沟道起动型泥石流发生预警方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种泥石流预警方法。针对现有技术中沟道起动型泥石流的临界雨量阈值测算方法需以长期泥石流观测数据为基础的缺陷，本发明提供了一种泥石流预警方法，该方法的核心是以泥石流沟道地形、地质、水文因子表达的泥石流起动临界值Cr测算方法。本方法以预警监测区域Cr值为监测值，根据监测值大小划分泥石流预警级别，当Cr＜0.35，为绿色安全，当0.35≤Cr＜0.47，为泥石流橙色预警，当Cr≥0.47，为泥石流红色预警。在优化条件下同时以1h降雨量I为共同监测值。本发明还提供一种以等效降雨量R*值为主要监测值的泥石流预警方法。本发明方法原理可靠，阈值测算更符合泥石流形成机理；阈值测算不以长期观测数据为基础，具有更强的防灾适用性。
【专利说明】沟道起动型泥石流发生预警方法及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泥石流预警方法，特别是涉及一种沟道起动型泥石流形成发生的泥石流预警方法及其应用，属于泥石流防治工程、水利工程领域。
【背景技术】
[0002]沟道是一种坡度陡、遭受间歇性洪水冲刷的集水道。坡面径流产生后，顺坡方向随着降雨径流汇集量的不断加大，形成单宽流量与流速都很大的山洪。沟道侵蚀是指由坡面径流集中冲蚀土壤和母岩并切入地面形成较大沟壑的这种侵蚀形态。沟道内松散物质固体较丰富，当松散固体物质受气候、环境、水文影响产生被掀动或遭受揭底，则导致泥石流启动，此类泥石流称为沟道侵蚀型泥石流。沟道侵蚀型泥石流的特点在于沟道松散物质启动形成泥石流是依靠径流提供推移力进而发生和维持运动，各粒径固体颗粒启动概率远较泥河流泥沙启动概率为大，其启动时候沟道遭受水流强烈侵蚀，沟道松散物质是泥石流固体物质主要来源。
[0003]目前国内外对泥石流的预测预报主要是建立在多年的观测积累基础上，给出经验的临界降雨值，如云南蒋家沟的泥石流预测预报就是建立在30年的长期观测基础上。具体对于沟道泥石流而言，泥石流起动的临界降雨量主要是基于历史观测资料的统计、归纳、总结的方法获得。但对于低频率泥石流，往往没有任何的观测资料积累，因此也就无法在获得观测数据的基础上，得出临界降雨值的经验方法，从而预测泥石流的发生。而这类低频率泥石流的发生往往造成重大损失与人员伤亡。减轻、防止这类低频率泥石流灾害需要深入地了解泥石流的发生规律，并预测泥石流的发生。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种泥石流预警方法，该方法的核心是以泥石流的形成机理为基础，根据泥石流流域地形、地质、水文因子测算既定泥石流沟道的泥石流发生临界降雨量阈值的方法。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0006]一种泥石流起动预警方法，其特征在于:
[0007]首先，调查确定泥石流沟道内的泥石流形成区范围，以所述泥石流形成区为预警监测区域，调查测量确定监测区域的泥石流形成区沟床纵比降J、形成区流域面积Atl、泥石流形成区沟道长L、构造断裂带、地震烈度、物理风化、化学风化、岩石特征，查阅水文手册确定监测区域的泥石流沟道年平均降雨量Rtl、泥石流沟道IOmin降雨变差系数Cv，布置传感器实时测量前期降雨量B、Ih降雨量I ;
[0008]其次，以所述预警监测区域泥石流起动临界值Cr为监测值，根据监测值大小划分泥石流沟道的泥石流预警级别，当Cr < 0.35，发出绿色安全信号，当0.35 < Cr < 0.47，发出泥石流橙色预警信号，当Cr > 0.47，发出泥石流红色预警信号，所述临界值Cr依式I确定;
【权利要求】
