本發(fā)明屬于山洪災(zāi)害預(yù)警，尤其涉及一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法。

背景技術(shù)：

1、山洪災(zāi)害是指山丘區(qū)由強降雨導(dǎo)致的洪水暴漲及其誘發(fā)的次生災(zāi)害，具有突發(fā)性強、影響范圍廣、破壞力大的特點，給人民生命財產(chǎn)安全帶來了巨大的損失和威脅。因此，有效地監(jiān)測并預(yù)警山洪災(zāi)害是防災(zāi)減災(zāi)的重要課題。

2、在山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)中，需建立山洪災(zāi)害防護對象(如村莊)與雨量站點之間的關(guān)聯(lián)，當(dāng)某一雨量站的觀測降雨超過預(yù)警閾值，山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)會自動對與該雨量站關(guān)聯(lián)的村莊發(fā)出預(yù)警，提醒相關(guān)人員及時采取防范措施，避免或減輕山洪災(zāi)害的影響。

3、目前，常用的關(guān)聯(lián)方式及預(yù)警方法為：防護對象與其附近范圍內(nèi)的所有雨量站點關(guān)聯(lián)，若其中一個雨量站的觀測降雨超過雨量預(yù)警閾值，則山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)出預(yù)警。該關(guān)聯(lián)方式與預(yù)警方法存在的問題主要包括：①當(dāng)流域上游發(fā)生暴雨且位于流域下游的防護對象附近雨量未超過雨量預(yù)警閾值時，洪水演進至村莊仍可能導(dǎo)致防護對象處的山洪災(zāi)害，現(xiàn)有預(yù)警方式難以考慮此種情況，易漏報山洪災(zāi)害；②當(dāng)站點密度低時，存在部分防護對象附近范圍內(nèi)沒有可與之關(guān)聯(lián)的雨量站點，易漏報該防護對象的山洪災(zāi)害。目前部分研究在對常用方法改進時，嘗試在附近站點的基礎(chǔ)上增加關(guān)聯(lián)防護對象所在流域上游的雨量站點，但并未同時改進預(yù)警方法。現(xiàn)有改進方法存在的問題包括：上游局地、短時的強降雨難以引發(fā)下游防護對象的山洪災(zāi)害，僅以一個站點的觀測雨量超過預(yù)警閾值作為發(fā)布預(yù)警的依據(jù)，易空報山洪災(zāi)害。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，以降低山洪災(zāi)害預(yù)警的空報率和漏報率。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明公開一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，所述方法包括以下步驟：

4、步驟1、對雨量站點進行分類：將防護對象所在地區(qū)的所有正常報汛的雨量站點按照其與防護對象的相對位置進行分類；

5、步驟2、建立防護對象與雨量站點的關(guān)聯(lián)方式：計算防護對象上游流域內(nèi)的雨量站點密度，依據(jù)該雨量站點密度建立防護對象與雨量站點的關(guān)聯(lián)方式；

6、步驟3、構(gòu)建山洪災(zāi)害預(yù)警方式：構(gòu)建山洪災(zāi)害預(yù)警方式，包括單站預(yù)警、面雨量預(yù)警和多站預(yù)警；

7、步驟4、根據(jù)雨量站點的類型確定預(yù)警方式：實時采集防護對象所在地區(qū)的各雨量站點的降雨數(shù)據(jù)，若某一雨量站點的觀測雨量超過預(yù)警閾值，則先判斷該雨量站點所屬類型，進而選擇相應(yīng)的預(yù)警方式進行預(yù)警。

8、進一步的是，步驟1中所述將防護對象所在地區(qū)的所有正常報汛的雨量站點按照其與防護對象的相對位置進行分類的具體分類方式為：

9、將所有正常報汛的雨量站點按照其與防護對象的相對位置分成四類，即type?1站點、type?2站點、type?3站點、type?4站點；

10、type?1站點：以防護對象為圓心、x?km為半徑范圍內(nèi)的雨量站點為type?1站點；其中，x根據(jù)該地區(qū)雨量站點密度確定，雨量站點密度為地區(qū)面積除以地區(qū)內(nèi)的站點數(shù)量；

