泥石流是山区强降雨诱发的灾害性地质现象,一旦发生通常会给山区经济生产和人民生活带来重大损失。泥石流区域预报数学模型对预防和减轻山区泥石流灾害具有理论研究和工程应用的重要意义。本文基于WRF(Weather Research and Forecasting Model)模式的降雨预报数据,将水动力理论、泥沙起动和层次分析法三者相结合,建立蓟县泥石流区域预报数学模型。以天津蓟县部分乡镇作为研究区域,首先通过ArcGIS裁剪栅格数据得到蓟县DEM数据,并提取模型区域的河网信息,采用SMS(Surface-water Modeling System)进行研究区的网格划分,生成均匀步长的无结构三角形和四边形网格,应用程序读取生成的网格信息,得到网格中单元-通道-结点三者的关系。采用有限体积法实现水力学运动方程离散与连续方程离散,用水动力模型理论模拟地表径流计算网格通道的水流流速,并计算水量和动量平衡,得到降雨产生的通道流速。将泥沙起动理论与泥石流形成水动力模式结合作为泥石流的危险判定依据。应用泥沙起动模型进行起动流速的计算,通过对比泥沙起动临界流速和网格通道的水流流速判定泥沙颗粒是否起动。通过分析泥石流形成条件选取了地形、地质、植被、地貌、人类活动、历史影响、雨量强度、雨量时长等多个危险因子,并采用层次分析法计算各个因子的权重,建立了层次分析预报模型。应用2012年7月17日-22日降雨过程计算逐时网格的危险等级,并对蓟县发生的双安泥石流进行了验证,验证结果表明中度危险区域和高度危险区域中都包括双安泥石流灾害点,表明模型具有一定的可靠性。再将2016年7月16-21日的WRF数值预报和雨量站降雨数据进行泥石流危险预报,两个降雨数据模拟结果中20日和21日均未出现高度危险区。基于WRF降雨预报数据进行泥石流预报可以提前三天模拟出现的危险区域,有利于山区的防灾减灾。