山洪灾害预警指标确定方法
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方法 和经验 方法 两 大类
１ ． 理论方法
理 论 方 法 具 有 较 强 的 物 理 机 理
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ — ９ ２ １ — ３ １
作 者 简 介 ： 昌 志 ， 授 级 高 级 工 程 师 。 要从 事 防洪 减 灾 研 究 。 李 教 主
一 ５ ４
防汛 与 抗 旱
警方 法 有 分 布 式水 文 模 型 山 洪 预 报
预警 和动态 临界 雨量 指导两 种
玉 ， 同仁 商 榷 ． 与 以期 更 好 地 加 强 这
一
院所 、 校 等 ． 对 山洪 灾 害 预警 指 高 都 标 开 展 了大量 研 究 ． 极 推广 山洪灾 积
害防 御试 点 建设 经验 ． 快 山洪 灾 害 加 监 测预 警系统 建设 步伐 这些 研究成 果主 要集 中于 临界 雨量 的研究 ． 地 在
散 点 图 ． 根 据其 对 应 的洪 水 是 否超 并
计暴雨 ； ④计算 临界雨量 ； 确定暴 ⑤
雨 临界 曲线参 数 ： 整理 山 洪 时段 雨 ⑥
在 包 括 降 雨 、 形 、 地 利 用 方 式 以 地 土 及洪 水 等 资料 都 有相 应 要 求 ． 配套 性
则 体 现 为 这 些 资料 是 与具 体 的 流 域 和 山洪场 次相 对应 的 目前 主要 的理 论方 法 包括 经 典 水 文理 论 法 、 土壤 饱 和度 一 降雨 量关 系法 、 位／ 量反 推 水 流
国外 常 用 的 山 洪 灾 害 预 警 指 标 主要 分为 临 界雨 量 、 临界 水位 和 临 界 流量 ３种 。 目前 ， 采用 的 山洪 预 报 预
关键 环节 本文 在文献 研究 和分 析 的
基 础 上 ． 图 较 为 系 统 地 对 山 洪 灾 害 力
预警 指 标确 定 方法 进行 探 讨 ． 抛砖 引
２ １ ９ 中国 水 利 ０ ２．
和理 论 推 导 过程 ，对 资料 的全 面性 、 配套 性 等要求 较 高 全 面性 主要 体现
少 ． 形 成 地 表 径 流 。因 此 ． 进 行 山 易 在
雨 量 ； 确定 年最 大 ２ 相 应 频率 设 ③ ４ ｈ
洪灾 害 预警 指标 计 算 时 ． 该 考 虑 流 应 域 的土 壤饱 和情 况 。基 于这 一 理 念 ． 这 种 方 法 根 据 土 壤 饱 和 度 和 降 雨 量 的关 系 ． 态 确定 临 界 雨 量 。具 体做 动 法 是 ． 流 域 的土 壤 饱 和度 和 降 雨量 将 绘 制 为 土 壤 饱 和 度 一 降 雨 量 关 系散 点 图． 两轴 分别 为 土 壤饱 和度 和 降雨 量 。确 定时 段尺 度 ， １ ， ， ｈ等 ， 如 ３ｈ ６ ｈ 针 对 历 史 资料 系 列 中 流 域 所 发 生 过 的所有 洪水 ． 分别 在 其前 ２ ｈ的 降雨 ４ 量 中求 出该 时段 的 最大 雨 量 ． 以及 该 时段 最 大雨 量 发 生 之 前 的 土 壤 饱 和 度 将 土壤饱 和 度和该 时段 最 大雨量 值 绘 制 为 土壤 饱 和 度 一 降 雨 量 关 系
法 以 及 暴 雨 临 界 曲 线 法
量与 累计雨量 ；⑦绘制暴雨 临界 曲 线； ⑧在暴雨临界曲线 图中点绘实际
时段 雨 量 与 累计 雨量 ． 断 山洪 是 否 判 发生 这种 方法 综合 考虑 了 累计 降 雨
量 与 降 雨 强 度 双 指 标 ．克 服 了 以 往
方 法 仅 考 虑 降 雨 强 度 单 指 标 的 缺 陷 ， 终 成 果 为 一 条 暴 雨 临界 曲线 ． 最
主要 的理论 方 法 包括 经典 水文理 论 法、 土壤 饱和 度一 降 雨量 关 系法 、 水位 流量反 推 法以及 暴雨 临界 曲线 法 ， 经验
方 法有统计 归纳法 、 比拟 法和 内插 法等 ． 出 了加 强 山洪灾 害预 警指 标研 究的 四点建议 。 提
