CN103413401A - 一种判断沟道泥石流当前是否发生及其未来会否发生的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种判断沟道泥石流当前是否发生及其未来会否发生的方法，该判断沟道泥石流当前是否发生的方法，包括：S1：选定沟道，利用计算h_s；S2：利用h₀＝h_dry-h_wet计算h₀；S3：比较h₀是否大于或等于h_s，是，发布泥石流启动警报信息，否，不发布警报信息。判断沟道泥石流未来会否发生的方法，包括：S1：选定上述沟道，利用Q₀′＝P₀A₀计算Q₀′；S2：利用Q₀＝b₀h₀V₀计算Q₀；S3：利用计算C_q，并利用计算n；S4：利用气象部门发布的预测降雨量信息，分别得到P₁、P₂、P₃……P_i；S5：利用Q_i＝C_qP_iA₀计算Q_i；S6：求解S7：比较P_i是否大于或等于P₀，并利用迭代法确定h_i；S8：比较h_i是否大于或等于h_s，是，发布泥石流启动预报信息，否，不发布预报信息。本发明流程简洁、判断结论准确。

Description

一种判断沟道泥石流当前是否发生及其未来会否发生的方法

技术领域

本发明涉及一种判断沟道泥石流发生情况的方法，具体地说，是涉及一种判断沟道泥石流当前是否发生及其未来会否发生的方法。

背景技术

泥石流作为一种重大的自然灾害，严重影响了山区经济的发展，并威胁着人民的生命和财产安全，同时，它也严重威胁着社会的可持续发展。

目前，泥石流预警作为一项重要的减灾手段，已逐步受到减灾科技工作者和政府相关管理部门的广泛关注。现有的泥石流预警多采用降雨量作为判断泥石流是否发生的指标，然而，对于降雨量与泥石流启动之间的直接关系，目前还没有完善的理论和方法进行确定，大多依赖于个人经验来确定其所研究的泥石流沟道对应的泥石流启动降雨量，然后根据该泥石流启动降雨量数据对泥石流当前是否已经发生和未来是否会发生进行判断。显而易见，这些判断方式并不可靠，其与实际情况相比，普遍存在着较大的误差，很多时候都未能准确判断出泥石流的启动情况，这不仅严重影响了泥石流启动预判的准确性，而且也造成了减灾成本的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种判断沟道泥石流当前是否发生及其未来会否发生的方法，主要解决现有的技术手段对沟道泥石流当前是否发生及未来会否发生的判定结论与实际情况之间存在误差大的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种判断沟道泥石流当前是否发生的方法，包括以下步骤：

S1：选定沟道，并利用公式

计算出泥石流启动时该沟道内的水位高度h_s，其中，θ为以角度单位表示的沟道的沟床坡度，d_m和

分别为沟道堆积物的砂砾平均粒径和内摩擦角，C_*为堆积体的体积浓度，ρ_s为砂砾密度，ρ_w为水的密度；

S2：利用公式h₀=h_dry-h_wet计算出选定的沟道当前时刻的水位高度h₀，其中，h_dry为该沟道内无水流时的高度，h_wet为该沟道内形成汇流时的高度；

S3：比较h₀是否大于或等于h_s，是，则判定在当前时刻，泥石流已经发生，并发布泥石流启动的警报信息，否，则不需发布泥石流启动的警报信息。

作为优选，所述步骤S1中，θ的大小通过罗盘或测绳测得。

作为优选，所述步骤S1中，d_m通过筛分仪测得，

的大小则通过三轴仪测得。

作为优选，所述步骤S2中，h_dry和h_wet均通过泥位计测得。

基于上述基础，本发明还提供了一种判断沟道泥石流未来会否发生的方法，包括以下步骤：

S1：选定如上所述的沟道，并利用公式Q₀′=P₀A₀计算出该沟道的断面在当前时刻的理论单位小时水流量Q₀′，其中，P₀为沟道在当前时刻的降雨量，A₀为沟道断面的汇水面积；

S2：利用公式Q₀=b₀h₀V₀计算出选定的沟道的断面在当前时刻的实际单位小时水流量Q₀，其中，b₀为沟道的宽度，h₀为当前时刻沟道的水位高度，V₀为当前时刻沟道断面内的流水速度；

