一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法

1.本发明涉及到泥石流防治工程技术领域，尤其涉及一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法。

背景技术：

2.冰水泥石流是一种发生在高山冰雪分布区的自然现象。冰水泥石流发生后，泥石流运动到下游堆积扇上，容易阻断交通。
3.冰水泥石流的发生往往是由于当地降雨，或温度升高，或两者共同作用。降雨和冰雪融化形成沟道径流，起动沟道中的固体物源，形成冰水泥石流。形成冰水泥石流需要具备两个条件：一是有利于发生冰水泥石流的地形条件；二是一定的降雨和温度条件导致冰雪融化并最终诱发冰水泥石流的发生。这些条件综合影响并决定冰水泥石流发生的可能性。此外，地质条件也有影响，如堆积在沟道内的固体物质的粒径；因此泥石流的预警，主要通过地形、地质与降雨及温度条件判断来实现。
4.冰水泥石流的水源除了降雨，还来自于冰雪融化：最早的融化全部来自于表面的积雪，可能与降雨共同形成积雪消融期的初期泥石流；随后可能与降雨共同形成积雪消融期的后期的冰水泥石流，这两类冰水泥石流的发生机理不同，因为提供激发泥石流的水源产生机理不同。积雪完全消融后，积雪覆盖的冰川全部露出来，如果再形成冰水泥石流，其水源全部来源于冰川融化：可能与降雨共同形成冰川融化期的初期泥石流；随后可能与降雨共同形成冰川融化期的后期的冰水泥石流，这两类冰水泥石流的发生机理不同，因为提供激发泥石流的水源：冰川融化产生大量水源的机理不同。
5.因此冰水泥石流的预警，根据其激发的降雨以及冰雪融化的水源形成机理不同，按照时间顺序先后分4个阶段：1、积雪消融期初期的冰水泥石流；2、积雪消融期后期的冰水泥石流；3、冰川融化期初期的冰水泥石流；4、冰川融化期后期的冰水泥石流。冰雪区只有满足足够地形、地质、降雨以及温度条件才会形成冰水泥石流，不满足条件时，4种形成机理的冰水泥石流也只会发生1种或2种，甚至都不发生。
6.公开号为cn106355275a，公开日为2017年01月25日的中国专利文献公开了一种冰川分布区泥石流灾害危险性分级评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
7.1)确定用于描述影响泥石流发育常规因子的指标，并分级；
8.2)计算泥石流常规影响因子的加权和，得出无冰川影响下泥石流危险性值，并分级分区；
9.3)分析冰川分布和活动对泥石流发育的影响，确定用于描述冰川影响的指标，并分级；
10.4)确定冰川因子相对常规因子的相对重要性值；
11.5)计算常规因子加权和和冰川影响因子乘以其相对重要性的和，并进行分级，完成冰川分布区泥石流危险性评价。
12.该专利文献公开的冰川分布区泥石流灾害危险性分级评价方法，没有涉及冰水泥
石流预警，并未对导致冰水泥石流形成的地形、地质、降雨及温度条件，以及积雪和冰川融化进行内在机理的深入研究，难于准确的对冰水泥石流的预警作出判断。

技术实现要素：

13.本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，本发明对导致冰水泥石流形成的地形、地质、降雨及温度条件，以及积雪和冰川融化进行内在机理的深入研究，建立预警模型，能够对冰水泥石流的预警作出准确判断。
14.本发明通过下述技术方案实现：
15.一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
16.s1、通过遥感影像确定冰水泥石流的基本地形数据，包括积雪区面积a1、积雪区坡向θ、泥石流形成区面积a、泥石流形成区形状系数f、泥石流形成区沟长l和泥石流形成区沟床纵比降j；
17.s2、查阅水文手册获得泥石流形成区的年平均降雨量r0和泥石流形成区的10分钟降雨变差系数cv，实时监测或预报泥石流形成区流域所在位置的前期降雨量b和泥石流激发前1小时降雨量i；
18.s3、现场测量泥石流流域形成区沟道宽度w和泥石流形成区颗粒粒径d；
19.s4、通过式1计算泥石流流域地形因子t；
[0020][0021]
其中，t为泥石流流域地形因子，f为泥石流形成区形状系数，j为泥石流形成区沟床纵比降，a为泥石流形成区面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，l为泥石流形成区沟长，m；
[0022]
s5、通过式2计算泥石流流域地质因子g；
[0023]
g＝d/d0ꢀꢀꢀ
式2
[0024]
其中，g为泥石流流域地质因子，d为泥石流形成区颗粒粒径，mm；d0为粗颗粒粒径，d0＝2mm；
[0025]
s6、通过式3计算诱发泥石流的降雨因子r；
[0026][0027]
其中，r为诱发泥石流的降雨因子，r*为激发降雨指标，mm；r0为泥石流形成区的年平均降雨量，mm；cv为泥石流形成区的10分钟降雨变差系数，b为前期降雨量，mm；i为泥石流激发前1小时降雨量，mm；
[0028]
s7、通过式4计算泥石流发生判断指标p1；
[0029][0030]
其中，p1为泥石流发生判断指标；r为诱发泥石流的降雨因子，t为泥石流流域地形
因子，g为泥石流流域地质因子；
[0031]
s8、由当地气象站或监测站点获取当地多年平均积温t
p
、前7日积温和t7、当日日均温度t0和当年积雪消融期有效正积温ty，当年积雪消融期有效正积温ty的计算时间段为日温稳定在0℃以上的那一日为积温统计的起始日，直至泥石流发生时为止；
[0032]
s9、通过式5计算某一时段内积雪的消融水当量；
[0033]as
＝ddf*pdd
ꢀꢀꢀ
式5
[0034]
其中，as为某一时段内积雪的消融水当量，mm w.e.；ddf为积雪度日因子，mm*d-1
*℃-1
；pdd为某一时段内的正积温，℃，通过式6计算；
[0035][0036]
其中，h
t
为逻辑变量，取0或1；若目标点位日均气温不低于0℃时，则逻辑变量h
t
取1；若目标点位日均气温低于0℃时，则逻辑变量h
t
取0；t
t
为目标点位日均温，℃；
[0037]
通过式7计算目标点位冰雪积累量c；
[0038][0039]
其中，c为目标点位冰雪积累量，mm，ps为计算时间范围内固态降水量，mm，p为计算时间范围内降水总量，mm，t
l
为液态降水临界气温，t
l
取2℃，t
t
为目标点位日均温，℃；ts为固态降水临界气温，ts取0℃；
[0040]
通过式8计算第n天的积雪融水当量a
sn
；
[0041][0042]
其中，a
sn
为第n天的积雪融水当量，b为积雪消融量与冬季固态降水量相等时的正温天数，c为目标点位冰雪积累量，mm；
[0043]
s10、通过式9计算冰水泥石流流域的地形因子r1：
[0044]
r1＝x+0.65lg(a1/w2)
ꢀꢀꢀ
式9
[0045]
其中，r1为冰水泥石流流域的地形因子，x为冰水泥石流的坡向因子，由式10计算，a1为积雪面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，
[0046]
x＝sin(θ/2)
ꢀꢀꢀ
式10
[0047]
其中，θ为积雪区坡向，
°
；
[0048]