关 键 词 ： 洪 灾 害 ； 警 指 标 ： 定 方 法 山 预 确
指 标 是 监 测 预 警 重 要 的 基 础 工 作 和
水 位 ， 警戒 水位 、 滩水 位 、 如 平 转移 水
位 等 。 自 ２０ ０ ９年 开 始 ．我 国开展 了 １３个县 的 山洪 灾 害 防 治试 点工 作 ． ０ 目前正 式开 展 了全 国 １ ３ ６个 县 的 山 ８ 洪 灾 害防治非 工程措 施建 设工 作 其 间 ， 利 部 水文 局 、 流 域机 构 、 研 水 各 科
分 析 、 流分 析 、 水 演 进 等 环 节 的 汇 洪 计算 。在 雨量 计 算 中 ， 有 点雨 量 到 又 面 雨 量 的转 换 、雨 量 时段 选 择 等 问 题 ： 流 分 析环 节 在我 国明显 地 分 为 产 蓄满 产 流 和超 渗 产 流两 大 类 型 ： 汇 在 流 环 节 ． 包 括 了等 流 时线 法 、 验ห้องสมุดไป่ตู้ 又 经 单 位 线 法 、 时单 位 线 法 等 ： 水 演 瞬 洪 进 环 节 有 动力 波 法 、马 斯 京根 法 等 。 当然 ． 个环 节 还有 更 细 的 内容 可 以 每
法 画 出 一 条 临 界 雨 量 线 （ 线 ） 土 直 将
壤 饱 和度 和该 时 段 最 大 雨 量 组 成 的 状 态 空 间分 为 两部 分 。这 样 ， 山洪 将 临界 雨 量 指 标 确定 问 题 转 化 为 模 式 识 别 的数 学 问题 ．如 最 小 方 差 准 则 算 法 ． 以很 快 画 出直 线 。 可
、
山洪 灾 害 预 警 指 标 研
究简 述
根 据 目前 的 主 要 文 献 及 应 用 情 况． 山洪 灾 害预 警 指标 主要 有 临 界雨 量 和临界 水位／ 量 。 流 前者 主要 指在一
地区、 半干 旱地 区 、 干旱 地 区 ． 在资 料
方面 覆 盖 了资料 丰 富地 区和无 ｆ ） 少 资料 地 区 ． 在方 法 方 面包 括 了 理论 分
中 图 分 类 号 ：ｖ ７ Ｔ ８７
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ０ １ ２ （０ ２ ０ — ０ ４ ０ １０ — １ ３ ２ １ ）９ ０ ５ — ３
我 国山 区面积 占国土面 积 的２３ ／． 山 区 洪 水 源 短 流 急 ． 涨 陡 落 ． 时 陡 历
短 ， 发 性 强 ． 报 和 预 防 已成 为 目 突 预
个 流域 或 区域 内 ． 降雨 量达 到 或超 过 某 一量 级 和强 度 时 ． 流域 或 区域 发 该 生 山 溪 洪 水 、 石 流 、 坡 等 山洪 灾 泥 滑
析 法 、 理统 计法 以及 历史 灾 害 分 析 数
法 等 。但 总体 而 言 ， 大部 分 成 果集 绝
中于数 理统 计 法 和历 史 灾 害分 析 法 ． 以水 文 基 础 理 论 进 行 分 析 的研 究 成 果 较 少 ： 有少 数 文献 将 临界 雨 量 与 也 临界 水位 联 系起 来 ． 近 也有 成 果对 最
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防 汛 与抗 旱
Ｃ Ｎ Ｔ Ｒ Ｒ Ｓ Ｕ Ｃ Ｓ ０ ． ＨＩＡ ＷＡ Ｅ Ｅ Ｏ Ｒ Ｅ ２ １ ９ ２
山洪 灾害预警指标确定方法
李 昌志 。 东亚 孙
（ 中国水利 水 电科 学研 究 院，０ ０ ８ 北 京 ） １０ ３ ， 摘 要： 简要分 析 了山 洪灾 害监 测预 警指标 的类 别和研 究情 况 ， 此基 础上 介绍 了确定 指标 的理 论和 经 验方 法 ． 在
能 较 好 地 反 映 由暴 雨 引 发 的 山洪 灾
（ ） 典水 文理 论法 １经
根 据 经 典 的 水 文 学 理 论 ． 了 计 为
算 临 界雨 量／ 界水 位 ． 常需 要针 对 临 通
害 是 降 雨 强 度 与 累 计 降 雨量 共 同作
用 的结 果
