山区小流域暴雨山洪灾害分区预警研究

王协康，杨 坡，孙 桐，许泽星

(四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川成都610065)

近年来，全球气候变化引发极端降雨频发，山洪灾害正成为全球各类自然灾害的主要灾种。据统计，世界上197个国家有105个山洪灾害损失居自然灾害前两位，经济损失年均460多亿美元，占全球自然灾害类型的50%。中国是受山洪灾害威胁最严重的国家之一，自1949年有准确位置和时间记录的山洪灾害共发生了5万多次，平均每年因山洪灾害的死亡人数达1000多人，占洪涝灾害死亡人数的70%以上，严重制约了中国山丘区社会经济的发展。

大量研究表明山洪灾害一方面受流域气候、地形地貌、强人类活动等因素的综合影响，另一方面与洪水过程中的泥沙运动及河床响应密切相关。Gaume等[1]统计了欧洲1946年至2007年发生的550场山洪灾害，发现极端降雨是形成山洪主要原因；Atif等[2]以吉达镇“11·25”山洪灾害为例，分析发现深层对流是造成区域暴雨山洪的重要原因；孙桐等[3]反演分析中都河流域“8·16”山洪致灾机理，发现当地居民围滩造地侵占河道，洪水行进过程中因河床束窄水位陡涨致灾；Kotlyakov等[4]基于实地调查发现克雷姆斯克镇“7·6”山洪灾害主要表现为高含沙洪水在局部河段发生淤堵抬升水位成灾；Diakakis等[5]基于地空观测数据反演了希腊曼德拉镇“11·15”山洪灾害过程，致灾表现为两河交汇口处水流相互顶托及卵石淤堵桥涵引起水位大幅抬升成灾；王协康等[6]通过实地调查中国西南地区山洪灾害事件，发现受灾区多位于输沙能力较弱的河槽弯曲段、宽窄相间段、干支流交汇段及陡缓坡衔接段等，均为泥沙淤堵水位陡增致灾；Cao等[7]根据室内物理模型试验研究了四川省波罗水电站（位于挖黑河与先家普河交汇处）“7·28”山洪灾害的致灾机理，具体表现为暴雨引发挖黑河与先家普河河水暴涨，洪水携带的大量泥沙在两河交汇处发生淤积，河床抬高7.5 m，致使50年一遇洪峰达到了千年一遇洪水位，造成发电厂房淹没致灾。基于上述研究成果，山洪成灾模式主要表现为“暴雨—洪水—水位陡涨”型山洪洪水灾害、“暴雨—洪水—泥沙—沟床响应”型山洪水沙灾害以及“暴雨—泥石流—冲毁淤埋”型山洪泥石流灾害[8]，相比于一般暴雨山洪洪水灾害，山洪泥石流及山洪水沙灾害过程中水沙耦合作用显著放大了灾害规模，加剧了山洪灾害人员伤亡及灾害损失，给山洪灾害防治带来了极大困难。

山洪监测预警是山洪灾害防治非工程措施的重要组成部分，一般分为水位预警和雨量预警。对于临界水位计算，王协康等[9]提出了基于洪水上涨率的临界水位判定法，Tu等[10]采用该方法在白沙河小流域确定了防灾对象立即转移水位和准备转移水位。临界雨量一般采用基于“水位-流量-降雨”关系的水位流量反推法，如美国FFG法[11]、Yuan等[12]提出的HEC-HMS模型法、Miao等[13]提出的GBHM模型法等。中国自2010年开展山洪灾害防治项目建设以来，已初步建成山洪灾害预警体系，每年因山洪灾害造成的群死群伤事件大幅减少[14]。然而，由于对暴雨山洪形成机理及致灾机制研究不足，中国在山洪灾害预警方面仍存在一些薄弱环节。长期以来，传统山洪灾害预警指标方法一般在断面具有稳定的水位-流量关系时预警可靠性较高，在产输沙严重的山区小流域，暴雨山洪水沙耦合作用造成河床形态急剧调整，传统预警指标方法极有可能发生漏警，如前文介绍的四川省波罗水电站“7·28”山洪水沙灾害，若以发生的千年一遇洪水位反推临界雨量并作为预警指标，此次灾害中实际降雨并未达到这一阈值，则必然造成漏警。由此可见，超量泥沙补给的“沟床淤积-水位陡增”型山洪灾害显著降低了成灾时临界阈值。