11、type?2站點：以防護對象為流域出口提取上游流域，位于防護對象x?km半徑范圍之外且位于上游流域范圍之內(nèi)的雨量站點為type?2站點；

12、type?3站點：防護對象上游流域外x?km緩沖區(qū)的雨量站點為type?3站點；

13、type?4站點：除前三類站點以外的其他站點。

14、進一步的是，所述防護對象所在地區(qū)包括防護對象上游流域及5km緩沖區(qū)范圍；x的取值范圍為3～5。

15、進一步的是，步驟2中所述依據(jù)該雨量站點密度建立防護對象與雨量站點的關(guān)聯(lián)方式具體為：

16、當(dāng)防護對象上游流域內(nèi)雨量站點密度小于等于雨量站點密度閾值y?km2/站時，即雨量站點分布密集，則防護對象關(guān)聯(lián)type?1站點和type?2站點；當(dāng)防護對象上游流域內(nèi)雨量站點密度大于閾值y?km2/站時，即雨量站點分布稀疏，防護對象關(guān)聯(lián)type?1站點、type?2站點和type?3站點；type?4站點不與村莊關(guān)聯(lián)。

17、進一步的是，所述雨量站點密度閾值y?km2/站的取值受到流域氣候、降雨特征、全省平均站點密度因素綜合影響，為5～50km2/站。

18、進一步的是，步驟3中所述單站預(yù)警為：在防護對象關(guān)聯(lián)的多個雨量站點中，僅單個站點監(jiān)測雨量超過預(yù)警閾值，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)布預(yù)警；所述面雨量預(yù)警為：利用防護對象關(guān)聯(lián)的多個雨量站點的觀測雨量計算上游流域面雨量，當(dāng)面雨量≥預(yù)警閾值*α，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)布預(yù)警，其中α為折減系數(shù)，α∈(0,1)；所述多站預(yù)警為：當(dāng)未觸發(fā)面雨量預(yù)警時，即面雨量<預(yù)警閾值*α?xí)r，若防護對象關(guān)聯(lián)的超半數(shù)雨量站點的觀測雨量大于等于預(yù)警閾值，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)布預(yù)警，反之，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)不對該防護對象發(fā)布預(yù)警。

19、進一步的是，步驟4中所述先判斷該雨量站點所屬類型，進而選擇相應(yīng)的預(yù)警方式進行預(yù)警的具體過程為：若該雨量站點為防護對象的type?1站點，則采用單站預(yù)警方式進行預(yù)警；若該雨量站點為防護對象的type?2或type?3站點，則根據(jù)該防護對象上游流域面積進一步確定預(yù)警方式，若流域面積<流域面積閾值akm2，則直接采用單站預(yù)警方式進行預(yù)警；若流域面積大≥流域面積閾值akm2，則計算流域面雨量，當(dāng)面雨量≥預(yù)警閾值*α?xí)r，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)布預(yù)警；反之，當(dāng)面雨量＜預(yù)警閾值*α?xí)r，則判斷是否超半數(shù)站點雨量大于預(yù)警閾值，若是，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)布預(yù)警，若否，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)不對該防護對象發(fā)布預(yù)警。

20、進一步的是，所述流域面積閾值a取值范圍為50～100。

21、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述方法解決了現(xiàn)有山洪災(zāi)害預(yù)警方法難以考慮致災(zāi)暴雨空間分布不均的問題，能夠兼顧降雨中心在上游流域、防護對象處等多種情況，降低了山洪災(zāi)害預(yù)警的空報率和漏報率，提高了山洪災(zāi)害預(yù)警的準確度。

