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区域站降水量在汉中地质灾害预报中的应用

更新时间 2010-12-19 10:37:10 点击数:

    区域站降水量在汉中地质灾害预报中的应用
杨睿敏,彭菊蓉,王 楚(汉中市气象局,陕西汉中 723000)摘 要:通过对汉中2000—2008年地质灾害个例和气象站、区域站降水量统计分析,建立以前期雨量和当日雨量为综合判别指标的地质灾害预报模型。用工具软件VB6.0、Serfur8.0开发了汉中地质灾害预报系统,自动读取区域站降水量并显示,随时监测地质灾害重点隐患区的降水情况;用前期雨量、未来24 h预报雨量和各县的逐日降水影响系数,计算地质灾害发生气象条件等级,制作汉中地质灾害气象等级预报。
     关键词:汉中;区域站降水量;诱发指数;地质灾害预报
    中图分类号: P694 文献标识码: A
     汉中是我国地质灾害比较严重的地区之一。
    截止2009年12月31日,对人民群众生命财产安全构成潜在威胁的、纳入群测群防网络监测的地质灾害隐患点共有1 626处,其中威胁50人以上、稳定性差、危险性大的市级隐患点有319处。
    历史资料统计95%的地质灾害发生在汛期6—9月,降水是诱发汉中地质灾害的主要因素。目前汉中已建成区域气象站208个,充分利用区域站降水资料,结合地质灾害重点隐患区域,对汉中市地质灾害进行监测、预报,有效减少因降水诱发地质灾害造成的人员财产损失。
    1 资料
    降水资料为气象站和区域站降水量,直接从陕西省气象局或汉中市气象局服务器数据库中自动读取。本文用汉中市局SQL Server数据库服务器(IP地址172.23.86.50), 11个气象站雨量从数据库elementinfo的tabTimeData表读取,区域站雨量从数据库caws600b的tabTimeData表读取。地质灾害监测站点为政府每年公布的市级重点监测隐患点,地名、经纬度存在zhandian.dat文件中。各隐患点的降水量取对应或最靠近的区域站、气象站的雨量,系统每小时刷新一次,对隐患点及其附近的降水情况进行监测。
    2 地质灾害气象发生条件等级预测统计分析历史灾害个例,发现汉中地质灾害主要由连阴雨、连阴雨中的暴雨、短时大暴雨诱发,通常与降水量、降水强度、降水持续时间和灾害体的地质结构有关。若短期内某地的地质结构视为不变或少变,只研究降水和灾害发生的关系,可看出前期累积降水量和灾害发生当日降水强度对成灾都具有显著作用。若把前期降水称为潜伏因素,成灾当日降水称为触发因素,潜伏因素和触发因素合称为诱发因素,可把每次地质灾害过程的诱发因素量化处理,用诱发指数表示,建立统计关系。不考虑降水在灾害体内的物理作用过程,仅依赖历史降水资料,用诱发指数对地质灾害发生的可能性及程度预测是可行的。
    2.1 地质灾害诱发指数计算
    通过对汉中2000—2008年205个历史地质灾害个例和相应的降水资料做对应分析,发现最长一次强降水过程结束后的第6天仍有地质灾害发生,说明前6天的降水对地质灾害的发生都有影响,但某一天的降水对成灾的贡献随着时间的延长而逐渐衰减。若取当日降水量的影响系数为1,前一天的为1/2,前两天的为1/3,依次类推,建立诱发地质灾害的气象指数方程y=R0+1/2R1+1/3R2+1/4R3+1/5R4+1/6R5。
    式中,y为地质灾害诱发指数;R0(预报日的24 h降水量)为灾害触发因素;R1、R2、R3、R4、R5(预报日前1~5天的日降水量)为地质灾害潜伏因素; 1/2、1/3、1/4、1/5、1/6为影响系数,表示该日有效降水量权重。
    2.2 地质灾害气象条件等级划分
    将历史灾害个例所对应的前期和当日降水量带入上述方程,求得诱发指数y,设地质灾害发生的最小诱发指数为ymin,最大为ymax,灾害发生概率50%的诱发指数为ymid,以此做为临界值把地质灾害气象条件等级划分为五级(如表1),y值越大表示地质灾害气象条件等级越高,越容易诱发地质灾害。
    表1 地质灾害气象条件等级划分
    诱发指数/mm地质灾害气象条件等级诱发程度y=0.0 1级不会诱发地质灾害0.0
    Canshu.ini文件格式如下:
    影响系数: 1, 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/6 (经验值,可自定义)判别指标: 1级 2级 3级 4级 5级宁强: 0 20 50 70 100 (临界值,可自定义)略阳: 0 … … … …系统自动读取参数建立诱发指数方程。
    2.3 地质灾害气象等级预报
    地质灾害的发生主要有内在和外在两方面的因素,即灾害体的地质环境条件和自然降水的影响。本文地质灾害预报的内在因素用地质灾害易发分区反映,外在因素用降水诱发指数判别,建立预报模型。
    系统从市局服务器数据库中自动读取前期降水量实况,手工输入24 h预报降水量,计算诱发指数,根据参数文件中各县等级判别指标,计算各地质灾害隐患点的气象条件等级,再对地质灾害不同易发分区进行等级订正,高易发区等级加1级(最高为5级),低易发区等级减1级,不易发区等级减2级(最低为1级),中易发区不做订正,得到各隐患点地质灾害气象等级预报。

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