综上所述，传统暴雨山洪预警技术没有充分考虑洪水泥沙耦合作用下山洪灾害易发区的成灾特征，忽略了泥沙补给对预警指标的影响，无法满足目前重大山洪灾害防治实际需求。王协康等[15]结合暴雨山洪过程“雨-水-沙”变化特征及其致灾规律，突破传统暴雨山洪灾害预警技术雨水情分析方法，提出了基于雨-水-沙变化的山区小流域山洪灾害预警方法。为此，根据暴雨山洪易发区特点及山洪灾害表现形式构建预警指标分区分级的灾害风险防范模式，对洪水泥沙耦合作用下的山洪灾害预警具有重要实践指导价值。基于金沙江支流中都河小流域和岷江支流白沙河小流域山洪灾害现场调查分析，发现降雨诱发滑坡为山洪泥石流及山洪水沙灾害的形成提供了丰富固体物源。为此，采用基于栅格单元的降雨诱发型边坡稳定性计算模型（transient rainfall infiltration and grid based regional slope-stability model，TRIGRS）分析暴雨条件下流域滑坡易发性，根据滑坡风险等级并结合历史山洪灾害成灾形式及沟床形态将防灾对象划为山洪洪水灾害预警区、山洪水沙灾害预警区及山洪泥石流灾害预警区，最后针对不同预警区采用不同方法确定预警指标。基于防灾对象山洪灾害成灾形式构建预警指标分区分级的灾害风险防范模式，对有效破解洪水泥沙耦合作用下的山洪灾害预警具有重要的实践指导价值。

1 研究方法

1.1 山洪灾害防治区预警区划

山洪灾害分区预警核心在于识别山洪灾害易发区类型。为此，按山洪灾害表现形式划分预警区时，首先采用基于栅格的瞬态降水入渗边坡稳定性模型TRIGRS分析流域的滑坡易发性[16]，将滑坡风险较小的区域划为山洪洪水灾害预警区，对于滑坡风险较高且具有丰富松散固体物源的地区，采用许唯临等提出的陡缓衔接河段山洪灾害易发区判别法[17]划分山洪水沙、山洪泥石流灾害预警区，即根据目标河段的沟床比降选出陡缓衔接河段，上游河段为陡比降河段，下游为缓比降河段，当上下游陡缓坡降比值大于2.0时即为山洪泥沙灾害易发区，其中，山洪泥石流易灾区一般位于上游陡比降河段，山洪水沙灾害易发区位于下游陡缓相接的缓坡段。方法原理详见文献[17]。

1.2 山洪灾害预警指标计算方法

计算山洪洪水灾害预警指标主要采用以下4种方法：1）实时累积雨量法，即结合山区小流域暴雨洪水过程与累积雨量的内在联系，将洪水过程中成灾流量出现时刻提前一个预警时段对应的累积雨量作为暴雨山洪预警转移的临界累积雨量[18]。2）基于洪水上涨率的预警水位判定法，即通过实时计算断面洪水的水位上涨率推测洪水上涨至成灾水位的时长以划分立即转移水位和准备转移水位。3）水位流量反推法，即先假定一个降雨过程并根据水文模型模拟洪水过程，当洪峰流量与防灾对象设定的预警流量相接近时，假定的过程雨量便为该时段预警雨量。4）简易雨量站广播预警法，即按降雨量分3级预警，1 h累积降雨量达20 mm时为提醒雨量；3 h累积降雨量30 mm时为准备转移雨量，40 mm为立即转移雨量[19]。

