一个流域发生山溪洪水、泥石流、滑坡等灾害统称为山洪灾害,其通常具有极易发生、突发、破坏力较大等特点。我国地质地貌复杂,地形样式繁多,山丘区总面积大约占到了总国土面积的2/3,超过了世界平均水平。另外,我国降雨在时间上分布极不均衡,空间上分布范围较广,暴雨相对比较集中,从而形成了我国山洪灾害发生频繁的特点,造成了人民生命财产的极大损失。目前,我国山洪灾害防治工作已在预案编制、县级监测预警平台和群测群防体系建设中取得了较好的效果,基本上形成了符合我国国情的山洪灾害实时监测和预警预报相结合的体系,另外,群测群防等非工程措施的建设也已得到初步的实施,但是以非工程措施为研究对象的山洪灾害防御工作的研究在我国出现的相对较晚,特别是在山洪灾害预警指标定量化上仍然比较薄弱。本研究充分运用GIS、卫星遥感、水文分析计算等技术手段,提取相关数据,结合山洪灾害现场调查资料,进行了小流域暴雨洪水分析、评价山洪威胁居民区的山洪灾害现状防御能力、科学划分沿河村落的危险区;并通过分析确定了山洪暴发的临界雨量值,为进一步提高区内灾害的防治能力和社会经济持续发展提供支撑。本文以西固区脑地沟流域为研究对象,主要内容如下:(1)分析了研究区内山洪灾害的存在形式以及发生特征,其特点是暴雨强度高,产流速度快、洪水峰值大、洪水过程时间较短、总洪水量较小、防御难度大、致灾程度高。山洪灾害发育特征主要表现在空间和时间两个方面,空间特征与区内地质构造、岩体类型及区域性人类活动等因素密切相关,时间特征同西固区降雨的周期性特征是基本保持同步的。(2)依据防灾对象的成灾水位、暴雨历时、临界流量及预警时段等参数。根据现场调查的数据以及西固区小流域的特性,采用兰州市经验公式和推理公式法对不同频率下的洪峰流量进行了比算,最终采用了对研究区适宜度较高的兰州市经验公式法的计算结果,利用曼宁公式确定了防灾对象控制断面的水位流量关系,根据实测的防灾对象范围内居民住房高程信息,得到了研究区的成灾水位高程,进而确定其临界流量,暴雨历时、预警时段。(3)根据西固区小流域的实际情况以及山洪灾害发生的特征、基础资料的完备情况、实际应用的精确度和可操作度等条件,综合考虑认为灾害与降雨同频率法反推法对西固区小流域预警指标的确定较为适宜。其基本思路是,首先假设降雨和洪水发生的频率相同。对防灾对象进行产汇流的分析,进而确定其预警时段,绘制暴雨频率曲线和频率洪水曲线,根据其成灾水位,结合控制断面确定临界流量,并查找其对应的频率,进而反推对应时段的雨量值。文中确定了研究区内小流域在不同时段的预警指标值。(4)文中选取兰州市西固区脑地沟流域作为典型区,展示了山洪灾害分析的具体操作,阐述了西固区小流域山洪灾害的存在特征,灾害的发生形式、量算了脑地沟流域的基本参数,利用相应方法确定其各个频率下的洪峰流量,结合其控制断面的高程流量关系和人口沿高程分布情况计算出脑地沟流域的临界流量为21.5立方米每秒,通过暴雨历时及汇流分析,确定1小时、3小时、6小时、12小时和24小时五种时段作为脑地沟流域的预警时段,采用灾害与降雨同频率反推法计算出了脑地沟流域不同预警时段的预警指标值。