【技术实现步骤摘要】
本专利技术山洪预警，涉及山洪灾害风险预警，尤其涉及一种适用于大尺度区域山洪灾害风险动态精细预警方法及系统。
技术介绍
1、山洪灾害因其较高的死亡率和造成的严重损失，受到各国政府的高度重视，据2007年国际气象水文部门的调查，山洪灾害被认定为仅次于强风暴的第二大主要灾害。
2、尽管人类为应对山洪灾害所采取的多种措施取得了较好的效果，但我们依然很容易就能举出山洪灾害愈发严峻的例子，根据《wmo天气、气候和水极端事件造成的死亡和经济损失图集（1970-2019）》，1970年至2019年期间，灾害数量增加了五倍。经济损失增加得更多，达到了七倍。在全球气候温暖化背景下，随着局地强降雨频次的增加和山区社会经济活动的增强，山洪灾害依然是防洪减灾的短板。特别是近些年极端降水频发，常发生山洪灾害事件，山洪预报和预警已成为防洪减灾中重要的非工程性措施。
3、国内外关于山洪预警技术的研究大部分集中在临界雨量分析计算方法，主要是在对雨量、洪水资料进行统计分析的基础上，研究暴雨山洪发生的规律，确定山洪临界雨量。当某时间尺度内降雨达到或超过一定量级时，就会达到警戒流量，并可能激发山洪灾害，对应时间尺度内的降雨量即为临界警戒雨量（临界雨量）（参见刘志雨,杨大文,胡健伟.基于动态临界雨量的中小河流山洪预警方法及其应用[j].北京师范大学学报(自然科学版),2010,45(3):317-321）。但这种临界雨量计算方法由于没有考虑前期土壤含水量情况，严格意义上讲属于静态临界雨量，因而容易造成山洪预警的漏报和空报现象。加上山洪具有流速快、
技术实现思路
1、本专利技术目的旨在针对现有技术中存在的山洪灾害预警难以做到大区域、动态、实时，缺少预案的技术问题，提供一种适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，能够对大尺度区域内的山洪灾害风险实现动态、精准预测。
2、本专利技术另一目的旨在提供用于实现上述方法的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警系统。
3、为达到上述目的，本专利技术采取以下技术方案来实现。
4、本专利技术提供的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其包括以下步骤：
5、s1 制作区域降水风险等级预警指标；该步骤包括以下分步骤：
6、s11 确定区域不同时段不同重现期极端降水量设计值；该步骤包括以下分步骤：
7、s111 利用地面降水观测站点超过15年的小时降水观测数据确定各观测站点极端降水量；
8、s112 利用频率计算方法，确定各观测站点不同时段不同重现期的极端降水量设计值；
9、s113 利用空间插值法，制作区域不同时段不同重现期极端降水量设计值，得到不同时段不同重现期的区域极端降水风险等级图；
10、s12 将区域不同时段的降水量按照重现期间隔制作区域降水风险等级预警指标；
11、s2 制作区域山洪灾害风险预警指标；具体操作为：将土壤含水量划分为若干等级，依据区域降水风险等级预警指标和土壤含水量等级，制作区域山洪灾害风险预警指标；
12、s3 制作区域未来山洪灾害风险等级预警图；该步骤包括以下分步骤：
13、s31 确定区域未来降水量；
14、s32 确定区域前期土壤含水量；
15、s33 将区域未来降水量和区域前期土壤含水量，与区域山洪灾害风险预警指标进行比对，并按照比对结果显示对应等级的预警结果，得到区域未来山洪灾害风险等级预警图。
16、上述步骤s111中，通过收集区域内所有地面降水观测站点超过15年的小时降水观测数据和站点的经纬度、高程、观测起止年份，通过筛选和质量控制，提取每个站点每年的不同时段（包括1h、2h、3h、6h、12h、24h共计6个时段）的极值降水数据，各站点6个时段的极值降水数据分别按照由低到高进行排序，整理成地面降水观测站点不同时间段（主要是1h、2h、3h、6h、12h、24h共计6个时段）的年最大降水量的长序列极值降水数据集。
17、上述步骤s112中，针对各观测点，利用频率分布函数对相应观测站点不同时间段的年最大降水量数据进行拟合；再依据确定的频率分布函数进行频率分析，确定相应观测站点不同时段不同重现期的极端降水量设计值。这里可以首先使用不同的频率分布函数对相应观测站点不同时间段的年最大降水量数据进行拟合，依据拟合结果从中选取最佳的频率分布函数，用于后续频率分析。
18、上述步骤s113中，依据各观测站点不同时段不同重现期的极端降水量设计值，通过空间插值法将各观测站点降水量设计值拓展为区域降水量设计值分布，然后根据气象网格分辨率确定区域网格大小，得到预测区域不同时段不同重现期极端降水量设计值空间网格分布。所述空间插值法，可以为克里金插值法、反距离权重插值法等。
19、上述步骤s12，所述重现期间隔包括2年一遇～5年一遇、5年一遇～10年一遇、10年一遇～20年一遇、20年一遇～50年一遇以及50年以上一遇。