22、下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

技術(shù)特征：

1.一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，其特征在于，步驟1中所述將防護對象所在地區(qū)的所有正常報汛的雨量站點按照其與防護對象的相對位置進行分類的具體分類方式為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，其特征在于，所述防護對象所在地區(qū)包括防護對象上游流域及5km緩沖區(qū)范圍；x的取值范圍為3～5。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，其特征在于，步驟2中所述依據(jù)該雨量站點密度建立防護對象與雨量站點的關(guān)聯(lián)方式具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，其特征在于，所述雨量站點密度閾值y?km2/站的取值受到流域氣候、降雨特征、全省平均站點密度因素綜合影響，為5～50km2/站。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，其特征在于，步驟3中所述單站預(yù)警為：在防護對象關(guān)聯(lián)的多個雨量站點中，僅單個站點監(jiān)測雨量超過預(yù)警閾值，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)布預(yù)警；所述面雨量預(yù)警為：利用防護對象關(guān)聯(lián)的多個雨量站點的觀測雨量計算上游流域面雨量，當(dāng)面雨量≥預(yù)警閾值*α，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)布預(yù)警，其中α為折減系數(shù)，α∈(0,1)；所述多站預(yù)警為：當(dāng)未觸發(fā)面雨量預(yù)警時，即面雨量<預(yù)警閾值*α?xí)r，若防護對象關(guān)聯(lián)的超半數(shù)雨量站點的觀測雨量大于等于預(yù)警閾值，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)布預(yù)警，反之，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)不對該防護對象發(fā)布預(yù)警。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，其特征在于，步驟4中所述先判斷該雨量站點所屬類型，進而選擇相應(yīng)的預(yù)警方式進行預(yù)警的具體過程為：若該雨量站點為防護對象的type?1站點，則采用單站預(yù)警方式進行預(yù)警；若該雨量站點為防護對象的type?2或type3站點，則根據(jù)該防護對象上游流域面積進一步確定預(yù)警方式，若流域面積<流域面積閾值a?km2，則直接采用單站預(yù)警方式進行預(yù)警；若流域面積大≥流域面積閾值akm2，則計算流域面雨量，當(dāng)面雨量≥預(yù)警閾值*α?xí)r，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)布預(yù)警；反之，當(dāng)面雨量＜預(yù)警閾值*α?xí)r，則判斷是否超半數(shù)站點雨量大于預(yù)警閾值，若是，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)對該防護對象發(fā)布預(yù)警，若否，則山洪災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)不對該防護對象發(fā)布預(yù)警。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，其特征在于，所述流域面積閾值a取值范圍為50～100。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于防護對象與雨量站點關(guān)聯(lián)方式的山洪災(zāi)害預(yù)警方法，包括以下步驟：步驟1、將防護對象所在地區(qū)的所有正常報汛的雨量站點按照其與防護對象的相對位置進行分類；步驟2、計算防護對象上游流域內(nèi)的雨量站點密度，依據(jù)該雨量站點密度建立防護對象與雨量站點的關(guān)聯(lián)方式；步驟3、構(gòu)建山洪災(zāi)害預(yù)警方式，包括單站預(yù)警、面雨量預(yù)警和多站預(yù)警；步驟4、實時采集防護對象所在地區(qū)的各雨量站點的降雨數(shù)據(jù)，若某一雨量站點的觀測雨量超過預(yù)警閾值，則先判斷該雨量站點所屬類型，進而選擇相應(yīng)的預(yù)警方式進行預(yù)警。本發(fā)明所述方法解決了現(xiàn)有山洪災(zāi)害預(yù)警方法難以考慮致災(zāi)暴雨空間分布不均的問題，降低了山洪災(zāi)害預(yù)警的空報率和漏報率。

技術(shù)研發(fā)人員：竇延虹,劉榮華,焦瑩,謝敏,曲麗英,張曉蕾,李琛亮
受保護的技術(shù)使用者：中國水利水電科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10