S3：根据步骤S1和S2，利用公式

计算出选定的沟道的断面在当前时刻的单位小时水流量的修正系数C_q，并利用公式

计算出泥石流沟槽的曼宁粗糙系数n，其中，R₀为当前时刻沟道泥石流沟槽的水力半径，且R₀=b₀h₀/(b₀+2h₀)，S则为以弧度单位表示的沟道的沟床坡度；

S4：根据选定的沟道，利用气象部门发布的未来时刻预测降雨量信息，分别得到该沟道从当前时刻起未来第一小时的降雨量P₁、未来第二小时的降雨量P₂、未来第三小时的降雨量P₃……未来第i小时的降雨量P_i，其中，i为大于0的自然数；

S5：利用公式Q_i=C_qP_iA₀计算出选定的沟道从当前时刻起未来第i小时的水流量Q_i；

S6：根据步骤S2与S3得到如下公式：

Q_i=h_ib₀V_i           （1）

$n={R_i}^{2/3}{S}^{1/2}\frac{1}{V_i}---\left(2\right)$

R_i=b₀h_i/(b₀+2h_i)        （3）

结合公式（1）、（2）、（3）得到 $Q_i=h_i{b}_0{V}_i=h_i{b}_0{R_i}^{2/3}{S}^{1/2}\frac{1}{n}=h_i{b}_0{\left(\frac{h_i{b}_0}{b_0+{2h}_i}\right)}^{\frac{2}{3}}{S}^{\frac{1}{2}}\frac{1}{n},$ 其中，h_i为沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度，V_i为沟道从当前时刻起未来第i小时其沟床上的平均流速，R_i为沟道从当前时刻起未来第i小时其泥石流沟槽的水力半径，Q_i的值由步骤S5计算得到；

S7：比较P_i是否大于或等于P₀，并令h_i=h₀，根据P₀与P_i的大小关系，结合步骤S6，并利用迭代法最终确定沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度h_i；

S8：比较h_i是否大于或等于h_s，是，则判定从当前时刻起未来第i小时，泥石流将会发生，并发布泥石流启动的预报信息，否，则不需发布泥石流启动的预报信息。

进一步地，所述步骤S1中，P₀的大小通过当地的雨量站实时测得。

作为优选，所述步骤S2中，b₀通过测距仪测得，V₀则通过雷达水面波速仪测得。

具体地说，所述步骤S4包括以下步骤：

S401：根据选定的沟道，利用气象部门发布的未来时刻预测降雨量信息，分别得到该沟道从当前时刻起未来一小时的降雨量P_1s、未来两小时的降雨量P_2s、未来三小时的降雨量P_3s……未来i小时的降雨量P_is；

S402：分别利用公式P₁=P_1s、P₂=P_2s-P_1s、P₃=P_3s-P_2s……P_{（i）-1（s）}=_（）P_i-1s-P_i-2s和P_is=P_is-P_（i）-1s计算出沟道从当前时刻起未来第一小时的降雨量P₁、未来第二小时的降雨量P₂、未来第三小时的降雨量P₃……未来第i小时的降雨量P_i。

作为优选，所述步骤S4中，i=3。

再进一步地，所述步骤S7的具体过程为：令h_i=h₀，并比较P_i是否大于或等于P₀，是，则做出循环：h_i=h_i+0.00001h₀，直到

此时得到的h_i即确定为沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度；否，则做出循环：h_i=h_i-0.00001h₀，直到

此时得到的h_i即确定为沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明构思巧妙，符合实际，流程清晰明了，且操作便捷。

（2）本发明在大量的计算和实验的基础上推导出了公式

并利用该公式与选定的沟道当前时刻的实际水位高度h₀进行比较，判断出该沟道当前时刻是否已经发生泥石流，进而决定是否需要发布相应的泥石流启动警报；本专利申请的发明人通过研究、计算及合理的推导后，提出了将沟道泥石流启动时的水位高度与沟道断面当前的实际水位高度结合作为判断泥石流当前是否启动的标准，该标准不仅具有设计合理、判断准确的特点，而且改变了常规的利用降雨量来判断泥石流启动的方式，克服了技术偏见，因此，本发明的技术方案是一个富有创造性的方案，无论是根据现有技术的单独对比原则，还是根据组合对比原则，甚至是组合对比并结合常规技术手段的原则，均不能显而易见地得出本发明的技术方案。

