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中小河流洪水、山洪、泥石流、滑坡灾害
致灾临界（面）雨量确定
技 术 指 南
（0.1版本2013）
国家气候中心 2013年7月
目 录
一、 中小河流洪水临界（面）雨量确定 ................................................................. 1
1.1 术语与定义 ..................................................................................................... 1 1.2 资料.................................................................................................................. 2 1.3 临界（面）雨量确定方法 ............................................................................. 4 1.4 个例.................................................................................................................. 7 参考文献 .............................................................................................................. 28 二、山洪临界（面）雨量确定 ................................................................................. 30
2.1 定义................................................................................................................ 30 2.2 资料................................................................................................................ 30 2.3 确定致灾临界（面）雨量的方法 ............................................................... 31 2.4个例................................................................................................................. 34 参考文献 .............................................................................................................. 45 三、泥石流、滑坡致灾临界雨量确定 ..................................................................... 46
3.1 定义................................................................................................................ 46 3.2 资料................................................................................................................ 46 3.3 方法................................................................................................................ 46 3.4个例................................................................................................................. 47 参考文献 .............................................................................................................. 49 附录1：流域边界提取方法 ...................................................................................... 51 附录2：流域面雨量计算方法 .................................................................................. 52 附录3：水文模型 ...................................................................................................... 53 附录4：Floodarea淹没模型 .................................................................................... 56 附录5：临界（面）雨量汇总表 .............................................................................. 59
前 言
我国的大江大河经过几十年的基础设施建设已具备了较强的防汛抗洪的能力，但中小河流洪水、山洪以及泥石流、滑坡等灾害对人民生命财产的威协日显突出。为了提高中小流域洪水、山洪及泥石流、滑坡灾害风险预警评估水平，中国气象局启动了开展针对降水诱发中小河流洪水、山洪以及泥石流、滑坡等灾害的气象预警业务系统的研发工作，这是减灾防灾的重要有效途径之一。
将传统的灾害性天气预报向气象灾害预警这一新的领域推进，其重要的核心技术之一就是致灾临界（面）雨量的确定。为了做好全国降水诱发的中小河流洪水、山洪以及泥石流、滑坡地质灾害的致灾临界（面）雨量确定这一工作，且方法科学统一，在中国气象局应急减灾与公共服务司的领导下，国家气候中心从去年开始举办了多次全国性的学习或培训班，邀请专家系统地讲解了有关知识及方法，研究确定了临界指标及等级划分，并基于福建、湖北、安徽以及江西等省气候中心试点成果，累积经验，以利全国推广。
本技术指南是在全国暴雨洪涝灾害风险普查及风险评估试点工作基础上完成的。主要内容包括：中小河流洪水、山洪以及泥石流、滑坡地质灾害临界（面）雨量的定义、所用资料、指标确定及等级划分、具体操作方法步骤以及试验案例简介，并且在附录中介绍了流域边界提取方法和几个主要的模型。本指南主要用于各省（区、市）气象部门中小河流洪水、山洪以及泥石流、滑坡等灾害临界（面）雨量确定时参考使用。目前该指南为0.1版本，我们相信随着监测手段、灾害机理、模型等技术的不断提高及致灾临界阈值研究的深入，本技术指南的内容也将不断更新、充实和完善。
本技术指南是由国家气候中心组织编写，福建、湖北、安徽以及江西等省气候中心参加，经技术专家组讨论通过。
一、 中小河流洪水临界（面）雨量确定
1.1 术语与定义
1.1.1 中小河流
这里中小河流指流域面积大于200平方公里小于3000平方公里的河流。 1.1.2 面雨量
整个区域内单位面积上的平均降水量，能较客观地反映整个区域的降水情况。
1.1.3致灾临界（面）雨量
降雨是造成中小河流洪水的直接因素和主要激发条件。在一个流域内，降雨量（或面雨量）达到或超过某一量值和强度时，该流域可能发生洪水灾害，造成淹没农田、房屋、冲毁桥梁等损失以及人员伤亡，常把这一量值及强度称为该流域的致灾临界（面）雨量、雨强。致灾临界（面）雨量是洪涝灾害气象预警发布及采取相应预防措施的关键指标，它的大小与地质、地貌、地形等特征、土壤、植被、人类活动等情况有关。不同流域内不同地点的致灾临界（面）雨量也不同。致灾临界（面）雨量随前期条件如降水、土壤水分、水位的不同也会有所不同，这些条件的不断变化，致灾临界（面）雨量也呈现动态变化。 1.1.4 水位基面
计算水位和高程的起始面。在水文资料中涉及的基面有：绝对基面、假定基面、测站基面、冻结基面等四种。 1.1.5水位
水体的自由水面高出基面以上的高程。其单位为米。 1.1.6 警戒水位
在江、河、湖泊水位上涨到河段内可能发生险情的水位，一般来说，有堤防的大江大河多取决于洪水普遍漫滩或重要堤段水浸堤脚的水位，是堤防险情可能逐渐增多时的水位。它是我国防汛部门规定的各江河堤防需要处于防守戒备状态的水位。是防汛特征水位之一。 1.1.7保证水位
指堤防工程所能保证自身安全运行的水位。又称最高防洪水位或危害水位。系指堤防设计水位或历史上防御过的最高水位。也是中国根据江河堤防情况规
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定的防汛安全上限水位，往往就是堤防设计安全水位。是防汛特征水位之一。 1.1.8防洪高水位
水库遇到下游保护对象的设计标准洪水位时，在坝前达到的最高水位。是水库特征水位之一。 1.1.9设计洪水位
当遇到大坝设计标准洪水时，水库经调洪后（坝前）达到的最高水位。它是水库在正常运用情况下允许达到的最高洪水位。是水库特征水位之一。 1.1.10校核洪水位
遇到大坝校核洪水时，坝前水库达到的最高水位，也称非常洪水位。是水库特征水位之一。
1.2 资料
基础资料的收集整理主要依托于暴雨洪涝灾害风险普查工作，用于分析致灾临界雨量的资料可分为气象、水文、地理、隐患点、灾情等类别的数据及文字资料。
1.2.1 一般原则与要求
基础资料应是正式发布的或相关主管部门认可的权威性资料。
气象、水文资料应是相应机构整编的资料，一般不少于30年（建站少于30年的应从建站起收集整理），序列至少为逐日资料。小河流应当有小时降雨资料。
地理数据主要为1:5万基础地理信息数据集，或者为测绘部门所认可的其他地理信息数据。