20、上述步骤s2中，将土壤含水量从0到 wm划分为若干等级。 wm为流域最大蓄水容量，一般选取久旱无雨后一次降雨量较大且全流域产流的实测雨洪资料分析确定，其计算公式为：
21、 wm= p- r- e（1）；
22、式中， p为实测流域平均雨量，单位mm；
23、 r为实测产流量，单位mm；
24、 e为实测雨期蒸发量，单位mm。
25、上述步骤s31中，可以根据气象未来降水网格预报数据作为区域未来降水量。例如，未来短临预报（1h、2h）和24小时降水格点数据作为区域未来降水量。
26、上述步骤s32中，由于土壤含水量的实测资料很少，即使有也只能代表点的情况，不能代表土壤含水量在流域分布的复杂规律，因此，利用水文学方法，基于站点实测雨量资料，计算前期影响雨量 p a代表流域的土壤含水量。其计算公式为：
27、若前一个时段有降雨 p t-1，即 p t-1＞0时，则
28、 p a, t= 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，步骤S112中，针对各观测点，利用频率分布函数对相应观测站点不同时间段的年最大降水量数据进行拟合；再依据确定的频率分布函数进行频率分析，确定相应观测站点不同时段不同重现期的极端降水量设计值。
3.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，步骤S113中，依据各观测站点不同时段不同重现期的极端降水量设计值，通过空间插值法将站点降水量设计值拓展为区域降水量设计值分布，然后根据气象网格分辨率确定区域网格大小，得到预测区域不同时段不同重现期极端降水量设计值空间网格分布。
4.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，步骤S12，所述重现期间隔包括2年一遇～5年一遇、5年一遇～10年一遇、10年一遇～20年一遇、20年一遇～50年一遇以及50年以上一遇。
5.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征
6.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，步骤S32中，计算前期影响雨量Pa代表流域的土壤含水量；其计算公式为：
7.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，步骤S33，联合区域山洪灾害风险预警指标与气象未来短临预报1h、2h和24小时降水格点预报数据及相应的前期土壤含水量预警未来1h、2h、24h山洪灾害风险等级，并制作区域未来1h、2h、24h山洪灾害风险等级预警图。
8.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，还包括步骤S4，制作区域实时山洪风险等级预警图，具体包括以下分步骤：
9.一种用于实现权利要求1至8任一项所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法的预警系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的预警系统，其特征在于，还包括第二山洪灾害风险等级预警模块，用于制作区域实时山洪风险等级预警图；其包括：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，步骤s112中，针对各观测点，利用频率分布函数对相应观测站点不同时间段的年最大降水量数据进行拟合；再依据确定的频率分布函数进行频率分析，确定相应观测站点不同时段不同重现期的极端降水量设计值。
3.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，步骤s113中，依据各观测站点不同时段不同重现期的极端降水量设计值，通过空间插值法将站点降水量设计值拓展为区域降水量设计值分布，然后根据气象网格分辨率确定区域网格大小，得到预测区域不同时段不同重现期极端降水量设计值空间网格分布。
4.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征在于，步骤s12，所述重现期间隔包括2年一遇～5年一遇、5年一遇～10年一遇、10年一遇～20年一遇、20年一遇～50年一遇以及50年以上一遇。
5.根据权利要求1所述的适用于大尺度区域山洪灾害风险动态预警方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎小东，许唯临，孙东亚，刘兴年，王协康，覃光华，闫旭峰，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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