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山东省小流域山洪灾害预警指标分析研究与应用

山东省小流域山洪灾害预警指标分析研究与应用

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作者：任春凤山东大学

学位级别：硕士

山洪灾害是山丘区因降水引起的一种灾害形式,受气候、地理环境、降雨和人类活动等多种复杂因素的影响。山东省山洪灾害频繁发生,受山洪灾害威胁的防治区面积为4.908万km2,涉及56个县（市、区）,表现形式以山溪洪水为主。山洪灾害对人民... 详细信息

山洪灾害是山丘区因降水引起的一种灾害形式,受气候、地理环境、降雨和人类活动等多种复杂因素的影响。山东省山洪灾害频繁发生,受山洪灾害威胁的防治区面积为4.908万km2,涉及56个县（市、区）,表现形式以山溪洪水为主。山洪灾害对人民的生命财产安全造成了巨大威胁,严重影响着社会、经济发展及全面建设小康社会的进程。2009-2012年,山东省共在56个县（市、区）开展了山洪灾害防治县级非工程措施建设,取得了良好的效果。但山洪防治工作仍存在一些薄弱环节,例如预警指标的确定与应用。基于山东省地质条件、基础资料条件和山洪灾害现状,针对山溪洪水这一灾害形式,本文将对“什么是预警指标、怎么确定预警指标、怎么应用预警指标”这一主要问题进行分析研究。主要研究内容如下：（1）从基本定义、分类分级等方面对预警指标概述,分析研究山洪灾害预警指标计算的基本参数——临界流量、暴雨历时、预警时段和土壤含水量。考虑到雨量监测站点的布局和实际工作需要,本文采用雨量预警指标。（2）两种确定预警指标的方法。同频反推法基于暴雨、洪水同频的假设,本文选取了Pa=0、0.2Wm、0.35Wm、0.5Wm、（2/3）Wm、0.8Wm、Wm七个典型临界值作为土壤含水量,产汇流分析得到多条雨量-频率和洪峰流量-频率曲线,建立临界雨量-土壤含水量-时段关系曲线,实现相对动态预警;基于HEC-HMS的流域水文模型法利用GIS技术、数字高程模型（DEM）建立流域模型,模拟降雨径流过程,假定一雨量值,模拟控制断面洪水过程,不断试算,直至洪峰等于临界流量,则可得到临界雨量。最后,考虑河道特性、预警响应时间和站点位置,综合确定预警指标。（3）山洪灾害预警指标应用系统典型设计。基于山洪灾害监测预警平台和山洪灾害预警指标成果,采用Adobe Flex技术和Java语言,设计开发了山洪灾害预警指标应用系统,具有数据存储、数据查询、可视化和动态预警等功能。实际山洪灾害防治工作中,可作为原监测预警平台的一部分,实现高效而准确的山洪动态预警。（4）实际工程应用。选取平度市猪洞河上游小流域,以该流域内青山村和西葛家村作为典型防灾对象,应用两种典型方法确定预警指标,通过应用系统展示预警指标成果的实际应用。经分析研究,认为采用基于HEC-HMS的水文模型法确定预警指标最具有推广价值;实现该方法与山洪灾害预警指标应用系统的完美结合,将是山东省山洪动态预警的重要发展方向,具有很好的应用前景。

关键词：山洪灾害预警指标典型确定方法应用系统

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