每个 计 算 单 元 ． 过 雨 量 计 算 、 流 经 产
动 态 临界 雨 量 进 行 研 究
前 防洪减 灾工作 中突 出的难点 形 成
害 ． 这 时 的降雨 量 和 降雨 强 度作 为 把
预警 指标 后 者可 以理解 为某 种特征
这种 状 况 的原 因 ． 山 洪灾 害 自身 特 除 点外 ． 山洪 灾 害监 测 预 警基 础 工作 薄
弱也 是重 要原 因之一 山洪 灾 害预警
域 方 面 覆 盖 了我 国 湿 润 地 区 、 湿 润 半
基 础 性研 究 工作 ． 我 国 山洪灾 害 为
防治 工作 提供技 术支 撑
一
二、 山洪 灾 害预 警 指标 确
定 常 用 方 法
目前 ． 内山洪 灾 害 预警 指标 确 国
定方 法 有很 多 ． 致 可 以划 分 为 理论 大
ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｆ ｉｄ ｘ ｓ ｄ ｔｒ ｎ ｔ ｎ ｒｅ ｉｔｏ ｕ ｅ ｎ ｌ ｄｎ ｔｏ ｓ ｏ ｌｓｉａ ｙ ｒ ｌｇｃ ｈ ｏ ，ｓ ｔｒｔｏ ｘ ｅ ｅ ｃ ｓ ｏ ｎ ｅ ｅ ｅｅｍｉ ａｉ ａ ｎｒｄ ｃ ｄ ｉｃｕ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ｆ ｃａ ｓｃ ｌ ｈ ｄ ｏｏ ｉａ ｔｅ ｒ ｉ ｏ ｌ ｙ ａｕ ａｉｎ ｐ ｒ ｅ ｔｇ ｆｓ ｉ— ｒｃｐｔｔ ｎ ｒｌｔ ｎ ｈｐ ａ ｋ ｓｅ ｐｎ ｔｏ ｆｗａｅ ｅ ｅ ｎ ｏ ｅ ｃ ｎａ ｅ ｏ ｏｌ ｐ ｅ ｉｉａｉ ｅａｉ ｓ ｉ，ｂ ｃ ｔｐ ｉｇ ｍｅｈ ｄ ｏ ｔｒｌｖ ｌａ ｄ ｆ ｗ，ａ ｅｌａ ｈ ｎ ｅｓｏ ｍ ｏ ｏ ｌ ｓ ｗ ｌ ｓ ｔｕ ｄ ｒｔｒ ｃ ｔｃ ｌｃ ｒｅ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｍｅｈ ｄ ｆ ｓａｉｔ ａ ｅ ｕ ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｎ ｏ ｙ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｉｔｒ ｏａｉｎ ｉ ｒ ｉａ ｕ ｖ ｔｏ ｎ ｘ ｅ ｉ ｎａ ｔｏ ｓ ｏ ｔｔ ｉｌ ｄ ｄ ｃｉ ｔｏ ，ａ ａ ｇ ｔ ｏ ｎ ｎ ｅｐ ｌｔｏ ｓｃ ｖ ｌ
考 虑 。 方 法 中 的 计 算 单 元 ． 能 是 一 可
２ ． 经验方法
经 验 方 法 无 明 显 的 物 理 机 理 和
推导过程 ， 要根据事件相关性 、 主 地 理 条 件 相 似 性 等 原 则 ．确 定 山洪 灾
害 预 警 指 标 ． 目前 最 为 主 要 的经 验
过 警戒 流量 分为 两类 。在 图中可 以设
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方法 和经验 方法 两 大类
１ ． 理论方法
理 论 方 法 具 有 较 强 的 物 理 机 理
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ — ９ ２ １ — ３ １
作 者 简 介 ： 昌 志 ， 授 级 高 级 工 程 师 。 要从 事 防洪 减 灾 研 究 。 李 教 主
一 ５ ４
防汛 与 抗 旱
警方 法 有 分 布 式水 文 模 型 山 洪 预 报
预警 和动态 临界 雨量 指导两 种
玉 ， 同仁 商 榷 ． 与 以期 更 好 地 加 强 这
一
院所 、 校 等 ． 对 山洪 灾 害 预警 指 高 都 标 开 展 了大量 研 究 ． 极 推广 山洪灾 积
害防 御试 点 建设 经验 ． 快 山洪 灾 害 加 监 测预 警系统 建设 步伐 这些 研究成 果主 要集 中于 临界 雨量 的研究 ． 地 在
散 点 图 ． 根 据其 对 应 的洪 水 是 否超 并
计暴雨 ； ④计算 临界雨量 ； 确定暴 ⑤
雨 临界 曲线参 数 ： 整理 山 洪 时段 雨 ⑥