（3）由于是在野外环境进行测量和计算，其地形较为复杂，计算结果误差较大，因而本发明首先计算出选定的沟道的断面在当前时刻的理论单位小时水流量，然后再结合实际单位小时水流量得到修正系数C_q，利用该修正系数对理论单位小时水流量进行校正，从而便可得到符合实际情况且精度较高的水流量Q，然后根据气象部门发布的未来时刻预测降雨量信息得到的P_i，并结合公式 $Q_i=h_i{b}_0{V}_i=h_i{b}_0{R_i}^{2/3}{S}^{1/2}\frac{1}{n}=h_i{b}_0{\left(\frac{h_i{b}_0}{b_0+{2h}_i}\right)}^{\frac{2}{3}}{S}^{\frac{1}{2}}\frac{1}{n},$ 从而利用迭代法最终确定沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度h_i，最后再将确定的h_i与h_s进行比较，即可准确判断出选定的沟道从当前时刻起未来第i小时时泥石流是否会发生，并确定是否需要发布相应的泥石流预报信息；本发明在基于事实的基础上准确预判了未来泥石流的发生情况，其预测方式新颖、切合实际、数据可靠、预测精度高，可大幅降低减灾成本和预算。

（4）本发明中所有的参数均可通过现有的测量设备、实验手段和合理的计算推导得到，因此，其具有数据获取方便、逻辑紧密的特点。

（5）本发明由从事地质灾害研究工作多年的高级工程师研究和设计，其在大量的实验基础上总结出了符合泥石流启动的规律，并使该规律完美地应用于实际，因此，本发明突破现有技术的瓶颈，实现了重大的创新，其具有很高的实用价值和推广价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

本发明主要用于判断沟道当前时刻泥石流是否已经发生及未来时刻会否发生，其中，用于判断沟道当前时刻泥石流是否发生的步骤如下：

S1：选定沟道，并利用公式

计算出泥石流启动时该沟道内的水位高度h_s，其中，θ为以角度单位表示的沟道的沟床坡度，d_m和

分别为沟道堆积物的砂砾平均粒径和内摩擦角，C_*为堆积体的体积浓度，ρ_s为砂砾密度，ρ_w为水的密度；本步骤中的所有参数均可通过现有的设备或实验手段测得，例如沟床坡度θ可通过罗盘或者测绳测出其大小，沟道堆积物的砂砾平均粒径d_m可通过筛分仪测量沟道堆积物的砂砾粒径并求出其平均值得到，沟道堆积物的内摩擦角

可通过三轴仪测出其大小，堆积体的体积浓度C_*和砂砾密度ρ_s可以通过现有的室内密度实验测得，而水的密度ρ_w则为公知常数；

S2：利用公式h₀=h_dry-h_wet计算出选定的沟道当前时刻的水位高度h₀，其中，h_dry为该沟道内无水流时的高度，h_wet为该沟道内形成汇流时的高度；本步骤中的h_dry和h_wet均可通过安装在沟道上的泥位计测得；

S3：比较h₀是否大于或等于h_s，是，则判定在当前时刻，泥石流已经发生，并发布泥石流启动的警报信息，否，则不需发布泥石流启动的警报信息。

上述步骤是用于判断沟道在当前时刻是否已经发生泥石流，并进行警报。下面利用已经算出的沟道当前时刻的水位高度h₀来判断未来时刻是否会发生泥石流，并根据判断得出的结论，决定是否需要发布泥石流启动的预报，其具体的判断步骤如下：

S1：利用公式Q₀′=P₀A₀计算出选定的沟道的断面在当前时刻的理论单位小时水流量Q₀′，其中，P₀为沟道在当前时刻的降雨量，A₀为沟道断面的汇水面积；本步骤中的P₀通过当地的雨量站实时记录并测得，A₀则根据选定沟道的地形流域，并通过现有的技术手段测出；

S2：利用公式Q₀=b₀h₀V₀计算出选定的沟道的断面在当前时刻的实际单位小时水流量Q₀，其中，b₀为沟道的宽度，V₀为当前时刻沟道断面内的流水速度；本步骤中的h₀即为前面所述的当前时刻沟道的水位高度，沟道宽度b₀可通过测距仪测得，而当前时刻的沟道断面内的流水速度V₀则可通过安装在沟道上的雷达水面波速仪测得；