计算山洪水沙灾害预警指标，作者提出基于河床冲淤变化的洪水水位陡涨率判定法，即从山洪灾害易发区中选取一典型断面，计算不同频率设计洪水在饱和输沙条件下河床淤堵后的设计洪水位，并根据淤床后的洪水上涨率预测洪水淹没至成灾水位的时长以确定预警水位，其中淤床厚度采用沙莫夫推移质输沙率公式计算[20]，相关公式如下：

式中，Z为设计洪水挟沙淤床后的洪水位，Z0为不考虑河床淤堵时的设计洪水位， ΔZ为设计洪水挟沙淤床厚度，Bi+1、gb,i+1分别为典型断面上游单位长度断面的河宽及推移质单宽输沙率，Bi-1、gb,i-1分别为典型断面下游单位长度断面的河宽及推移质单宽输沙率，B为典型断面平均河宽，Δt为时间步长，ρs为泥沙密度，Δt为典型断面上下游两个单位长度，gb为单宽输沙率，D为泥沙平均粒径，U为断面平均流速，Uc为泥沙起动流速，h为水深，γ、γs分别为水容重和泥沙容重，g为重力加速度。

山洪泥石流灾害预警一般以引发泥石流的激发雨量为预警指标，主要通过统计历史泥石流灾害降雨资料，以发生灾害的最小雨强或最小雨量确定致灾临界阈值，如靳文等[21]基于实地调查并结合气象数据分析，确定了汶川“8·20”山洪泥石流的激发雨强和有效降雨分别为24.2 mm/h和116.4 mm；丁桂伶等[22]根据北京地区已发生的82起泥石流的雨量资料，提出了不同泥石流易发等级的雨量预警阈值，如高易发区总临界雨量135.9 mm，最大1 h临界雨量26.0 mm；Zhou等[23]根据汶川地震后的11场诱发泥石流的降雨事件，构建了该地区泥石流启动的经验临界雨强-持续时间阈值，即降雨强度为7.8～8.4 mm/h，降雨持续时间2～15 h时，汶川地震灾区将发生山洪泥石流。

1.3 山洪灾害应急处置时效评估方法

编制山洪应急预案是山洪灾害群测群防体系的重要组成部分，一般流程如图1（a）所示，主要包括预警提醒、发布转移指令、预警处置及转移处置4个步骤。山洪灾害应急处置可分为3个时段，如图1（b）所示，即从发布转移指令到洪水上涨至成灾水位的时段为有效预警时间（ Δt0），预警处置时长和转移时长之和为山洪预警紧急处置措施完全生效时间（ Δt1）。为评估山洪灾害应急处置效率，本文拟将有效山洪预警时间及紧急处置措施用时与洪水到达成灾水位时居民安全转移用时T（结合山洪灾害成灾特点及防灾效率，一般小于1 h）之比定义为山洪灾害预警处置时效β，其比值越大，时效性越高。计算公式如下：

当前山洪灾害转移避险演练常以频率洪水致灾的安全转移用时为准，评估时可假定安全转移用时与紧急处置措施用时相等：当洪水达到成灾水位前发布转移，则Δt0大于0，β大于1；恰好达到成灾水位时发布转移，则β等于1；在洪水达到成灾水位后发布转移，则β小于1。

图1 山洪灾害预警应急处置时效分析Fig.1 Analysis of emergency response time for early warning of flash flood disaster

2 研究实例

2.1 中都河流域山洪灾害预警区划

中都河流域位于四川省南缘，行政隶属马边县和屏山县，金沙江下游北岸支流，全长55 km，流域面积606 km2。该流域在暴雨条件下主要形成山洪洪水灾害，1937年中都区暴雨，中都场大部淹没；1980年7月18日，安全公社发生山洪及泥石流，中都河河水陡涨，公社所在地会龙场水深达3 m，同年7月28日，中都地区降雨量达273.6 mm，河水暴涨导致3人死亡；1988年8月3日，荞坝地区暴雨诱发山洪，造成5人死亡；1992年6月11日，老河坝乡发生暴雨洪水灾害，毁损公路桥涵77道，损坏水利工程150处；2018年8月16日，中都河上游马边地区发生特大暴雨，下游河水陡涨，造成中都镇3人死亡。中都河流域历史山洪灾害点、雨水情监测站及沿河村落分布情况见图2。