s11、通过式11计算诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子ta；
[0049]
ta＝(t0+0.27t7+1.48ty)/t
p
ꢀꢀꢀ
式11
[0050]
其中，ta为诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃；t7为前7日积温和，℃；ty为当年积雪消融期有效正积温，℃；t
p
为当地多年平均积温，℃；
[0051]
s12、计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0052]
s13、判断泥石流的发生：
[0053]
当p1+p2＜0.50时，泥石流发生的可能性小；当0.50≤p1+p2＜0.72时，泥石流发生的可能性中等；当0.72≤p1+p2＜1时，泥石流发生的可能性大；当p1+p2≥1时，泥石流发生的可能性很大。
[0054]
所述步骤s12中，当预警时期处于积雪消融期的初期，通过式12计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0055]
p2＝0.2r1ta
0.28
ꢀꢀꢀ
式12
[0056]
其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，ta为诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子。
[0057]
所述步骤s12中，当预警时期处于积雪消融期的后期，且当年曾经发生过冰水泥石流，通过式13计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0058]
p2＝0.03(10r1+tx)
ꢀꢀꢀ
式13
[0059]
其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，tx为诱发冰水泥石流的积雪期后期泥石流的温度因子，由式14计算获得；
[0060]
tx＝(t0+0.27t
7-0.48t
y1
)/t
p
ꢀꢀꢀ
式14
[0061]
式中，tx为诱发冰水泥石流的积雪期后期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃，t7为前7日积温和，℃，t
y1
为积雪消融期初期泥石流后的后期有效正积温，℃，t
p
为当地多年平均积温。
[0062]
所述步骤s12中，当预警时，已过积雪消融完毕期，进入冰川消融期的初期时，由式15计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0063]
p2＝0.3r1t
b0.17
ꢀꢀꢀ
式15
[0064]
其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，tb为诱发冰水泥石流的冰川消融期初期泥石流的温度因子，通过式16计算获得；
[0065]
tb＝(t0+0.27t7+1.48t
y2
)/t
p
ꢀꢀꢀ
式16
[0066]
式中，tb为诱发冰水泥石流的冰川消融期初期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃，t7为前7日积温和，℃，t
y2
为冰川融化期初期的有效正积温，℃，t
p
为当地多年平均积温。
[0067]
所述步骤s12中，当预警时，已过冰川消融期的后期，且当年冰川消融期曾经发生过冰水泥石流，则通过式17计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0068]
p2＝0.03(10r1+tc)
ꢀꢀꢀ
式17
[0069]
其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，tc为诱发冰水泥石流的冰川消融期后期泥石流的温度因子，通过式18计算获得；
[0070]
tc＝(t0+0.27t
7-0.48t
y3
)/t
p
ꢀꢀꢀ
式18
[0071]
式中，tc为诱发冰水泥石流的冰川消融期后期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃，t7为前7日积温和，℃，t
y3
为冰川融化期初期泥石流之后的后期有效正积温，℃，t
p
为当地多年平均积温。
[0072]
本发明的基本原理如下：
[0073]
冰水泥石流的形成机理是由于降雨与温度的升高，造成泥石流流域的上游产流和冰雪融化，起动中下游的松散固体物源，形成泥石流。因此这类泥石流的形成机理与我国西
部地区普遍的沟床起动型泥石流不完全相同，也与我国东部地区的浅层滑坡汇集型泥石流不同。沟床起动型泥石流是由于强降雨形成的大流量山洪侵蚀沟床松散固体物源，形成泥石流。浅层滑坡汇集型泥石流是由于较长时间的降雨和较强降雨，先有较多的浅层滑坡进入沟道形成泥石流物源，再被较大流量洪水搬运，形成泥石流。这两种类型的泥石流都需要较强的降雨强度形成较大流量洪水，侵蚀搬运沟床固体物源。但是由于降雨及温度升高造成的上游冰雪融化形成的流域洪水往往持续时间较长，但流量较小，很难像西部一般的泥石流一样，直接由洪水侵蚀搬运沟道固体物源形成泥石流。
[0074]
在我国冰水泥石流的发生地点以西藏、新疆为主，这些地区的泥石流流域的沟道坡度较大。冰水泥石流的形成机理为：上游降雨产流与冰雪融化形成的流域洪水在沟道内局部水位抬升，当水位抬升较高时，造成局部松散固体物源饱水失稳，并造成失稳区域上游侵蚀，下游冲刷，最后形成泥石流。松散固体物源饱水失稳所需要的坡度远小于松散颗粒的休止角。因此沟道坡度过小，不能达到松散固体物源饱水失稳所需要的最小坡度，冰水泥石流很难发生。如果坡度过大，上游冰雪融化形成的洪水流动过快，水位难以抬升，也很难形成泥石流。
[0075]
在积雪消融期中，由于短时间内积雪自身产生的融水量较少，难以形成起动泥石流所需要的较大流量，所以单纯依靠短时间内积雪融水来激发泥石流较为困难。当积雪表面接受太阳辐射产生后，产生的融水沿积雪颗粒之间的空隙下渗至积雪层内部，积雪层内部由于积雪颗粒对产生的融水具有毛细力作用，所以上层产生的融水会储存在积雪层内的小空隙中，积雪层的这种特性称之为持水能力，但是积雪层中较大的空隙无法为融水提供持水能力。当积雪层中储存的融水达到积雪层最大持水能力后，表层继续产生的融水将会打破积雪层内的持水平衡，积雪层内储存的融水将会在短时间内大量释放，为冰水泥石流的起动提供充足的水源。
[0076]
在积雪消融期初期泥石流发生时，由于积雪层内部不存在难以提供持水能力的较大空隙，上层积雪产生的融水绝大部分进入具有持水能力的积雪层中；当温度上升达到一定条件，储存在积雪中的融水突然释放，提供足够的水流起动沟床固体物质形成冰水泥石流。随着积雪消融的持续进行，到了后期泥石流发生时，上层产生的融水大部分进入没有持水能力的较大空隙中，只有少部分进入有持水能力的积雪层中，所以对于后期泥石流来说，还需要更高的气温来增加短时融水量，使得融水进入持水层，才有可能使总融水量再次达到能够激发泥石流的水平。所以积雪消融期初期泥石流与积雪消融期后期泥石流有所不同。
[0077]
