[发明专利]基于雨量-概率的泥石流预警方法

权利要求书

1.基于雨量-概率的泥石流预警方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：根据现场地质勘查确定泥石流灾害范围，开展现场观测，选定监测设备的位置，制定监测方案，并至少安装一个雨量监测站；

步骤二：开展实时雨量监测站建设及传感器埋设安装，并实现实时监测，数据传输和存储到控制中心；收集获取灾害发生的历史数据和历史雨量资料；

步骤三：确定泥石流降雨临界值，根据监测到的降雨实时数据，以及泥石流发生的次数，开展数据统计分析，列出发生泥石流的当日降雨量和累计降雨量，并根据发生泥石流灾害事件的日数和发生相应降雨事件的日数，建立降雨条件下泥石流发生的概率模型；

具体的，采用灾害发生当日24h降雨量的最小值作为降雨临界值；

涉及的泥石流发生的降雨条件概率P_i(H|R)模型，可根据不同雨型发生灾害的日数与该雨型的总降雨日数相除得到：

式中，P_i(H|R)为不同雨型下泥石流发生的条件概率，D_H为发生灾害的日数，D_R为发生的降雨事件的总日数，i为不同的降雨类型，分为：无雨日，小雨日，中雨日，大雨日，暴雨日和大暴雨日；

根据计算得到的泥石流发生的条件概率以及不同降雨类型的灾害日数D_H和降雨事件的总日数D_R，拟合出降雨量R和泥石流发生的条件概率P_i(H|R)的对数函数模型：

P_i(H|R)＝α*ln(R)+β

式中，P_i(H|R)为不同雨型下泥石流发生的条件概率，R为降雨量，单位：mm，α和β为系数；根据上式，可确定不同降雨临界值或降雨量条件下泥石流发生的概率；

步骤四：根据实测雨量和相应的条件概率计算结果，对比预警分级指标，对降雨诱发泥石流开展实时监测预警。

2.根据权利要求1所述的基于雨量-概率的泥石流预警方法，其特征在于：所述雨量监测站应布置在泥石流沟流域的范围内。

3.根据权利要求1所述的基于雨量-概率的泥石流预警方法，其特征在于：所述步骤二具体过程为：(1)根据泥石流现场勘查确定泥石流流域的监测范围，建设雨量监测站，开展雨量监测站点布置，雨量监测站的建设安装；(2)开展泥石流流域内部降雨量的实时监测，通过GPRS无线传输，将监测数据实时传输并存储到控制中心。

4.根据权利要求1所述的基于雨量-概率的泥石流预警方法，其特征在于：所述的步骤三中涉及的泥石流降雨临界值，采用以下方法获得,(1)蓄满产流原理耦合高桥临界水深方程计算方法确定；(2)泥石流启动物理模型试验确定；前面两种方法和条件都不具备的情况下，采用(3)泥石流的爆发历史和历史降雨资料数据。

5.根据权利要求4所述的基于雨量-概率的泥石流预警方法，其特征在于：确定泥石流降雨临界值的方法(1)蓄满产流原理耦合高桥临界水深方程计算方法中，激发泥石流起动的降雨临界值可以表示为：

式中：P_ac——泥石流降雨临界值，mm；P_b——泥石流的前期影响雨量或泥石流发生前土壤中的含水量，mm；P_c——特征雨量，即从泥石流激发时刻算起1h内的雨量，mm；H——发生泥石流时的临界径流深，mm，径流深是指在某一时段内的径流总量平铺在全流域面积上所得的水层深度；I_m——降雨结束时流域内土壤能达到的最大蓄水量，mm，通过《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》查表得到；F——流域面积，m²；B——沟道的宽度，m；V——沟床上水流平均流速，m/s；h₀——发生泥石流的沟道临界水深，mm，根据高桥堡提出的水力类泥石流起动水深公式计算；

其中，以1h为单位，则流域的临界径流深H可以表示为：

式中：Q——发生泥石流时流域的平均流量，m³/s；F——流域面积，m²；B——沟道的宽度，m。