基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，包括：根據(jù)歷史降雨量數(shù)據(jù)建立的泥石流事件特征雨量模型、地表徑流事件特征雨量模型、以及正常降雨事件特征雨量模型，并確定區(qū)分度函數(shù)；根據(jù)所述區(qū)分度函數(shù)確定衰減系數(shù)、權(quán)重系數(shù)以及臨界閾值；采集前n日降雨量數(shù)據(jù)，引入衰減系數(shù)計算前n日有效雨量；引入權(quán)重系數(shù)和當(dāng)日降雨量數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述權(quán)重系數(shù)、當(dāng)日降雨量數(shù)據(jù)和所述前n日有效雨量計算特征雨量；將所述特征雨量與所述臨界閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定當(dāng)日降雨量是否能夠引起泥石流事件；本發(fā)明提供的方法能夠有效提高泥石流預(yù)警的準(zhǔn)確性。
【專利說明】基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及泥石流預(yù)警【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法。

【背景技術(shù)】
[0002]降雨是泥石流的主要誘發(fā)因素，也是泥石流預(yù)警模型中重要的計算參數(shù)，然而現(xiàn)有技術(shù)中降雨監(jiān)測的泥石流預(yù)警模型多是以特定的時間節(jié)點為臨界判據(jù)，如10分鐘、I小時、I日和20日等，固定時間節(jié)點的選取缺乏嚴(yán)格的理論推導(dǎo)，且影響泥石流發(fā)生的降雨時間范圍也不確定，使得泥石流預(yù)警的準(zhǔn)確性不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，能夠有效提高泥石流預(yù)警的準(zhǔn)確性。
[0005]一種基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，包括:
[0006]根據(jù)歷史降雨量數(shù)據(jù)建立的泥石流事件特征雨量模型、地表徑流事件特征雨量模型、以及正常降雨事件特征雨量模型，并確定區(qū)分度函數(shù)；
[0007]根據(jù)所述區(qū)分度函數(shù)確定衰減系數(shù)、權(quán)重系數(shù)以及臨界閾值；
[0008]采集前η日降雨量數(shù)據(jù)，弓I入衰減系數(shù)計算前η日有效雨量；
[0009]引入權(quán)重系數(shù)和當(dāng)日降雨量數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述權(quán)重系數(shù)、當(dāng)日降雨量數(shù)據(jù)和所述前η日有效雨量計算特征雨量；
[0010]將所述特征雨量與所述臨界閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定當(dāng)日降雨量是否能夠引起泥石流事件。
[0011]本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，根據(jù)歷史降雨量數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的模型，計算相應(yīng)的臨界閾值，各數(shù)據(jù)均通過計算得到，并非經(jīng)驗參數(shù)，具有一定的科學(xué)性；能夠有效提高泥石流預(yù)警的準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法一種實施例的流程圖。
[0014]圖2為本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法一種應(yīng)用場景中四川省都江堰市龍池鎮(zhèn)麻柳溝2010年-2012年間降雨量最大的五個月的日降雨量統(tǒng)計圖。
[0015]圖3為本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法一種應(yīng)用場景中k = O特征雨量計算結(jié)果示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法一種應(yīng)用場景中k = I特征雨量計算結(jié)果示意圖。
[0017]圖5為本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法一種應(yīng)用場景中基于10日有效雨量計算的衰減系數(shù)D的變化曲線圖。