在冰川消融期中，由于短时间内冰川冰自身产生的融水量较少，难以形成起动泥石流所需要的较大流量，所以单纯依靠短时间内冰川融水来激发泥石流较为困难。当冰川表面接受太阳辐射产生后，产生的融水沿冰川内的垂直裂隙下渗至冰川内部，冰川内部存在尚未贯通的裂隙，所以上层产生的融水会储存在冰川内部的裂隙中。但是贯通的裂隙无法储存融水，当冰川内部储存的融水达到一定量时，冰川内部未打通的裂隙将会贯通，其中储存的融水将会在短时间内大量释放，为冰水泥石流的起动提供充足的水源。
[0078]
在冰川消融期初期泥石流发生时，由于冰川内部不存在已经贯通的裂隙，表层冰川产生的融水绝大部分都进入到未贯通的裂隙中；当温度上升到一定条件，储存在冰川未打通裂隙的融水突然释放，提供足够的水流，起动沟床固体物质形成冰水泥石流。随着冰川
消融的持续进行，到了后期泥石流发生时，表层冰川产生的融水大部分进入能够顺利将融水排出的已打通裂隙中，只有少部分进入能够储存融水的未打通裂隙中，所以对于后期泥石流来说，还需要更高的气温来增加短时融水量，使得融水进入未打通的裂隙中，才有可能使总融水量再次达到能够激发泥石流的水平。所以冰川消融期初期泥石流与冰川消融期后期泥石流有所不同。
[0079]
本发明通过对比研究西藏和新疆公路沿线泥石流的发育与分布特征，研究得出以冰水泥石流流域中下游沟道坡度为依据的冰水泥石流沟道地形条件。本发明从冰水泥石流的形成机理出发，考虑了降雨的作用，同时考虑了地形因素中的坡度这个重要因素的作用，体现出影响冰水泥石流形成的决定因素及其重要性。同时，考虑不同区域的差别，考虑了当地多年平均积温t
p
、前7日积温和t7、当日日均温度t0和当年积雪消融期有效正积温ty多个因素，共同组成了冰水泥石流的温度因子。最终，结合冰水泥石流的地形因子与温度因子，结合降雨，组成了冰水泥石流预警模型。
[0080]
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
[0081]
1、本发明，从冰水泥石流的形成机理出发，考虑了降雨的作用，同时考虑了地形因素中的坡度这个重要因素的作用，对导致冰水泥石流形成的地形、地质、降雨及温度条件，以及积雪和冰川融化进行内在机理的深入研究，建立预警模型，能够对冰水泥石流的预警作出准确判断。
[0082]
2、本发明，充分考虑积雪消融期积雪融化特征，给出了积雪消融期冰水泥石流发生的判断模型，适用性强。
[0083]
3、本发明，将冰水泥石流的地形条件与温度条件有机结合起来，充分考虑地形与温度在冰水泥石流形成中的作用，使得预警判断更合理且更准确。
[0084]
4、本发明，充分考虑了积雪与冰川消融期后期泥石流的形成机理，后期泥石流形成的水源特点与初期泥石流形成的水源特点有重要差别，并通过积雪与冰川消融期有效正积温体现出来，极大的提高了冰水泥石流的预警准确度。
[0085]
5、本发明，充分考虑降雨与冰雪融化共同作用的影响，预警特殊的降雨和冰雪融化型冰水泥石流，极大的提高了适用性和准确性。
具体实施方式
[0086]
实施例1
[0087]
一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，包括以下步骤：
[0088]
s 1、通过遥感影像确定冰水泥石流的基本地形数据，包括积雪区面积a1、积雪区坡向θ、泥石流形成区面积a、泥石流形成区形状系数f、泥石流形成区沟长l和泥石流形成区沟床纵比降j；
[0089]
s2、查阅水文手册获得泥石流形成区的年平均降雨量r0和泥石流形成区的10分钟降雨变差系数cv，实时监测或预报泥石流形成区流域所在位置的前期降雨量b和泥石流激发前1小时降雨量i；
[0090]
s3、现场测量泥石流流域形成区沟道宽度w和泥石流形成区颗粒粒径d；
[0091]
s4、通过式1计算泥石流流域地形因子t；
[0092][0093]
其中，t为泥石流流域地形因子，f为泥石流形成区形状系数，j为泥石流形成区沟床纵比降，a为泥石流形成区面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，l为泥石流形成区沟长，m；
[0094]
s5、通过式2计算泥石流流域地质因子g；
[0095]
g＝d/d0ꢀꢀꢀ
式2
[0096]
其中，g为泥石流流域地质因子，d为泥石流形成区颗粒粒径，mm；d0为粗颗粒粒径，d0＝2mm；
[0097]
s6、通过式3计算诱发泥石流的降雨因子r；
[0098][0099]
其中，r为诱发泥石流的降雨因子，r*为激发降雨指标，mm；r0为泥石流形成区的年平均降雨量，mm；cv为泥石流形成区的10分钟降雨变差系数，b为前期降雨量，mm；i为泥石流激发前1小时降雨量，mm；
[0100]
s7、通过式4计算泥石流发生判断指标p1；
[0101][0102]
其中，p1为泥石流发生判断指标；r为诱发泥石流的降雨因子，t为泥石流流域地形因子，g为泥石流流域地质因子；
[0103]
s8、由当地气象站或监测站点获取当地多年平均积温t
p
、前7日积温和t7、当日日均温度t0和当年积雪消融期有效正积温ty，当年积雪消融期有效正积温ty的计算时间段为日温稳定在0℃以上的那一日为积温统计的起始日，直至泥石流发生时为止；
[0104]
s9、通过式5计算某一时段内积雪的消融水当量；
[0105]as
＝ddf*pdd
ꢀꢀꢀ
式5
[0106]
其中，as为某一时段内积雪的消融水当量，mm w.e.；ddf为积雪度日因子，mm*d-1
*℃-1
；pdd为某一时段内的正积温，℃，通过式6计算；
[0107][0108]
其中，h
t
为逻辑变量，取0或1；若目标点位日均气温不低于0℃时，则逻辑变量h
t
取1；若目标点位日均气温低于0℃时，则逻辑变量h
t
取0；t
t
为目标点位日均温，℃；
[0109]
通过式7计算目标点位冰雪积累量c；
[0110][0111]
其中，c为目标点位冰雪积累量，mm，ps为计算时间范围内固态降水量，mm，p为计算时间范围内降水总量，mm，t
l
为液态降水临界气温，t
l
取2℃，t
t
为目标点位日均温，℃；ts为固态降水临界气温，ts取0℃；
[0112]
通过式8计算第n天的积雪融水当量a
sn
；
[0113][0114]
其中，a
sn
为第n天的积雪融水当量，b为积雪消融量与冬季固态降水量相等时的正温天数，c为目标点位冰雪积累量，mm；
[0115]
s10、通过式9计算冰水泥石流流域的地形因子r1：
[0116]
r1＝x+0.65lg(a1/w2)
ꢀꢀꢀ
式9
[0117]
其中，r1为冰水泥石流流域的地形因子，x为冰水泥石流的坡向因子，由式10计算，a1为积雪面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，
[0118]
x＝sin(θ/2)
ꢀꢀꢀ
式10
[0119]
其中，θ为积雪区坡向，
°
；
[0120]
s11、通过式11计算诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子ta；
[0121]
ta＝(t0+0.27t7+1.48ty)/t
p
ꢀꢀꢀ
式11
[0122]
