西部山区暴雨山洪过程径流激增机理研究

Flash flood is the leading reason of severe life's losses in flood harzard. Current studies are incapable of quantantively describing the hreshold condition when flash flood occurs because the mechanism is not yet clear. In previous study, we found that the runoff could significant increase suddenly when certain condition-combination are met, which could imply the threshold of flash flood occuring. This project will monitor, from hillslope to channel, the occuring, developing, and transforming of flash flood processes in selected study site employing state-of-art measuring methods, and reveal fundamental hydrologic-response mechanisms and related scale-correlation feature, investigating mechanisms of significant runoff increase. This project is expected to provide a solid foundation for the future analysis of flash flood disasters.

山洪灾害是洪涝灾害中人员伤亡的主要致灾形式。现有研究对于山洪的发生机理还不够清楚，难以定量描述山洪发生的临界条件。在申请人的前期研究中，发现山区小流域在暴雨产流过程中某些条件下存在径流激增现象，可能是山洪发生的临界状态。本项目通过先进的监测方法，从坡面到河道系统观测西部山区典型流域山洪形成、发展与传播过程，结合先进的数值模拟手段剖析小流域水文响应的产汇流耦合机制和尺度相关性，揭示研究径流激增现象的水文学机理，为建立有效的山洪灾害分析方法提供科学基础。

本研究建立了西部山区典型小流域降雨-山洪过程的观测数据库，系统探究了西部山区暴雨山洪过程径流激增的水文响应机制。通过在研究流域设立相应的水文监测站点，自行搭建径流、降雨、土壤含水量等监测设备，采集所需实测数据，从而建立起较为全面的山区观测数据库。通过分析实测数据，探讨了下垫面的分布特性对流域水文响应过程的影响机制。采用数值模拟与理论分析相结合的方法，利用先进的基于物理概念的数值模型，InHM，模拟流域水文响应过程，研究了土壤渗透系数各向异性对产汇流过程的影响及山区非时序响应的发生频率与位置对径流的影响。对深入认识山洪区径流激增水文响应机理有着重要意义，为建立有效的山洪灾害分析方法提供科学基础。