隐患点信息来自于实地考察、调查，或者被相关部门认可的资料。 灾情资料来源应是权威的历史文献、档案和灾情调查报告，或被相关部门所认可的资料。
其他要求可参照《暴雨洪涝灾害风险普查技术规范》。 1.2.2 气象水文资料
（1）气象站的基本信息，包括站名、站号、地理坐标等；
（2）气象站（包括区域自动气象站）的降水、温度等要素历史序列，时间分辨率为日、小时；
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（3）水利部门降雨观测历史资料，特别是洪水过程的降雨资料； （4）主要控制水文站的基本信息，包括站名、站号、地理坐标等； （5）主要控制水文站的水位、流量等要素的历史序列；
（6）主要控制水文站警戒、保证水位，典型场次洪水的水位、流量、洪量等；
（7）河堤、水库等水利工程水位特征值； （8）河流典型控制断面水位—流量关系曲线。 1.2.3 地理资料
（1）地形图，比例尺：1:250000及更高精度；
（2）行政区划图，比例尺：1:250000及更高精度，县级行政区划； （3）水系图，比例尺：1:250000及更高精度；
（4）交通路网，居民点图，比例尺：1:50000及更高精度； （5）土地利用类型图，比例尺：1:100000及更高精度； （6）河流堤坝高度和性质，分段填写； （7）土壤特征参数；
（8）其他，为准确判断中小河流位置，还需要收集中小河流所在或流经乡镇名称或相关地标。 1.2.4 隐患点资料
历史上最大洪水淹没的居民点、医院、学校、企业、道路、桥梁等重要设施的海拔高度和经纬度以及人口、经济等基本信息。 1.2.5 历史灾情资料
历史洪水灾害资料应包括雨情、水情记载、灾害损失、影响人数、水毁工程等；场次水灾发生时段，淹没信息（分布、水深、面积、淹没历时等）。 1.2.6 资料完整性与必要性说明
以上资料收集依托暴雨洪涝灾害风险普查工作来开展，从普查数据集中提取相应资料。针对所研究区域可根据分析需求开展更为细致的调查和收集工作，以获取更为完整的资料。
为保证致灾临界（面）雨量指标的合理性和科学性，上述类别资料应力求完备。
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1.3 临界（面）雨量确定方法
1.3.1 致灾条件识别
中小河流洪水一般由于降雨集中、强度强、持续时间长，造成河道水位上涨，漫过堤坝及水库，或对防洪工程造成破坏，如溃坝、决堤，导致洪水淹没村庄、农田、基础设施遭到破坏，造成人员伤亡等灾害。考虑到洪水上涨到一定程度，防洪工程出现危险造成灾害的风险大，将中小河流洪水水位分为三个等级：警戒水位（三级）、保证水位（二级）、漫坝时水位即堤坝高度（一级）。
对每一个水文控制点，求达到这三种水位的临界面雨量。三级洪水临界面雨量定义为某水文控制点以上流域一定时效的降雨使该水文控制点水位上升达到警戒水位的面雨量；二级洪水临界面雨量定义为某水文控制点以上流域一定时效的降雨使该水文控制点水位上升达到保证水位的面雨量；一级洪水临界面雨量定义为某水文控制点以上流域一定时效的降雨使该水文控制点水位上升至漫过堤坝时水位的面雨量。具体填表见（附录5，表F_T3A）。
当河道有水库时，考虑水库的重要特征水位及大坝高度，做为不同洪水等级的标准。水库上游一定时效的降雨量使水库水位达防洪高水位时的面雨量称之为四级洪水临界面雨量；水库上游一定时效的降雨量使水库水位达设计洪水位时的面雨量称之为三级洪水临界面雨量；水库上游一定时效的降雨量使水库水位达校核洪水位时的面雨量称之为二级洪水临界面雨量；水库上游一定时效的降雨量使水库水位达漫坝水位时的面雨量称之为一级洪水临界面雨量。具体填表见（附录5，表F_T3B）。
如果中小河流上没有水文站，则洪水分级和确定临界面雨量的方法参见第二章。 1.3.2 方法流程
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1 收集基础资料气象、水文、地理、隐患点、灾情等数据 2 前期数据处理质量控制流域边界提取面雨量计算 3 选择分析方法统计分析法水文模型法 4 确定降水-水位关系历史洪水统计拟合水文模型率定验证 5 临界雨量指标致灾条件（防洪标准等级）降水-水位关系各等级临界雨量 6 检验优化业务服务检验反馈优化完善 图1.1 中小河流洪水临界（面）雨量确定方法流程
步骤一：收集基础资料
根据研究需要，收集气象、水文、地理、隐患点、灾情等各类资料。 步骤二：前期数据处理准备
1）对收集资料进行质量检查和控制；
2）提取所研究的流域边界，确定研究区范围，流域边界的提取方法参见附录1；
3）确定流域面雨量算法，计算形成面雨量历史序列，面雨量计算方法参见附录2。
步骤三：选择分析方法
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根据所掌握的资料和方法可行性来确定将采用的方法，主要方法包括统计分析法和水文模型法两种。
统计方法：通过分析洪水水文特征量（水位上涨）与水位站以上流域的面雨量及其它有关变量的关系，并建立统计模型。根据历史洪水的洪水水位或洪水水位上涨量和这个统计模型，便可以得到不同洪水等级（水位上涨量）的临界（面）雨量。或者通过建立土壤饱和度、面雨量点聚图，在图中确定一条临界线，其上为出现某级洪水，其下未出现该级洪水。所采用的主要统计方法包括：统计回归、非线性拟合、聚类分析等。
水文模型法：水文模型是以流域为系统，模拟流域上降雨径流形成过程。系统的输入是降雨量和蒸发量，输出为流域出口断面的流量过程（参见附录3）。
方法选择的一般原则：
在选择方法前，首先需要考虑资料完整度，当资料完整度较高时推荐采用水文模型进行临界面雨量分析。此外，还需要分析流域特点，例如流域面积、汇流时间等，如流域面积较大，汇流时间长，要考虑前期降水的影响和降水时效问题，应当采用动态临界雨量指标进行表征。 步骤四：确定降雨量与水位关系
在确定分析方法后，按照不同方法步骤，开展分析计算，建立降雨量与水位关系，开展临界（面）雨量计算。
1）统计分析法的一般步骤：基于研究区和资料情况确定统计方法→根据所选用方法对资料进行整理→利用历史洪水过程建立水文特征量（水位、流量等）与降水量的定量关系。
2）水文模型法的一般步骤：选择水文模型→准备输入和验证数据→基于历史水文数据率定和验证模型→得到适用于研究区的最优化模型参数→根据率定后的水文模型和流量-水位关系→最终确定降水与水位的定量关系。 步骤五：确定临界雨量
根据历史灾情或者防洪标准（警戒、保证水位和超堤防高度）等，利用所建立的降雨量—水位定量关系最终确定不同等级的临界（面）雨量。 步骤六：检验优化
通过实际业务服务应用对临界（面）雨量指标的合理性进行检验评估，并根据检验反馈情况不断进行优化完善致灾临界（面）雨量指标。
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1.4 个例
以下给出3个流域计算致灾临界（面）雨量的案例，其中淮河流域资料较为齐全，流域面积大，汇流时间长，临界（面）雨量值的计算主要采用了水文模型和统计方法；漳河流域则给出了有水库的中小河流洪水临界（面）雨量的计算方法，主要采用了水文模型结合统计方法来进行分析，同时还研究了降水时间分布型对致灾临界（面）雨量值的影响；翠江流域是典型的山区小河流，汇流时间短，资料相对来说较为欠缺，针对流域特点，采用了统计方法计算临界（面）雨量指标。 1.4.1 淮河王家坝以上流域 （1）流域概况及致灾条件识别
选择淮河流域重要控制站王家坝所在的阜南县为试点研究地区，重点研究以王家坝为出口断面的流域洪水临界（面）雨量阈值。王家坝以上淮河长约360公里，地面落差178米，位于阜南境内的王家坝闸是淮河上重要的水利枢纽工程。阜南县位于安徽省西北部，地处淮河上、中游结合部。全县地势由西北向东南逐渐缓倾，地面高程在20米至34.5米之间，平均坡降八千分之一。北部为河间平原，中部为沿河坡地，南部为蒙洪洼地。
王家坝历经14次开闸蓄洪，蒙洼蓄洪区饱受洪灾危害，对于王家坝而言，暴雨致灾主要是由于流域内降水致洪，使河道水位上涨，超过一定水位时需要分洪，导致蓄洪区被淹、人民生命财产受损等。因此，临界面雨量可通过河流控制断面的防洪标准等级来进行判别，当王家坝以上流域内降水致使该站河流水位上涨至警戒、保证或者漫过堤坝时的水位，这时的流域面雨量就分别对应三级、二级或一级洪水临界（面）雨量。 （2）洪水临界（面）雨量确定的方法步骤
步骤一：基础资料收集
通过部门合作共享，收集了所需的各类资料（表1.1），其中需要注意的是，由于研究的是流域暴雨洪涝灾害，在计算汇水区域和面雨量时，不仅要考虑王家坝地区，同时还涉及到上游区域，因此需要收集包括上游区域的DEM、土地利用等地理信息以便于提取研究区上游的汇水区。
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类别 气象数据 水文数据 水利数据 地理信息 社会统计与灾情 表1.1 基础数据资料清单
数据描述 阜南县国家站和区域站降水、温度 淮河流域内气象站降水、温度 王家坝站水位、流量 王家坝闸、曹集站水位、流量 蒙洼蓄洪区及防洪工程资料 DEM、居民点、水系、道路等 土地利用资料、土壤特征参数 乡镇分布，历年暴雨洪涝灾情， 蒙洼蓄洪区内庄台统计资料等 时段/属性 建站—2010 建站—2010 1997—2010 2003—2010 1:5万 1:10万 来源 安徽省气象信息中心 淮河流域气象中心 淮委 安徽省水文局 阜南县水利局 安徽省气候中心 安徽省气候中心 阜南县气象局 步骤二：前期数据处理准备 在进行临界面雨量分析之前首先需要计算研究区的面雨量历史序列。重点关注以王家坝为出口断面的流域面雨量，根据水系、DEM和断面位置等信息，采用GIS和水文分析技术确定和提取了王家坝以上流域的范围（图1.2）。而在该区域内雨量站分布相对较为密集和均匀，因此，直接采用地面雨量站的降水和泰森多边形方法来进行面雨量的计算，形成了王家坝以上流域面雨量的逐日序列（图1.2）。
图1.2 王家坝以上流域2000—2009年逐日面雨量序列
步骤三：选择分析方法
针对研究区域的资料类别收集相对较为完整，能够满足水文模型的研究需求，并且根据前人研究成果淮河上游降水汇流到王家坝出口断面一般在3日以内，汇流和峰现时间相对较长，因此，根据资料完整度和流域特点可采用水文
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模型来进行确立流域降雨量和水位关系，与此同时在应用统计方法分析降雨量—水位关系时则需考虑前期降水或水文特征的影响。以半分布式水文模型（HBV）和考虑水文自相关的统计模型两种方法来分析流域降雨量与水位关系，进而确定洪水临界面雨量。
步骤四：确定降雨量—水位关系 1) 水文模型法
