水文气象预警技术在山洪灾害防治中的应用

2015-04-13李庆林杨荣鑫

中国科技纵横 2015年3期

关键词：水文气象山洪雨量

李庆林　杨荣鑫

(1.江西省石城水文站,江西石城　342700;2.江西省瑞金水文站,江西瑞金　342500)

水文气象预警技术在山洪灾害防治中的应用

李庆林1杨荣鑫2

(1.江西省石城水文站,江西石城342700;2.江西省瑞金水文站,江西瑞金342500)

我国地形十分复杂多变,而且河流众多,导致降雨时空分布不均,各地灾害频繁发生,造成经济损失。并且根据灾害损失数据表明,山洪灾害带来的损失与危害是越发严重,已经成为目前我国防洪减灾中的重点问题。防治山洪灾害出现的措施并非常见的工程措施,而是本文针对的水文气象预报预警技术,该技术主要研究暴雨天气的特点与形式,地区水文特征以及临界雨量等内容,针对这些进行分析研究提出相应措施来开展预防山洪灾害的发生。

山洪灾害防治水文气象预警

最近几年随着环境恶化，不少山丘地区引发洪水以及降雨过多引发的泥石流、滑坡等自然灾害对国家经济与人民生命财产造成了严重损害，多项数据也表明，山洪灾害已经越演越烈，损失越来越大，已经是目前防洪减灾迫在眉睫需要解决的问题。因为山洪的突出特点造成的损害也更大，山洪具有突发性强、破坏性强、来势猛、造成的灾害严重，对交通、工矿、村庄及村民等都造成损害，并且造成人员伤亡和财产损失。而且依靠现在的技术对山洪灾害的预报难度比较大，而且不少地区水文气象监测预报技术还比较簿弱，监测站也不多，不仅如此，还存在暴雨水文气象预报方案、致灾临界雨量计算等主要技术问题，在发生山洪灾害时难以有效预防。

1　山洪灾害的典型案例及比较

预防自然灾害是人类向前发展的重要组成部分，特别是对洪涝与台风灾害的预防，更是重中之重。在灾害历史上，龙湾区在宋朝时期就遭受过暴风雨的毁天灭地的灾害，高达五六十米的海浪扑面而来，至今还印刻在锋门山上。就是在新中国成立后，这些的确是山洪灾害也是常常发生，比如1949～2006年期间，永嘉、龙湾地区有20个雨量站实测统计数据显示，超过50 mm的1小时强降雨就有285次之多，其中降雨超过90mm的高达9次，出现暴雨的时间最早在4月29日，最晚的是11月29日，由于此阶段与山洪的防御呈现被动状态，也没有气象水文的预警措施，所以在2006年以后，大幅度增加了雨量站点来进行监测，基本上每20千米就有一个雨量站，在这样的措施下预警水平得到大大提升，有效减少了山洪灾害带来的经济损失与人员伤亡。本文从多项数据中选择灾害比较典型的7起案例，分别从降雨量、时间、死亡人数等方面进行分析比较。

2　山洪灾害致灾预报方案

在对山洪灾害进行防治的过程中，对受灾地区致灾临界雨强该如何统计，这是一个大家比较关心的问题，临界雨强信息是开展山洪灾害防治预警过程中十分重要的一个参考指标。该指标对山洪灾害频发地区的强降雨预报有十分突出的作用，能够在小尺度数值内适用于致灾强降雨的预报方案。

2.1山洪灾害临界雨强的计算方法

对山洪灾害临界雨强的计算十分复杂，其计算过程具有地区与经验统计等特征，目前无论是国外还是国内都没有一个十分统一的计算方式来引用。举山洪灾害临界雨强计算为例，在计算之前要对实地进行调查，并且收集山洪地区历史发生的相关数据记录以及地理水文等气象资料。再结合实地来分析地区的水文特征以及暴雨时空分布特征，山洪灾害的发生次数和降雨会引发山洪灾害的水文气象条件等等。可以选择有自动监测功能的雨量站，统计并分析历史上山洪灾害发生地区各个时间段内的最大雨量与最小雨量，时间段要等间隔。得出的数据就是最初步的单站临界雨强。要确定临界雨强要注意，相同时间段内不同站点统计的临界雨量都是不尽相同的，出现这样的情况主要与不同站点的地质、地形、气候等条件有不小关系。比如地形不平坦，土壤对水的下泄能力比较好，前期的降雨量不多，但是年降雨量很大的地区，其临界雨量就会比较大，反之则比较小。另外同一个站点在不同时间段内的临界雨量，能够突出反映不同时间段最大降雨的接受程度，针对这种情况就要对各个时间段的临界雨量进行综合分析比较，还要结合前期调查的资料，才能够确定山洪灾害可能发生的重点时段，因为只要众多时间段临界雨量的其中一个超过临界值，山洪灾害就有可能爆发。

2.2小尺度数值预报模式应用

一般200平方千米的山沟沟中比较容易多发山洪灾害，而且这些地方的水文监测站点比较少，一般的水文气象观测资料很难实现小尺度的致灾天气系统，因此小尺度数值预报模式要有地区降雨等方面预报信息，重点分析预报强降雨中心强度，研究其在山洪灾害预报中的可行性。经过众多实验监测发现，该模式能利用现有的具有高分辨率的地形资料对无资料的山沟地区进行降雨预报与模拟。

3　山洪灾害警报发布技术应用原则

山洪灾害的预警技术是十分复杂并且涉及多方面因素的技术，在实际预报中，预警技术往往需要进行前期水文信息采集传输，并将其紧紧相扣，前期不同的水文信息采集途径就会有不同的水文信息传递途径，这样也就决定了水文信息以何种方式来进行发布。发布方式的应用还需要和水文预警技术实施相结合，要考虑地区的不同地质环境，经济背景等，提出在不同条件下要选择不同的发布方式与水文预警技术。

(1)山洪灾害预警信息具有广泛性，包括山洪灾害可能会发生的水文预警信息，还有监测信息，分析研究水文信息以及各方面管理信息等等。(2)山洪灾害预警信息层次多样化，可以针对水文预警信息的不同属性来进行划分，将信息细化为不同属性的信息组，在此基础上，再对水文预警信息的传输与发布方式进行不同选择。预警信息的属性包括对象、时间、储存形式。(3)山洪灾害的预警信息的发布还要依靠预警信息的网络，在各个省市地区设置水文信息观测网络。由此可见在未来发展中，计算机信息技术绝对是预警信息发布与传输技术发展的重要方向，是预警信息系统的重点组成内容。(4)预警信息的发布还和预警级别有很大关系，不同预警级别的预警信息传输与发布手段都是不同的，一般山洪灾害预警有三个级别，包含正常情况下的预警级别，警备预警级别和临灾预警级别。按照降雨强度与可能发生严重山洪灾害的可能性又将其分为三级，较重、严重和特别严重。(5)预警信息的输出环节很重要，且方式多样化，在传输预警信息时可以将其结合使用，包括人工，通讯、计算机、卫星通信、公众传媒等。