一种泥石流灾害规模的预报的方法技术

本发明专利技术提供了一种泥石流灾害规模的预报方法，包括：预报装置根据泥石流的历时和最大流量，建立泥石流规模预测的基本模型；预报装置根据泥石流的洪峰滞流历时与洪水汇流历时的关系，确定泥石流历时；预报装置确定流域面积参数K值；预报装置根据泥石流洪峰滞流历时、最大流量和流域面积参数K值，确定泥石流灾害规模的预报最终模型；预报装置根据最终模型，预报泥石流的规模。利用本发明专利技术的预报方法，简单并且准确。

【技术实现步骤摘要】
一种泥石流灾害规模的预报的方法
本专利技术属于灾害预报领域，特别涉及一种泥石流灾害规模的预报方法。
技术介绍
泥石流是山区众多自然灾害中具有突发性灾变过程的主要灾种。据不完全资料，泥石流灾害波及全国23个省、市、自治区，不仅影响山区城镇、工矿、交通运输，能源基地、水利设施和国防建设以及农田村寨等各种建筑设施的安全，而且造成人畜伤亡。在全世界每年发生的泥石流造成数以亿计的经济损失和几百甚至上千人的伤亡，而我国是世界上泥石流灾情最严重的国家之一。泥石流灾害规模的预报是泥石流可能造成灾害的规模等级、灾害范围、预警等级及危险区划定的首要指标参数，是防灾避灾的依据，也是泥石流防治工程特别是停淤坝工程设计及建设中的首要参数。泥石流灾害规模的预报是泥石流地区城市建设、水利工程、交通桥涵等勘测设计中泥石流灾害防治的一项基本资料。泥石流灾害规模的预报方法是根据降雨对应泥石流的暴发及过程等参数使用理论模型进行分析计算。本灾害规模预测方法中推导出可靠性较高的理论模型计算方法，使泥石流规模预测具有可操作性和实用性。能在生产实践应用中进行合理预测计算并进行避让减灾提供可靠的结论。目前，泥石流灾害规模的预报主要是一次泥石流总量和冲出固体物质总量。一次泥石流总量Wc是指一次泥石流暴发过程中冲出沟口断面的泥石流总量，可通过计算法和实测法确定。泥石流沟的一次总量的实体实测法困难，不具备测量条件。原有方法的的预报缺点是其中的时间参数一般以实际发生的为准。其数量的取得基本是难以实现，大多数沟域在近数十年间未暴发过泥石流的情况下就不能取得暴发历时数据。暴发过泥石流的沟域情况大多是调查中非专业人员凭借记亿和印象大体说明泥石流的暴发情况及时段的得来的，其准确性难以评价。
技术实现思路
基于现有技术中存在的上述技术问题。本专利技术的目的在于提出一种泥石流灾害规模的预报方法，提高了泥石流灾害规模的预报的准确性。本专利技术提供了一种泥石流灾害规模的预报方法，包括：步骤101：预报装置根据泥石流的历时和最大流量，建立泥石流规模预测的基本模型；根据泥石流的历时和最大流量，进行流域泥石流总量的预测计算分析，按泥石流暴涨暴落的特点，将其过程线概化为一个五边形，由流量过程和时间线所包括面积就是泥石流的规模数量；通过流量过程和时间线概化五边形进行泥石流灾害规模的预报计算，其基本模型的如公式一所示，其中，Tc表示泥石流的历时，单位为秒(s)，Qc为泥石流最大流量，单位为立方米每秒，(m3/s)，K表示为流域面积系数；步骤102：预报装置根据泥石流的历时与洪峰滞流历时与洪水汇流历时的关系，确定泥石流历时；泥石流的洪峰滞流历时与洪水汇流历时的关系计算式如下列等式：其中，Tb＝2×τ。步骤103：预报装置确定流域面积参数K值；其中，F为流域面积。步骤104：预报装置根据泥石流洪峰滞流历时和流域面积参数K值，确定泥石流灾害规模的预报最终模型；根据泥石流灾害规模的基本预报模型，和进行泥石流历时和泥石流面积系数K值的修正后公式如下：其中，式中：τ表示字-流域汇流历时，以小流域的洪水计算推理公式而得(s)，Qc表示泥石流洪峰流量，单位为平方米每秒(m3/s)，F表示流域面积，单位平方千米(km2)。步骤105：预报装置根据最终模型，预报泥石流的规模。本专利技术的有益效果是：本专利技术的泥石流灾害的规模预测比较准确以及比较简单。附图说明图1为本专利技术的一种泥石流灾害规模的预报方法的流程示意图；图2为本专利技术的一种泥石流灾害规模的预报方法流域泥石流总量的预测计算分析示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本专利技术的理解，而对其不起任何限定作用。泥石流灾害规模的预报方法是对应理泥石流的暴发及过程等参数进行模型推导，并得出模型计算中的可操作性参数方法，使推导出的理论模型具有可操作性和实用性。能在生产实践应用中进行合理性计算并得出可靠的结论。为防灾工作提供依据。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，本专利技术提供了一种泥石流灾害规模的预报方法：步骤101：预报装置根据泥石流的历时和最大流量，建立泥石流规模预测的基本模型。