首先采用王家坝以上流域逐日气象、水文数据对HBV模型参数进行了率定，率定和验证结果如图1.3所示，可以看出率定后的HBV模型对王家坝站日径流深模拟的确定性系数达0.9以上，对洪水过程也能较好的捕捉，模型模拟的结果与实况较一致，能够很好地模拟出王家坝以上流域的日径流过程。
800070006000050100150流量(m3/s)500040003000200010002002503003500400800070006000050100150流量（m3/s）500040003000200010000200250300350400降水观测流量模拟流量降水（mm）降水（mm） 图1.3 HBV模型在王家坝站率定和验证效果
（上图为参数率定期，下图为验证期观测径流与模拟径流逐日对比）
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率定后的HBV模型可以反映流域降水—流量的定量关系，进一步结合王家坝站洪水流量与水位的关系（图1.4），可以建立降水—流量—水位之间的关系，从而可以推算河水达警戒水位、保证水位、漫过堤坝时水位的临界面雨量。
30.029.529.0水位（m）y = -2E-08x2+ 0.0006x + 26.15728.528.027.527.026.50.02000.04000.0流量（m3/s）6000.08000.0 图1.4 王家坝站洪水流量—水位概化关系图
2) 统计方法
根据水文系统的非线性特征，选择具有强大非线性拟合能力的人工神经网络技术来构建统计模型。在建模前，需要首先考虑到水文系统自身的特征和所需参数的物理意义（李向阳等，2006）。采用的ANN模型是基于河流水文系统的自相关性特征来建立的，即河流水文特征和前期 （尤其是前一个时刻）有一定关系，这种特性要求在建立模型时必须考虑 t时刻水文特征量和 t时刻前水文特征量之间的关系，t的大小一般与流域的汇流时间密切相关。
采用逐日面雨量和王家坝断面水位作为建模数据，其中以2000—2004年数据作为训练样本建立ANN模型，以2005—2009年资料进行模型检验。由图1.5可知，ANN模型能够很准确的预报出王家坝站逐日水位，模拟的确定系数达到0.98以上，模拟的水文过程线基本与实测基本一致，表明ANN模型可以很好的反映流域降水—水位关系，从而可为分析致灾临界气象条件提供可靠工具。
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图1.5 ANN模型对王家坝站2005—2009年逐日水位的模拟结果
步骤五：确定临界（面）雨量
通过以上步骤已利用 HBV模型和ANN模型分别确立了研究区的降雨量—水位定量关系。当计算的河流洪水达到警戒、保证或漫过堤坝水位时，即认定此时的面雨量为所对应洪水等级的临界（面）雨量。由于王家坝历次洪水过程的起涨水位一般都在22米以上，因此以22米作为起始水位，将不同前期水位与雨量代入到模型中，再以王家坝站警戒水位27.5米、保证水位29.3米、堤防高程30.4米为临界判别条件，可以分别得出不同前期水位下对应的各级临界（面）雨量值（图1.6），由于河流漫坝时，原有的流量-水位关系不再适用，所以未给出漫坝水位时，HBV推算的临界雨量值。这里给出时效为24小时降雨量的阈值分析结果（表1.2），其中取两种方法推算结果较小的值作为临界阈值，需要注意的是这里的雨量值指的是王家坝以上流域的面雨量。
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32.030.0保证水位水位（m）28.026.024.022.020.04070100130160190220250面雨量（mm） 32.0堤防高度30.0水位（m）28.026.024.022.020.080120160200240280面雨量（mm） 图1.6 王家坝以上流域不同等级洪水（a警戒; b保证; c堤防）
临界面雨量—前期水位统计关系曲线
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表1.2 临界（面）雨量表
前期水位值（米） 前1天 22 23 24 25 26 146 89 72 35 15 24小时临界（面）雨量值（毫米） 三级 二级 235 185 145 96 47 一级 271 232 183 134 85
（3）结果分析
研究所建立的两种降雨量—水位关系在王家坝站均有较好的适用性，因而均可作为确定洪水临界面雨量的方法。与此同时，两种方法也各有优缺点，本个例侧重介绍方法，所以流域相对较大，可将流域进一步细分，进行逐级模拟分析所得结果应更为精确合理。根据以上分析结果，将不同基础水位所对应的各级别临界阈值分析成果进行整理，即可填入到普查表的相关内容中，如表1.3所示。
表1.3 不同洪水等级临界面雨量（附录5 表F-T3A）
（一）一级洪水 一级洪水临界面雨量时效 一级洪水临界面雨量 一级洪水临界水位 基础水位 （二）二级洪水 二级洪水临界面雨量时效 二级洪水临界面雨量 二级洪水临界水位 基础水位 （三）三级洪水 三级洪水临界面雨量时效 三级洪水临界面雨量 三级洪水临界水位 基础水位 小时 毫米 米 米 小时 毫米 米 米 小时 毫米 米 米 24 146 27.50 22.00 24 89 27.50 23.00 24 235 29.30 22.00 24 185 29.30 23.00 24 271 30.40 22.00 24 232 30.40 23.00 24 183 30.40 24.00 24 145 29.30 24.00 24 72 27.50 24.00 24 35 27.50 25.00 24 15 27.50 26.00 24 96 29.30 25.00 24 47 29.30 26.00 24 134 30.40 25.00 24 85 30.40 26.00
1.4.2 漳河流域
（1）流域概况与致灾条件识别
漳河发源于湖北省南漳县境荆山南麓之三景庄，流经保康、远安、荆门、
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当阳等县、市，于当阳市两河口与西支沮河汇流，全长202公里。流域为一长条形，自西北向东南倾斜，平均长约100公里，宽约30公里，流域面积2980平方公里，海拔高程自42米至1400米。漳河水库位于湖北荆门市，1958年7月兴建动工，1966年4月水库工程基本建成开始拦洪蓄水。水库控制流域面积2212平方公里，其中观音寺水库1957平方公里，鸡公尖水库255平方公里，总库容20.35亿立方米，是一座以灌溉为主，兼有防洪、发电、养殖、供水、环境保护等综合利用的大型水利枢纽。（如图1.7所示）
图1.7 漳河流域的示意图
洪水标准的选取原则可有二种方案：一是由控制水位确定（李兰等，2013）；二是由调查灾情确定。漳河水库位于湖北省荆门市境内，系拦截漳河及其支流而成，位于漳河流域中游，由观音寺、鸡公尖水库经明渠串联而成，漳河水库既表征了上游汇水特征，其水位又与下游的洪涝灾害密切，按照水库水利设施的设计标准《漳河水库调度运用手册》，选择漳河水库的漫过堤坝洪水位、校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位为不同等级洪水的标准（表1.4）。
表1.4 漳河水库洪水标准
洪涝等级 一级 二级 三级 四级 致灾条件 漫坝洪水位 校核洪水位 设计洪水位 防洪高水位 汛限水位 14
水位（米） 127.7 127.5 125 124 122
（2）临界（面）雨量确定的方法步骤
步骤一 ： 基础资料收集
根据研究需要，收集相关气象、水文、地理、隐患点、灾情等各类资料。 小流域暴雨洪涝灾害是因为流域内的强降水形成径流、汇流，大大超过了中小河流及水利设施的防洪承受能力的结果。利用统计方法及水文模型模拟计算流域的临界（面）雨量所需资料如下：
1） 率定水文模型所需资料：试验流域约40—50场洪水过程的逐小时降水、流量资料、水位资料。
2）确定流域、降雨量—水位关系、水库设计抗洪能力所需资料：地理信息数据、漳河流域矢量边界数据、漳河水库历史洪水、径流数据、水库抗洪能力相关数据。
3）确定洪水标准所需资料：流域洪水临界水位需要漫坝洪水位（水库大坝高度）、校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位、汛限水位等以及相应的库容数据。
4）漳河流域及其下游洪涝灾情资料。 5）漳河流域洪涝灾害隐患点资料。 步骤二：前期数据准备处理
资料质量检查和控制，对收集的降水、流量资料、水位资料进行检查，并进行质量控制，检查数据的完整性和有效性，将当中的无效和异常数据剔除，比如缺测数据、错误或乱码数据。对灾情数据进行实地调查及核灾。
运用漳河流域矢量边界数据，从地理信息数据中提取相关数据（土壤类型、土地分类、高程等），确定研究区范围。
中小流域面雨量的计算以运用水文雨量站资料为最有利，因为水文雨量站点的设立是以计算流域面雨量为基础的，分布较均匀，故在水文雨量站资料齐全的条件下，面雨量直接用各站雨量求平均值即可。但也应考虑气象灾害预警时，是否能实时获得这些站点雨量资料。
步骤三：选择分析方法
根据资料收集情况和流域特点，采用了统计分析法和水文模型两种方法来确定研究区降雨量和水位关系。
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步骤四：统计分析方法确定降雨量和水位关系及临界面雨量
根据漳河流域气候特征，统计流域多年平均降水以及径流量①，计算分析流域多年平均径流系数，结合水库水位-库容关系，推算相应的雨量，由此得到表1.5。
①
赵金河，陈崇德．2001．漳河水库调度运用手册．湖北省漳河工程管理局
16
表1.5 漳河流域漳河水库水位库容关系及临界（面）雨量推算表