在 包 括 降 雨 、 形 、 地 利 用 方 式 以 地 土 及洪 水 等 资料 都 有相 应 要 求 ． 配套 性
则 体 现 为 这 些 资料 是 与具 体 的 流 域 和 山洪场 次相 对应 的 目前 主要 的理 论方 法 包括 经 典 水 文理 论 法 、 土壤 饱 和度 一 降雨 量关 系法 、 位／ 量反 推 水 流
国外 常 用 的 山 洪 灾 害 预 警 指 标 主要 分为 临 界雨 量 、 临界 水位 和 临 界 流量 ３种 。 目前 ， 采用 的 山洪 预 报 预
关键 环节 本文 在文献 研究 和分 析 的
基 础 上 ． 图 较 为 系 统 地 对 山 洪 灾 害 力
预警 指 标确 定 方法 进行 探 讨 ． 抛砖 引
２ １ ９ 中国 水 利 ０ ２．
和理 论 推 导 过程 ，对 资料 的全 面性 、 配套 性 等要求 较 高 全 面性 主要 体现
少 ． 形 成 地 表 径 流 。因 此 ． 进 行 山 易 在
雨 量 ； 确定 年最 大 ２ 相 应 频率 设 ③ ４ ｈ
洪灾 害 预警 指标 计 算 时 ． 该 考 虑 流 应 域 的土 壤饱 和情 况 。基 于这 一 理 念 ． 这 种 方 法 根 据 土 壤 饱 和 度 和 降 雨 量 的关 系 ． 态 确定 临 界 雨 量 。具 体做 动 法 是 ． 流 域 的土 壤 饱 和度 和 降 雨量 将 绘 制 为 土 壤 饱 和 度 一 降 雨 量 关 系散 点 图． 两轴 分别 为 土 壤饱 和度 和 降雨 量 。确 定时 段尺 度 ， １ ， ， ｈ等 ， 如 ３ｈ ６ ｈ 针 对 历 史 资料 系 列 中 流 域 所 发 生 过 的所有 洪水 ． 分别 在 其前 ２ ｈ的 降雨 ４ 量 中求 出该 时段 的 最大 雨 量 ． 以及 该 时段 最 大雨 量 发 生 之 前 的 土 壤 饱 和 度 将 土壤饱 和 度和该 时段 最 大雨量 值 绘 制 为 土壤 饱 和 度 一 降 雨 量 关 系
法 以 及 暴 雨 临 界 曲 线 法
量与 累计雨量 ；⑦绘制暴雨 临界 曲 线； ⑧在暴雨临界曲线 图中点绘实际
时段 雨 量 与 累计 雨量 ． 断 山洪 是 否 判 发生 这种 方法 综合 考虑 了 累计 降 雨
量 与 降 雨 强 度 双 指 标 ．克 服 了 以 往
方 法 仅 考 虑 降 雨 强 度 单 指 标 的 缺 陷 ， 终 成 果 为 一 条 暴 雨 临界 曲线 ． 最
主要 的理论 方 法 包括 经典 水文理 论 法、 土壤 饱和 度一 降 雨量 关 系法 、 水位 流量反 推 法以及 暴雨 临界 曲线 法 ， 经验
方 法有统计 归纳法 、 比拟 法和 内插 法等 ． 出 了加 强 山洪灾 害预 警指 标研 究的 四点建议 。 提
关 键 词 ： 洪 灾 害 ； 警 指 标 ： 定 方 法 山 预 确
指 标 是 监 测 预 警 重 要 的 基 础 工 作 和
水 位 ， 警戒 水位 、 滩水 位 、 如 平 转移 水
位 等 。 自 ２０ ０ ９年 开 始 ．我 国开展 了 １３个县 的 山洪 灾 害 防 治试 点工 作 ． ０ 目前正 式开 展 了全 国 １ ３ ６个 县 的 山 ８ 洪 灾 害防治非 工程措 施建 设工 作 其 间 ， 利 部 水文 局 、 流 域机 构 、 研 水 各 科
分 析 、 流分 析 、 水 演 进 等 环 节 的 汇 洪 计算 。在 雨量 计 算 中 ， 有 点雨 量 到 又 面 雨 量 的转 换 、雨 量 时段 选 择 等 问 题 ： 流 分 析环 节 在我 国明显 地 分 为 产 蓄满 产 流 和超 渗 产 流两 大 类 型 ： 汇 在 流 环 节 ． 包 括 了等 流 时线 法 、 验ห้องสมุดไป่ตู้ 又 经 单 位 线 法 、 时单 位 线 法 等 ： 水 演 瞬 洪 进 环 节 有 动力 波 法 、马 斯 京根 法 等 。 当然 ． 个环 节 还有 更 细 的 内容 可 以 每