S3：根据步骤S1和S2，利用公式

计算出选定的沟道的断面在当前时刻的单位小时水流量的修正系数C_q，并利用公式

计算出泥石流沟槽的曼宁粗糙系数n，其中，R₀为当前时刻沟道泥石流沟槽的水力半径，且R₀=b₀h₀/(b₀+2h₀)，S则为以弧度单位表示的沟道的沟床坡度；本步骤中的公式

由曼宁公式

推导出，S与前面的θ表示的是同一个沟床坡度的大小，只是单位不相同，一个以弧度单位表示，一个以角度单位表示，并且S也可通过罗盘或测绳测得其大小；

S4：根据选定的沟道，利用气象部门发布的未来时刻预测降雨量信息，分别得到该沟道从当前时刻起未来一小时的降雨量P_1s、未来两小时的降雨量P_2s、未来三小时的降雨量P_3s……未来i小时的降雨量P_is；

S5：分别利用公式P₁=P_1s、P₂=P_2s-P_1s、P₃=P_3s-P_2s……P_{（i）-1（s）}=_（）P_i-1s-P_i-2s和P_is=P_is-P_（i）-1s计算出沟道从当前时刻起未来第一小时的降雨量P₁、未来第二小时的降雨量P₂、未来第三小时的降雨量P₃……未来第i小时的降雨量P_i；本步骤中，由于气象部门对降雨量的预测精度随着时间的增长会出现下降，因此，为了保证预测的精度，本实施例只利用了气象部门发布的未来3个小时的降雨量数据，从而对沟道自当前时刻起未来3个小时进行泥石流是否会启动的预报；

S6：利用公式Q_i=C_qP_iA₀计算出选定的沟道从当前时刻起未来第i小时的水流量Q_i，由于前面步骤S5中只利用了未来3个小时的降雨量数据，因此，本步骤中的i=1、2或3；

S7：根据步骤S2与S3得到如下公式：

Q_i=h_ib₀V_i            （1）

$n={R_i}^{2/3}{S}^{1/2}\frac{1}{V_i}---\left(2\right)$

R_i=b₀h_i/(b₀+2h_i)        （3）

结合公式（1）、（2）、（3）得到

$Q_i=h_i{b}_0{V}_i=h_i{b}_0{R_i}^{2/3}{S}^{1/2}\frac{1}{n}=h_i{b}_0{\left(\frac{h_i{b}_0}{b_0+{2h}_i}\right)}^{\frac{2}{3}}{S}^{\frac{1}{2}}\frac{1}{n},$ 其中，h_i为沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度，V_i为沟道从当前时刻起未来第i小时其沟床上的平均流速，R_i为沟道从当前时刻起未来第i小时其泥石流沟槽的水力半径，本步骤中Q_i的值由步骤S6计算得到；

S8：利用迭代法，令h_i=h₀，并比较P_i是否大于或等于P₀，是，则做出循环：h_i=h_i+0.00001h₀，直到

此时得到的h_i即确定为沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度；否，则做出循环：h_i=h_i-0.00001h₀，直到

此时得到的h_i即确定为沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度；

S9：比较h_i是否大于或等于h_s，是，则判定从当前时刻起未来第i小时，泥石流将会发生，并发布泥石流启动的预报信息，否，则不需发布泥石流启动的预报信息。按照这些步骤，便可很好地判断选定的沟道从当前时刻起未来第i小时时是否会发生泥石流。

本发明在申请专利之前以不公开技术方案的方式进行了多次泥石流启动警报和预报的实验，均取得了不俗的效果，为方便理解本发明，本实施例以四川省成都市彭州市玉石沟安装的泥位计在2013年6月19日早上8点实时记录的沟道水位变化数据为例，对本发明的技术方案进行详细说明。