[0018]圖6為本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法一種應(yīng)用場景中衰減系數(shù)D=0.885時的權(quán)重系數(shù)k的變化曲線圖。
[0019]圖7為本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法一種應(yīng)用場景中3日-20日權(quán)重系數(shù)與衰減系數(shù)變化曲線圖。
[0020]圖8為本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法一種應(yīng)用場景中警戒值與爆發(fā)值的變化曲線圖。
[0021]圖9為本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法另一種應(yīng)用場景中特征雨量計算結(jié)果示意圖。
[0022]圖10為為本發(fā)明提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法另一種應(yīng)用場景中區(qū)分度均值和權(quán)重系數(shù)方差的計算結(jié)果示意圖。

【具體實施方式】
[0023]下面參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。在本發(fā)明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或者更多個其他附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0024]參考圖1，本實施例提供一種基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，包括:
[0025]步驟S101，根據(jù)歷史降雨量數(shù)據(jù)建立的泥石流事件特征雨量模型、地表徑流事件特征雨量模型、以及正常降雨事件特征雨量模型，并確定區(qū)分度函數(shù)；
[0026]步驟S102，根據(jù)所述區(qū)分度函數(shù)確定衰減系數(shù)、權(quán)重系數(shù)以及臨界閾值；
[0027]步驟S103，采集前η日降雨量數(shù)據(jù)，引入衰減系數(shù)計算前η日有效雨量；
[0028]步驟S104，引入權(quán)重系數(shù)和當(dāng)日降雨量數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述權(quán)重系數(shù)、當(dāng)日降雨量數(shù)據(jù)和所述前η日有效雨量計算特征雨量；
[0029]步驟S105，將所述特征雨量與所述臨界閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定當(dāng)日降雨量是否能夠引起泥石流事件。
[0030]本實施例提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，根據(jù)歷史降雨量數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的模型，計算相應(yīng)的臨界閾值，各數(shù)據(jù)均通過計算得到，并非經(jīng)驗參數(shù)，具有一定的科學(xué)性；能夠有效提高泥石流預(yù)警的準(zhǔn)確性。
[0031]進一步地，所述有效雨量通過以下公式進行計算:

η
[0032]Rn = Zr1 D1- (I)

/=1
[0033]其中，Rn為前η日的有效雨量，Ri為第i天的降雨量，D為衰減系數(shù)。
[0034]前η日的有效雨量，即前期有效雨量，和當(dāng)日降雨量對一次災(zāi)害時間的影響因素，可通過下式表達:
[0035]aRn+bR0 = f0 ； (2)
[0036]式中，Rn為前η日的有效雨量，R0為當(dāng)日降雨量，a和b分別為相關(guān)系數(shù)，式⑵兩側(cè)同除以b,令k = a/b, f = f0/b,則式(2)可轉(zhuǎn)化為:
[0037]kRn+R0 = f ； (3)
[0038]其中，k為權(quán)重系數(shù),0 < k < I, Rn為前η日的有效雨量,Rtl為當(dāng)日降雨量,f為特征雨量。
[0039]進一步地，建立泥石流事件特征雨量模型的方法包括:
[0040]采集歷史泥石流事件發(fā)生當(dāng)日的降雨量數(shù)據(jù)，以及泥石流事件發(fā)生前η日的降雨量數(shù)據(jù)，建立泥石流事件的特征雨量模型:
[0041]X = B^b1 (D) Xk ； (4)
