川西南山区山洪灾害临界雨量及相应洪峰研究

Flash flood prevention work is the focus of flood control work. Due to characteristics of rapid flow velocity, short forecast period and data shortages flash flood have become a problem in today's hydrological sciences. In the history, mountain torrents occurred with high frequency and caused seriously damages in the Southwest mountains of Sichuan province. But there are almost a few researches on regional rainstorms and flash flood characteristics. It makes very difficult to construct mountain torrent monitor warning systems and disaster prevention. This topic is mainly to study how the mountain torrents come into being affecting by rainstorms in the southwest Sichuan mountain regions, according to building mountain torrent observation stations and collecting storm and flood materials in typical river basins, and calculating the average infiltration curve and watershed rainstorm formula by error feedback algorithm. Based on the study of the method of flood and rainstorm runoff deduction and the early-warning rainfall in the typical mountainous watershed of Southwest Sichuan, put forward the critical rainfall warning index corresponding to the peak flood volume of a certain recurrence period in the mountainous watershed of Southwest Sichuan under different soil saturation. The rainstorm intensity formula is converted into a continuous design rainstorm processes, the net rainfall of surface runoff is calculated. And after adding the GIS information they are used to calculate the basin confluence model. The final aim is providing technical support for in-depth research in these regions about flash flood forecasting and prevention.

山洪灾害的防御工作是我国防洪减灾工作的重点，同时山洪预报因流速快、预见期短以及资料短缺等特点已成为当今水文学科的一个难题。川西南山地地区山洪发生频繁，历史上山洪灾害造成的损失极为严重，而该区域暴雨和山洪特性的研究非常欠缺，给山洪灾害防治和监测预警系统建设带来了极大的困难。本项目主要研究川西南山地地区暴雨作用下的山洪形成过程，根据典型流域山洪资料，采用误差反馈算法推求川西南山区流域平均下渗曲线和暴雨公式；通过对川西南山地典型流域山洪暴雨产流扣损方法及预警雨量的研究，提出在不同土壤饱和度情况下，川西南山地流域一定重现期洪峰流量对应的临界雨量预警指标；把暴雨强度公式转换为连续的设计暴雨过程，推求地表径流净雨量，再利用GIS信息，推求流域汇流模型。通过本项目的研究，将为深入开展该地区的山洪预报、山洪灾害防御提供科学的技术支撑，为其它山洪频发地区的相关研究积累经验。

本项目在归纳总结小流域山洪灾害预警预报和动态临界雨量的研究现状及进展的基础上，系统阐述了包括面降雨量计算、场次洪水划分、前期土壤含水量计算等研究方法，并重点介绍了以新安江三水源模型为主的洪水模拟方法，以及动态临界雨量计算步骤；然后以雅安市荥经河流域为例，构建新安江模型并进行径流模拟，根据降雨、前期土壤含水量和洪峰流量拟定动态临界雨量的定量函数；最后通过间接检验模拟的洪峰流量来评判动态临界雨量拟定方法的精度。主要研究内容如下：.（1）总结分析国内外学者对山洪灾害预警预报和动态临界雨量的研究成果，根据实地调研情况，选择自然地理环境、气候及径流均较为典型的荥经河流域作为川西南山区的研究区域，对需要的软件和水文气象等数据资料进行整理归纳。.（2）在荥经河流域构建新安江模型，以2009～2016年为率定期，2017～2018年为验证期，输入降雨量P、土壤含水量Pa和蒸发数据，其中降雨量和土壤含水量均做等差划分，对荥经（二）水文站的小时径流过程进行模拟，过程线中的流量最大值即为洪峰Qm的模拟结果，最终可以得到一组Qm-P-Pa结果。.（3）对Qm-P-Pa结果绘制成图，根据最小二乘法准则最终优化为一元一次函数。根据防洪标准或有关规划，控制洪峰流量Qm为致灾流量，此时的降雨量P即为临界雨量Pt，意为当降雨量达到临界雨量Pt时即可做出预警。最后联立土壤含水量Pa与临界雨量Pt得到仅由土壤含水量推求的动态临界雨量拟定函数式。.（4）通过间接检验模拟的洪峰流量来检验动态临界雨量拟定结果，并进一步分析误差产生的原因，结果表明，基于三水源新安江模型的考虑前期土壤含水量及降雨量的动态临界雨量拟定方法是可行的。可以推广至川西南山区其他小流域的防洪预警工作中。