[发明专利]基于前期降雨和上下游拓扑关系的农村基层洪涝预警方法

说明书

本发明属于农村基层防汛预报预警技术领域，提供一种基于前期降雨和上下游拓扑关系的农村基层洪涝预警方法。本方法重点考虑每场降雨过后流域抵御洪灾能力的变化，并分析流域内上下游间的灾害传递关系及累积效应；进而动态分析研究区域的危险情况，实现考虑多因素的雨量预警。本发明首先，根据地理位置建立雨量站与乡镇间的关联关系，乡镇根据所关联的雨量站降雨值进行洪涝预警，其次，虑前期降雨的影响对实测降雨进行一次校正，最后，考虑上下游拓扑关系的影响，对实测降雨进行二次校正。本发明综合考虑了前期影响雨量和上下游拓扑关系的影响，提高了农村基层洪涝预警精确度，极大地减轻了预警不准确问题，为基层防汛提供了兼具科学性和实用性的预警信息，以辅佐基层防汛机构决策。

技术领域

本发明属于农村基层防汛预报预警技术领域，涉及一种基于前期降雨和上下游拓扑关系 的农村洪涝分级预警方法。

背景技术

近年来，通过国家防汛抗旱指挥系统、山洪灾害防治、中小河流水文监测等项目建设， 我国大江大河、中小河流部分地区防汛预报预警能力显著提高。防汛预报预警措施主要集中 在山洪灾害频繁发生的山丘区，使得项目建设区的防汛预报预警能力显著增强。与此相对， 位于平原区的农村基层地区存在自动监测站点少、历史和实时数据获取与共享受限；监测预 警平台不完善、监测预警能力不足；预警及群测群防设施设备短缺、主动预警及防御能力低 下的问题，成为防汛预报预警建设的薄弱地区。因此对于普遍缺乏长系列历史实测资料的农 村地区，如何基于现有监测站点与资料进行洪水预报预警是基层防汛中面临的一个突出问题。

由于能够被大众普遍理解和接受且较为实用化，更重要的则是出于延长预见期的考虑， 临界雨量法已成为国内基层预警运用的最为广泛的一种预警方法。一般通过比较预报降雨量 与临界雨量，预测灾害发生与否及其严重程度，并据此发布警报信息。目前国内相关研究成 果和文献大多针对临界雨量阈值的理论推求，而由于受资料限制，实际中往往是通过统计归 纳法推求针对整个流域的静态临界雨量的阈值。判别方法是当流域内的某雨量站累计实测降 雨大于该阈值时，即对该雨量站关联的区域进行预警。由于此阈值的计算基于流域基本蓄满 状态，未考虑前期降雨影响，也未能体现出区域特征，导致空报漏报情况较为严重。本发明 成果着眼于农村基层防汛问题，依托辽宁省2018年度农村基层防汛预报预警体系二期工程建 设项目支持，在预警技术中综合考虑了前期降雨和上下游拓扑关系的影响，兼顾实用化与精 细化。本成果为我国农村基层防汛预警预报提供了重要借鉴。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于前期降雨和上下游拓扑关系的农村洪涝 预警方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于前期降雨和上下游拓扑关系的农村基层洪涝预警方法，该方法所需的数据为： 实时降雨信息、历史降雨信息、水文局所提供的两级预警指标——危险雨量T₁和警戒雨量T₂ (其对应的预警等级分别为立即转移和准备转移)、雨量站上下游拓扑关系。本方法重点考虑 每场降雨过后流域抵御洪灾能力的变化，并分析流域内上下游间的灾害传递关系及累积效应。 进而动态分析研究区域的危险情况，实现考虑多因素的雨量预警。具体包括以下步骤：

第一步，雨量站与预警对象关联分析

在实际防洪过程中，雨量站实测降雨是判断是否预警的根本。雨量站的预警对象为控制 范围内的乡镇，因此需根据两者的地理位置建立雨量站与乡镇间的关联关系。即乡镇根据所 关联的雨量站降雨值进行洪涝预警。以下第二、三步进一步阐述如何进行实测降雨校正。

第二步，考虑前期降雨的影响，对实测降雨进行一次校正

为考虑前期降雨对流域地域洪灾能力的影响，采用前期影响雨量指数P_a代表流域的土壤 含水量指标，反映流域的干湿程度。本步骤将基于P_a值大小对实测降雨进行第一次校正。

2.1)基于历史日降雨信息计算P_a值