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川西山区地处青藏高原向四川盆地过渡地带,是暴雨泥石流十分发育、灾害十分严重的区域,历史上灾害案例较为丰富,容易收集。本文根据收集的大量暴雨泥石流灾害案例资料,针对天上和地面系统之间的耦合关系,以川西地区为对象,在对川西地区、安宁河流域、泥石流单沟形成暴雨泥石流的下垫面进行危险度评价的基础上,经过大量的统计分析,重点研究了不同空间尺度下暴雨泥石流的预警方法和模式,期望在暴雨泥石流预警报的核心问题上进行有益的探索。根据研究,本文得出如下结论:
(1)在较大空间尺度下,暴雨泥石流的“临界雨量值”是变化的,可表现为不同的等值线形式,在对较大空间尺度泥石流进行预警报时,以前期有效降雨量和当日降雨量的组合模式进行预警报的依据更为可靠。这在川西地区和安宁河流域的资料分析中比较明显。
(2)在相同的空间尺度下,区域泥石流危险等级与诱发泥石流灾害的降雨量成反比。随着区域泥石流危险度等级的减低,诱发区域内泥石流灾害的平均有效累计降雨量总体上趋于增大,并且随着空间尺度的缩小,这种关系愈为明显。此外,同一空间尺度下,不同危险等级区域内,激发泥石流的有效累计降雨的天数(作用时段)也不同。
(3)从曲线的增长趋势来看,不同空间尺度下的增长趋势比较明显的时段不同。川西地区为前15天,安宁河流域为前10天,单沟更短。这说明不同空间尺度下对泥石流形成起作用的累计降雨时段不同。并且随着空间尺度的缩小,前期有效累计降雨量与当日降雨量对泥石流形成的贡献越来越大。
(4)针对不同等级危险度条件下的泥石流防灾减灾中要注意的是:在相同的空间尺度下,在形成泥石流的下垫面越稳定,即危险度等级越低的情况下,要重点关注前期有效累计雨量;在形成泥石流的下垫面越不稳定,即危险度等级越高的情况下,要重点关注距灾害发生较近几天的有效累计降雨以及当日降雨量。
(5)诱发泥石流的平均降雨量具有明显的空间尺度效应。随着空间尺度的减小,诱发泥石流的平均降雨量将逐渐增大。在相同的危险等级情况下,随着空间尺度的减小,诱发泥石流的平均降雨量将明显增大。
(6)引起泥石流灾害的降雨在不同空间尺度上的积累过程十分相似。无论是在高度危险还是在中度危险等级,引起泥石流的降雨在不同空间尺度下,有效累计雨量的增长趋势十分接近。换言之,降雨对泥石流的诱发过程在本质上是一致的。
(7)在分析影响泥石流危险度的众多因子贡献率的基础上,建立了基于投影寻踪聚类方法的区域泥石流危险度评价模型,对区域泥石流危险度评价模型的优化进行了初步的尝试。