[发明专利]一种降水预警方法及其在地质灾害中的应用

摘要

本发明公开了一种降水预警方法及其在地质灾害中的应用。所述降水预警方法利用地基GPS数据反演的大气可降水量(简称PWV)与降水数据进行对比，考虑到PWV的积累在发生降水过程中的作用，找出PWV转化为有效降水发生的幂函数规律，并将该规律引入降水预警中作为形成有效降水的临界阈值。该方法能够实现小流域、高准确率的降水预警，并能结合开展山洪、泥石流、滑坡等暴雨型地质灾害的预警报工作。

主权项

一种降水预警方法，其特征在于：所述降水预警方法步骤如下：(一)获取拟进行降水预警的流域内的地基GPS数据和雨量数据；(二)基于GAMIT软件，利用步骤(一)中获取的地基GPS数据反演得到大气可降水量PWV序列；(三)根据步骤(一)中获取的雨量数据，任意选取一个时间段，要求该时间段内、连续的至少2个时间尺度单位内有降水发生，然后在步骤(二)得到的大气可降水量PWV序列中选取对应该时间段的PWV长序列；(四)在步骤(三)选取的PWV长序列上，设Pt为t时刻对应的PWV值，其前一时刻的PWV值为Pt‑1，其后一时刻的PWV值为Pt+1，当满足Pt＜Pt‑1且Pt＜Pt+1，则记t时刻为一个节点；相邻两个节点之间的PWV序列视为一个PWV短序列，从而根据节点将步骤(三)选取的PWV长序列划分为若干个PWV短序列；结合步骤(一)中获取的雨量数据，将每一个PWV短序列划分为有降水PWV短序列或无降水PWV短序列，得到若干个有降水PWV短序列和若干个无降水PWV短序列；如果有降水PWV短序列的数量小于11个，则返回步骤(三)，重新选取PWV长序列，如果有降水PWV短序列的数量大于等于11个，则继续进行步骤(五)；(五)在步骤(四)得到的每一个有降水PWV短序列上，将降水开始至降水终止时间内所有PWV值相加得到有效累积PWV值，将降水开始前的所有PWV值相加得到前期累积PWV值；最终得到所有有降水PWV短序列的有效累积PWV值和前期累积PWV值；(六)分别以有效累积PWV值和前期累积PWV值为横纵坐标构建坐标系，在该坐标系上标出步骤(五)得到的所有有降水PWV短序列的有效累积PWV值和前期累积PWV值，在该坐标系上得到与有降水PWV短序列数量相同的点，将这些点进行幂函数曲线拟合，得到PWV临界线；(七)在步骤(二)得到的大气可降水量PWV序列中，选取对应拟进行降水预警时刻之前的PWV序列为预警PWV序列；在预警PWV序列上，设Pt为t时刻对应的PWV值，其前一时刻的PWV值为Pt‑1，其后一时刻的PWV值为Pt+1，当满足Pt＜Pt‑1且Pt＜Pt+1，则记t时刻为一个节点，在预警PWV序列上找到拟进行降水预警时刻之前的2个节点；将拟进行降水预警时刻之前的2个节点之间的所有PWV值相加，得到预警前期累积PWV值；将拟进行降水预警时刻至其前1个节点之间的所有PWV值相加，得到预警有效累积PWV值；(八)将步骤(七)中得到的预警前期累积PWV值和预警有效累积PWV值放入步骤(六)构建的坐标系中得到一个预警点，将该预警点与步骤(六)中得到的PWV临界线进行比较；如果该预警点位于PWV临界线以上区域，则发出降水预警；反之，则不发出降水预警。