[0042]其中，X為發(fā)生泥石流事件的特征雨量，為泥石流事件發(fā)生當(dāng)日降雨量，Id1 (D)為泥石流事件發(fā)生前η日的有效雨量，k為為權(quán)重系數(shù)。
[0043]進一步地，建立地表徑流事件特征雨量模型的方法包括:
[0044]采集歷史地表徑流事件發(fā)生當(dāng)日的降雨量數(shù)據(jù)，以及地表徑流事件發(fā)生前η日的降雨量數(shù)據(jù)，建立地表徑流事件的特征雨量模型:
[0045]Y = a2+b2 (D) Xk ； (5)
[0046]其中，Y為地表徑流事件的特征雨量，a2為地表徑流事件發(fā)生當(dāng)日降雨量，b2 (D)為地表徑流事件發(fā)生前η日的有效雨量，k為權(quán)重系數(shù)。
[0047]進一步地，建立正常降雨事件特征雨量模型的方法包括:
[0048]采集歷史正常降雨事件發(fā)生當(dāng)日的降雨量數(shù)據(jù)，以及正常降雨事件發(fā)生前η日的降雨量數(shù)據(jù)，建立正常降雨事件特征雨量模型:
[0049]Z = a3+b3(D) Xk ； (6)
[0050]其中，Z為正常降雨事件的特征雨量，a3為正常降雨事件發(fā)生當(dāng)日降雨量，b3(D)為正常降雨發(fā)生前η日的有效雨量，k為權(quán)重系數(shù)。
[0051]進一步地，所述區(qū)分度函數(shù)為:
[0052]F (k) = max [ (min {X} -max {Y}) + (min {Y} -max {Z}) ] ； (7)
[0053]其中，X為發(fā)生泥石流事件的特征雨量，Y為地表徑流事件的特征雨量，Z為正常降雨事件的特征雨量；
[0054]根據(jù)所述區(qū)分度函數(shù)確定衰減系數(shù)、權(quán)重系數(shù)，包括:
[0055]求解區(qū)分度函數(shù)，當(dāng)區(qū)分度函數(shù)F (k)為最大時，確定對應(yīng)的衰減系數(shù)D和權(quán)重系數(shù)k。
[0056]進一步地，臨界閾值包括爆發(fā)值和警戒值；
[0057]根據(jù)比較結(jié)果確定當(dāng)日降雨量是否能夠引起泥石流事件，包括:
[0058]當(dāng)所述特征雨量大于或等于爆發(fā)值時，確定當(dāng)日降雨量能夠引起泥石流事件；
[0059]當(dāng)所述特征雨量大于或等于警戒值且小于所述爆發(fā)值時，確定當(dāng)日降雨量能夠引起地表徑流事件；
[0060]當(dāng)所述特征雨量小于所述警戒值時，確定當(dāng)日降雨量不會引起泥石流事件以及地表徑流事件。
[0061]進一步地，爆發(fā)值通過以下公式確定:
[0062]L 爆發(fā)=(min {X} +max {Y}) /2 ； (8)
[0063]其中，Lss為爆發(fā)值，min{X}為泥石流事件的特征雨量最小值，max {Y}為地表徑流事件的特征雨量最大值。
[0064]進一步地，警戒值通過以下公式確定:
[0065]L 警戒=(min {Y} +max {Z}) /2 ； (9)
[0066]其中，L警戒為警戒值，min{Y}為地表徑流事件的特征雨量最小值，max{Z}為正常降雨事件的特征雨量最大值。
[0067]以下通過具體的應(yīng)用場景對本實施例提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法作進一步說明。
[0068]參考圖2，圖2為四川省都江堰市龍池鎮(zhèn)麻柳溝2010年-2012年間降雨量最大的五個月的日降雨量統(tǒng)計圖，五個月分別為2010年8月、2011年7月、2011年8月、2012年8月和2012年9月，由于泥石流事件數(shù)量較少，將災(zāi)害事件分為泥石流事件(洪峰流深超過Im)和地表徑流事件(洪峰流深介于0.3m?Im之間)，上述五個月包含154天，共有2次泥石流事件和6次地表徑流事件。以10日有效雨量為例，將日降雨量放入式(I)中計算，圖中第一列為日期，最后一列數(shù)值表示的是由式(I)計算得到的10日有效雨量，第一行中的0，1，2......10分別表示當(dāng)天、前第I天，前第2天......前第10天的實際日降雨量，
其中2010年8月13日發(fā)生了泥石流事件，2010年8月14日發(fā)生了地表徑流事件。
[0069]上述5個月的154天中有64天發(fā)生降雨，將10日有效雨量和當(dāng)日降雨量帶入式
(3)中計算，如圖3和圖4所示，以柱狀圖形式顯示計算結(jié)果，并根據(jù)計算得到的特征雨量值f由大到小進行排列。圖3為k = O時的計算結(jié)果示意圖，k = O時表示前期有效雨量對泥石流事件的發(fā)生沒有影響。圖4為k = I時的計算結(jié)果示意圖，k = I表示前期有效雨量對泥石流事件發(fā)生的影響系數(shù)相同。