汛限水位（米） 库水位 （米） 库容 （亿m3） 拦蓄水量 （亿m3） 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 127.5 127.7 8.62 9.3 10.02 10.8 11.63 12.5 13.4 14.34 15.3 16.31 17.33 18.39 19.43 20.55 21.66 22.23 22.45 7.69 7.01 6.29 5.51 4.68 3.81 2.91 1.97 1.01 0 临界面雨量 （毫米） 434 396 355 311 264 215 164 111 57 0 拦蓄水量 （亿m3） 9.77 9.09 8.37 7.59 6.76 5.89 4.99 4.05 3.09 2.08 1.06 0 临界面雨量 （毫米） 552 514 473 429 382 333 282 229 175 118 60 0 拦蓄水量 （亿m3） 10.81 10.13 9.41 8.63 7.8 6.93 6.03 5.09 4.13 3.12 2.1 1.04 0 临界面雨量 （毫米） 610 572 531 487 440 391 340 287 233 176 118 58 0 拦蓄水量 （亿m3） 13.61 12.93 12.21 11.43 10.6 9.73 8.83 7.89 6.93 5.92 4.9 3.84 2.8 1.68 0.57 0 临界面雨量 （毫米） 769 730 689 645 598 549 498 445 391 334 277 217 158 95 32 0 拦蓄水量 （亿m3） 13.83 13.15 12.43 11.65 10.82 9.95 9.05 8.11 7.15 6.14 5.12 4.06 3.02 1.9 0.79 0.22 0 临界面雨量 （毫米） 786 747 706 662 615 565 514 461 406 349 291 231 172 108 45 12 0 防洪高水位（米） 设计洪水位（米） 校核洪水位（米） 漫坝水位（米） 备注:防洪高水位、漫坝水位临界（面）雨量根据流域径流系数反算求得。 17
根据表1.5可得到不同水位下到达不同等级致灾标准的临界（面）雨量（图1.8），并由此计算代表性水位114米、116米、118米、120米到达不同等级灾害标准的临界面雨量（表1.6）。
123121汛限水位（122m）水位（H\\m)119117115113050100150200250300面雨量（R\\mm）350400450
127125设计洪水位（125m）水位（H\\m)1231211191171151130100200300400500600700面雨量（R\\mm）
129127125水位（H\\m)校核洪水位（127.5m）1231211191171151130100200300400500600面雨量（R\\mm）700800900
图1.8 漳河水库不同洪水水位（a汛限; b设计; c校核）水位雨量统计关系曲线
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表1.6 不同基础水位达到各级洪水标准时所需的面雨量
水位（米） 达不同洪水等级标准所需临界面雨量 （毫米） 漫坝洪水位（127.7） 校核洪水位（127.5） 设计洪水位（125） 防洪高水位（124 ） 114 747 730 572 514 116 662 645 487 429 118 565 549 391 333 120 461 445 287 229 步骤五：水文模型模拟推算不同等级洪水标准下的临界（面）雨量 以汛限水位为122米，防洪高水位124米，设计洪水位为125米，校核洪水位为127.5米，漫坝洪水位为127.7米为洪水标准，选择不同的基准水位，将单位时间内流域面雨量输入水文模型，进行汇流模拟，计算试验流域的水位库容变化，从而确定不同水位到达汛限水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位、漫坝洪水位所需的面雨量，即流域不同等级洪涝灾害的临界（面）雨量。
1）水文模型模拟推算临界（面）雨量技术思路
图1.9 基于水文模型模拟的临界（面）雨量技术思路
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2）模型选择及参数率定
选择新安江模型，利用漳河流域历史洪水过程进行参数滤定，首先选择30场左右的洪水过程进行洪水模拟试验，率定水文模型参数，然后利用6场洪水过程对所率定的参数进行预报检验（彭涛等，2010；崔春光等，2010；彭涛， 2011），直到检验结果满足《水文情报预报规范》（SL25-2000）。
在参数率定的基础上，选择120米、118米、116米、114米为基准水位，以24小时为时间限制，将24小时流域面雨量按逐小时雨量输入水文模型，进行60小时汇流模拟，计算试验流域的水位库容变化，从而确定基准水位在120米、118米、116米、114米条件下的临界面雨量。
3）雨量分布形态假定 假定均匀分布：
根据流域24小时总面雨量（R24），假定雨量在24小时内平均分布，则流域逐小时雨量（Rhi）为：
Rhi= R24/24 （1.1）
假定随机分布：
假定雨量在24小时内呈随机分布，首先利用C++语言随机函数产生24个随机数，再结合流域24小时总面雨量（R24）处理后，通过程序自动生成流域逐小时雨量（Rhi），使其满足如下关系：
?Ri?124hi?R24 且 Rhi?Rh(i?1) （1.2）
假定正态分布：
假定雨量在24小时内呈正态分布，根据正态分布密度函数，设计程序自动生成流域逐小时雨量（Rhi），使其满足正态分布。
4）临界面雨量的推算
根据三种假定的雨量分布形态求取流域24小时雨量分布，首先将24小时流域的总面雨量（R24）分别转化成平均分布、随机分布、正态分布三种形态的逐小时雨量，然后输入水文模型，进行60小时汇流模拟计算，计算试验流域漳河水库的水位变化，分别计算基准水位在114米 、116米、118米、120米条件下到达汛限水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位、漫坝水位所需的面雨量，同时，将统计方法计算的不同洪水标准下的临界面雨量值列入表中以便进行比较
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（表1.7-1.11）。
表1.7 不同基准水位达到漫坝洪水位（127.7米）所需面雨量
水位（米） 临界面雨量 （毫米） 统计值 平均分布 随机分布 正态分布 114 747 762 642 650 116 662 695 550 536 118 565 609 539 490 120 461 546 438 412 表1.8 不同基准水位达到校核洪水位（127.5米）所需面雨量
水位（米） 统计值 临界面雨量 （毫米） 平均分布 随机分布 正态分布 114 730 748 631 635 116 645 692 534 524 118 549 600 521 489 120 445 536 426 406 表1.9 不同基准水位达到设计洪水位（125米）所需面雨量
水位（米） 统计值 临界面雨量 （毫米） 平均分布 随机分布 正态分布 114 572 615 543 559 116 487 548 450 472 118 391 418 350 375 120 287 380 250 275 表1.10 不同基准水位达到防洪高水位（124 米）所需面雨量
水位（米） 统计值 临界面雨量 （毫米） 平均分布 随机分布 正态分布 114 514 570 485 470 116 429 500 434 400 118 333 418 342 320 120 229 318 248 230 表1.11 不同基准水位达到汛限水位（122米）所需面雨量
水位（米） 统计值 临界面雨量 （毫米） 平均分布 随机分布 正态分布 114 396 472 379 372 116 311 401 312 303 118 215 304 231 221 120 111 170 137 130 5）考虑水库调蓄作用的临界面雨量计算
当上游降水量大，水库来水量大，为了保证水库的安全，作为水库具有一定的调蓄作用，在此假定当水库水位到达汛限水位时，水库启动调蓄功能，向下游排水（排水量为800立方米/秒）。
汛限水位到达防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位、漫坝水位所需的来水
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量（即库容差）如下（见表1.12）：
表1.12 汛限水位到达防洪、设计、校核、漫坝水位所需库容统计表
水位（米） 库容（亿立方米） 库容差（亿立方米） 122 16.31 0 124 18.39 2.08 125 19.43 3.12 127.5 22.23 5.92 127.7 22.45 6.14 模拟计算过程中，以122米的汛限水位作为基准水位，将24小时流域面雨量（设定降水均匀分布）按逐小时雨量输入水文模型，进行60小时汇流模拟，计算60小时水库的汇流量，然后去除60小时水库下泄的排水量，与表1.9-1.11中汛限水位到达防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位、漫坝水位所需的来水量进行对比分析，分别得到达到各位所需的雨量。见表1.13。
表1.13 泄洪条件下，汛限水位到达防洪、设计、校核、漫坝水位的临界雨量
水位（米） 库容差（亿立方米） 排水量（亿立方米） 所需来水量（亿立方米） 面雨量（毫米） 注：排水量按800立方米/秒计算所得。
124 2.08 1.728 3.808 230 125 3.12 1.728 4.848 285 127.5 5.92 1.728 7.648 512 127.7 6.14 1.728 7.868 526
（3）结果分析
表1.14为漳河流域不同洪水等级临界面雨量。试验流域模拟计算表明，雨量呈平均分布条件下达到漫坝洪水位、校核洪水位、设计洪水位、及防洪高水位、汛限水位所需的临界面雨量最大，同时高于统计值；而在漫坝洪水位、校核洪水位、设计洪水位下，正态分布临界雨量均小于统计值，同时，在漫坝洪水位、校核洪水位，除114米水位以外，正态分布临界雨量均小于随机分布。在试验流域，从天气学角度分析，一般雨量呈现均匀分布代表稳定性降水，由于降水过程均匀，产流方式一般以蓄满产流为主，故临界雨量相对较大，而正态分布一般代表着强降水类型，小时雨强大，可能导致产流方式出现超渗产流，故临界雨量较小。
模拟研究发现，中小河流及流域临界面雨量不仅与水位有关，而且雨量时空分布不同，其模拟计算结果也不同，雨量均匀分布，临界雨量唯一，雨量正态分布差异较小，雨量随机分布差异较大；其次模拟计算的时效不同，汇流时间不同，其模拟计算的结果也不同。
如果预报流域降水为稳定性降水，则临界面雨量取平均分布阈值，如果为对
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流性降水，则临界面雨量取正态分布阈值。
表1.14 不同洪水等级临界面雨量（附录5 F-T3B表）
