水文氣象預警技術在山洪災害防治中的應用

李慶林　楊榮鑫

(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)

水文氣象預警技術在山洪災害防治中的應用

李慶林1楊榮鑫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)

我國地形十分復雜多變,而且河流眾多,導致降雨時空分布不均,各地災害頻繁發生,造成經濟損失。并且根據災害損失數據表明,山洪災害帶來的損失與危害是越發嚴重,已經成為目前我國防洪減災中的重點問題。防治山洪災害出現的措施并非常見的工程措施,而是本文針對的水文氣象預報預警技術,該技術主要研究暴雨天氣的特點與形式,地區水文特征以及臨界雨量等內容,針對這些進行分析研究提出相應措施來開展預防山洪災害的發生。

山洪災害防治水文氣象預警

最近幾年隨著環境惡化，不少山丘地區引發洪水以及降雨過多引發的泥石流、滑坡等自然災害對國家經濟與人民生命財產造成了嚴重損害，多項數據也表明，山洪災害已經越演越烈，損失越來越大，已經是目前防洪減災迫在眉睫需要解決的問題。因為山洪的突出特點造成的損害也更大，山洪具有突發性強、破壞性強、來勢猛、造成的災害嚴重，對交通、工礦、村莊及村民等都造成損害，并且造成人員傷亡和財產損失。而且依靠現在的技術對山洪災害的預報難度比較大，而且不少地區水文氣象監測預報技術還比較簿弱，監測站也不多，不僅如此，還存在暴雨水文氣象預報方案、致災臨界雨量計算等主要技術問題，在發生山洪災害時難以有效預防。

1　山洪災害的典型案例及比較

預防自然災害是人類向前發展的重要組成部分，特別是對洪澇與臺風災害的預防，更是重中之重。在災害歷史上，龍灣區在宋朝時期就遭受過暴風雨的毀天滅地的災害，高達五六十米的海浪撲面而來，至今還印刻在鋒門山上。就是在新中國成立后，這些的確是山洪災害也是常常發生，比如1949～2006年期間，永嘉、龍灣地區有20個雨量站實測統計數據顯示，超過50 mm的1小時強降雨就有285次之多，其中降雨超過90mm的高達9次，出現暴雨的時間最早在4月29日，最晚的是11月29日，由于此階段與山洪的防御呈現被動狀態，也沒有氣象水文的預警措施，所以在2006年以后，大幅度增加了雨量站點來進行監測，基本上每20千米就有一個雨量站，在這樣的措施下預警水平得到大大提升，有效減少了山洪災害帶來的經濟損失與人員傷亡。本文從多項數據中選擇災害比較典型的7起案例，分別從降雨量、時間、死亡人數等方面進行分析比較。

2　山洪災害致災預報方案

在對山洪災害進行防治的過程中，對受災地區致災臨界雨強該如何統計，這是一個大家比較關心的問題，臨界雨強信息是開展山洪災害防治預警過程中十分重要的一個參考指標。該指標對山洪災害頻發地區的強降雨預報有十分突出的作用，能夠在小尺度數值內適用于致災強降雨的預報方案。

2.1山洪災害臨界雨強的計算方法

對山洪災害臨界雨強的計算十分復雜，其計算過程具有地區與經驗統計等特征，目前無論是國外還是國內都沒有一個十分統一的計算方式來引用。舉山洪災害臨界雨強計算為例，在計算之前要對實地進行調查，并且收集山洪地區歷史發生的相關數據記錄以及地理水文等氣象資料。再結合實地來分析地區的水文特征以及暴雨時空分布特征，山洪災害的發生次數和降雨會引發山洪災害的水文氣象條件等等。可以選擇有自動監測功能的雨量站，統計并分析歷史上山洪災害發生地區各個時間段內的最大雨量與最小雨量，時間段要等間隔。得出的數據就是最初步的單站臨界雨強。要確定臨界雨強要注意，相同時間段內不同站點統計的臨界雨量都是不盡相同的，出現這樣的情況主要與不同站點的地質、地形、氣候等條件有不小關系。比如地形不平坦，土壤對水的下泄能力比較好，前期的降雨量不多，但是年降雨量很大的地區，其臨界雨量就會比較大，反之則比較小。另外同一個站點在不同時間段內的臨界雨量，能夠突出反映不同時間段最大降雨的接受程度，針對這種情況就要對各個時間段的臨界雨量進行綜合分析比較，還要結合前期調查的資料，才能夠確定山洪災害可能發生的重點時段，因為只要眾多時間段臨界雨量的其中一個超過臨界值，山洪災害就有可能爆發。

2.2小尺度數值預報模式應用

一般200平方千米的山溝溝中比較容易多發山洪災害，而且這些地方的水文監測站點比較少，一般的水文氣象觀測資料很難實現小尺度的致災天氣系統，因此小尺度數值預報模式要有地區降雨等方面預報信息，重點分析預報強降雨中心強度，研究其在山洪災害預報中的可行性。經過眾多實驗監測發現，該模式能利用現有的具有高分辨率的地形資料對無資料的山溝地區進行降雨預報與模擬。

3　山洪災害警報發布技術應用原則

山洪災害的預警技術是十分復雜并且涉及多方面因素的技術，在實際預報中，預警技術往往需要進行前期水文信息采集傳輸，并將其緊緊相扣，前期不同的水文信息采集途徑就會有不同的水文信息傳遞途徑，這樣也就決定了水文信息以何種方式來進行發布。發布方式的應用還需要和水文預警技術實施相結合，要考慮地區的不同地質環境，經濟背景等，提出在不同條件下要選擇不同的發布方式與水文預警技術。

(1)山洪災害預警信息具有廣泛性，包括山洪災害可能會發生的水文預警信息，還有監測信息，分析研究水文信息以及各方面管理信息等等。(2)山洪災害預警信息層次多樣化，可以針對水文預警信息的不同屬性來進行劃分，將信息細化為不同屬性的信息組，在此基礎上，再對水文預警信息的傳輸與發布方式進行不同選擇。預警信息的屬性包括對象、時間、儲存形式。(3)山洪災害的預警信息的發布還要依靠預警信息的網絡，在各個省市地區設置水文信息觀測網絡。由此可見在未來發展中，計算機信息技術絕對是預警信息發布與傳輸技術發展的重要方向，是預警信息系統的重點組成內容。(4)預警信息的發布還和預警級別有很大關系，不同預警級別的預警信息傳輸與發布手段都是不同的，一般山洪災害預警有三個級別，包含正常情況下的預警級別，警備預警級別和臨災預警級別。按照降雨強度與可能發生嚴重山洪災害的可能性又將其分為三級，較重、嚴重和特別嚴重。(5)預警信息的輸出環節很重要，且方式多樣化，在傳輸預警信息時可以將其結合使用，包括人工，通訊、計算機、衛星通信、公眾傳媒等。

4　結語

山洪爆發具有很大的突發性與不可預見性，做好水文氣象預警預報與將其信息傳輸是預防山洪災害的重點工作內容。不同地區無論是地質條件還是前期降雨量還是防御手段都是不同，人為活動更會影響最后的預報結果與傳輸過程，所以利用水文氣象預警新技術來預報山洪災害帶，以及減少其帶來的損失具有十分重要的意義。

[1]廖遠三,胡勝建.氣象水文預警預報在山洪災害防御中的應用[J].山洪災害防治,2013.

[2]程海云,楊文發.水文氣象預警技術在山洪災害防治中的應用[J].人民長江,2005,12(36).