警戒雨量值实现的泥石流预警方法及系统。

背景技术

泥石流是一种由分选性很差的岩石、泥土以及大量的水所构成的流体沿着斜坡和沟谷向下流动的自然现象。由于充足的水源是大多数泥石流形成的必备条件之一。因此，降雨特别是强度很大或持续时间很长的降雨，成为泥石流形成的主要诱发因素。其中由降雨触发的泥石流称为暴雨泥石流，是最为常见的泥石流类型，其发生时间与降雨条件存在很强的相关性。

暴雨泥石流的预报和预警技术主要是通过流域内雨量监测与雨量数据分析，寻找确定触发泥石流的警戒雨量来实现的。在确定警戒雨量时，人们惯常使用的方法是在既定泥石流流域内设定一个临界雨量值作为判断泥石流发生的阈值。该临界值的确定主要考虑两个与时间相关的触发临界值：一是前期降雨的临界值，即这个季节中的累积降雨量；二是暴雨强度和持续时间的临界值，即在暴雨过程中，超过了比较关键的降雨强度和持续时间的值。临界值的具体确定方法主要包括单一指标判别模式、雨强和降雨历时结合模式、不同雨强组合模式、有效降雨量与雨强组合模式、日雨量比值与月雨量比值组合模式、区域临界雨量分区模式等几类。这些临界雨量值概念及其确定方法存在两方面的缺陷：一是临界雨量无法准确定义。对一具体的泥石流流域而言，即使考虑地区降雨天数、降水量的差异，也并不真正存在一个所谓的临界雨量值；二是计算所需数据资料要求较高。各种确定方法都需要长时间序列的泥石流发生数据和降雨数据、临界雨量值的空间和时间差异性等诸多数据资料，这在实际工作中并不容易满足。这些缺陷限制了以确定临界雨量值为核心的各种暴雨泥石流发生预警方法的适用。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足提供一种通过雨量数据观测与分析实现的流域泥石流预警方法及系统。该预警方法及系统所需数据容易获得、数据分析过程简捷、适用性广。经检验，该方法对泥石流发生的预测结果准确性高。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种泥石流预警方法，通过预置流域泥石流警戒雨量指标值实现，首先获取预警对象指定流域的相关日降雨量长期观测数据序列；其次对所述日降雨量数据序列加以处理分析得到流域泥石流警戒雨量指标值；然后将指定流域日降雨量实时观测值与所述警戒雨量指标值加以比对，根据比对结果判断是否需要做出泥石流发生预警；其特征在于：所述指定流域泥石流警戒雨量指标值的确定是：计算得到所述相关日降雨量长期观测数据序列的累积概率函数，然后确定所述累积概率函数某一特定概率对应的雨量特征值，以所述雨量特征值作为指定流域的泥石流警戒雨量指标值。

虽然暴雨泥石流的发生与流域内降雨过程存在很高的正相关，但大多数的降雨过程并不会引发泥石流，即，与降雨事件相比，暴雨泥石流的发生依然是一种低概率事件。基于暴雨泥石流发生的这一自然特征规律可以确定，对于既定的某一泥石流流域，虽然不存在所谓的确发泥石流的临界雨量，但存在一个与泥石流发生高度相关的特征雨量值可用于判别流域内泥石流的发生。当流域内降雨条件超过这个特征雨量值，泥石流发生概率就很高，小于这个值，泥石流发生概率则很小。因此既定泥石流流域内的特征雨量值可以作为该流域泥石流发生的警戒雨量。

基于上述泥石流预警方法，本发明还提供一种泥石流预警系统，其技术方案如下：

一种泥石流预警系统，包括数据信号采集设备、数据信号接收设备、数据信号运算处理器、数据信号存储设备、预警设备、数据信号传输设备以及必要的连接设备，其特征在于：所述数据信号采集设备安装在指定流域内，实时观测日降雨量值并将数据信号传输到数据信号接收设备；所述数据信号接收设备接收实时雨量数据并传输到数据信号运算处理器；所述数据信号运算器首先以预先输入的指定流域的相关日降雨量长期观测数据序列为基础计算得到流域泥石流警戒雨量指标值，再将接收到的实时雨量数据与所述警戒雨量指标值进行比较判断，若流域实时雨量值小于警戒雨量指标值，便将实时雨量数据送入数据信号存储设备，若实时雨量值等于或大于警戒雨量指标值，便启动预警设备；所述数据信号运算器对警戒雨量指标值的计算是：以预先输入的指定流域的相关日降雨量长期观测数据序列为基础，计算得到日降雨量序列的累积概率函数，然后确定所述累积概率函数某一特定概率对应的雨量特征值，以所述雨量特征值作为指定流域的泥石流警戒雨量指标值。