（一）一级洪水 一级洪水临界面雨量时效 小时 毫米 米 米 立方米/秒 小时 毫米 米 米 立方米/秒 小时 毫米 米 米 立方米/秒 小时 毫米 米 米 立方米/秒 24 400 124.00 116.00 0 24 320 124.00 118.00 0 24 472 125.00 116.00 0 24 375 125.00 118.00 0 24 524 127.50 116.00 0 24 489 127.50 118.00 0 24 536 127.70 116.00 0 24 490 127.70 118.00 0 24 412 127.70 120.00 0 24 406 127.50 120.00 0 24 275 125.00 120.00 0 24 230 124.00 120.00 0 24 230 124.00 122.00 800 …… …… …… …… …… 24 526 127.70 122.00 800 24 512 127.50 122.00 800 24 285 125.00 122.00 800 …… …… …… …… …… 一级洪水临界面雨量 一级洪水临界水位 基础水位 泄洪流量 （二）二级洪水 二级洪水临界面雨量时效 …… …… …… …… …… 二级洪水临界面雨量 二级洪水临界水位 基础水位 泄洪流量 （三）三级洪水 三级洪水临界面雨量时效 …… …… …… …… …… 三级洪水临界面雨量 三级洪水临界水位 基础水位 泄洪流量 （四）四级洪水 四级洪水临界面雨量时效 四级洪水临界面雨量 四级洪水临界水位 基础水位 泄洪流量 1.4.3 翠江流域
（1）流域概况与致灾条件识别
宁化翠江流域位于福建省三明市宁化县境内（图1.10a），流域沿河谷分布，地势两边高中间低（图1.10b），海拔高度337～946米，总面积310.9平方公里。流域上游有东溪和西溪两条支流，在宁化县城南部交汇形成翠江，呈自北向南走向，流经翠江的乡镇有翠江和城南（图1.10c）。
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(a) (b) (c) 图1.10 翠江流域地理位置(a)、流域高程 (b)、流域分布(c)
1994年5月1日至3日，沙溪流域骤降暴雨，上游宁化县在40小时内降雨量达366毫米，突破了有水文记录以来的历史最高记录，发生了百年罕见特大洪水灾害，宁化水文站测得洪水水位319.60米，水深约14米，超警戒水位4.95米，超危险水位3.45米。全城淹没，水深约2—4米，全县经济损失14亿元，城区停水停电，城内主要交通桥梁：寿宁桥、东门桥和通往郊区邻县的公路全部被淹，与外界交通全部中断。另据历史文献记载上百年来历次洪水皆有超警戒水位高度信息，因此暴雨致灾条件可通过宁化水文站防洪标准等级来进行判别，以该站河流水位上涨至警戒、保证或者漫堤水位对应三级、二级或一级洪水临界（面）雨量。
（2）致灾临界（面）雨量确定的方法步骤
步骤一：基础资料收集
历史记载。据《中国气象灾害大典—福建卷》和《宁化县志》记载，收集了10个特大洪水信息（表1.15）。
水文资料。收集翠江流域仅有的宁化水文观测站逐日水位资料以及不同保证概率的临界水位和水文站多年一遇水位信息。
表1.15 宁化水文站罕见洪水水位信息
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 时间 1751年 1869年 1876年 1902年 1968年6月17—19日 1977年6月17—20日 1983年5月30—31 1985年5月26—28日 1994年5月1—3日 2010年6月18日 超警戒水位（m） 超保证水位（m） 4.16 3.96 2.75 0.92 1.1 4.95 3.45 1.88 24
水位（m） 319.51 319.09 318.3 318.64 319.6
气象资料。区域自动站降水资料很短，只收集到2010年5和6月的2个过程，且这2个过程的洪水都不是历史最严重过程。另有与水位资料同步的宁化气象站降水资料，无缺测。
地理信息资料。收集流域区域内的DEM、土地利用等地理信息。
步骤二：前期数据准备处理
水位数据选取：根据气象部门2002年以来的暴雨过程时间，选取宁化水文站2002年6月11～19日、2005年5月3～6日、2005年5月11～15日、2005年5月25～27日、2005年6月15～24日、2006年5月16～19日、2006年5月30～6月8日、2006年6月13～18日、2010年5月19～23日、2010年6月13～27日十个过程的水位资料，其中2010年6月16日18时至18日10时缺测时段较长。
流域边界提取：根据1:5万GIS数据提取流域边界（见附录1）。 流域面雨量资料计算：选取流域范围内与水位资料同步的自动站和水文雨量站降水资料，通过泰森多边形法获得翠江流域的面雨量资料（见附录2）。
由于缺乏翠江流域面雨量资料（仅有2个过程），能否利用具有完整资料的单站数据代替面雨量？为此分析了宁化单站雨量与面雨量之间的关系，发现他们之间存在很好的线性相关，其关系式如下：
Y?0.7966X?0.1489 （1.3）
式中Y表示翠江面雨量，X为宁化单站雨量，方程的复相关系数为0.93，通过0.001的信度的t检验，表明宁化单站雨量可以很好地代表翠江流域面雨量。
步骤三：选择分析方法
根据流域收集的资料分析，有较多（10个）的不同洪水过程的水位和雨量资料，还有气象站长年代降水资料，可以通过概率统计分析和相关分析得到多年一遇水位对应的临界面雨量，因此采用了统计方法确定临界（面）雨量指标。
步骤四：确定降雨量—水位关系
宁化站逐时水位随时间的变化连续性较好，而逐时雨量变化起伏较多，波动较大，水位的起伏落后于雨量，逐时雨量和水位之间没有明显的相关关系。为了简化分析过程，采用的相关分析为线性，选择与水位滞后1～24小时做滑动累计线性相关分析（图1.11），各相关曲线变化很相似，根据全部过程的相关曲线，
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可以看到当面雨量滞后超过13小时，相关系数基本在0.8以上，且变化趋于稳定，考虑到风险评估的时效性，越早作出评估对于防御越有利，因此选取13小时间隔，构建逐时向前累计13小时的雨量序列，作为致洪过程的临界雨量。
10.90.80.70.60.5相关系数0.40.30.20.10-0.1-0.2-0.323456789101112131415161718192021222324小时累积雨量2002-6-10-0 2002-6-20-232005-5-21-0 2005-5-28-232006-5-29-0 2006-6-9-232010-6-12-0 2010-6-27-232005-5-1-0 2005-5-7-232005-6-15-0 2005-6-25-232006-6-12-0 2006-6-19-23总2005-5-10-0 2005-5-16-232006-5-15-0 2006-5-20-232010-5-18-11 2010-5-23-23
图1.11 宁化水文站水位和宁化雨量相关分析
由于已有收集的实测洪水过程均较小，仅采用这些过程的实测值拟合雨洪关系反映不全面，代表性不强（图1.12，黑线）。另外，收集到1994年5月3日宁化发生1751年以来的特大洪水的水位，由于没有此次洪水过程的水位过程线，利用宁化站1991年以来逐时雨量记录，求得水位最高时段的最大13小时雨量。然后，将此个例点加入，重新拟合（图1.12，红线），宁化水位和13小时累计雨量之间的线性关系拟合方程表示如下（也可用非线性关系拟合）：
Y?0.0381X?311.59 （1.4） 式中Y表示水位，X表示宁化气象站13小时累计雨量，拟合方程得到的水位和实际水位之间的相关系数为0.815。利用此式可以互算临界雨量和水位。
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322320y = 0.0381x + 311.593181994年罕见洪水水位(m)316314y = 0.0316x + 311.631231005010015020025013小时累计雨量(mm)
图1.12 宁化水文站水位和13小时累计雨量的统计关系 步骤五：确定临界雨量
宁化翠江流域宁化水文站警戒水位为314.65米，保证水位317米，根据（1.4）式可以得到警戒水位和保证水位对应的13小时临界雨量分别为80.3毫米 和142毫米；水文站堤防高度318米，漫堤的13小时临界雨量是168.2毫米。
6）检验
2012年5月13～19日雨季第二场持续性强降水过程中（见表1.16），13日9～17时宁化翠江流域水位开始超警戒水位。13日8时面雨量开始超过警戒水位对应的13小时临界雨量（80.3毫米），一直持续到17时，最高雨量为104.7毫米，可见警戒水位的临界（面）雨量是正确的，其他等级的临界值仍有待验证和完善。
表1.16 2012年5月13日翠江流域致灾临界（面）雨量检验
日 时 13小时累积雨量（毫米） 实测水位（米） 超警戒水位（米） 13 9 13 10 13 11 13 12 13 13 13 14 13 15 13 16 13 17
85.7 87.9 87.9 88.3 88.7 93.9 102.7 104.7 90.4 27
314.69 315.05 315.28 315.41 315.46 315.41 315.24 315.02 314.8 0.04 0.4 0.63 0.76 0.81 0.76 0.59 0.37 0.15
（3）结果分析
完成暴雨洪涝风险普查相应的表格内容：
表 1.17 不同洪水灾临界雨量表填写（附录5 表F-T3A）
填表名称 序号 中小河流名称 中小河流代码 流域面积 河口经度 河口纬度 控制水文站名称 控制水文站经度 控制水文站纬度 控制水文站海拔高度 关联雨量站信息 （一）一级洪水 一级洪水临界雨量时效 一级洪水临界面雨量 一级洪水临界水位 基础水位 （二）二级洪水 二级洪水临界雨量时效 二级洪水临界面雨量 二级洪水临界水位 基础水位 （三）三级洪水 三级洪水临界雨量时效 三级洪水临界面雨量 三级洪水临界水位 基础水位 备注 单位 - - - 平方千米 度分秒 度分秒 度分秒 度分秒 米 小时 毫米 米 米 小时 毫米 米 米 小时 毫米 米 米 填表内容 1 宁化翠江 310.9 宁化水文站 xx°xx′ xx°xx′ 305.68（黄海基面） 宁化（58818,xx°xx′,xx°xx′,气象） 13 168.2 318.00 13 142 317.00 13 80.3 316.45 …… …… …… …… …… …… 参考文献
崔春光, 彭涛, 沈铁元等. 2010. 定量降水预报与水文模型耦合的中小流域汛期
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李向阳, 程春田, 林剑艺. 2006.基于BP神经网络的贝叶斯概率水文预报模型. 水
利学报, 37(3): 354-359.
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究工作报告.