选定沟道，然后通过现场调查和室内土工实验，得到下列表1和表2的参数（本实施例中所有参数的单位均为SI国际标准单位）：

表1

表2

利用公式

计算泥石流启动时该沟道内的水位高度h_s，将上述表1和表2的数据代入该公式中，并且根据公知常识，可以确定水的密度ρ_w为1.0g/cm³，数据代入后即可得到：

根据泥位计记录的数据可知，在2013年6月19日早上8点（即当前时刻）时，选定的沟道内无水流时的高度h_dry为1.23m，选定的沟道内形成汇流时的高度h_wet为2.41m，则根据公式h₀=h_dry-h_wet就可得到选定的沟道当前的水位高度h₀为1.18m。由于h₀=1.18m>h_s=0.297m，因此，可得出结论：选定的沟道在8点时已经发生泥石流，需要发布泥石流启动的警报信息。

接下来判断选定的沟道从8点起未来3个小时（即9点、10点、11点）是否会发生泥石流。

根据选定的沟道流域的地形测出该沟道断面的汇水面积A₀为4.07×10⁶m²，同时根据玉石沟雨量站的记录数据，在2013年6月19日早上8点时该地的降雨量P₀为0.06m/h，然后利用公式Q₀′=P₀A₀计算出选定的沟道的断面在当前时刻的理论单位小时水流量Q₀′，将A₀和P₀的值代入，得到Q₀′=P₀A₀=0.06×4.07×10⁶=0.2442×10⁶m³/h=67.8m³/s。

根据安装在沟道上方的雷达水面波速仪可以测得2013年6月19日早上8点时该沟道断面内的流水速度V₀=1.79m/s，结合上述计算出的沟道当前时刻的水位高度h₀=1.18m，以及测得的沟道宽度b₀=37m，代入公式Q₀=b₀h₀V₀，即可得到选定的沟道的断面在当前时刻的实际单位小时水流量Q₀=b₀h₀V₀=37×1.18×1.79=78.1514m³/s。

然后根据计算得到的Q₀′和Q₀，计算出选定的沟道的断面在当前时刻的单位

小时水流量的修正系数

接着利用公式：

$n={R_0}^{2/3}{S}^{1/2}\frac{1}{V_0}---\left(1\right)$

R₀=b₀h₀/(b₀+2h₀)         （2）

结合公式（1）、（2），并将前面测得的b₀、S、V₀以及计算出的h₀代入，即可计算出泥石流沟槽的曼宁粗糙系数n的值：

$n={R_0}^{2/3}{S}^{1/2}\frac{1}{V_0}={1.11}^{2/3}{0.2618}^{1/2}\frac{1}{1.3}=0.42.$

根据气象部门发布的未来预测降雨量信息，分别得到该沟道从当前时刻（8点）起未来一小时（9点）的降雨量P_1s=0.07m、未来两小时（10点）的降雨量P_2s=0.12m、未来三小时（11点）的降雨量P_3s=0.15m。然后分别利用公式P₁=P_1s、P₂=P_2s-P_1s和P₃=P_3s-P_2s即可计算出从当前时刻起未来第一小时的降雨量P₁=P_1s=0.07m、未来第二小时的降雨量P₂=P_2s-P_1s=0.05m和未来第三小时的降雨量P₃=P_3s-P_2s=0.03m。

进而可得到从当前时刻起未来第一、二、三小时沟道断面的水流量Q₁、Q₂和Q₃：

Q₁=C_qP₁A₀=1.15×0.07×4.07×10⁶=3.28×10⁵m³/h=91m³/s；

Q₂=C_qP₂A₀=1.15×0.05×4.07×10⁶=2.34×10⁵m³/h=65m³/s；

Q₃=C_qP₃A₀=1.15×0.03×4.07×10⁶=1.4×10⁵m³/h=39m³/s。

根据公式 $Q_i=h_i{b}_0{V}_i=h_i{b}_0{R_i}^{2/3}{S}^{1/2}\frac{1}{n}=h_i{b}_0{\left(\frac{h_i{b}_0}{b_0+{2h}_i}\right)}^{\frac{2}{3}}{S}^{\frac{1}{2}}\frac{1}{n},$ 同时令h_i=h₀=1.18m，并根据上述计算得到的Q₁、Q₂和Q₃，利用迭代法分别计算沟道从当前时刻起未来第一、二、三小时的水位高度h₁、h₂和h₃，其结果如下：

