基于特征雨型的山洪灾害雨量预警模式研究

发布时间：2020-04-20 13:03

【摘要】：目前,我国山丘区小流域普遍依据雨量预警指标进行山洪灾害预警预报工作。传统的雨量预警指标尚未考虑降雨的随机性和多样性,仅采用地区的设计雨型概化降雨过程,并确定了唯一的雨量预警指标阈值。然而由降雨分析计算洪水时,不同降雨过程会形成不同的洪水过程,甚至洪峰流量存在较大差异,因此间接影响了雨量预警指标精度。针对地区仅采用唯一的设计雨型与实际多样性降雨过程吻合度较低,且影响计算的雨量预警指标精度的问题,本论文深入探究降雨随时间分布的特征,提出基于雨型特征参数联合控制的多样性特征雨型的确定方法,推导并确定代表地区降雨特征的雨型集。最后将该降雨特征与山洪灾害雨量预警模式相结合,构建基于特征雨型的山洪灾害实时动态雨量预警方式,为提高雨量预警指标精度提供了参考价值,并进一步完善了山洪灾害雨量预警预报模式。本文主要内容及研究成果如下:(1)基于雨型特征参数联合控制的多样性特征雨型确定方法。根据降雨随时间分布的特征,提出定量化雨型特征参数,并以“雨强变化趋势”和“降雨峰值位置”两特征联合控制,推导了代表地区降雨特性的多样性雨型集。(2)雨量预警指标计算与合理性分析。利用HEC-HMS水文模型模拟计算山丘区小流域产汇流过程,以确保较精准的洪峰流量计算。考虑特征雨型及前期土壤含水量的影响,采用水文水力学法计算各防灾对象不同预警时段的雨量预警指标。其次,根据成灾信息,通过时段特征雨量检验法对雨量预警指标理论值进行合理性分析,以确保雨量预警指标的可靠度。(3)基于特征雨型的山洪灾害预警模式。不同特征雨型的累积降雨量随时间分布曲线具有不同的变化特征,以此为基础本文提出基于特征雨型的雨量预警模式。根据实时降雨信息对特征雨型集进行特征识别,预判现在及未来一定短历时内可能发生的降雨过程,以此匹配该特征雨型的雨量预警指标,实现实时动态雨量预警方式。(4)实例应用研究。以河南省新县流域为例,确定了代表新县流域降雨特征的多样性特征雨型集,并分析计算各防灾对象的雨量预警指标。利用6场成灾洪水对雨量预警指标值进行了合理性检验,结果表明其计算值是合理可靠的。以田铺后队为例,应用基于特征雨型的山洪灾害雨量预警模式对其进行预警预报模拟,模拟效果较好,表明考虑了降雨特征的山洪灾害雨量预警模式可进一步提高预警信息与实际情况的吻合度,为完善山洪灾害预警预报体系提供了参考价值。
【图文】：

技术路线图

15（c）短历时降雨场次划分示意图图 2.1 雨场划分示意图的研究内容主要针对短历时强降雨所导致的急涨陡落的洪水次划分时主要采用短历时划分标准，将历史降雨数据依照短标准划分完成后，进行统一时间尺度处理，然后基于短历时强降雨多样性特征的分析与计算。型的多样性特征参数，，针对雨型的研究常将降雨峰值位置系数作为其特征值，并根
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV87;X43

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本文编号：2634569