[发明专利]一种基于水热组合的冰川泥石流区域预警方法

说明书

本发明公开了一种基于水热组合的冰川泥石流区域预警方法，包括以下几个步骤：S1、在冰川泥石流预警建模研究区域内采集冰川泥石流相关数据；S2、构建预警阈值曲线模型；S4、根据S3构建的预警阈值曲线，结合需预警地的气象条件是否落在预警阈值曲线上的位置关系，进行预警：若气象条件落在曲线及其以上区域，则按照曲线及其以上的泥石流事件出现统计概率进行相应预警。本发明解决了现有技术一直未能解决的冰川泥石流地区定量预警的问题，提供了一种能随着泥石流数据的增多持续有效性提升预警结果的冰川泥石流区域预警曲线和预警方法，为今后对冰川泥石流区域预警提供了量化指导和理论基础，具有普适意义。

技术领域

本发明涉及冰川泥石流领域，具体涉及一种基于水热组合的冰川泥石流区域预警方法。

背景技术

随着经济建设和社会发展需要，人们逐步在高海拔冰川山地地区进行工程建设，在这工程建设过程中，不可避免的会遇到冰川泥石流灾害，因此有必要对冰川泥石流发生建立预警机制。

相比雨季的暴雨泥石流，冰川泥石流本身属于更小概率的事件，其起动机理研究仍处于起步阶段，再加上目前冰川泥石流数据存在样本量小、样本噪声大的问题，现有冰川泥石流预警则更多是停留在局地经验取值的层面或群测群防(即监测员巡查)，因此，无论是实际应用还是工程设计规范推荐的泥石流相关计算方法都是以简单经验性的公式计算，缺乏区域普适性应用价值。复杂的方法(如机器学习)在这个方向上，由于多数研究仅为针对单个冰川或少数次泥石流事件的分析，无法建立区域普适性的冰川泥石流有效预警方法。现阶段急需一种应对冰川泥石流区域预警的普适性有效预警方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明目的在于提供一种基于水热组合的冰川泥石流区域预警方法，该方法解决了现有技术一直未能解决的冰川泥石流地区定量预警的问题，提供了一种能随着泥石流数据的增多持续有效性提升预警结果准确性的冰川泥石流区域预警曲线和预警方法，为今后对冰川泥石流区域预警提供了量化指导和理论基础，具有普适意义。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于水热组合的冰川泥石流区域预警方法，其特征在于，包括以下几个步骤：S1、在冰川泥石流预警建模研究区域内采集冰川泥石流相关数据；S2、构建预警阈值曲线模型：SS1、基于S1中采集的冰川泥石流相关数据，选取有效累积雨量R_e和有效正积温AT_e作为泥石流预警的关键气象因子，然后对冰川泥石流预警建模研究区域内的每个地理位置每次泥石流发生前一个月内的关键气象因子进行计算，并对计算结果进行泥石流事件和非泥石流事件的标签分类；SS2、构造泥石流事件关键气象因子的概念函数：AT_e＝αR_e^β,----------公式(1)，其中α和β为待定参数；SS3、获得参数α和β，形成冰川泥石流区域预警阈值曲线：利用随机函数，生成均匀分布的随机初始种子，作为α和β待定参数的初值，设定拟提出的泥石流事件出现的概率值，再将标签分类后的泥石流事件和非泥石流事件的有效正积温和有效累积降雨数据代入其中，通过至少50000次以上的循环迭代，获得满足条件的最优α和β的参数，最终形成冰川泥石流区域预警阈值曲线；SS4、根据SS3构建的预警阈值曲线，结合需预警区域监测或预报的气象条件是否落在预警阈值曲线上的位置关系，进行预警：若气象条件落在曲线上方区域内，则按照曲线以上的泥石流事件出现统计概率进行相应预警。

其中，标签分类的分类标准是：有历史泥石流记录对应的气象条件被标记为泥石流事件样本，每次泥石流暴发前随机抽取的多次非泥石流事件对应的气象条件被标记为非泥石流事件样本。

所述冰川泥石流预警建模研究区域的选择原则包括：(1)、冰川泥石流所处的研究区内多数流域上游物源区现在处于冰川环境，(2)、气象观测数据或高分辨率气象再分析资料覆盖的时间段内区域发生泥石流次数不少于20次。

S2中有效累积降雨量R_e表示为：