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二、山洪临界（面）雨量确定
2.1 定义
2.1.1 山洪
山洪是山丘区小流域由降雨引起的突发性、暴涨暴落的地表径流。由于溪沟流域面积小，河道的调蓄能力弱，坡降较陡，洪水持续时间短，涨幅大，洪峰高，洪水过程线多呈尖瘦峰型（章国材，2010）。山洪常造成人员伤亡，冲毁房屋、田地、道路和桥梁等，甚至导致水坝、山塘溃决，对国民经济和人民生命财产造成严重危害。 2.1.2 山洪沟
山洪下泄冲刷形成的沟叫山洪沟，没有或少量地下水补给的河流沟槽。一般流域面积小于200km2，流域落差较大，有时可高达1000m以上。山洪灾害特别严重的地区，面积可适当放宽（张平仓等，2009）。 2.1.3 隐患点和预警点
位于山洪沟及影响区（以下称小流域）内的居民点、农田、铁路、公路、桥梁、厂矿（厂房）及其他公共场所或建筑，在山洪灾害发生时容易受洪水淹没的建筑设施或地方统称为山洪灾害隐患点，流域内隐患点的选取要求可详见《山洪灾害实地考察指南》。由于降水空间分布随机性很强，造成同一条流域不同位置洪水强度和时间有很大的不同，在资料（面雨量、隐患点淹没记录）完整的前提下，为提高洪水监测和预警能力，一个小流域应当选择多个隐患点作为预警点，预警点的选取应优先考虑人口超过50人的村落。
2.2 资料
2.2.1 地理信息数据
地理信息数据主要采用1:5万基础地理信息数据，空间分辨率为25m，应尽可能收集更高精度的数据，如1:1万基础地理信息数据。在这些基础地理信息数据中主要使用以下图层： （1）矢量数据
行政边界（bou_co.shp）：以县为单元的面状文件，用于绘制服务产品；
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水系（hyd_ln.shp）：线状水系文件，用于提取山洪沟流域；
居民点（res_py.shp）：以村为单元的面状文件，主要用于隐患点分析； 建筑物（bui_py.shp）：以居民地建筑物为单元的面状文件，主要用于隐患点分析；
土地利用类型（lan_py.shp）：面状文件，主要用于模型参数计算； 铁路（rai_ln.shp）：线状铁路，主要用于隐患点分析； 公路（roa_ln.shp）：线状公路，主要用于隐患点分析。 （2）栅格数据
DEM数据：用于水文模型和淹没模型的模拟以及隐患点海拔高度的提取。 当不能获取1：1万基础地理信息数据时，应当通过实地调查，获取山洪沟的河道参数数据（河道宽度和深度、河道比降等），并生成栅格数据，嵌入1：5万的DEM数据中。 2.2.2 隐患点数据
通过实地考察获取隐患点数据是非常关键的环节。主要有：隐患点的位置（经度、纬度，均为度分秒格式）、高程、洪水淹没进程，特别是洪水时间和淹没水深、影响人口、社会经济状况、灾情等，是调整淹没模型参数和模拟检验的重要参考依据。具体参见《暴雨洪涝灾害风险普查技术规范 2013年》及《山洪灾害实地调查指南》。 2.2.3 水文数据
收集流域水文站或自动水位站山洪过程逐时水位、流量资料、降水资料，如果有条件也可以收集水位—流量关系曲线、雨量—水位关系曲线。 2.2.4 气象数据
收集流域境内及周围雨量站山洪过程逐时降水资料；收集雷达估算流域逐时面雨量。
2.3 确定致灾临界（面）雨量的方法
2.3.1 山洪灾害风险等级
山洪致灾主要考虑洪水淹没深度可能对人造成的影响，将山洪灾害风险分为四个等级，当山洪漫坝（沟）为四级、淹没预警点0.6米、1.2米、1.8米分别为三级、二级和一级。不同时效内，达到不同山洪灾害风险等级对应的降雨量，为
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不同灾害等级的致灾临界（面）雨量。 2.3.2 分析方法和步骤
图2.1 山洪致灾临界（面）雨量确定方法流程
步骤一：收集资料
详细资料说明见2.2节。 步骤二：数据处理
1）对收集资料进行检查、核实和整合；
2）提取流域边界，确定研究范围，流域边界的提取方法参见附录1； 3）确定流域面雨量算法，形成逐小时面雨量时间序列，面雨量算法参见附录2。
步骤三：选择分析方法
根据所收集的资料情况选择分析方法，包括统计法、模型法和类比法三种，具体如下：
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1）统计法：相关分析，构建降雨—水位关系式，可为线性或非线性模型。 2） 模型法：包括水文模型法（如TOPMODEL）和淹没模型法（如Floodarea）等，方法详见附录3。
3）类比法：对于与已模拟好的山洪沟，可以直接应用已调试好的淹没模型的参数进行淹没模拟。
方法选择的一般原则：
1）有完整水文资料（包括水位和流量）的流域可采用实地考察结合水文模型进行致灾临界（面）雨量的确定。
2）有部分水文资料（只有水位资料）的流域，可采用统计法。
3）无水文观测资料，但有典型山洪淹没水位记录的流域，可采用实地考察结合淹没模型的方法。
4）无水文观测资料也无典型山洪个例的山洪沟，可采用类比法。对于这种山洪沟，同样需要对河道参数和预警点进行详细调查，用与其地形地貌相同的山洪沟且率定好的淹没模型模拟该山洪沟的洪水，达到不同淹没水深的输入降雨量为对应山洪等级的临界（面）雨量。待该山洪沟获取山洪资料之后，须重新采用方法2）（有水位资料）、3）（有山洪个例资料）进行分析。 步骤四：确定降雨量—水位关系
在确定分析方法后，按照不同方法步骤，开展分析计算，建立二者定量关系。 1）模型法步骤为：选择模型→准备输入和验证数据→基于历史水文、实地考察淹没数据率定和验证模型→得到适用于研究区的最优化模型参数→提取洪水淹没进程→建立水位与降雨量的定量关系。
2）统计法步骤为：基于研究区和资料情况确定统计方法→根据所选用方法对资料进行整理→利用历史洪水记录建立水位与降水量的定量关系。
3）类比法步骤为：通过类比得到与研究流域相似的山洪沟→利用相似山洪沟已确定的模型参数→进行模拟试验→提取洪水淹没进程→建立水位与降水量的定量关系。
步骤五：确定临界（面）雨量指标
利用所建立的降雨量—水位关系，按照山洪灾害风险等级划分标准，确定不同灾害等级的临界（面）雨量值。 步骤六：检验优化
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通过实际业务服务应用对临界（面）雨量指标的合理性进行检验评估，并根据检验和实况、反馈信息进行优化完善。
2.4个例
以下结合实例，详细介绍致灾临界（面）雨量的确定方法，其中统计分析法以贵州望谟河流域为例，水文模型法和淹没模型法分别以江西曹水流域、福建闽侯十八重溪为例。
2.4.1统计分析法实例－贵州望谟河流域 （1）流域概况
望谟河位于贵州南缘的望谟县境内，地处贵州高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，地势北高南低，最高点海拔高度1718米，最低点海拔高度275米，平均海拔868米。望谟河属珠江流域北盘江水系，全长73.6公里，流域面积557平方公里，河流落差1211米。望谟县城区位于河流的中段，县城以上流域面积为194.8平方公里（图2.2）。
图2.2 望谟河流域及流域内乡镇自动站位置图
（2）致灾临界雨量确定的方法步骤
1）收集资料
收集2010年5～10月水位雨量站的逐时水位资料及对应时段流域内（及周围）雨量站逐时降水资料，望谟河流域内雨量站信息见表2.1。此外，还需收集
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历史典型山洪个例的灾情记录及其暴雨过程水位雨量站的水位资料。
表2.1 望谟河流域雨量站信息
站号 R9801 R9817 R9803 \\ R9808 57907 R9806 站名 打易 纳包 新屯 水位站 平寨 望谟 油迈 经度 106.xx 106.xx 106.xx 108.xx 105.xx 104.xx 105.xx 纬度 25.xx 25.xx 25.xx 27.xx 25.xx 25.xx 25.xx 是否分析所用站点 是 是 是 是 否 否 否 2）数据处理
由于分析的是水位雨量站的水位资料，故仅取水位雨量站上游的站点作为分析的对象，包括打易、纳包、新屯和水位站，共4个。
3）选择分析方法
望谟河流域有水位观测资料和逐时雨量资料，故采用统计分析方法。 4）确定降雨量－水位关系
望谟河为雨源性山区河流，地表径流由降雨补给，河流水位暴涨暴落特征明显，在雨强较强的情况下，极易在1～3小时内引发山洪。利用望谟河水位站2010年4—10月逐时最大水位，挑选各流域具有较明显水位涨幅（水位上涨≥0.1m）的1～6小时个例，用R9801、R9817、R9803雨量站雨量平均代表面雨量，分别计算水位涨幅与前1—6小时面雨量或单站雨量的相关系数，选择相关系数最高的面雨量或单站雨量，建立水位涨幅与面雨量的一元一次回归方程。
相关分析表明，前3小时面雨量与未来1小时水位涨幅以及R9801站前1小时雨量与未来2小时水位涨幅具有较高的相关关系，相关系数分别为0.62和0.51。分别建立以下回归模型：
Y?63.085x?12.212 （2.1） 其中Y为前3h累计面雨量，x为未来1小时水位涨幅（见图2.3）。
Y?25.527x?4.0413 （2.2）
其中Y为前1h R9801雨量，x为未来2小时水位涨幅。
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70前3h面雨量（单位：毫米）6050403020100y = 63.085x + 12.212R2 = 0.383200.10.20.30.40.50.60.71小时上涨（单位：米）
