[发明专利]一种地震扰动区流域多时段水文效应评估方法

说明书

本发明公开了一种地震扰动区流域多时段水文效应评估方法，方法为：获得地震扰动区流域下垫面不同土地利用类型的土壤观测参数；根据土壤观测参数获得暴雨洪水事件发生前期土壤蓄水容量；根据降雨量、前期土壤蓄水容量、河道流量，获得流域的产流突变点和径流增长突变点；确定坡面产流模型实验的产流突变点和径流增长突变点，并与流域的突变点进行比对验证；获得流域综合平均产流突变点和径流增长突变点；通过时空演化和空间参数移植，获得不同时段的流域综合平均突变点，对地震扰动区流域不同时段水文效应进行评估。该评估方法通过时空转换、参数移植与模型验证，从产流机理出发预测和判识震后山洪灾害情势发展，更具科学性和合理性。

技术领域

本发明涉及山洪灾害理论与水文技术领域，具体涉及一种地震扰动区流域多时段水文效应评估方法。

背景技术

突发性地震可使流域下垫面植被-土壤生态系统和原始景观产生急剧变化和破坏，显著改变了坡面水动力场和流域降水-产流规律，进一步加剧了震后山洪泥石流等此生灾害的突发性和破坏性。调查资料显示，2008年汶川地震诱发滑坡灾害数约48007次，覆盖面积达711.8km²。

地震高风险区常伴有大量的滑坡松散堆积体，会明显改变流域地表结构的入渗特性和坡面汇流特征，改变水源比例和径流成分，如壤中流、地下径流发育较好，地表径流减少，成为影响山洪或泥石流水源的重要水文过程，迫使流域不同土地利用类型斑块径流潜势显著不同，严重制约了对地震前后流域尺度山洪灾害水文情势发展的准确判识。

因此，认识震后滑坡区水文响应机理和震后山洪水文情势过程一直是震区次生灾害研究领域中的难点问题，也是制约灾害有效防治和预警的瓶颈。目前普遍采用的评估预测方法有两种，一种为突发性地震灾害全过程、全时段监测和评估方法，另一种为水文模型评估预测方法。

突发性地震灾害全过程、全时段监测和评估方法，该方法主要借助于野外监测设备在灾害发生前后进行实时水文气象监测，进而可以对灾害情势发展进行有效、科学地评估，但震区往往山高谷深，地形陡峭复杂，震前现场调查与监测资料极度缺乏；震后短历时阶段处于滑坡、泥石流、山洪等暴发期，人员可及时到达性较差，不易获取灾害发生的一手资料。

水文模型评估预测方法，是基于震后流域水文、气象资料和流域土地利用长历时演化特征，评估并预测地震前后的山洪水文响应过程，进而表征地震前后流域的山洪灾害水文情势发展。但现有成熟水文模型，如SWAT、HEC-HMS、VIC等水文模型均是以蓄满产流或超渗产流为主要产流模块，然而陡峭林区流域以及震后滑坡大多以壤中流形式贡献于山洪径流，因产流机制显著不同，传统水文模型不能很好去反映震后滑坡对地表产流的水源比例和径流成分的改变过程，且基于该机理预测的地震前后水文情势发展存在较大的不确定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种地震扰动区流域多时段水文效应评估方法，充分考虑地震扰动区流域下垫面破坏-发展-恢复的动态演化过程与变化特征，采用原型监测、原位模型实验有效地刻画了山洪形成的产流突变行为与关键水文参数变化；从灾害形成的水文条件、产汇流机理的观测与模拟出发，预测和评估震后山洪水文行为变化特征及其灾害情势发展，可指导震后山洪、泥石流等次生灾害的勘察设计以及防控方法的合理选取，整体提高震区防灾减灾理论和技术水平，减灾科学性与务实性更强。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种地震扰动区流域多时段水文效应评估方法，该评估方法具体包括步骤：

S1、获得地震扰动区流域下垫面不同土地利用类型的土壤观测参数；

S2、根据所述地震扰动区流域下垫面不同土地利用类型的土壤观测参数，获得暴雨洪水事件发生前期土壤蓄水容量；

S3、根据地震扰动区流域下垫面不同土地利用类型的降雨量、暴雨洪水事件发生前期土壤蓄水容量、河道流量，获得地震扰动区流域下垫面不同土地利用类型影响下的产流突变点和径流增长突变点；