地質災害資料庫意義
1. 環境地質學與地質災害學研究現狀及發展趨勢
從學科內容來說環境地質學應研究地質環境的自然地理地質特徵及其演化歷史和發展趨勢,研究地質環境評價和預測,編制環境地質圖系,研究地質環境(包括地質災害)的勘查、監測和防治技術方法,以及合理利用和保護地質環境的對策和措施等。
1)地質環境評價和預測
定性地進行地質環境評價,如綜合區域地質地理條件,地殼穩定性,岩土特性,地球化學背景,可能發生的地質災害,作出分級區劃評價較為易行。但是從整體上對地質環境進行系統分析,定量評價地質環境和預測在國內外仍屬薄弱環節。現國際地質界開始重視這方面的研究。國際地科聯CoGeoenvironment委員會於1994年建立了環境地質指標體系共27種。其內容涉及新構造活動、侵蝕與沉積、風化作用、斜坡穩定性、地下水、土壤質量、地球化學與地球物理參數、自然景觀及其它動態要素,這是國際環境地學研究的一項重要進展,為開展區域性長期觀測和建立預測模型奠定了基礎。同時,委員會還計劃開展「地表過程與土地持續利用」關系的研究。
國際上區域環境地質評價的方法有A.Cendrero等提出的自然單元分級體系為基礎,基本上是自然地質地理分區,加上半定量化的指標,該方法在西班牙被廣泛應用;有經濟評估與風險評估方法,以地質災害和地質問題作為評價主體,用貨幣值形式表徵地質環境質量的優劣及人類活動對其產生的影響。這在美國有較廣泛的應用。如加利福尼亞州城市地質總體規劃,舊金山灣地區土地潛力定量評價,美國九大自然災害的風險評價。中國學者採用系統論觀點,提出地質環境是一個內部由岩石、土、水三個子環境系統構成,外部處於大氣圈、水圈、生物圈、地球內部圈層及人類社會經濟系統作用下的開放、動態和人-自然復合系統,以環境地質問題的強度指數,外部系統的影響程度指數和地質環境的質量指數作為量化指標建立了地質環境系統及其評價預測體系,並作出了21世紀初期中國地質環境態勢的預測和評價。
2)環境地質制圖
環境地質圖(系)是環境地質研究成果的圖式化,是直觀反映地質環境的重要表達形式。為了便於經濟建設規劃決策部門使用,不僅要求內容科學化,充分反映區域地質環境特徵,分析研究不同地區地質環境與人類活動的相互關系,在自然和人為作用下存在的主要環境地質問題及地質災害,並進行綜合評價,而且要求形式簡明易讀。國內外編制了不同比例尺的綜合性或專門性圖件,既有全國性的,如俄、美、加、澳、英等國均將其列入國家級中、大比例尺地質圖的構成部分,也有一個城市或一個地區的編圖。從編圖方法看,在傳統的地質學編圖方法基礎上,藉助GIS及最新衛星成果,根據不同指標參數用多元統計方法編制資料庫,對地質災害進行預測,義大利、巴西、美國均取得較好的效果。俄羅斯已將1:200萬地質生態圖(即環境地質圖)列為國家新一代地質圖系進行填編,並對1:5萬地質制圖的要求也從以前的兩種(地質圖、礦產預測圖)增加到與1:20萬相同的四種,包括了地質生態圖在內。現已編制完成14張1:500萬生態地質圖,反映了全俄生態地質環境現狀及人類活動的影響。
中國水勘院1992年編制出版了中國環境地質圖系11幅。它們以地質災害圖件為主,其中8幅為滑坡崩塌類型及分布,泥石流災害,岩溶塌陷,地下水誘發危害,土地鹽漬化沼澤化,沙漠及土地沙漠化,土壤侵蝕,特殊類土及危害。另外3幅則為地質自然保護區、旅遊地質資源和環境地質分區圖。該圖系綜合評價了不同地區的環境地質條件,反映了主要地質災害類型形成和分布發育規律,提出合理保護地質環境、開發地質資源的對策建議。
3)環境地球化學
