基于GIS的泥石流预报中降水分析及应用

来源 :中国科学院成都山地灾害与环境研究所 中国科学院·水利部成都山地灾害与环境研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:passkakaxi
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降水是泥石流形成的三大基本条件(物质条件、能量条件和降水条件)中最具动态性的因素,也是泥石流预报中的关键因子,对泥石流预报中监测和预报降水的分析直接关系到泥石流预报结果的准确性。因此,对泥石流预报中的降水的分析和应用的研究己成为当前泥石流预报研究的热点和难点之一。   本研究在深入分析不同时段降水对泥石流形成作用的基础上,确定了泥石流预报中的降水分类,探讨了不同时段降水的获取方法,并重点研究了前期观测降水的内插分析方法,以四川省凉山彝族自治州为例建立了基于气候特征的考虑经度、纬度、高程、坡度、坡向和遮蔽度等下挚面因素影响的观测降水内插分析模型,为泥石流预报提供更加准确可靠的前期降水数据支持。同时,基于GIS平台,研究开发了精细化降水数值预报产品、多普勒天气雷达降水预报产品和前期降水的分析处理模块,并将其应用到凉山州泥石流短临预报和西南地区泥石流短期预报中。通过该项研究,取得了以下结论和研究成果:   (1)引发泥石流形成的降水包括当次降水和前期降水。前期降水由两部分构成,一部分是通过径流、蒸发、植物蒸腾等散失的部分,称为前期损失降水量;另一部分是仍保存在土壤里的部分,仍可以参与下次泥石流的活动,称为前期有效降水量。当次降水量也由两部分构成,一部分是泥石流发生前的部分,称为当次有效降水量;另一部分是泥石流发生后的部分,称为剩余降水量。   (2)降水是泥石流预报中必须输入的关键数据,降水的监测和预报技术条件在很大程度上决定了泥石流预报的时空尺度。根据当前降水监测和预报技术水平,建立了不同时空尺度的泥石流预报体系。其中,不同途径获得的前期有效降水量、预报降水量和预报降水强度的分析和处理是泥石流预报中降水分析处理的核心。   (3)以四川省凉山州为例,利用区内及周围33个测站30年(1977-2006)的降水观测数据,根据气候特征具有相对稳定性的特点建立了基于气候特征的,综合考虑经度、纬度、高程、坡度、坡向和遮蔽度等影响的,利用测站实际降水观测数据进行修正的降水内插模型,为前期有效降水的分析提供了更为准确可靠的内插分析方法。   (4)精细化降水数值预报和多普勒天气雷达降水预报产品皆可以作为泥石流预报中预报降水量和预报降水强度获取的有效来源,但无法直接应用于泥石流预报中。针对此问题,分别建立了精细化降水数值预报产品和多普勒天气雷达降水预报产品的分析处理方法,为泥石流预报提供预报降水量和预报降水强度数据支持。   (5)以GIS技术为手段,利用建立的前期降水量内插分析模型和预报降水分析处理方法,开发了多源降水分析处理系统,为泥石流预报提供准确可靠的降水数据支持,并将其应用到凉山州和西南地区泥石流预报系统中。   本研究的创新点在于综合考虑影响降水分布的下挚面因素,以研究区相对稳定的气候特征为基础,利用经度、纬度、高程、坡度、坡向和遮蔽度等下整面因素,建立了一定时段降水内插分析模型,更加准确地将离散的测站降水观测数据转化成空间连续的面降水数据,为泥石流预报提供较为准确可靠的高空间分辨率的前期降水数据。
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