法 画 出 一 条 临 界 雨 量 线 （ 线 ） 土 直 将
壤 饱 和度 和该 时 段 最 大 雨 量 组 成 的 状 态 空 间分 为 两部 分 。这 样 ， 山洪 将 临界 雨 量 指 标 确定 问 题 转 化 为 模 式 识 别 的数 学 问题 ．如 最 小 方 差 准 则 算 法 ． 以很 快 画 出直 线 。 可
、
山洪 灾 害 预 警 指 标 研
究简 述
根 据 目前 的 主 要 文 献 及 应 用 情 况． 山洪 灾 害预 警 指标 主要 有 临 界雨 量 和临界 水位／ 量 。 流 前者 主要 指在一
地区、 半干 旱地 区 、 干旱 地 区 ． 在资 料
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中 图 分 类 号 ：ｖ ７ Ｔ ８７
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我 国山 区面积 占国土面 积 的２３ ／． 山 区 洪 水 源 短 流 急 ． 涨 陡 落 ． 时 陡 历
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个 流域 或 区域 内 ． 降雨 量达 到 或超 过 某 一量 级 和强 度 时 ． 流域 或 区域 发 该 生 山 溪 洪 水 、 石 流 、 坡 等 山洪 灾 泥 滑
析 法 、 理统 计法 以及 历史 灾 害 分 析 数
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中于数 理统 计 法 和历 史 灾 害分 析 法 ． 以水 文 基 础 理 论 进 行 分 析 的研 究 成 果 较 少 ： 有少 数 文献 将 临界 雨 量 与 也 临界 水位 联 系起 来 ． 近 也有 成 果对 最
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李 昌志 。 东亚 孙
（ 中国水利 水 电科 学研 究 院，０ ０ ８ 北 京 ） １０ ３ ， 摘 要： 简要分 析 了山 洪灾 害监 测预 警指标 的类 别和研 究情 况 ， 此基 础上 介绍 了确定 指标 的理 论和 经 验方 法 ． 在
能 较 好 地 反 映 由暴 雨 引 发 的 山洪 灾
（ ） 典水 文理 论法 １经
根 据 经 典 的 水 文 学 理 论 ． 了 计 为
算 临 界雨 量／ 界水 位 ． 常需 要针 对 临 通
害 是 降 雨 强 度 与 累 计 降 雨量 共 同作
用 的结 果
每个 计 算 单 元 ． 过 雨 量 计 算 、 流 经 产
动 态 临界 雨 量 进 行 研 究
前 防洪减 灾工作 中突 出的难点 形 成
害 ． 这 时 的降雨 量 和 降雨 强 度作 为 把
预警 指标 后 者可 以理解 为某 种特征
这种 状 况 的原 因 ． 山 洪灾 害 自身 特 除 点外 ． 山洪 灾 害监 测 预 警基 础 工作 薄
弱也 是重 要原 因之一 山洪 灾 害预警
域 方 面 覆 盖 了我 国 湿 润 地 区 、 湿 润 半
基 础 性研 究 工作 ． 我 国 山洪灾 害 为
防治 工作 提供技 术支 撑
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二、 山洪 灾 害预 警 指标 确
定 常 用 方 法
目前 ． 内山洪 灾 害 预警 指标 确 国
定方 法 有很 多 ． 致 可 以划 分 为 理论 大
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２ ． 经验方法
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推导过程 ， 要根据事件相关性 、 主 地 理 条 件 相 似 性 等 原 则 ．确 定 山洪 灾
害 预 警 指 标 ． 目前 最 为 主 要 的经 验
过 警戒 流量 分为 两类 。在 图中可 以设