其中，ta为诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃；t7为前7日积温和，℃；ty为当年积雪消融期有效正积温，℃；t
p
为当地多年平均积温，℃；
[0123]
s12、计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0124]
s13、判断泥石流的发生：
[0125]
当p1+p2＜0.50时，泥石流发生的可能性小；当0.50≤p1+p2＜0.72时，泥石流发生的可能性中等；当0.72≤p1+p2＜1时，泥石流发生的可能性大；当p1+p2≥1时，泥石流发生的可能性很大。
[0126]
本实施例为最基本的实施方式，从冰水泥石流的形成机理出发，考虑了降雨的作用，同时考虑了地形因素中的坡度这个重要因素的作用，对导致冰水泥石流形成的地形、地质、降雨及温度条件，以及积雪和冰川融化进行内在机理的深入研究，建立预警模型，能够对冰水泥石流的预警作出准确判断。
[0127]
实施例2
[0128]
一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，包括以下步骤：
[0129]
s1、通过遥感影像确定冰水泥石流的基本地形数据，包括积雪区面积a1、积雪区坡向θ、泥石流形成区面积a、泥石流形成区形状系数f、泥石流形成区沟长l和泥石流形成区沟床纵比降j；
[0130]
s2、查阅水文手册获得泥石流形成区的年平均降雨量r0和泥石流形成区的10分钟
降雨变差系数cv，实时监测或预报泥石流形成区流域所在位置的前期降雨量b和泥石流激发前1小时降雨量i；
[0131]
s3、现场测量泥石流流域形成区沟道宽度w和泥石流形成区颗粒粒径d；
[0132]
s4、通过式1计算泥石流流域地形因子t；
[0133][0134]
其中，t为泥石流流域地形因子，f为泥石流形成区形状系数，j为泥石流形成区沟床纵比降，a为泥石流形成区面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，l为泥石流形成区沟长，m；
[0135]
s5、通过式2计算泥石流流域地质因子g；
[0136]
g＝d/d0ꢀꢀꢀ
式2
[0137]
其中，g为泥石流流域地质因子，d为泥石流形成区颗粒粒径，mm；d0为粗颗粒粒径，d0＝2mm；
[0138]
s6、通过式3计算诱发泥石流的降雨因子r；
[0139][0140]
其中，r为诱发泥石流的降雨因子，r*为激发降雨指标，mm；r0为泥石流形成区的年平均降雨量，mm；cv为泥石流形成区的10分钟降雨变差系数，b为前期降雨量，mm；i为泥石流激发前1小时降雨量，mm；
[0141]
s7、通过式4计算泥石流发生判断指标p1；
[0142][0143]
其中，p1为泥石流发生判断指标；r为诱发泥石流的降雨因子，t为泥石流流域地形因子，g为泥石流流域地质因子；
[0144]
s8、由当地气象站或监测站点获取当地多年平均积温t
p
、前7日积温和t7、当日日均温度t0和当年积雪消融期有效正积温ty，当年积雪消融期有效正积温ty的计算时间段为日温稳定在0℃以上的那一日为积温统计的起始日，直至泥石流发生时为止；
[0145]
s9、通过式5计算某一时段内积雪的消融水当量；
[0146]as
＝ddf*pdd
ꢀꢀꢀ
式5
[0147]
其中，as为某一时段内积雪的消融水当量，mm w.e.；ddf为积雪度日因子，mm*d-1
*℃-1
；pdd为某一时段内的正积温，℃，通过式6计算；
[0148][0149]
其中，h
t
为逻辑变量，取0或1；若目标点位日均气温不低于0℃时，则逻辑变量h
t
取1；若目标点位日均气温低于0℃时，则逻辑变量h
t
取0；t
t
为目标点位日均温，℃；
[0150]
通过式7计算目标点位冰雪积累量c；
[0151][0152]
其中，c为目标点位冰雪积累量，mm，ps为计算时间范围内固态降水量，mm，p为计算时间范围内降水总量，mm，t
l
为液态降水临界气温，t
l
取2℃，t
t
为目标点位日均温，℃；ts为固态降水临界气温，ts取0℃；
[0153]
通过式8计算第n天的积雪融水当量a
sn
；
[0154][0155]
其中，a
sn
为第n天的积雪融水当量，b为积雪消融量与冬季固态降水量相等时的正温天数，c为目标点位冰雪积累量，mm；
[0156]
s10、通过式9计算冰水泥石流流域的地形因子r1：
[0157]
r1＝x+0.65lg(a1/w2)
ꢀꢀꢀ
式9
[0158]
其中，r1为冰水泥石流流域的地形因子，x为冰水泥石流的坡向因子，由式10计算，a1为积雪面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，
[0159]
x＝sin(θ/2)
ꢀꢀꢀ
式10
[0160]
其中，θ为积雪区坡向，
°
；
[0161]
s11、通过式11计算诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子ta；
[0162]
ta＝(t0+0.27t7+1.48ty)/t
p
ꢀꢀꢀ
式11
[0163]
其中，ta为诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃；t7为前7日积温和，℃；ty为当年积雪消融期有效正积温，℃；t
p
为当地多年平均积温，℃；
[0164]
s12、计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0165]
s13、判断泥石流的发生：
[0166]
当p1+p2＜0.50时，泥石流发生的可能性小；当0.50≤p1+p2＜0.72时，泥石流发生的可能性中等；当0.72≤p1+p2＜1时，泥石流发生的可能性大；当p1+p2≥1时，泥石流发生的可能性很大。
[0167]
所述步骤s12中，当预警时期处于积雪消融期的初期，通过式12计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0168]
p2＝0.2r1ta
0.28
ꢀꢀꢀ
式12
[0169]
其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，ta为诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子。
[0170]
本实施例为一较佳实施方式，充分考虑积雪消融期积雪融化特征，给出了积雪消融期冰水泥石流发生的判断模型，适用性强。
[0171]
实施例3
[0172]
一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，包括以下步骤：
[0173]
s1、通过遥感影像确定冰水泥石流的基本地形数据，包括积雪区面积a1、积雪区坡
向θ、泥石流形成区面积a、泥石流形成区形状系数f、泥石流形成区沟长l和泥石流形成区沟床纵比降j；
[0174]
s2、查阅水文手册获得泥石流形成区的年平均降雨量r0和泥石流形成区的10分钟降雨变差系数cv，实时监测或预报泥石流形成区流域所在位置的前期降雨量b和泥石流激发前1小时降雨量i；