這是環境地學的重要分支學科。其主要研究內容包括微量元素與健康、地方病的關系,煤和有機物等的地球化學對環境的影響,全球環境變化以及分析技術等。通過地球化學填圖可獲得元素豐度的背景值,為防治地方病提供科學依據。如中國已查明低硒(低鉬)的地球化學環境帶,它呈NE-SW向,與克山病分布區域基本一致,從而採取相應防治措施,取得顯著成效。眾多的地學研究者開展了地質環境中氡、鍶、氟、汞等元素與流行病、地方病、癌症發病率的關系研究。氡含量與肺癌死亡率的關系在雲南個舊地區得到了驗證。礦區的氡含量超出一般地區的23倍,死亡人數達千人以上。大部分氡來自花崗岩中鈾的衰變。中國通過編制元素環境化學圖、淺層地下水地球化學圖、地方性氟分布圖、胃癌死亡率分布圖和大量資料的分析,有力地說明了地質環境和流行病學的關系。近年來,研究利用自然地球化學作用去除有關化學元素,調整環境條件;還有新興的植物治理法,利用植物(萃取技術、根際過濾技術、重物固化技術)來清潔土壤中的重金屬。因此,環境地球化學的成果在當前環境治理的理論與實踐中起著極為重要的作用。
4)地質災害學
由於地質災害分布廣泛,類型眾多,其突發性、復雜性及發生規律尚未充分掌握,往往造成嚴重災情,引起社會的關注和眾多學科,特別是地質科學的參與和研究,因而逐漸形成並提出了地質災害學的概念,研究內容包括地質災害的類型劃分,成災條件,致災作用,地質災害的監測、預測和預報,地質災害的防治原則和對策、決策以及風險分析。其中對地質災害的決策可分為長期、中期、短期的,臨災的和反饋性的。災害預報的基本方法建立在類比分析、因果分析及統計分析基礎之上。
近10年來國內外開展了重點地區的地質災害測年研究工作。他們應用同位素測年技術:14C法,鈾系法,熱發光(TC)法,電子自旋共振(ESR)法測定10~3Ma的年輕地質體、活動斷裂、古地震、地質體滑動或運動的年齡以及地質災害復活(發)周期等取得成效。
如何加強地質災害預測和防治的理論研究,實現災害地質現象的實時控制和管理決策過程科學化與人工智慧化,是一項新的研究內容。中國專家1989年就研製了「地質災害分類專家系統」。在此基礎上又研製了「地質災害預測防治智能決策系統」。應用這個決策系統可進行地質災害時空演化預測,危險性區劃,災害經濟評估以及減災防災對策的選擇等工作。在應用於京、津、唐地區岩溶塌陷、地面沉降、海水入侵地質災害時,證實了模擬的合理性和實用性。
在全國性地質災害趨勢預測方面中國作了重要的探索。1996年編制了1:600萬地質災害趨勢預測圖。該圖運用地理信息系統的風險評價方法對地質災害(主要是滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂縫)進行現狀評價;在此基礎上,結合降雨條件,區域地震活動,區域地殼穩定程度,區域岩組條件和人類工程活動等因素,運用模糊綜合評判模型進行綜合評判,劃分出地震災害高、中、低風險區,這對國土整治和減災防災有重要意義。
對於地質災害的評估也是地質災害學的重要研究內容之一。「八五」期間中國研究建立了災情評估計算機系統。該系統根據地質災害勘查與管理需要,將災情評估分成3種類型:以獨立災害體為對象的點評估,以小面積行政自然區為對象的面評估和以大面積行政自然區為對象的區域性評估。根據災情構成,將地質災害評估內容和步驟分為4個方面:危險性評價,易損性評價,破壞損失評價,防治工程評價。應用該系統針對崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地面沉降、地裂縫、海水入侵、膨脹土脹縮等8種地質災害進行了研究,為決策部門確定災害防治對策和管理提供了依據和方法。國際上自1990年開始制定了「國際減輕自然災害10年」(IDNDR)計劃,其中對於災害定量化的研究是減災科學中重要的問題。