TRIGRS模型为美国地质调查局开发的降雨诱发型斜坡稳定分析模型，通过计算降雨影响下瞬态边坡的安全系数可划分滑坡风险区[16]。基于模拟2018年“8·16”暴雨过程中流域受到雨水入渗后的边坡稳定性变化，将安全系数FS<1作为滑坡易发性的临界条件，当0.8≤FS<0.9为滑坡高风险区，0.9≤FS<1为中风险区，FS≥1为低风险区；为提高TRIGRS模型分析结果与实际地貌的吻合程度，将栅格单元转换为斜坡单元[24]，经斜坡单元处理后的滑坡危险区等级分布见图2。由图2可知，中都河流域的滑坡中、高风险区极少，表明流域发生滑坡可能性较小，根据历史山洪灾害调查结果可发现中都河流域很少发生滑坡诱发的山洪灾害，因此，对于该地区的沿河村落均可按山洪洪水灾害进行预警。

图2 中都河流域概况及滑坡风险区等级分划Fig.2 Zhongdu River basin situationsand classification of landslide risk

计算山洪洪水灾害预警指标时一般按流域是否有实测水文资料分为有资料地区和无资料地区。第2.1节介绍的实时累积雨量法和洪水陡涨率判定法适用于有资料地区，水位流量反推法与简易雨量站广播预警法适用于无资料地区。中都河流域横跨马边屏山两县，暴雨中心一般位于上游马边地区。若以县级行政区划模式构建预警体系，则下游中都镇属于无资料地区情况；若以流域划分模式建立预警体系，则下游地区可充分考虑上游马边地区雨量变化，计算预警指标时属有资料地区情况。以中都镇“8·16”山洪灾害发生人员伤亡的中都中学处沿河村落为例，分别采用洪水水位陡涨率判定法、实时累积雨量法、水位-流量反推法及简易雨量站广播预警法，这4种预警方法计算预警阈值，根据预警可靠性与预警时长确定适用该地区的最优方法，具体分析如下：

1）以流域划分模式的实时累积雨量法

基于实地调查，“8·16”洪水后沿河村落所在沟道河床并未出现明显冲淤变化，可根据曼宁公式计算断面水位流量关系以直接确定成灾水位对应的临界流量（图3），基于实测雨量资料和KW-GIUH水文模型[18]模拟典型断面“8·16”洪水过程（图4），确定成灾流量时刻为13：45。

图3 典型断面水位流量关系Fig.3 Stage-discharge relationship for typical section

图4 典型断面实时累积雨量法结果Fig.4 Calculation resultsbased on real-time accumulated precipitation for typical section

基于山区小流域暴雨洪水过程与累积雨量内在联系，王协康等[19]提出西南湿润地区的场次累积降雨量达到100 mm时可作为山洪灾害的预警时刻。由图4典型断面“8·16”洪水过程与实时累积雨量变化关系可知，实测累积雨量达到100 mm时的预警时刻为13：23，距成灾时刻22 min，将洪水到达成灾水位时居民安全转移用时与紧急处置措施用时假定为30 min，则该预警方法的处置时效为1.73，即处置时效提高73%，表明该方法对该场次致灾洪水能够提前预警，为一种较为成功的山洪预警方法。

2）以流域划分模式的水位陡涨率判定法

水位陡涨率判定法确定预警水位可先根据断面水位流量关系将洪水过程转化为洪水位过程，并实时计算断面洪水上涨率变化过程（图5），当陡涨率大于1.0 m/h（水位陡涨率判定法阈值）时为准备转移水位，陡涨率大于1.0 m/h且预计洪水上涨至成灾水位时长约为《山洪灾害分析评价技术要求》规定的30 min时立即转移。

