[发明专利]一种山洪灾害临界雨量概率分析方法

说明书

本发明公开了一种山洪灾害临界雨量概率分析方法：提取未致灾暴雨信息，求得临界雨量下界曲线和上界曲线；构建临界雨量—前期降雨量的非线性模型，并与基于经典判别分析建立的线性关系模型进行比较分析以说明新方法的优越性；利用对数正态分布拟合临界雨量的概率分布模型，将上界曲线和下界曲线构成的取值区间近似地作为临界雨量的3σ置信区间，推求得到临界雨量的分布参数，进而推求得到不同概率条件下的山洪灾害临界雨量。与全国山洪灾害防治规划推荐的临界雨量分析计算方法的比较分析表明，本发明公开的临界雨量概率分析方法具有可行性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种临界雨量概率分析方法，具体是一种山洪灾害临界雨量概率分析方法，属于山洪灾害预警技术领域。

背景技术

一般而言，山洪灾害临界雨量的影响因素主要分为降雨因素、地质地貌条件和人类社会经济活动。

降雨因素是诱发山洪灾害的直接因素和激发条件。溪河洪水及其诱发的泥石流和滑坡灾害的发生均与降雨因素关系密切。

根据我国降雨量分布特点和山洪灾害调查数据，大陆范围降雨量的空间分布与山洪灾害特别是溪河洪水灾害的空间分布几乎完全一致，这表明降雨量与山洪灾害之间存在着显著的相关关系。正因为如此，临界雨量才被看作最为重要的山洪灾害预警指标。

影响临界雨量的因素很多，各种因素的影响交织在一起，于是临界雨量应根据降雨、地质、地貌、地形、土壤、植被、人类活动、灾害情况等自然和社会因素综合确定，这使临界雨量的计算分析显得很复杂。目前，临界雨量指标多由一组不同时段的降雨量构成。临界雨量计算方法考虑的主要影响因素包括前期降雨量和时段累积降雨量。无论理论分析还是实际调查的统计结果都表明，前期累积降雨量是影响山洪灾害及其临界雨量的主要因素。

现有技术存在的临界雨量分析方法，对前期降雨量的重视不够，没有充分利用未致灾降雨系列的信息，没有剔除致灾降雨系列中的异常值，因此临界雨量计算值的精度往往不够而不得不过度依赖于专业人员的个人经验；同时山洪灾害临界雨量缺乏概率概念，与相关领域的技术发展趋势不符。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种山洪灾害临界雨量概率分析方法，该方法根据历史灾害信息和雨量资料，在充分利用未致灾暴雨信息和剔除降雨系列异常值的基础上，建立山洪灾害临界雨量-前期雨量非线性关系模型，推求临界雨量经验取值区间，推求不同概率条件下的山洪灾害临界雨量。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种山洪灾害临界雨量概率分析方法，该方法包括如下步骤：

一种山洪灾害临界雨量概率分析方法，该方法包括如下步骤：

1)根据国家标准《降水量等级GB/T 28592-2012》提取未致灾暴雨信息；

2)根据未致灾暴雨系列数据，采用一种新的经验概率方法绘制临界雨量下界曲线，根据下界曲线剔除致灾降雨系列中的异常数据，并根据剔除后的致灾降雨系列，采用类似的经验概率方法绘制临界雨量上界曲线；

3)根据临界雨量的上界曲线和下界曲线，采用一种新的经验判别方法构建临界雨量—前期降雨量的非线性模型，并与基于经典判别分析建立的线性关系模型进行比较分析；

4)利用对数正态分布拟合临界雨量的概率分布模型，将上界曲线和下界曲线构成的经验取值区间[RTMin，RTMax]近似地作为临界雨量的3σ置信区间，推求得到分布参数；

5)根据分布参数确定后的临界雨量概率分布函数，推求得到不同概率条件下的山洪灾害临界雨量。

所述致灾降雨系列异常数据的剔除以及临界雨量下界曲线的绘制包括如下步骤(上界曲线的绘制也包括类似步骤)：

a)找出未致灾暴雨系列的数据中心点，通过数据中心点平行坐标轴作两条正交直线，将数据空间划分为4个区域，