[0070]圖3中，由于k = 0，日降雨量等于特征雨量，縱坐標(biāo)為日降雨量，從左往右第一個柱體和第二個柱體表示的是2010年8月13日和2010年8月19日兩次泥石流事件對應(yīng)的日降雨量，第三個柱體、第四個柱體、第五個柱體、第六個柱體、第十三個柱體、第二十個柱體表示的是地表徑事件流對應(yīng)的日降雨量，其余柱體表示正常降雨事件對應(yīng)的日降雨量，單從當(dāng)日降雨量無法區(qū)別災(zāi)害事件和非災(zāi)害事件，圖中地表徑流事件對應(yīng)的降雨量值小于正常事件對應(yīng)的降雨量值，函數(shù)f(k)沒有實現(xiàn)區(qū)分功能，因此前期有效雨量對災(zāi)害爆發(fā)有一定的影響，即k > O。同理如圖4，從左往右第一個柱體、第三個柱體表示泥石流事件的特征雨量，第二個柱體、第四個柱體、第八個柱體、第十四個柱體、第二十個柱體表示地表徑流事件的特征雨量，其他柱體表示的是正常降雨事件對應(yīng)的特征雨量，隨著k值不斷增大，函數(shù)f (k)的區(qū)分度越來越差，因此判定k的取值范圍為O?I。
[0071]將兩次泥石流事件對應(yīng)的當(dāng)日降雨量放入式(4)中的數(shù)組&1，對應(yīng)的前10日有效雨量放入數(shù)組匕(D);將6次地表徑流事件對應(yīng)的當(dāng)日降雨量放入式(5)中的數(shù)組&2，對應(yīng)的前10日有效雨量放入數(shù)組b2(D);其他正常降雨事件對應(yīng)的當(dāng)日降雨量放入式￠)中的數(shù)組a3，對應(yīng)的前10日有效雨量放入數(shù)組b3 (D)。當(dāng)f = X、Y和Z時，分別代表泥石流事件、地表徑流事件和正常降雨事件。
[0072]設(shè)F(k)為區(qū)分度函數(shù)，為保證區(qū)分度最大，F(xiàn)(k)需滿足式(7)。
[0073]將降雨量數(shù)據(jù)代入計算，結(jié)果如圖5和圖6所示，圖5為基于10日有效雨量計算的衰減系數(shù)D的變化曲線圖，橫坐標(biāo)為衰減系數(shù)，縱坐標(biāo)為區(qū)分度函數(shù)的解，圖6為衰減系數(shù)D = 0.885時的權(quán)重系數(shù)k的變化曲線圖，橫坐標(biāo)為權(quán)重系數(shù)，縱坐標(biāo)為區(qū)分度函數(shù)的解。
[0074]圖5中，當(dāng)De [0.7，0.92]，式(7)有解，其他情況無解。當(dāng)D = 0.885時，存在最大解Fmax = 112.5620。由圖6可知，當(dāng)D = 0.885時，對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)k為0.3484。通過調(diào)整衰減系數(shù)，由計算值取代了經(jīng)驗值，增大了區(qū)分度。設(shè)立10日有效雨量的臨界閾值:
[0075]L 爆發(fā)=(min {X} +max {Y}) /2 = (256.3937+160.8559) /2 = 208.6248
[0076]L 警戒=(min {Y} +max {Z}) /2 = (128.6874+112.6638)/2 = 120.6756
[0077]根據(jù)上述計算結(jié)果取整，建立10日有效雨量的預(yù)警判據(jù):
[0078]0.3484 R10+R0 彡 208(爆發(fā)值)
[0079]0.3484 R10+R0 彡 120(警戒值)
[0080]0.3484 R10+R0 < 120(安全值)
[0081]根據(jù)10日有效雨量的求解過程，分別計算I?20日有效雨量的權(quán)重系數(shù)和衰減系數(shù)，其中前I日、2日有效雨量的權(quán)重系數(shù)不存在，即無法計算出相應(yīng)的k值滿足式(4)。將各系數(shù)代入特征雨量函數(shù)，求得爆發(fā)值和警戒值，如圖7和圖8所示，圖7為3日-20日權(quán)重系數(shù)與衰減系數(shù)變化曲線圖，圖8為相應(yīng)的警戒值與爆發(fā)值的變化曲線圖。
[0082]模型中Ici為前i日對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。參考圖7，橫坐標(biāo)為日期，由圖7可知，權(quán)重系數(shù)k和衰減系數(shù)D在7日之前波動較大，8日至20日趨于平穩(wěn)。同樣，如圖8所示，8至20日的爆發(fā)值與警戒值也較為穩(wěn)定，爆發(fā)值在208?209之間，警戒值在120?121之間。因此，建立適用于麻柳溝的前期有效雨量模型如下:
[0083]IciRi+Rtl 彡 208(爆發(fā)值)
[0084]IciRi+R。彡 120(警戒值)
[0085]IiiRi+R。< 120(安全值)