图5 典型断面“8·16”洪水位过程及洪水陡涨率变化过程Fig.5 Variation of “8·16”flood level process and steep rise of stage for typical section

如图5所示，04：00断面水位为499.26 m，洪水陡涨率1.1 m/h，可发布准备预警转移指令；随着洪水演进，断面洪水上涨速度相对减小，直至13：05再次发生陡涨，陡涨率达2.4 m/h，此时距成灾水位0.84 m，预计21 min达到成灾水位，可发布立即转移指令，其中准备转移水位和立即转移水位分别为499.26 m和502.31 m。此外，从发布立即转移指令到洪水上涨至成灾水位的实际时长为40 min，比预计的21 min有所延长，根据处置时效计算公式（5）可确定处置时效为2.3，表明该方法不仅能够提前捕捉洪水致灾时刻，且可提高预警处置时效。

3）以行政划分模式的水位流量反推法

水位流量反推法是目前无资料地区计算山洪灾害预警雨量的常用方法之一，分为立即转移雨量和准备转移雨量，主要思路：根据不同频率设计暴雨推算洪水过程，当计算洪峰流量与成灾流量接近时，对应设计的雨量即为立即转移预警雨量；将洪水过程中成灾流量时刻提前0.5 h的对应流量作为准备转移流量，同理可计算准备转移雨量，计算结果如图6所示。由图6可知，实际降雨过程中13：34达到准备转移雨量，13：49达到立即转移雨量，实际成灾时刻为13：45。由此可见，对于这一防灾对象该方法不能准确捕捉成灾时刻，属于漏警。由处置时效分析可知，该方法在洪水到达成灾水位后4 min发出预警，有效预警时长为-4 min，处置时效为β=0.87<1，没有起到提前预警作用。主要原因在于该方法假定暴雨和洪水同频率与实际不符，且推算设计洪水过程中的设计雨型与实际雨型有一定差异，导致同一累积雨量形成的洪水过程不同，因此，该预警方法的可靠性具有不确定性。

图6 典型断面水位流量反推法结果Fig.6 Calculation of inversion on water level/flow for typical section

4）以行政划分模式的简易雨量站广播预警法

简易雨量站广播预警法主要以简易雨量站实时记录的累积降雨量作为预警指标，每小时降雨量为20 mm或3 h累积雨量达到30 mm，以敲锣打鼓方式提醒防灾区沿河居民准备转移；累积雨量达到40 mm时通过手摇报警器通知沿河居民立即转移。以中都雨量站观测结果（图7）分析该方法预警可靠性。由图7可知，整个降雨过程中1 h雨量均小于20 mm，未达到提醒预警的临界雨量，最大3 h累积雨量（43 mm）于15：00达到了立即转移雨量，但洪水在13：45已达到成灾水位，处置时效为-1.5，属于严重漏警。漏警的原因在于该方法主要通过统计历史山洪灾害系列数据与对应降雨关系确定临界雨量，没有考虑降雨空间分布对预警指标影响；此次山洪灾害造成人员伤亡主要原因在于局部地区降雨分布不均导致下游沿河居民不知上游降雨情况而未及时撤离。因此，该方法一般用于山区支沟局部区域山洪预警，对于主流沿河两岸的村落建议采用水文水力学法。

图7 2018年8月16日中都雨量站实测雨量过程Fig.7 Rainfall processobserved at Zhongdu precipitation station on August 16，2018

5）不同划分模式条件下的预警方法结果比较

由图4～7可知，基于流域划分模式的洪水上涨率判定法及实时累积雨量法对该场次致灾山洪均能提前发布预警。其中，洪水上涨率判定法的预警时长比《山洪灾害分析评价技术要求》规定的30 min延长了10 min，实现预警期延长33%，有效延长了沿河居民的安全转移时间，显著提高了山洪灾害预警处置时效。以行政区划模式的水位流量反推法及简易雨量站广播预警法均发生漏警，且处置时效偏低。因此，对一般暴雨山洪洪水灾害建议以流域划分模式构建预警体系，并合理布置雨水情监测站，在洪水陡涨率法基础上结合实时累积雨量法进行多指标联合预警，以提高山洪预警可靠性。