[0175]
s3、现场测量泥石流流域形成区沟道宽度w和泥石流形成区颗粒粒径d；
[0176]
s4、通过式1计算泥石流流域地形因子t；
[0177][0178]
其中，t为泥石流流域地形因子，f为泥石流形成区形状系数，j为泥石流形成区沟床纵比降，a为泥石流形成区面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，l为泥石流形成区沟长，m；
[0179]
s5、通过式2计算泥石流流域地质因子g；
[0180]
g＝d/d0ꢀꢀꢀ
式2
[0181]
其中，g为泥石流流域地质因子，d为泥石流形成区颗粒粒径，mm；d0为粗颗粒粒径，d0＝2mm；
[0182]
s6、通过式3计算诱发泥石流的降雨因子r；
[0183][0184]
其中，r为诱发泥石流的降雨因子，r*为激发降雨指标，mm；r0为泥石流形成区的年平均降雨量，mm；cv为泥石流形成区的10分钟降雨变差系数，b为前期降雨量，mm；i为泥石流激发前1小时降雨量，mm；
[0185]
s7、通过式4计算泥石流发生判断指标p1；
[0186][0187]
其中，p1为泥石流发生判断指标；r为诱发泥石流的降雨因子，t为泥石流流域地形因子，g为泥石流流域地质因子；
[0188]
s8、由当地气象站或监测站点获取当地多年平均积温t
p
、前7日积温和t7、当日日均温度t0和当年积雪消融期有效正积温ty，当年积雪消融期有效正积温ty的计算时间段为日温稳定在0℃以上的那一日为积温统计的起始日，直至泥石流发生时为止；
[0189]
s9、通过式5计算某一时段内积雪的消融水当量；
[0190]as
＝ddf*pdd
ꢀꢀꢀ
式5
[0191]
其中，as为某一时段内积雪的消融水当量，mm w.e.；ddf为积雪度日因子，mm*d-1
*℃-1
；pdd为某一时段内的正积温，℃，通过式6计算；
[0192][0193]
其中，h
t
为逻辑变量，取0或1；若目标点位日均气温不低于0℃时，则逻辑变量h
t
取
1；若目标点位日均气温低于0℃时，则逻辑变量h
t
取0；t
t
为目标点位日均温，℃；
[0194]
通过式7计算目标点位冰雪积累量c；
[0195][0196]
其中，c为目标点位冰雪积累量，mm，ps为计算时间范围内固态降水量，mm，p为计算时间范围内降水总量，mm，t
l
为液态降水临界气温，t
l
取2℃，t
t
为目标点位日均温，℃；ts为固态降水临界气温，ts取0℃；
[0197]
通过式8计算第n天的积雪融水当量a
sn
；
[0198][0199]
其中，a
sn
为第n天的积雪融水当量，b为积雪消融量与冬季固态降水量相等时的正温天数，c为目标点位冰雪积累量，mm；
[0200]
s10、通过式9计算冰水泥石流流域的地形因子r1：
[0201]
r1＝x+0.65lg(a1/w2)
ꢀꢀꢀ
式9
[0202]
其中，r1为冰水泥石流流域的地形因子，x为冰水泥石流的坡向因子，由式10计算，a1为积雪面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，
[0203]
x＝sin(θ/2)
ꢀꢀꢀ
式10
[0204]
其中，θ为积雪区坡向，
°
；
[0205]
s11、通过式11计算诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子ta；
[0206]
ta＝(t0+0.27t7+1.48ty)/t
p
ꢀꢀꢀ
式11
[0207]
其中，ta为诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃；t7为前7日积温和，℃；ty为当年积雪消融期有效正积温，℃；t
p
为当地多年平均积温，℃；
[0208]
s12、计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0209]
s13、判断泥石流的发生：
[0210]
当p1+p2＜0.50时，泥石流发生的可能性小；当0.50≤p1+p2＜0.72时，泥石流发生的可能性中等；当0.72≤p1+p2＜1时，泥石流发生的可能性大；当p1+p2≥1时，泥石流发生的可能性很大。
[0211]
所述步骤s12中，当预警时期处于积雪消融期的后期，且当年曾经发生过冰水泥石流，通过式13计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0212]
p2＝0.03(10r1+tx)
ꢀꢀꢀ
式13
[0213]
其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，tx为诱发冰水泥石流的积雪期后期泥石流的温度因子，由式14计算获得；
[0214]
tx＝(t0+0.27t
7-0.48t
y1
)/t
p
ꢀꢀꢀ
式14
[0215]
式中，tx为诱发冰水泥石流的积雪期后期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃，t7为前7日积温和，℃，t
y1
为积雪消融期初期泥石流后的后期有效正积温，℃，t
p
为当地
多年平均积温。
[0216]
本实施例为又一较佳实施方式，将冰水泥石流的地形条件与温度条件有机结合起来，充分考虑地形与温度在冰水泥石流形成中的作用，使得预警判断更合理且更准确。
[0217]
实施例4
[0218]
一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，包括以下步骤：
[0219]
s1、通过遥感影像确定冰水泥石流的基本地形数据，包括积雪区面积a1、积雪区坡向θ、泥石流形成区面积a、泥石流形成区形状系数f、泥石流形成区沟长l和泥石流形成区沟床纵比降j；
[0220]
s2、查阅水文手册获得泥石流形成区的年平均降雨量r0和泥石流形成区的10分钟降雨变差系数cv，实时监测或预报泥石流形成区流域所在位置的前期降雨量b和泥石流激发前1小时降雨量i；
[0221]
s3、现场测量泥石流流域形成区沟道宽度w和泥石流形成区颗粒粒径d；
[0222]
s4、通过式1计算泥石流流域地形因子t；
[0223][0224]
其中，t为泥石流流域地形因子，f为泥石流形成区形状系数，j为泥石流形成区沟床纵比降，a为泥石流形成区面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，l为泥石流形成区沟长，m；
[0225]
s5、通过式2计算泥石流流域地质因子g；
[0226]
g＝d/d0ꢀꢀꢀ
式2
[0227]
其中，g为泥石流流域地质因子，d为泥石流形成区颗粒粒径，mm；d0为粗颗粒粒径，d0＝2mm；
[0228]
s6、通过式3计算诱发泥石流的降雨因子r；
[0229][0230]
其中，r为诱发泥石流的降雨因子，r*为激发降雨指标，mm；r0为泥石流形成区的年平均降雨量，mm；cv为泥石流形成区的10分钟降雨变差系数，b为前期降雨量，mm；i为泥石流激发前1小时降雨量，mm；
[0231]
s7、通过式4计算泥石流发生判断指标p1；
[0232][0233]