[0086]其中，不同日期的權(quán)重系數(shù)匕和衰減系數(shù)Di取值如圖7所示，并且隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加，其值也不斷改變。
[0087]上述為該模型建模過程，運用2013年該地區(qū)降雨資料和災(zāi)害事件進行模型驗證。泥位計記錄了一次泥石流事件(2013年7月10日)和四次地表徑流事件(2013年7月11日、2013年7月25日、2013年7月26日和2013年7月28日)。將2013年6月至9月的降雨量數(shù)據(jù)導(dǎo)入模型進行計算，結(jié)果如圖9所示。
[0088]參考圖9，橫坐標(biāo)為日期，由圖9可知，在8日?20日之間，5條曲線均超過了相應(yīng)的臨界值，計算結(jié)果與實際情況完全一致。該方法其中一個特點是沒有固定的雨量計算天數(shù)和固定的臨界閾值，可以根據(jù)研究區(qū)的實際資料來進行設(shè)定，然而監(jiān)測數(shù)據(jù)和事件樣本的數(shù)量直接影響著模型的預(yù)報精度。將2010年至2013年所有災(zāi)害樣本進行匯總，共有3次泥石流事件和10次地表徑流事件。分別計算不同災(zāi)害樣本數(shù)量下，不同日期(8日?20日)的區(qū)分度均值和權(quán)重系數(shù)方差，計算結(jié)果如圖10所示
[0089]圖10中，橫坐標(biāo)表示的是參與計算的災(zāi)害樣本數(shù)量，左側(cè)縱坐標(biāo)為每次計算的區(qū)分度平均值(8日?20日)，右側(cè)縱坐標(biāo)為權(quán)重系數(shù)方差(8日?20日)。由圖10可知，隨著災(zāi)害樣本數(shù)量的擴大，權(quán)重系數(shù)方差越小，權(quán)重系數(shù)越穩(wěn)定。并且，隨著災(zāi)害樣本數(shù)量的擴大，區(qū)分度平均值也不斷減小。假設(shè)理想狀態(tài)下，存在一個臨界閾值使區(qū)分度無限接近O，此時正常事件中的最大特征雨量函數(shù)無限接近于地表徑流事件中的最小特征雨量函數(shù)，并且地表徑流事件中的最大特征雨量函數(shù)無限接近于泥石流事件中的最小雨量特征函數(shù)。然而，實際這一情況并不存在，隨著監(jiān)測數(shù)據(jù)和樣本事件的不斷增加，模型預(yù)報的準(zhǔn)確性不斷提升。
[0090]將一個地區(qū)的歷史降雨資料和對應(yīng)的災(zāi)害事件放入該模型中，可以計算出相應(yīng)的泥石流爆發(fā)閾值，從而建立基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警模型。
[0091]本實施例提供的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，通過學(xué)習(xí)研究區(qū)的歷史資料，針對研究區(qū)進行泥石流預(yù)警，具有更高的針對性；各參數(shù)均通過計算得到，并非經(jīng)驗參數(shù)，具有一定的科學(xué)性；前期有效雨量的計算天數(shù)可以調(diào)整，提高了預(yù)警模型的時間范圍。
[0092]雖然已經(jīng)詳細說明了本發(fā)明及其優(yōu)點，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本申請的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本發(fā)明的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，其特征在于，包括: 根據(jù)歷史降雨量數(shù)據(jù)建立的泥石流事件特征雨量模型、地表徑流事件特征雨量模型、以及正常降雨事件特征雨量模型，并確定區(qū)分度函數(shù)； 根據(jù)所述區(qū)分度函數(shù)確定衰減系數(shù)、權(quán)重系數(shù)以及臨界閾值； 采集前η日降雨量數(shù)據(jù)，引入衰減系數(shù)計算前η日有效雨量； 引入權(quán)重系數(shù)和當(dāng)日降雨量數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述權(quán)重系數(shù)、當(dāng)日降雨量數(shù)據(jù)和所述前η日有效雨量計算特征雨量； 將所述特征雨量與所述臨界閾值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定當(dāng)日降雨量是否能夠引起泥石流事件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，其特征在于，所述有效雨量通過以下公式進行計算: Rn =YjRi ■ Dt-