图2.3 望谟河1小时涨幅与雨量的关系
5）临界雨（面）量指标
根据望谟河1小时水位涨幅与前3小时面雨量的关系、2小时水位涨幅与R9801站前1h雨量的关系，确定不同风险等级，对应的山洪临界雨量。
表2.2 望谟河1小时、2小时水位上涨及其对应面雨量
1小时上涨水位（米） 1 1.5 2 3 4 前3h面雨量 （毫米） 75.3 106.8 138.4 201.5 264.6 2小时水位上涨 （米） 1 1.5 2 3 4 R9801站前1h雨量（毫米） 29.6 42.3 55.1 80.6 106.1 由此得到1小时水位上涨山洪预警等级指标（章国材，2012）： 三级：前3小时面雨量70～140毫米，1小时水位上涨1～2米; 二级：前3小时面雨量140～260毫米，1小时水位上涨2～4米; 一级：前3小时面雨量≥260毫米，1小时水位上涨4米以上。 由此得到2小时水位上涨山洪预警等级指标：
三级山洪：R9801前1h雨量30～60毫米, 2小时水位上涨1～2米; 二级山洪:R9801前1h雨量60～100毫米, 2小时水位上涨2～4米; 一级山洪：R9801前1h雨量≥100毫米, 2小时水位上涨4米以上。 6）指标检验优化
说明，本个例山洪等级标准与本指南不同，但确定临界雨量的方法也是可参
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考的，进一步可研究水位上涨与预警点淹没水深的关系。 2.4.2模型法（水文模型）实例－江西曹水流域 （1）流域概况
曹水流域（图2.4）面积为125平方公里，河长27.1公里，主河道天然落差为388米，河道平均比降为14.3‰，河道上无水库，洪水来势凶猛，历时短。
图2.4 曹水流域示意图
（2）致灾临界雨量确定的方法步骤
按照图2.1的步骤分述如下： 1）收集资料
该河道于曹水流域出口新斜村设置有一水文站，水文观测开始于1967年，测得流量情况变幅较大，最大流量为321立方米/秒，最小流量仅0.14 立方米/秒，年内分配极不均匀。从2000年起江西省水文局在该流域布设了6个雨量观测站，加上新斜水文站的雨量观测，该流域有7个雨量观测站。收集了2004—2010年4—9月20余个降水过程各雨量观测站逐小时降雨量及同时段新斜水文站的逐小时流量、水位数据。
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曹水流域有村民小组50余个，通过实地考察以及对历史山洪灾害的调查得知该山洪沟边的水田经常受山洪淹没，并且部分民房也受到山洪淹没。2011年6月20日降水过程造成该流域官仓村10余栋民房受淹，此过程调查到较详细的灾情信息，对水文模型、淹没模型的调试有较大的帮助。
通过现场调查可以确定不同的山洪灾害隐患点，例如水田、居民点、公路等。由于各隐患点相对山洪沟的地理位置不同，需要对隐患点相对山洪溪沟的距离和高程差等地理属性进行了现场测量，确定各隐患点与山洪沟的高程差，为确定不同等级山洪灾害的水位高度奠定基础。
2）数据处理
根据1:5万GIS数据提取流域边界（详见附录1），根据流域范围内气象站或雨量站，采用泰森多边形计算流域面雨量（详见附录2）。
3）选择方法
根据江西省宜黄县曹水流域收集到的资料情况，适合采用水文模型法，TOPMODEL水文模型详见附录3。
4）确定降雨量—水位关系
根据收集到的新斜站水位和流量观测资料，建立了曹水流域水位和流量之间的关系曲线（图2.5），其关系式为：
f(x)??3.318e-008x4 ?9.607e-006x3 ?0.00102x2 ? 0.06326x ?97.46 （2.3）
式中χ为流量值。
曹水流域新斜水文观测站周围地势开阔，山洪沟附近有大面积农田、居民、房屋，因此将该居民点作为山洪灾害风险预警点。按照山洪灾害风险等级标准：漫堤（沟）、淹没预警点0.6米、1.2米和1.8米， 根据现场调查，洪水漫出山洪沟的水位为99.16米，作为最低等级四级风险水位，居民点房屋与山洪沟漫沟水位的高程差平均为1.0米，因此，其它三个风险等级对应的水位分别为100.76米、101.36米、101.96米。
根据以上关系式可以分别求出四至一级风险山洪灾害对应的临界流量值分别为：55立方米/秒、164立方米/秒、205.5立方米/秒、246.9立方米/秒。
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10099.5水位（m）9998.59897.50204060流量（m3/s）80100120 图2.5 新斜站水位流量曲线图
根据收集到的降水、流量资料对TOPMODEL模型所需的参数进行率定。选取曹水流域2000年至2008年的16个洪水过程对TOPMODEL模型参数的率定和检验。模型使用的DEM分辨率为25×25米，模拟时间步长为1小时。模型的输入为面雨量、蒸发量，输出为流量、径流深等。面雨量利用流域内6个自动雨量站的资料采用泰森多边形法进行计算，考虑到山洪过程中为阴雨天气，在率定模型时将蒸发量考虑为0毫米。
参与率定与检验的洪水过程确定性系数均高于0.7，其平均值为0.85，径流深相对误差和洪峰相对误差平均小于20％（见表2.3）。从模拟结果看，TOPMODEL能够通过面雨量较准确地模拟出流量和径流深。
表2.3 部分降水过程流量模拟结果
序号 过程起始时间 确定性系数 径流深相对误差（%） 洪峰相对误差（%） 1 2000042404 0.90 -9.23 -7.40 2 2001041508 0.91 -10.18 8.69 3 2002043008 0.74 -8.00 13.97 4 2003060408 0.75 -5.77 -1.79 5 2006060208 0.84 16.53 -1.88 6 2008061608 0.88 -13.71 -8.06 5）临界（面）雨量指标
TOPMODEL模型可以根据面雨量计算出流量，同样根据流量也可以反算出面雨量。如反算1小时的临界（面）雨量，可以通过给定一个面雨量值，用TOPMODEL模型进行流量模拟，如果模拟流量和给定的临界流量相差较大，那么重新给定面雨量进行模拟。通过多次模拟，直到模拟流量和临界流量十分接近，此时得到的面雨量就是临界面雨量。
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根据不同等级临界流量，利用TOPMODEL分别反算了造成不同等级山洪灾害的1小时、3小时、6小时、12小时、24小时的面雨量，作为不同等级山洪灾害的临界面雨量（表2.4）。
表2.4 山洪临界（面）雨量（附录5 F-T4） 填表名称 序号 山洪沟名称 山洪沟代码 流域面积 沟口经度 沟口纬度 预警点名称 预警点经度 预警点纬度 预警点海拔高度 单位 - - - 平方千米 度分秒 度分秒 度分秒 度分秒 米 站号 关联雨量站信息 - 62431800 62431900 小时 毫米 米 小时 毫米 米 小时 毫米 米 小时 毫米 米 1 86.4 99.16 3 95.3 99.16 1 127.4 100.76 3 137.3 100.76 1 137 101.36 3 147.3 101.36 1 145.9 101.96 3 156.3 101.96 6 168.6 101.96 6 156.6 101.36 6 145.8 100.76 6 101.2 99.16 12 107.4 99.16 24 117.4 99.16 12 159.6 100.76 24 187 100.76 12 174 101.36 24 211.2 101.36 12 187.2 101.96 24 235 101.96 站名 云峰 双坑 填表内容 1 曹水流域 125 xx°xx′00″ xx°xx′00″ 新斜村 xx°xx′xx″ xx°xx′xx″ 100.16 高度 340 140 经度 xx xx 纬度 xx xx 其他略。以上7站均为江西省水文部门布设。 （一）一级山洪量 一级山洪临界面雨量时效 一级山洪临界面雨量 一级山洪临界高度 （二）二级山洪 二级山洪临界面雨量时效 二级山洪临界面雨量 二级山洪临界高度 （三）三级山洪 三级山洪临界面雨量时效 三级山洪临界面雨量 三级山洪临界高度 （四）四级山洪 四级山洪临界面雨量时效 四级山洪临界面雨量 四级山洪临界高度 6）指标检验优化
2.4.3模型法（淹没模型）实例—福建闽侯十八重溪
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（1）流域概况
闽侯十八重溪，流域位于福州市闽侯、福清和永泰三县交界处，因有十八条支流而得名，流域近于南北走向，流入大樟溪。境内有南通镇、一都镇和镜洋镇三个乡镇的16个村庄。流域面积为62平方公里，干流长约10.8米，海拔落差超过920米（图2.6），没有任何水文观测站。十八重溪流域面积小、海拔落差大、地表径流系数相对较大，一场暴雨过程极易形成径流，引发山洪灾害和泥石流、崩塌、地质滑坡等地质灾害，对流域境内生命财产安全造成巨大威胁。
十八重溪流域中上游为景区，景区内有知音瀑布等多个旅游景点和十八重溪假日酒店等重要设施。2005年10月2日，“龙王”台风登陆福建，出现台前飑线和短时强降水，闽侯1小时降水量达110毫米，位于闽侯的十八重溪流域洪水暴涨，淹没十八重溪假日酒店一层楼，并造成河道两岸的一些村落受灾，正在景区游玩的旅客也受到了洪灾的围困。
图2.6 闽侯十八重溪流域地形地貌及承灾体分布图
（2）致灾临界雨量确定的方法步骤
1）收集资料
由于缺少水文资料，在现场开展了实地考察，了解往年洪涝灾害发生发展的情况，针对“龙王”台风引发的山洪灾害进行了详细调研，记录洪水淹没情况，着重对淹没范围、淹没深度、河床特征、受灾情况等进行了解和测量，并对当地人口分布做了一些了解统计。