其中，p1为泥石流发生判断指标；r为诱发泥石流的降雨因子，t为泥石流流域地形因子，g为泥石流流域地质因子；
[0234]
s8、由当地气象站或监测站点获取当地多年平均积温t
p
、前7日积温和t7、当日日均温度t0和当年积雪消融期有效正积温ty，当年积雪消融期有效正积温ty的计算时间段为日温稳定在0℃以上的那一日为积温统计的起始日，直至泥石流发生时为止；
[0235]
s9、通过式5计算某一时段内积雪的消融水当量；
[0236]as
＝ddf*pdd
ꢀꢀꢀ
式5
[0237]
其中，as为某一时段内积雪的消融水当量，mm w.e.；ddf为积雪度日因子，mm*d-1
*℃-1
；pdd为某一时段内的正积温，℃，通过式6计算；
[0238][0239]
其中，h
t
为逻辑变量，取0或1；若目标点位日均气温不低于0℃时，则逻辑变量h
t
取1；若目标点位日均气温低于0℃时，则逻辑变量h
t
取0；t
t
为目标点位日均温，℃；
[0240]
通过式7计算目标点位冰雪积累量c；
[0241][0242]
其中，c为目标点位冰雪积累量，mm，ps为计算时间范围内固态降水量，mm，p为计算时间范围内降水总量，mm，t
l
为液态降水临界气温，t
l
取2℃，t
t
为目标点位日均温，℃；ts为固态降水临界气温，ts取0℃；
[0243]
通过式8计算第n天的积雪融水当量a
sn
；
[0244][0245]
其中，a
sn
为第n天的积雪融水当量，b为积雪消融量与冬季固态降水量相等时的正温天数，c为目标点位冰雪积累量，mm；
[0246]
s10、通过式9计算冰水泥石流流域的地形因子r1：
[0247]
r1＝x+0.65lg(a1/w2)
ꢀꢀꢀ
式9
[0248]
其中，r1为冰水泥石流流域的地形因子，x为冰水泥石流的坡向因子，由式10计算，a1为积雪面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，
[0249]
x＝sin(θ/2)
ꢀꢀꢀ
式10
[0250]
其中，θ为积雪区坡向，
°
；
[0251]
s11、通过式11计算诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子ta；
[0252]
ta＝(t0+0.27t7+1.48ty)/t
p
ꢀꢀꢀ
式11
[0253]
其中，ta为诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃；t7为前7日积温和，℃；ty为当年积雪消融期有效正积温，℃；t
p
为当地多年平均积温，℃；
[0254]
s12、计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0255]
s13、判断泥石流的发生：
[0256]
当p1+p2＜0.50时，泥石流发生的可能性小；当0.50≤p1+p2＜0.72时，泥石流发生的可能性中等；当0.72≤p1+p2＜1时，泥石流发生的可能性大；当p1+p2≥1时，泥石流发生的可能性很大。
[0257]
所述步骤s12中，当预警时，已过积雪消融完毕期，进入冰川消融期的初期时，由式15计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0258]
p2＝0.3r1t
b0.17
ꢀꢀꢀ
式15
[0259]
其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，tb为诱发冰水泥石流的冰川消融期初期泥石流的温度因子，通过式16计算获得；
[0260]
tb＝(t0+0.27t7+1.48t
y2
)/t
p
ꢀꢀꢀ
式16
[0261]
式中，tb为诱发冰水泥石流的冰川消融期初期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃，t7为前7日积温和，℃，t
y2
为冰川融化期初期的有效正积温，℃，t
p
为当地多年平均积温。
[0262]
本实施例为又一较佳实施方式，充分考虑了积雪与冰川消融期后期泥石流的形成机理，后期泥石流形成的水源特点与初期泥石流形成的水源特点有重要差别，并通过积雪与冰川消融期有效正积温体现出来，极大的提高了冰水泥石流的预警准确度。
[0263]
实施例5
[0264]
一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，包括以下步骤：
[0265]
s1、通过遥感影像确定冰水泥石流的基本地形数据，包括积雪区面积a1、积雪区坡向θ、泥石流形成区面积a、泥石流形成区形状系数f、泥石流形成区沟长l和泥石流形成区沟床纵比降j；
[0266]
s2、查阅水文手册获得泥石流形成区的年平均降雨量r0和泥石流形成区的10分钟降雨变差系数cv，实时监测或预报泥石流形成区流域所在位置的前期降雨量b和泥石流激发前1小时降雨量i；
[0267]
s3、现场测量泥石流流域形成区沟道宽度w和泥石流形成区颗粒粒径d；
[0268]
s4、通过式1计算泥石流流域地形因子t；
[0269][0270]
其中，t为泥石流流域地形因子，f为泥石流形成区形状系数，j为泥石流形成区沟床纵比降，a为泥石流形成区面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，l为泥石流形成区沟长，m；
[0271]
s5、通过式2计算泥石流流域地质因子g；
[0272]
g＝d/d0ꢀꢀꢀ
式2
[0273]
其中，g为泥石流流域地质因子，d为泥石流形成区颗粒粒径，mm；d0为粗颗粒粒径，d0＝2mm；
[0274]
s6、通过式3计算诱发泥石流的降雨因子r；
[0275][0276]
其中，r为诱发泥石流的降雨因子，r*为激发降雨指标，mm；r0为泥石流形成区的年平均降雨量，mm；cv为泥石流形成区的10分钟降雨变差系数，b为前期降雨量，mm；i为泥石流激发前1小时降雨量，mm；
[0277]
s7、通过式4计算泥石流发生判断指标p1；
[0278]
[0279]
其中，p1为泥石流发生判断指标；r为诱发泥石流的降雨因子，t为泥石流流域地形因子，g为泥石流流域地质因子；
[0280]
s8、由当地气象站或监测站点获取当地多年平均积温t
p
、前7日积温和t7、当日日均温度t0和当年积雪消融期有效正积温ty，当年积雪消融期有效正积温ty的计算时间段为日温稳定在0℃以上的那一日为积温统计的起始日，直至泥石流发生时为止；
[0281]
s9、通过式5计算某一时段内积雪的消融水当量；
[0282]as
＝ddf*pdd
ꢀꢀꢀ
式5
[0283]
其中，as为某一时段内积雪的消融水当量，mm w.e.；ddf为积雪度日因子，mm*d-1
*℃-1
；pdd为某一时段内的正积温，℃，通过式6计算；
[0284][0285]
其中，h
t
为逻辑变量，取0或1；若目标点位日均气温不低于0℃时，则逻辑变量h
t
取1；若目标点位日均气温低于0℃时，则逻辑变量h
t
取0；t
t
为目标点位日均温，℃；
[0286]
通过式7计算目标点位冰雪积累量c；
[0287][0288]
其中，c为目标点位冰雪积累量，mm，ps为计算时间范围内固态降水量，mm，p为计算时间范围内降水总量，mm，t