2.2 白沙河流域山洪灾害预警区划

白沙河位于四川省都江堰市，为岷江左岸支流，主流全长约49.3 km，面积364 km2，平均比降约4.77%。该流域自汶川“5·12”地震后，大量滑坡松散体堆积于坡麓沟道，暴雨条件下这些松散物源汇入河道致使山洪水沙灾害及山洪泥石流灾害问题突出。2009年7月17日，暴雨引发山体滑坡并形成山洪泥石流，致使虹口乡2人失踪；2010年8月13日，都江堰市虹口乡持续性强降雨引发山洪泥石流灾害，致1人死亡、3人受伤。白沙河历史滑坡、泥石流灾害点及沿河村落分布情况见图8。

采用TRIGRS模型模拟白沙河流域短历时暴雨条件下的边坡稳定性变化，根据安全系数划分滑坡风险等级，如图8所示。由图8可知，40.8%的历史滑坡点分布于流域滑坡高风险区，39.6%的历史滑坡点位于中风险区，19.6%分布于低风险区与中、高风险区的交界处，表明TRIGRS模型可作为判断白沙河流域滑坡易发性的方法。此外，历史泥石流灾害点全部分布于滑坡中、高风险区，说明该流域发生泥石流灾害多与滑坡提供的固体物源有关。图8中，滑坡中、高风险区主要分布于正河、关门山沟、小连河、二道河、头道河等上游无人区，以及磨子沟、观凤沟、深溪沟等中游人口聚集区，这一区域松散固体物源丰富，暴雨条件下极易发生山洪泥石流灾害和山洪水沙灾害。白果岗水电站下游地区滑坡风险较低，上游来沙大多被拦截于水库。因此，下游沿河村落一般以暴雨山洪洪水灾害为主，可按山洪洪水灾害预警。

图8 白沙河流域历史滑坡、泥石流灾害点、沿河村落分布及滑坡风险区划Fig.8 Distribution of historical landslide and debris flow disaster pointsand villagesin Baisha River basin

基于白沙河流域野外调查分析，暴雨引发的山洪泥石流一般发生于具有松散滑坡体的上游陡比降河段，山洪水沙灾害主要发生于下游沟床比降陡缓相接的缓坡段。以观凤沟、庙坝沟、深溪沟及菜子坡等人口聚集区河段为例，分别计算沿河村落所在沟道的上下游比降（图9）。将上游陡比降河段处的沿河村落划为山洪泥石流灾害区，将上下游河段坡降比值大于2.0的陡缓衔接段划为山洪水沙灾害易发区，白沙河小流域不同成灾形式的山洪灾害预警区划分如图10所示。由图10可知，此次调查分析的18个沿河村落中，山洪泥石流灾害预警区6个，山洪水沙灾害预警区8个，山洪洪水灾害预警区4个，由此便可根据山洪灾害成灾形式选择相应预警方法以确定不同预警区的临界雨量或临界水位。其中，白沙河小流域山洪洪水灾害预警方法可参照第2.1节都河小流域计算，山洪泥石流灾害预警一般采用激发雨量作为预警指标，白沙河小流域山洪泥石流雨量预警阈值可参考文献[25]。

图9 菜子坡、白沙河及其支沟比降变化Fig.9 Slope change of Caizipo River，Baisha River and its tributaries

图10 白沙河流域沿河村落山洪灾害预警区划Fig.10 Early warning division of flash flood disaster in villages of Baisha River basin

采用考虑河床冲淤变化的水位陡涨率判定法计算白沙河小流域山洪水沙灾害预警区的临界阈值。以深溪沟上游菜子坡村为例，首先，根据不同频率设计暴雨推算设计洪水；然后，计算典型断面水位流量关系，将设计洪水过程转化为设计洪水位过程，采用式（1）～（4）计算典型断面洪水挟沙淤床后的设计洪水位及洪水陡涨率变化过程，以陡涨率大于1.0 m/h时的水位作为准备转移水位，以洪水上涨至成灾水位的时长不小于30 min确定立即转移水位。不同频率设计洪水位及陡涨率过程分别如图11和12所示。