,=1 其中，Rn為前η日的有效雨量，Ri為第i天的降雨量，D為衰減系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，其特征在于，所述特征雨量通過以下公式進行計算:
kRn+R0 = f ; 其中，k為權(quán)重系數(shù)，O < k < 1，Rn為前η日的有效雨量，Rtl為當(dāng)日降雨量，f為特征雨量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，其特征在于，建立泥石流事件特征雨量模型的方法包括: 采集歷史泥石流事件發(fā)生當(dāng)日的降雨量數(shù)據(jù)，以及泥石流事件發(fā)生前η日的降雨量數(shù)據(jù)，建立泥石流事件的特征雨量模型:
X = B^b1 (D) Xk ； 其中，X為發(fā)生泥石流事件的特征雨量，B1為泥石流事件發(fā)生當(dāng)日降雨量，bi (D)為泥石流事件發(fā)生前η日的有效雨量，k為權(quán)重系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，其特征在于，建立地表徑流事件特征雨量模型的方法包括: 采集歷史地表徑流事件發(fā)生當(dāng)日的降雨量數(shù)據(jù)，以及地表徑流事件發(fā)生前η日的降雨量數(shù)據(jù)，建立地表徑流事件的特征雨量模型:
Y = a2+b2(D) Xk ； 其中，Y為地表徑流事件的特征雨量，a2為地表徑流事件發(fā)生當(dāng)日降雨量，b2(D)為地表徑流事件發(fā)生前η日的有效雨量，k為權(quán)重系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，其特征在于，建立正常降雨事件特征雨量模型的方法包括: 采集歷史正常降雨事件發(fā)生當(dāng)日的降雨量數(shù)據(jù)，以及正常降雨事件發(fā)生前η日的降雨量數(shù)據(jù)，建立正常降雨事件特征雨量模型:
Z = a3+b3 (D) Xk ； 其中，Z為正常降雨事件的特征雨量，a3為正常降雨事件發(fā)生當(dāng)日降雨量，b3(D)為正常降雨發(fā)生前η日的有效雨量，k為權(quán)重系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，其特征在于，所述區(qū)分度函數(shù)為:
F (k) = max [ (min {X} -max {Y}) + (min {Y} -max {Z})]； 其中，X為發(fā)生泥石流事件的特征雨量，Y為地表徑流事件的特征雨量，Z為正常降雨事件的特征雨量； 根據(jù)所述區(qū)分度函數(shù)確定衰減系數(shù)、權(quán)重系數(shù)，包括: 求解區(qū)分度函數(shù)，當(dāng)區(qū)分度函數(shù)F(k)為最大時，確定對應(yīng)的衰減系數(shù)D和權(quán)重系數(shù)k。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，其特征在于，所述臨界閾值包括爆發(fā)值和警戒值； 所述根據(jù)比較結(jié)果確定當(dāng)日降雨量是否能夠引起泥石流事件，包括: 當(dāng)所述特征雨量大于或等于爆發(fā)值時，確定當(dāng)日降雨量能夠引起泥石流事件； 當(dāng)所述特征雨量大于或等于警戒值且小于所述爆發(fā)值時，確定當(dāng)日降雨量能夠引起地表徑流事件； 當(dāng)所述特征雨量小于所述警戒值時，確定當(dāng)日降雨量不會引起泥石流事件以及地表徑流事件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，其特征在于，所述爆發(fā)值通過以下公式確定:
L爆發(fā)=(min{X}+max{Y})/2 ； 其中，Lss為爆發(fā)值，min {X}為泥石流事件的特征雨量最小值，max {Y}為地表徑流事件的特征雨量最大值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于雨量監(jiān)測的泥石流預(yù)警方法，其特征在于，所述警戒值通過以下公式確定:
L 警戒=(min {Y} +max {Z}) /2 ； 其中，為警戒值，min{Y}為地表徑流事件的特征雨量最小值，max{Z}為正常降雨事件的特征雨量最大值。
【文檔編號】G06F19/00GK104318058SQ201410494719
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】張寧, 劉天霸, 黃鑫, 孫全華, 楊卓, 孫芳 申請人:航天科工慣性技術(shù)有限公司