（1）从当前时刻（8点）起未来第一小时（9点）的水位高度h₁：

由于P₁=0.07m>P₀=0.06m，因此，有循环：h_i=h_i+0.00001h₀，直到

得到h₁=1.57m>h_s=0.297m，所以判定从当前时刻起未来第一小时沟道内将会发生泥石流，需要发布泥石流启动的预报信息；

（2）从当前时刻（8点）起未来第二小时（10点）的水位高度h₂：

由于P₂=0.05m<P₀=0.06m，因此，有循环：h₂=h₂-0.00001h₀，直到得到h₂=1.272m>h_s=0.297m，所以判定从当前时刻起未来第二小时沟道内将会发生泥石流，需要发布泥石流启动的预报信息；

（3）从当前时刻（8点）起未来第三小时（11点）的水位高度h₃：

由于P₃=0.03m<P₀=0.06m，因此，有循环：h₃=h₃-0.00001h₀，直到

得到h₃=0.93m>h_s=0.297m，所以判定从当前时刻起未来第三小时沟道内将会发生泥石流，需要发布泥石流启动的预报信息。

综上所述，本次泥石流的预报结果为：

时间	是否会发生泥石流
		未来第一小时	是
未来第二小时	是
		未来第三小时	是

表3

根据该地雨量站当时的记录可知，在2013年6月19日早上9点、10点和11点时该地的实际降雨量分别为0.059m/h、0.047m/h和0.035m/h，这与气象部门发布的该地预测降雨量0.07m/h、0.05m/h和0.03m/h相差不大，误差非常小，因此，采用本发明的技术方案对选定的沟道当前时刻是否已经发生泥石流以及从当前时刻起未来3个小时会否发生泥石流的判断是符合实际的。进一步地说，只要气象部门发布的预测降雨量信息精度高，即便是未来4个小时、5个小时、6个小时，等等，本发明也能够准确地预测出其会否发生泥石流，因此，本发明不论是对当前时刻泥石流是否已经发生进行判断，还是对未来时刻泥石流会否发生进行判断，其取得的技术效果均是具有突出的实质性特点和显著的进步的。并且事实也证明，在2013年6月19日早上8点、9点、10点和11点时，该沟道均发生了泥石流，因此，本发明提供的技术方案成功警报和预报了该地当时泥石流的发生情况，其实时警报和预报的结果都非常准确，得到了本领域内众多技术专家的一致好评。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，本发明实施例中所选取的实例仅仅只是为了阐述本发明的实施过程，并不用以限制本发明自身。在基于上述方案的前提下，为解决同样的技术问题或是依靠本发明主体设计思想进行小范围的改动或润色，其大体形式上仍然采用本发明的设计理念，并且所采用的技术方案的实质仍然与本发明一致的，也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种判断沟道泥石流当前是否发生的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：选定沟道，并利用公式

计算出泥石流启动时该沟道内的水位高度h_s，其中，θ为以角度单位表示的沟道的沟床坡度，d_m和分别为沟道堆积物的砂砾平均粒径和内摩擦角，C_*为堆积体的体积浓度，ρ_s为砂砾密度，ρ_w为水的密度；

S2：利用公式h₀=h_dry-h_wet计算出选定的沟道当前时刻的水位高度h₀，其中，h_dry为该沟道内无水流时的高度，h_wet为该沟道内形成汇流时的高度；

S3：比较h₀是否大于或等于h_s，是，则判定在当前时刻，泥石流已经发生，并发布泥石流启动的警报信息，否，则不需发布泥石流启动的警报信息。

2.根据权利要求1所述的一种判断沟道泥石流当前是否发生的方法，其特征在于，所述步骤S1中，θ的大小通过罗盘或测绳测得。

3.根据权利要求2所述的一种判断沟道泥石流当前是否发生的方法，其特征在于，所述步骤S1中，d_m通过筛分仪测得，的大小则通过三轴仪测得。

4.根据权利要求1～3任意一条所述的一种判断沟道泥石流当前是否发生的方法，其特征在于，所述步骤S2中，h_dry和h_wet均通过泥位计测得。

5.一种判断沟道泥石流未来会否发生的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：选定如权利要求1所述的沟道，并利用公式Q₀′=P₀A₀计算出该沟道的断面在当前时刻的理论单位小时水流量Q₀′，其中，P₀为沟道在当前时刻的降雨量，A₀为沟道断面的汇水面积；