地質災害經濟評價方面的進展:在開展地質災害的勘查、監測和防治時,都涉及到經濟活動或經濟現象,需要作出合理的經濟評價。但國內外目前尚缺乏可供借鑒的系統理論、方法和經驗。目前在災害經濟評價中採用了價值評價法,還有效益評價法、機會成本法等,為制定和選擇防治災害最優決策方案提供可靠的經濟依據。「八五」期間中國學者提出了地質災害經濟評價系統。它包括災害風險評估(單項和綜合地質災害風險預測及評估,以及危險區預測和評估)和災害經濟評價(防災方案技術經濟評價,含防災效益評價以及災害損失經濟評價)兩部分,其中一系列技術方法的應用具有實用意義。
5)地質環境與地質災害的勘查、監測和防治
對在人類工程經濟活動影響下的地質環境和災害進行勘查,並對其變化動態進行長期有效的監測,是研究保護地質環境和防治地質災害的重要依據。不少國家開展對主要地質災害勘查、監測和防治方法技術的研究,取得重要進展。中國已在各省、市建立了地質環境監測站網,在勘查技術新方法方面有遙感、高解析度地震、高密度電法、土壤測氡等,並研製了218Po測氡儀和微機音頻大地電場儀等兩種新型勘查儀器。這種新的勘查技術方法和儀器對調查地面岩溶塌陷、地裂縫、活動斷裂、隱伏溶洞、潛在的地質災害有明顯效果。
實踐證明,遙感技術和GIS應用於地質環境和地質災害的監測、管理有廣闊前途。加拿大用最新發射的Radarsat最新數據研究環境地質問題。美國學者用雷達研究地殼形變、火山監測、新構造運動取得好的效果,中國學者用大量影像資料展示出煤層自燃火區地質災害的情況。在第30屆國際地質大會上,美、日學者報告了紅外遙感技術,德國介紹了用高空間解析度星載感測器在地質中應用的成果,荷蘭將遙感用於災害預防、防災准備及減輕災害3個方面的成果,這些都代表了當前國際上的研究水平。在地質災害監測新儀器方面中國最近研製了地聲監測器,滑坡誘發因素監測儀器,遙控邊坡穩定性監測儀器和滑坡自動報警儀器4種類型,為採用多參數、多因素監測災害發生提供了手段。地聲監測對崩塌、滑坡孕育初期十分有效;滑坡誘發因素主要監測滑坡體內土壤含水率,孔隙水壓力及土體溫度;遙控全自動邊坡穩定性系統可同時監測72個點上的滑坡地表位移或孔內位移;滑坡自動監測報警系統則監測滑坡位移參數,有16個通道,位移超過門限值時即發出聲、光報警信號,其中一些儀器達到國際先進水平。
地質災害治理新工藝新設備方面,研製成功MD-50型錨桿鑽機,具有多用性,有鑽進復雜岩層和處理事故的能力,可用來治理滑坡。此外還有擴底承壓式預應力錨索,這是加固崩塌、滑坡體的重要治理工具。
2. 防災減災安全過程中災害信息的作用是什麼謝謝
1.引言
近幾年,我國城市化步伐不斷加快,城市化水平大幅提高,城市化已成為我國經濟社會發展的一個亮點。然而,隨著城市數量的迅速增加、規模的急劇膨脹、人口的迅猛增長以及各種信息要素的快速積聚,城市公共安全方面的風險也急劇積累,一系列重大事故相繼發生,在國外,如美國「911」恐怖襲擊事件、日本地鐵「沙林」事件、韓國「大邱」地鐵縱火事件、俄羅斯劫持人質事件等;在國內,如2003年肆虐全國的「非典」事件,2004年北京的密雲燈會踩踏事件、城市暴雨和暴雪導致的城市交通癱瘓事件,重慶「天原」化工廠有毒氣體泄漏事件等。隨著這些城市公共安全領域事故頻頻發生,城市公共安全成為人們提及頻率頗高、極受關注的一個問題。當前,城市公共安全呈現出四大特點:時間上呈多頻次,空間上呈多領域;非傳統的公共安全隱患已成現代城市公共安全的重要威脅;單體的突發事件極易被放大為群體的社會危機;公共安全事件國際化程度加大。而與此相對應的是,我國各級政府對公共安全的管理相對落後,城市公共安全法律體系、管理體制、應急機制以及城市公共安全規劃不健全,公共安全已經成為現代城市的重要威脅。因此,如何抓住這一機遇,利用現有成熟的科學技術解決城市公共安全管理中遇到的實際問題,促進城市公共安全管理的信息化和科學化,是城市公共安全工作急需解決的重要課題。