为找到合理性、准确性高的预测泥石流规模的方法，根据泥石流的历时和最大流量，进行流域泥石流总量的预测计算分析，按泥石流暴涨暴落的特点，将其过程线概化为一个五边形，如图2所示。由流量过程和时间线所包括面积就是泥石流的规模数量。通过流量过程和时间线概化五边形进行泥石流灾害规模的预报计算，其基本模型的如公式一所示，其中，Tc表示泥石流的历时，单位为秒(s)，Qc为泥石流最大流量，单位为立方米每秒，(m3/s)，K表示为流域面积系数。步骤102、预报装置根据泥石流的历时与洪峰滞流历时与洪水汇流历时的关系，确定泥石流历时。泥石流的暴发洪流过程大多数情况下和一般洪水是相似的。泥石流的过程线是相似洪流方面的结果，也是实际观测的结果。从洪水过程线及汇流历时定义来看洪峰汇流历时即是洪峰到达点历时，洪水起始就在近出口降雨的径流形成时。按概化过程线把洪水过程线概化成五边形时，汇流历时与泥石流状态的洪水过程历时就呈两倍的关系：Tb＝2×τ。通过分析可以获知，泥石流的暴发主要在洪峰滞流历时阶段，就是过程线中的中间1/3时段。在整个流域的洪水过程中，研究认为前端1/3时段为洪水流量小于1/4洪峰的情况，主要为清水流，后端1/3时段为洪水流量小于1/3洪峰的情况，主要为高夹沙水流情况。因此，泥石流的洪峰滞流历时与洪水汇流历时的关系计算式可形成下列等式：在实际的泥石流暴发情况调查中，泥石流的暴发大多在整个流域的局部降暴雨激发下形成，其历时与洪水过程的全流域形成有很大的差异，因之采用洪峰滞流历时作为计算是符合泥石流的暴发实际情况的。步骤103、预报装置确定流域面积参数K值。计算系数K值与流域面积成对应的关系，详见下表。表中数据是依据不同沟域观测资料而得的一些数据。计算系数K值取值参考表流域面积FF＜1km21＜F＜5km25＜F＜10km210＜F＜100km2F＞100km2计算系数KK＝0.262K＝0.202K＝0.113K＝0.0378K＝0.0252根据上表中的K值与流域面积的关系，采用非线性分析，为便于尽快得出计算结论，把其指数调整为1/2次方，经相关性分析达到0.93，可满足要求。结果公式：步骤104、预报装置根据泥石流洪峰滞流历时和流域面积参数K值，确定泥石流灾害规模的预报最终模型。根据泥石流灾害规模的基本预报模型，和进行泥石流历时和泥石流面积系数K值的修正后公式如下：其中，式中：τ表示字一流域汇流历时，以小流域的洪水计算推理公式而得(s)，Qc表示泥石流洪峰流量，单位为平方米每秒(m3/s)，F表示流域面积，单位平方千米(km2)。步骤105、预报装置根据最终模型，预报泥石流的规模。泥石流灾害规模的预报方法在实践中进行了多次的应用，应用情况见下表。应用的流域面积范围从0.84-65.3km2，应用的泥石流容重范围从1.33-1.9t/m3，应用的流量范围从8.5-650.3m3/s。计算结果泥石流一次总量的应用范围从1.4-52.1万m3，泥石流固体物质一次总量的应用范围从0.3-18.2万m3。通过最终模型得到的计算结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泥石流灾害规模的预报方法，其特征在于，包括： 预报装置根据泥石流的历时和最大流量，建立泥石流规模预测的基本模型； 预报装置根据泥石流的历时与洪峰滞流历时与洪水汇流历时的关系，确定泥石流历时； 预报装置确定流域面积参数K值； 预报装置根据泥石流洪峰滞流历时和流域面积参数K值，确定泥石流灾害规模的预报最终模型； 预报装置根据最终模型，预报泥石流的规模。

【技术特征摘要】
1.一种泥石流灾害规模的预报方法，其特征在于，包括：步骤101：预报装置根据泥石流的历时和最大流量，建立泥石流规模预测的基本模型；根据泥石流的历时和最大流量，进行流域泥石流总量的预测计算分析，按泥石流暴涨暴落的特点，将其过程线概化为一个五边形，由流量过程和时间线所包括面积就是泥石流的规模数量；通过流量过程和时间线概化五边形进行泥石流灾害规模的预报计算，其基本模型的如公式一所示，其中，Tc表示泥石流的历时，单位为秒(s)，Qc为泥石流最大流量，单位为立方米每秒，(m3/s)，K表示为流域面积系数；步骤102：预报装置根据泥石流的历时与洪峰滞流历时与洪水汇流历时的关系，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开平，胡赵兴，戴荣福，马槽，代德富，夏安付，周永贵，张升波，张贵明，张德卫，
申请(专利权)人：昆明市东川区泥石流防治研究所，
类型：发明
国别省市：云南;53