实地测量目的是获知堤防与周边地块的相对高程差、距离，便于分析在水漫堤（沟）的情况下，周边地块淹没范围；测量内容有记录河堤、农田、民房、农
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业生产设施的经纬度、标尺读数，通过标尺读数计算相对高程；测量地点集中于受灾严重的十八重溪假日酒店以上区域，在高差测量过程中，参考当地村民的调查寻访结果，主要选择了以往最高水位时洪涝淹没的边界代表点或频繁被淹没区域的边界代表点或地势较高没有被洪水侵扰的区域代表点进行了实地测量表2.5。
表2.5 十八重溪景区考察资料 隐患点名称 经度 纬度 防洪堤高度(米) 人口 基于河道淹没水深 水潭水位比平时上涨4.5-5米 一楼淹没，3-4米 备注 2005年10月2日晚上8-10时 2005年10月2日晚上8-10时 历史记载 知音瀑布 119°xx＇25°xx＇xx＂ xx＂ 无 - 龙王台风 假日酒店 119°xx＇25°xx＇xx＂ xx＂ 1.8米 - 龙王台风 为保证山洪沟水文模拟的准确性，还收集了十八重溪山洪沟精细化地理信息资料，1.1万DEM数据。
2）数据处理
整理考察资料，选取流域预警点及防洪堤等信息；
根据1:5万DEM数据提取流域边界（详见附录1），计算流域面积、比降、落差等参数；
根据流域范围内气象站或雨量站，采用泰森多边形计算流域面雨量（详见附录2）；
以土地利用类型数据为基础，根据相关文献按居民地、水体、旱地、水浇地、林地 5种类型确定地表水力糙度初始值，根据模拟结果进行详细调整；
采用SCS模型，充分考虑流域前期土壤湿润程度、坡度、土壤类型和土地利用现状的综合特性，求算研究区域的产流系数初值，根据模拟结果进行详细调整。
3）选择方法
该山洪流域无水文观测资料，但有典型山洪淹没水位记录的流域，可通过实地考察，采用淹没模型法，Floodarea淹没模型详见附录3。根据淹没记录对淹没模拟效果进行检验。
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4）确定降雨量－水位关系
以景区假日酒店为预警点，利用“龙王”台风典型山洪个例进行模拟，模拟洪水演进过程见图2.7。
120福州十八重溪假日酒店，堤防高1.8米基于河道淹没水深超过5米一级风险临界雨量二级风险临界雨量三级风险临界雨量一级风险淹没水深二级风险淹没水深三级风险淹没水深6100580雨量(mm)4基于河道淹没水深(m)60四级风险临界雨量340四级风险淹没水深2201091011121314面雨量1516时间淹没水深4小时累计171819202122230 图2.7 致灾临界雨量的确定
分析预警点模拟水位与前1～6小时累计雨量的相关关系，得到累计4小时面雨量相关系数最大（0.9574），故取4小时累计面雨量来确定致灾临界雨量。建立降雨量—水位关系的回归方程如下：
Y?16.544x + 29.199 （2.4）
式中Y为流域4小时累计面雨量，x为预警点基于河道淹没水深（图2.8）。
1404小时累计雨量（mm）1201008060402000246
逐时淹没水深（m）图2.8 十八重溪预警点模拟洪水深度与雨量的关系
5）临界雨量指标
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①确定致灾条件
按照暴雨洪涝灾害风险普查新技术规范中规定4级风险为：漫堤（沟）、淹没预警点0.6米、1.2米和1.8米，十八重溪假日酒店位于河堤之上，河堤高出河道大约1.8米，取河道为基点，那么各风险等级淹没水深换算成基于河道的水深就是：1.8米、2.4米、3米、3.6米。
②确定临界雨量
按照致灾条件分析，利用2.4式得到临界（面）雨量（表2.6），闽侯十八重溪假日酒店在“龙王”台风山洪过程中灾害风险等级为最严重的“一级风险”（图2.7）。
表2.6 山洪致灾临界（面）雨量填写（附录5 F-T4） 填表名称 序号 山洪沟名称 山洪沟代码 流域面积 沟口经度 沟口纬度 预警点名称 预警点经度 预警点纬度 预警点海拔高度 关联雨量站信息 （一）一级山洪 一级山洪临界面雨量时效 一级山洪临界面雨量 一级山洪临界高度 （二）二级山洪 二级山洪临界面雨量时效 二级山洪临界面雨量 二级山洪临界高度 （三）三级山洪 三级山洪临界面雨量时效 三级山洪临界面雨量 三级山洪临界高度 （四）四级山洪 四级山洪临界面雨量时效 小时 毫米 米 小时 毫米 米 小时 44
单位 - - - 平方千米 度分秒 度分秒 度分秒 度分秒 米 - 小时 毫米 米 填表内容 1 十八重溪 62 xx°xx′xx″ xx°xx′xx″ 假日酒店 xx°xx′xx″ xx°xx′xx″ 19.60 古城（F1212，xx,xx,28.9m,气象）; 塘前（F1318，xx,xx,36.0m,气象） 镜洋（F1708，xx,xx,26.0m,气象） 4 89 19.60+1.80 4 79 19.60+1.20 4 69 19.60+0.60 4
四级山洪临界面雨量 四级山洪临界高度 毫米 米 59 19.60 6）指标检验优化
2013年汛期开展了山洪监测预警服务和检验，5月19～22日福建发生了雨季内最长的一次强降水过程（持续4天），5月20日17～20时闽侯十八重溪流域4小时累计面雨量达到了56毫米，接近4级指标（59毫米），值班人员密切监视雨情，发布了预警消息，指出目前无村庄受影响，提请关注。事后调查，闽侯十八重溪无漫堤现象，但有明显涨水，预警符合实际。2013年汛期未出现其他等级的山洪，致灾临界面雨量还需在今后的工作进一步检验。
参考文献
章国材.气象灾害风险评估与区划方法.北京:气象出版社,2010:35
张平仓,赵键,胡维忠,任洪玉.中国山洪灾害防治区划,武汉：长江出版社,2009。 章国材等.暴雨洪涝预报与风险评估.北京:气象出版社,2012:84-95
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三、泥石流、滑坡致灾临界雨量确定
3.1 定义
3.1.1泥石流
泥石流是由于降水（暴雨、融雪等）而形成的一种挟带大量泥沙、石块等固体物质的固液两相流体，呈黏性层流或稀性紊流等运动状态，是高浓度固体和液体的混合颗粒流。泥石流具有突发性、流速快，流量大、历时短、物质容量大和破坏力强等特点。泥石流常常会冲毁公路、铁路等交通设施，甚至村镇等，造成巨大损失。本指南所指的泥石流仅限于降雨诱发的泥石流。 3.1.2滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受降水、河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下失稳，沿着坡面内部的一个（或多个）软弱面（带）发生剪切而产生的整体或者分散地顺坡向下滑动的现象。本指南所指的滑坡仅限于降雨诱发的滑坡。
3.2 资料
3.2.1资料需求
泥石流、滑坡附近站点的日、小时或更短历时的降雨资料；以及泥石流、滑坡风险普查收集到的自然地理、地质条件、相关参数、隐患点、灾情、可能影响等信息资料。 3.2.2资料选取原则
由于泥石流多发于山区，山区气象站点少，泥石流发生附近，如果找不到合适的雨量观测信息，就不能了解泥石流发生时实际的降雨情况。
在建立模型的统计中，先找出以地质灾情发生地点为中心，5km为半径的范围内的气象站点或水文站点。如果没有合适的气象站点或水文站点，则选用天气雷达定量估测降水。
3.3 方法
泥石流、滑坡地质灾害的致灾临界雨量阈值由于致灾因子及环境复杂，确定非常难，不同灾害等级的阈值则更难确定。这里仅考虑灾害发生时对应的雨量，
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做为致灾临界（面）雨量。
造成沟谷流域岩土体失稳产生洪流的雨量，为泥石流致灾临界（面）雨量，考虑前期累积雨量与短历时降水强度共同影响。具体见附录5表L-T5。
诱发滑坡的致灾临界雨量，可以理解为降雨导致斜坡发生破坏的临界值，其下限是斜坡没有变形破坏，濒临破坏；上限是斜坡已经发生变形破坏。滑坡根据致灾机理的不同，采用的指标有临界（面）雨量（或雨强）及有效雨量，反映强降水或持续降水造成的滑坡。具体见附录5表L-T6。
目前，国内外学者研究的方法主要有以下几类： （1）基于灾害资料的统计分析方法
通过对实际的降雨和泥石流、滑坡灾害资料进行统计分析，得出相应的前期有效降雨量和触发雨量（10分钟、30分钟和1h雨量等）之间的关系，从而绘制雨量阈值曲线。该方法准确度高，但需要有非常丰富的、长期的雨量序列资料和灾害资料。因此，适用于具有长期观测历史的地区（潘华利等，2012）。
有效雨量表达式为：
（3.1）
Ra表示有效雨量；Rl表示灾害发生当日及前期的降雨量（灾害发生当日l=0，灾害发生前n天，l=n）；K为递减系数，一般取0.8左右，各地不同。n对于不同的泥石流沟、不同的滑坡都不同, K和n都需要通过统计确定。
（2）相似类比法
针对缺少降水和灾害资料的地区，当这些地方的地理、地质、生态等与已确定致灾临界阈值的地区较为相似，可近似的认为致灾临界雨量也相似，可根据实际情况适当调整。
（3）基于机理的确定方法
基于机理的预报模型已有很多研究，但离实际应用仍有较大距离。
3.4个例
3.4.1浙东南山丘区泥石流
以浙东南山区为例，详见文献（王一鸣等，2011）。具体步骤： （1） 收集降水资料和泥石流灾害发生资料。
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