基于雨-水-沙变化的山区小流域山洪灾害预警方法技术

本发明专利技术提供了基于雨‑水‑沙变化的山区小流域山洪灾害预警方法，包括以下步骤：从目标河段的易淤河段选取易淤断面；计算在不同设计洪水流量条件下，易淤断面在设计洪水挟沙淤床后的成灾水位，绘制水位流量关系曲线；根据易淤断面的预警水位，从水位流量关系曲线中得到易淤断面的预警水位对应的流量，该流量即为预警流量，根据预警流量反推临界雨量；当目标河段的上游发生强降雨后，实时监测降雨量信息，当降雨量达到或超过临界雨量时，即发出山洪灾害预警。本发明专利技术的方法充分考虑了山区小流域的泥沙与洪水的耦合作用，在建立预警指标时考虑了泥沙淤床引起的水位增加问题，可为山区小流域的山洪灾害防治提供更科学的依据和指导。

【技术实现步骤摘要】
基于雨-水-沙变化的山区小流域山洪灾害预警方法
本专利技术属于暴雨山洪灾害防灾减灾领域，涉及基于雨-水-沙变化的山区小流域山洪灾害预警方法，适用于对山区小流域暴雨山洪灾害进行预警。
技术介绍
山洪灾害是指由于降雨在山丘区引发的洪水灾害以及由山洪诱发的泥石流、滑坡等对国民经济和人民生命财产造成损失的灾害。长期以来，暴雨山洪灾害预报预警理论及防治技术研究多以“降雨－径流－水位”变化引起的淹没灾害分析为主，以临界降雨/水位阈值条件作为判据[徐少军等(2015)；吴承卿，2016；陶珏辉，2017]，较少涉及超量来沙引起的淤埋和淹没灾害，即目前缺乏考虑来沙条件下的山洪预警指标研究，而大量的暴雨山洪灾害现场表明泥沙与洪水的耦合作用是造成重大山洪灾害的关键因素。例如：四川波罗水电站“7.28”山洪灾害，2001年7月27～28日四川省马边县马边河上游支流挖黑河和先家普河发生特大暴雨，6小时暴雨强度达79.5mm，24小时暴雨强度达94.4m，挖黑河及先家普河洪水猛涨，挖黑河及先家普河来的大量泥沙在交汇区淤积，抬高河床7.5m，水位陡增，造成波罗电站厂房全淹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于雨-水-沙变化的山区小流域山洪灾害预警方法，其特征在于包括以下步骤：/n①选定需要进行山洪灾害预警的山区小流域河段作为目标河段，目标河段具有防灾保护对象，从目标河段中选取易淤河段，从易淤河段中选取易淤断面；/n②确定洪水挟沙淤床后易淤断面的成灾水位的计算方法/n易淤断面在设计洪水作用下，洪水挟沙在河床淤积前后的水位关系如式(1)所示，/nZ′

【技术特征摘要】
1.基于雨-水-沙变化的山区小流域山洪灾害预警方法，其特征在于包括以下步骤：
①选定需要进行山洪灾害预警的山区小流域河段作为目标河段，目标河段具有防灾保护对象，从目标河段中选取易淤河段，从易淤河段中选取易淤断面；
②确定洪水挟沙淤床后易淤断面的成灾水位的计算方法
易淤断面在设计洪水作用下，洪水挟沙在河床淤积前后的水位关系如式(1)所示，
Z′i＝Zi+ΔZ(1)
式(1)中，Zi为易淤断面在不考虑洪水挟沙淤床条件下的设计洪水对应的防洪水位，Zi′为易淤断面在设计洪水挟沙淤床后的成灾水位，ΔZ为设计洪水来流挟沙淤床导致的易淤断面的水位增量，ΔZ的计算方式式(2)所示，



式(2)中，B为易淤河段的平均河宽，β为系数，0＜β≤1.0，λ为床沙孔隙率，qs为单位河长内侧向汇入的体积输沙率，qb为推移质体积输沙率，d为床沙平均粒径，hi,Ji分别为易淤断面的平均水深和能坡比降，hi-1,Ji-1分别为易淤断面上游单位长度断面的平均水深和能坡比降；
联合式(1)和式(2)，即获得易淤断面面在设计洪水挟沙淤床后的成灾水位Z′i，如式(3)所示，



③根据步骤②的方法计算在不同设计洪水流量条件下，易淤断面在设计洪水挟沙淤床后的成灾水位Z′i，绘制易淤断面在设计洪水挟沙淤床后的成灾水位Z′i随设计洪水流量的变化曲线，即水位流量关系曲线；
④根据易淤断面的预警水位，从步骤③绘制的水位流量关系曲线中得到易淤断面的预警水位对应的流量，该流量即为预警流量，根据预警流量反推临界雨量；

【专利技术属性】
技术研发人员：王协康，许唯临，刘兴年，闫旭峰，刘同宦，杨青远，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51