图11 不同频率设计洪水位过程Fig.11 Design flood level with different frequencies

由图11不同频率设计洪水位过程可知，清水条件下菜子坡村典型断面成灾水位大于100年一遇设计洪水位，在饱和输沙条件下则为20年一遇设计洪水位，即在超量泥沙补给下20年一遇设计洪水形成了超100年一遇的洪水规模，显著降低了致灾山洪临界阈值。若以基于“雨量-径流-成灾水位”关系的水位流量反推法计算的临界雨量为预警指标，则发生漏警。

图12 不同频率设计洪水位陡涨率变化过程Fig.12 Variation of design stage rising rate with different frequencies

由河床淤堵后的水位上涨率变化（图12）可知，00：05时洪水陡涨率大于1.0 m/h，此时可提醒相关人员发布准备转移指令；此后洪水上涨速度相对减缓，直至02：05再次发生陡涨，20年一遇、50年一遇及100年一遇洪水位过程的瞬时陡涨率分别为2.8、3.1、3.2 m/h，预计距成灾水位时长分别为37、29、23 min，与《山洪灾害分析评价技术要求》中规定的30 min接近，则该洪水位可作为立即转移水位。此外，图11中不同设计频率洪水的立即转移时刻到成灾时刻的实际预警时长分别为53、39、30 min，比预计预警时间有所延长。因此，该方法在山洪水沙灾害易发区的预警可靠性较高。

3 结 论

突破传统暴雨山洪灾害预警技术雨水情分析方法，采用“雨-水-沙”变化致灾的研究思路，基于区域滑坡风险评价、历史山洪灾害调查及沟床形态分析，将中都河小流域及白沙河小流域沿河村落按成灾形式划分为山洪洪水灾害预警区、山洪水沙灾害预警区和山洪泥石流灾害预警区，结合4种暴雨山洪洪水灾害预警方法计算中都河小流域典型暴雨山洪灾害预警区的预警指标，以基于河床冲淤变化的洪水位上涨率法确定白沙河小流域暴雨条件下山洪水沙灾害预警区的预警水位。主要成果如下：

1）采用TRIGRS模型划分滑坡高、中、低风险区与中都河小流域和白沙河小流域滑坡、泥石流灾害调查结果较为吻合，其中，白沙河小流域40.8%的历史滑坡点分布于流域滑坡高风险区，39.6%的历史滑坡点位于中风险区，19.6%分布于低风险区与中、高风险区的交界处。

2）中都河流域发生滑坡风险较小，暴雨诱发山洪一般以淹没式洪水灾害为主，对该地区沿河村落均可按山洪洪水灾害进行预警。4种预警方法分析表明，以行政区划模式的水位流量反推法及简易雨量站广播预警法易发生漏警，以流域划分模式的洪水陡涨率法及实时累积雨量法预警效果较好，建议在暴雨山洪洪水灾害预警区采用洪水陡涨率判定法及实时累积雨量法进行多指标联合预警，以提高山洪预警可靠度。

3）结合山洪灾害安全转移及应急处置方案分析，提出了山洪灾害防治预警技术应急处置时效评估方法，以中都河“8·16”暴雨山洪典型成灾断面分析为例，表明洪水上涨率判定法及实时累积雨量法的多指标联合预警可显著提高预警处置时效。

4）白沙河流域白果岗水电站下游地区滑坡风险较低，上游来沙多被拦截于水库，沿河村落可划为山洪洪水灾害预警区，电站上游多为滑坡中、高风险区，其中，沟床陡缓坡衔接段划为山洪水沙灾害预警区，陡坡段划为山洪泥石流预警区。此外，白沙河小流域暴雨山洪水沙灾害预警采用河床冲淤变化的水位上涨率法效果较好，能够为山洪水沙灾害预警提供技术支撑。