1.一种泥石流起动预警方法，其特征在于: 首先，调查确定泥石流沟道内的泥石流形成区范围，以所述泥石流形成区为预警监测区域，调查测量确定监测区域的泥石流形成区沟床纵比降J、形成区流域面积Atl、泥石流形成区沟道长L、构造断裂带、地震烈度、物理风化、化学风化、岩石特征，查阅水文手册确定监测区域的泥石流沟道年平均降雨量Rtl、泥石流沟道IOmin降雨变差系数Cv，布置传感器实时测量前期降雨量B、Ih降雨量I ; 其次，以泥石流沟道内的泥石流形成区为预警监测区域，以所述预警监测区域泥石流起动临界值Cr为监测值，根据监测值大小划分泥石流沟道的泥石流预警级别； 泥石流预警信号级别判别条件是:当Cr < 0.35，发出绿色安全信号，当0.35 < Cr<0.47，发出泥石流橙色预警信号，当Cr > 0.47，发出泥石流红色预警信号； 所述临界值Cr依式I确定:
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:以所述预警监测区域泥石流起动临界值Cr与Ih降雨量I值为监测值，根据监测值大小划分泥石流沟道的泥石流预警级别； 所述泥石流预警信号级别判别条件是:当Cr < 0.35，发出绿色安全信号，当0.35 < Cr<0.47且I≤Imina35，发出橙`色预警信号，当Cr≤0.47且I≤Imina47，发出红色预警信号； 所述Imin0.35与Imin0.47分别是Cr = 0.35与Cr = 0.47时对应的Imin值，Imin值依式9计算确定: !min = R*/60 式 9。
3.—种泥石流预警方法，其特征在于: 首先，调查确定泥石流沟道内的泥石流形成区范围，以所述泥石流形成区为预警监测区域，调查测量确定监测区域的泥石流形成区沟床纵比降J、形成区流域面积Atl、泥石流形成区沟道长L、构造断裂带、地震烈度、物理风化、化学风化、岩石特征，查阅水文手册确定监测区域的泥石流沟道年平均降雨量Rtl、泥石流沟道IOmin降雨变差系数Cv，布置传感器实时测量前期降雨量B、Ih降雨量I ; 其次，以泥石流沟道内的泥石流形成区为预警监测区域，获取泥石流形成区实时降雨数据，以所述预警监测区域等效降雨量R*值为监测值，根据监测值大小划分泥石流沟道的泥石流预警级别； 所述泥石流预警信号级别判别条件是:当R* < 0.35M，发出绿色安全信号，当.0.35M≤ R* < 0.47M，发出橙色预警信号，当R*≥0.47M，发出红色预警信号； 所述等效降雨量R*值依式4确定: R* = (B+12.51) 式 4 式中，B——前期降雨量，mm,实时测量， .1-1h降雨量，mm,实时测量， 所述M值依式10确定；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:以所述预警监测区域等效降雨量R*值与Ih降雨量I值为监测值，根据监测值大小划分泥石流沟道的泥石流预警信号级别； 所述泥石流预警信号级别判别条件是:当R* < 0.35M，发出绿色安全信号，当0.35M≤R* < 0.47M且I≥Imina35，发出橙色预警信号，当R*≥0.47M且I≥Imin0.47，发出红色预警信号； 所述IminQ.35与IminQ.?分别是R* = 0.35M与R* = 0.47M时对应的Imin值，所述Imin值依9计算确定: !min = R*/60 式 9。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的泥石流预警方法，其特征下在于:循环计算各监测值，循环计算周期< lOmin。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的泥石流预警方法，其特征在于:当泥石流沟道包含至少二支沟时，将最有利泥石流形成的支沟的泥石流形成区作为预警监测区域；或者，将不同支沟的形成区都作为泥石流发生预警监测区域，分别测算不同监测区域监测值的泥石流发生阈值，并以阈值小者作为整个泥石流沟道的监测值阈值。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的泥石流预警方法的应用，其特征在于:应用于沟床起动类型沟谷 泥石流形成预警。
【文档编号】G08B21/10GK103473892SQ201310372969
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】余斌, 朱渊, 王涛, 陈源井 申请人:成都理工大学