S2：利用公式Q₀=b₀h₀V₀计算出选定的沟道的断面在当前时刻的实际单位小时水流量Q₀，其中，b₀为沟道的宽度，h₀为权利要求1所述的当前时刻沟道的水位高度，V₀为当前时刻沟道断面内的流水速度；

S3：根据步骤S1和S2，利用公式

计算出选定的沟道的断面在当前时刻的单位小时水流量的修正系数C_q，并利用公式

计算出泥石流沟槽的曼宁粗糙系数n，其中，R₀为当前时刻沟道泥石流沟槽的水力半径，且R₀=b₀h₀/(b₀+2h₀)，S则为以弧度单位表示的沟道的沟床坡度；

S4：根据选定的沟道，利用气象部门发布的未来时刻预测降雨量信息，分别得到该沟道从当前时刻起未来第一小时的降雨量P₁、未来第二小时的降雨量P₂、未来第三小时的降雨量P₃……未来第i小时的降雨量P_i，其中，i为大于0的自然数；

S5：利用公式Q_i=C_qP_iA₀计算出选定的沟道从当前时刻起未来第i小时的水流量Q_i；

S6：根据步骤S2与S3得到如下公式：

Q_i=h_ib₀V_i     （1）

$n={R_i}^{2/3}{S}^{1/2}\frac{1}{V_i}---\left(2\right)$

R_i=b₀h_i(b₀+2h_i)     （3）

结合公式（1）、（2）、（3）得到 $Q_i=h_i{b}_0{V}_i=h_i{b}_0{R_i}^{2/3}{S}^{1/2}\frac{1}{n}=h_i{b}_0{\left(\frac{h_i{b}_0}{b_0+{2h}_i}\right)}^{\frac{2}{3}}{S}^{\frac{1}{2}}\frac{1}{n},$ 其中，h_i为沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度，V_i为沟道从当前时刻起未来第i小时其沟床上的平均流速，R_i为沟道从当前时刻起未来第i小时其泥石流沟槽的水力半径，Q_i的值由步骤S5计算得到；

S7：比较P_i是否大于或等于P₀，并令h_i=h₀，根据P₀与P_i的大小关系，结合步骤S6，并利用迭代法最终确定沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度h_i；

S8：比较h_i是否大于或等于h_s，是，则判定从当前时刻起未来第i小时，泥石流将会发生，并发布泥石流启动的预报信息，否，则不需发布泥石流启动的预报信息。

6.根据权利要求5所述的一种判断沟道泥石流未来会否发生的方法，其特征在于，所述步骤S1中，P₀的大小通过当地的雨量站实时测得。

7.根据权利要求6所述的一种判断沟道泥石流未来会否发生的方法，其特征在于，所述步骤S2中，b₀通过测距仪测得，V₀则通过雷达水面波速仪测得。

8.根据权利要求5～7任意一条所述的一种判断沟道泥石流未来会否发生的方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：

S401：根据选定的沟道，利用气象部门发布的未来时刻预测降雨量信息，分别得到该沟道从当前时刻起未来一小时的降雨量P_1s、未来两小时的降雨量P_2s、未来三小时的降雨量P_3s……未来i小时的降雨量P_is；

S402：分别利用公式P₁=P_1s、P₂=P_2s-P_1s、P₃=P_3s-P_2s……P_{（i）-1（s）}=_（）P_i-1s-P_i-2s和P_is=P_is-P_（i）-1s计算出沟道从当前时刻起未来第一小时的降雨量P₁、未来第二小时的降雨量P₂、未来第三小时的降雨量P₃……未来第i小时的降雨量P_i。

9.根据权利要求8所述的一种判断沟道泥石流未来会否发生的方法，其特征在于，所述步骤S4中，i=3。

10.根据权利要求9所述的一种判断沟道泥石流未来会否发生的方法，其特征在于，所述步骤S7的具体过程为：令h_i=h₀，并比较P_i是否大于或等于P₀，是，则做出循环：h_i=h_i+0.00001h₀，直到

此时得到的h_i即确定为沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度；否，则做出循环：h_i=h_i-0.00001h₀，直到此时得到的h_i即确定为沟道从当前时刻起未来第i小时的水位高度。