l
为液态降水临界气温，t
l
取2℃，t
t
为目标点位日均温，℃；ts为固态降水临界气温，ts取0℃；
[0289]
通过式8计算第n天的积雪融水当量a
sn
；
[0290][0291]
其中，a
sn
为第n天的积雪融水当量，b为积雪消融量与冬季固态降水量相等时的正温天数，c为目标点位冰雪积累量，mm；
[0292]
s10、通过式9计算冰水泥石流流域的地形因子r1：
[0293]
r1＝x+0.65lg(a1/w2)
ꢀꢀꢀ
式9
[0294]
其中，r1为冰水泥石流流域的地形因子，x为冰水泥石流的坡向因子，由式10计算，a1为积雪面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，
[0295]
x＝sin(θ/2)
ꢀꢀꢀ
式10
[0296]
其中，θ为积雪区坡向，
°
；
[0297]
s11、通过式11计算诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子ta；
[0298]
ta＝(t0+0.27t7+1.48ty)/t
p
ꢀꢀꢀ
式11
[0299]
其中，ta为诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃；t7为前7日积温和，℃；ty为当年积雪消融期有效正积温，℃；t
p
为当地多年平均积温，℃；
[0300]
s12、计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0301]
s13、判断泥石流的发生：
[0302]
当p1+p2＜0.50时，泥石流发生的可能性小；当0.50≤p1+p2＜0.72时，泥石流发生的可能性中等；当0.72≤p1+p2＜1时，泥石流发生的可能性大；当p1+p2≥1时，泥石流发生的可能性很大。
[0303]
所述步骤s12中，当预警时，已过冰川消融期的后期，且当年冰川消融期曾经发生过冰水泥石流，则通过式17计算冰水泥石流的发生指标p2；
[0304]
p2＝0.03(10r1+tc)
ꢀꢀꢀ
式17
[0305]
其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，tc为诱发冰水泥石流的冰川消融期后期泥石流的温度因子，通过式18计算获得；
[0306]
tc＝(t0+0.27t
7-0.48t
y3
)/t
p
ꢀꢀꢀ
式18
[0307]
式中，tc为诱发冰水泥石流的冰川消融期后期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃，t7为前7日积温和，℃，t
y3
为冰川融化期初期泥石流之后的后期有效正积温，℃，t
p
为当地多年平均积温。
[0308]
本实施例为最佳实施方式，充分考虑降雨与冰雪融化共同作用的影响，预警特殊的降雨和冰雪融化型冰水泥石流，极大的提高了适用性和准确性。
[0309]
下面以具体实例对本发明进行说明：
[0310]
西藏自治区波密县县域内分布许多冰川。每年夏季都有冰水泥石流发生，冰水泥石流发生前往往伴随有降雨。波密县玉许乡泥石流沟年均降水量900毫米，10分钟降雨变差系数0.55，度日因子5.3mm*d-1
*℃-1
。2021年开始监测泥石流点的温度与降雨，在2021年8月19日凌晨2:44发生泥石流，2021年年内，之前没有泥石流发生。
[0311]
流域冰雪区面积为2.90km2，冰雪区中心海拔为5260m，监测点海拔3580m，泥石流形成区面积为4.55km2，泥石流形成区沟长为3.23km，泥石流形成区沟床纵比降为0.488，泥石流流域形成区沟道宽度为18.6m，泥石流形成区颗粒粒径85.5mm，积雪区坡向为169
°
，当地多年平均积温1012℃。
[0312]
根据本发明计算方法，该泥石流流域的积雪消融日为2021年6月11日，随后为冰川消融期，因此该次泥石流发生属于冰川消融期初次泥石流。
[0313]
根据温度监测数据结合高程矫正的冰雪区温度，泥石流沟入夏以来冰雪区最高日温在2021年7月23-25日，分别为9.68℃，9.58℃和9.58℃，但这三日降雨量仅仅0.4mm，都集中在7月25日。发生泥石流的8月19日前的三天，日温在8月16-18日，分别为4.68℃，4.78℃和4.68℃，但是泥石流发生前一日降雨量为7mm，激发前1小时降雨量为2.8mm，2021年8月19日1:05-2:05。
[0314]
根据本发明计算公式，对比这两次温度升高的数据，结果如下表1：
[0315]
表1
[0316]
[0317]
本发明判断8月19日发生冰水泥石流的可能性很大，实际发生了泥石流。本发明判断7月25、26日发生冰水泥石流的可能性大，实际没有发生泥石流。总体而言，本发明对冰水泥石流判断较准确。
[0318]
从应用效果上看，2021年7月23-25日气温较高，而且7月19-22日的日均温度分别为7.78℃，3.88℃，6.08℃和7.78℃，前7日积温和为54.36度；而8月12-15日的日均温度分别为3.78℃，3.28℃、4.58℃，前7日积温为30.36度。但是冰川融化期初期的有效正积温，到7月25日是222.4度，而8月19日是340.3度。因此并不是有几日的温度升高就可以引起冰水泥石流，而是长期的温度升高造成的，加上降雨的影响，诱发了8月19日的泥石流。说明本发明的适用性强。

技术特征：

1.一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、通过遥感影像确定冰水泥石流的基本地形数据，包括积雪区面积a1、积雪区坡向θ、泥石流形成区面积a、泥石流形成区形状系数f、泥石流形成区沟长l和泥石流形成区沟床纵比降j；s2、查阅水文手册获得泥石流形成区的年平均降雨量r0和泥石流形成区的10分钟降雨变差系数c
v
，实时监测或预报泥石流形成区流域所在位置的前期降雨量b和泥石流激发前1小时降雨量i；s3、现场测量泥石流流域形成区沟道宽度w和泥石流形成区颗粒粒径d；s4、通过式1计算泥石流流域地形因子t；其中，t为泥石流流域地形因子，f为泥石流形成区形状系数，j为泥石流形成区沟床纵比降，a为泥石流形成区面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，l为泥石流形成区沟长，m；s5、通过式2计算泥石流流域地质因子g；g＝d/d0ꢀꢀꢀꢀꢀ
式2其中，g为泥石流流域地质因子，d为泥石流形成区颗粒粒径，mm；d0为粗颗粒粒径，d0＝2mm；s6、通过式3计算诱发泥石流的降雨因子r；其中，r为诱发泥石流的降雨因子，r*为激发降雨指标，mm；r0为泥石流形成区的年平均降雨量，mm；c
v
为泥石流形成区的10分钟降雨变差系数，b为前期降雨量，mm；i为泥石流激发前1小时降雨量，mm；s7、通过式4计算泥石流发生判断指标p1；其中，p1为泥石流发生判断指标；r为诱发泥石流的降雨因子，t为泥石流流域地形因子，g为泥石流流域地质因子；s8、由当地气象站或监测站点获取当地多年平均积温t
p
、前7日积温和t7、当日日均温度t0和当年积雪消融期有效正积温t
y
，当年积雪消融期有效正积温t
