随着技术革新和社会日新月异的发展,对山洪灾害的预警工作也随之有了更高的要求,预报朝着更准确、更精细的方向发展。近年来降雨数值预报迅速发展,但是在山洪灾害预警的工作中,降雨数值预报技术应用较少,仍属于探索阶段。且现存的降雨预报技术针对未来长时段的预报精度相比于短时段的会更精确,但其时间分辨率低,无法满足小流域山洪灾害预警的时间精度要求。针对该问题,本文基于研究不同降雨数值预报模式对流域雨量预报的准确性,并结合气象要素对预报的雨量数值进行回归修正。在此基础上,基于聚类分析理论确定研究区降雨特征雨型,结合“形相似”、“量相似”相关原理以及部分实测降雨信息对场次降雨过程进行确定。通过建立小流域HEC-HMS模型,结合修正后的降雨预报建立流域防灾对象洪水预报,考虑形成洪水的危险程度研究了山洪灾害预警模式。并以新县、滕州以及罗敷堡小流域为例进行了示范应用。主要研究内容及成果如下:（1）基于预报评分的降雨数值预报优选及考虑气象要素的降雨预报修正研究。通过预报评分指标CIS和Bias评分,评估常见的降雨数值预报模式ECMWF、NCEP、JMA在三个典型流域的适用性。计算结果表明ECMWF集合预报最大值在不同流域的适用性最好,预报能力较优。在此基础上,结合气象要素对降雨预报量进行预报数值上的回归修正,相较于修正之前精确度更高且预报性能更稳定,误差降低至20%以内。表明此修正方法的结果良好,结合气象要素对降雨量预报进行修正具有可行性。（2）基于聚类分析原理的流域特征雨型分析及基于相似原理的场次降雨过程识别研究。基于聚类分析原理构建了降雨特征雨型库,同时根据“形相似”和“量相似”原理,结合降雨数值预报技术和部分实测降雨信息,构建相似度公式对场次降雨进行识别并修正,根据部分实测降雨信息推测整体降雨过程,并与实际降雨过程进行对比分析验证该方法的合理性、可靠性和适用性。利用此方法可将识别出的降雨过程对降雨预报数值进行分配,提高降雨预报的时间分辨率以满足山洪灾害预警的时间要求,同时将降雨过程用于山洪预警工作中提高预警精度,并以三个典型小流域为例进行了计算分析。（3）基于不同预警等级的山洪灾害预警模式研究。根据形成洪峰流量的不同提出EW预警指标,建立了不同预警等级的山洪灾害预警模式。通过HEC-HMS模型建立洪水预报并对三个小流域内的控制断面选择洪水事件进行预警检验,结果表明该预警模式能够有效地对降雨引发的山洪灾害进行预警发布,在山丘区小流域的山洪灾害预警工作中具有良好的适用性。