y
的计算时间段为日温稳定在0℃以上的那一日为积温统计的起始日，直至泥石流发生时为止；s9、通过式5计算某一时段内积雪的消融水当量；a
s
＝ddf*pdd
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式5其中，a
s
为某一时段内积雪的消融水当量，mm w.e.；ddf为积雪度日因子，mm*d-1
*℃-1
；pdd为某一时段内的正积温，℃，通过式6计算；
其中，h
t
为逻辑变量，取0或1；若目标点位日均气温不低于0℃时，则逻辑变量h
t
取1；若目标点位日均气温低于0℃时，则逻辑变量h
t
取0；t
t
为目标点位日均温，℃；通过式7计算目标点位冰雪积累量c；其中，c为目标点位冰雪积累量，mm，p
s
为计算时间范围内固态降水量，mm，p为计算时间范围内降水总量，mm，t
l
为液态降水临界气温，t
l
取2℃，t
t
为目标点位日均温，℃；t
s
为固态降水临界气温，t
s
取0℃；通过式8计算第n天的积雪融水当量a
sn
；其中，a
sn
为第n天的积雪融水当量，b为积雪消融量与冬季固态降水量相等时的正温天数，c为目标点位冰雪积累量，mm；s 10、通过式9计算冰水泥石流流域的地形因子r1：r1＝x+0.65lg(a1/w2)
ꢀꢀꢀ
式9其中，r1为冰水泥石流流域的地形因子，x为冰水泥石流的坡向因子，由式10计算，a1为积雪面积，m2，w为泥石流流域形成区沟道宽度，m，x＝sin(θ/2)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式10其中，θ为积雪区坡向，
°
；s11、通过式11计算诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子ta；ta＝(t0+0.27t7+1.48t
y
)/t
p
ꢀꢀꢀ
式11其中，ta为诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃；t7为前7日积温和，℃；t
y
为当年积雪消融期有效正积温，℃；t
p
为当地多年平均积温，℃；s12、计算冰水泥石流的发生指标p2；s13、判断泥石流的发生：当p1+p2＜0.50时，泥石流发生的可能性小；当0.50≤p1+p2＜0.72时，泥石流发生的可能性中等；当0.72≤p1+p2＜1时，泥石流发生的可能性大；当p1+p2≥1时，泥石流发生的可能性很大。2.根据权利要求1所述的一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，其特征在于：所述步骤s12中，当预警时期处于积雪消融期的初期，通过式12计算冰水泥石流的发生指标p2；p2＝0.2r1ta
0.28
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式12
其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，ta为诱发冰水泥石流的积雪期初期泥石流的温度因子。3.根据权利要求1所述的一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，其特征在于：所述步骤s12中，当预警时期处于积雪消融期的后期，且当年曾经发生过冰水泥石流，通过式13计算冰水泥石流的发生指标p2；p2＝0.03(10r1+tx)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式13其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，tx为诱发冰水泥石流的积雪期后期泥石流的温度因子，由式14计算获得；tx＝(t0+0.27t
7-0.48t
y1
)/t
p
ꢀꢀꢀꢀ
式14式中，tx为诱发冰水泥石流的积雪期后期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃，t7为前7日积温和，℃，t
y1
为积雪消融期初期泥石流后的后期有效正积温，℃，t
p
为当地多年平均积温。4.根据权利要求1所述的一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，其特征在于：所述步骤s12中，当预警时，已过积雪消融完毕期，进入冰川消融期的初期时，由式15计算冰水泥石流的发生指标p2；p2＝0.3r1t
b0.17
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式15其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，t
b
为诱发冰水泥石流的冰川消融期初期泥石流的温度因子，通过式16计算获得；t
b
＝(t0+0.27t7+1.48t
y2
)/t
p
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式16式中，t
b
为诱发冰水泥石流的冰川消融期初期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃，t7为前7日积温和，℃，t
y2
为冰川融化期初期的有效正积温，℃，t
p
为当地多年平均积温。5.根据权利要求1所述的一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，其特征在于：所述步骤s12中，当预警时，已过冰川消融期的后期，且当年冰川消融期曾经发生过冰水泥石流，则通过式17计算冰水泥石流的发生指标p2；p2＝0.03(10r1+t
c
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式17其中，p2为冰水泥石流的发生指标，r1为冰水泥石流流域的地形因子，t
c
为诱发冰水泥石流的冰川消融期后期泥石流的温度因子，通过式18计算获得；t
c
＝(t0+0.27t
7-0.48t
y3
)/t
p
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式18式中，t
c
为诱发冰水泥石流的冰川消融期后期泥石流的温度因子，t0为当日日均温度，℃，t7为前7日积温和，℃，t
y3
为冰川融化期初期泥石流之后的后期有效正积温，℃，t
p
为当地多年平均积温。

技术总结

本发明公开了一种降雨与温度升高共同作用诱发的泥石流预警方法，属于泥石流防治工程领域，包括以下步骤：S1、确定地形数据；S2、监测前期降雨量和泥石流激发前1小时降雨量；S3、现场测量泥石流流域形成区沟道宽度和泥石流形成区颗粒粒径；S4、计算地形因子；S5、计算地质因子；S6、计算降雨因子；S7、计算泥石流发生判断指标；S8、获取当年积雪消融期有效正积温，S9、计算消融水当量；S10、计算地形因子；S11、计算温度因子；S12、计算发生指标；S13、判断泥石流的发生。本发明对地形、地质、降雨及温度条件，以及积雪和冰川融化进行内在机理的深入研究，建立预警模型，能够对预警作出准确判断。能够对预警作出准确判断。