目前,我國已有一些城市運用空間信息技術,包括遙感技術(RS),地理信息系統技術(GIS)、全球定位系統技術(GPS)等用於輔助城市公共安全工作,取得了較好的效果。其中,遙感技術(RS)是當前空間信息獲取和更新的一個非常重要的手段和工具,它克服了傳統調查手段高投入、長周期、低效率的缺點,具有宏觀、快速、動態、綜合的優勢。利用遙感技術的這些優勢,結合地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS),並以計算機技術和通訊網路技術為主要技術支撐,採集、測量、分析、存儲、管理、顯示、傳播和應用空間信息,可以應用於城市公共安全中的許多方面。
2 空間信息技術
2.1 遙感技術原理
地面目標輻射電磁波
傳 輸
遙感器記錄
信息處理
圖1 遙感原理
地球上每一個物體都在不停地吸收、發射和反射電磁波,並且不同物體的電磁波特性是不同的。遙感就是根據這個原理來探測地表物體對電磁波的發射特性及其對電磁波的反射特徵,從而提取這些地物的信息,最終完成遠距離識別物體的。可以說,遙感技術是一種建立在現代物理學、電子計算機技術、數學方法和地學規律的基礎上的綜合性探測技術。隨著現代計算機技術、通訊技術、數字化技術和感測器技術等的進步,目前,遙感技術的水平已得到很大的提高,正朝著高精、多光譜、高時空解析度的方向發展,遙感技術日益呈現出「三高」(即高光譜、高時間解析度、高空間解析度)、「三全」(即全天候、全天時、全球)、「3W」(即What、When、Where)、「三結合」(即大小衛星結合、航空與航天結合、技術與應用結合)等特點,這些都為遙感技術在全社會的廣泛應用提供了很好的基礎,尤其體現在人流、物流、信息流高度集中和膨脹的城市當中,遙感技術的發展更是日新月異,其應用的深度和廣度都在飛速的拓展。
2.2 「3S」技術(RS、GIS、GPS)的集成
遙感(RS)、地理信息系統(GIS)和全球定位系統(GPS)有機地結合在一起來應用,叫做「3S」技術。遙感信息中有地理信息系統所需的空間信息和屬性信息,故RS與GIS相結合是必然的。又由於遙感應用中,地面采樣、導向、定位是以GPS作為有力工具的。因此,RS和GIS的發展,在導航和其它動態定位及數據採集系統的應用中,GPS扮演著重要的角色。所以,以地理信息系統(GIS)為核心的「3S」技術的集成,構成了對空間數據實時進行採集、更新、處理、分析及為各種實際應用提供科學的決策咨詢的強大技術體系。「3S」技術的整體結合,構成高度自動化、實時化和智能化的地理信息系統,是適時採集、處理、更新空間信息,提供決策輔助信息的有力手段。
3 空間信息技術在城市公共安全和防災減災中的應用
通常,空間信息技術在城市公共安全尤其是防災減災中的應用,主要包括利用遙感技術、GIS技術、GPS技術、計算機網路技術、資料庫技術等實現對城市災害的災前早期預警預報、防災救災預案制訂,災害發生過程中的災害實時監測、災害損失快速評估,減災抗災的應急指揮調度、輔助決策等領域。在這些過程中,空間信息技術都大有用武之地,只要能夠科學組織和大規模應用,完全可以實現對災害過程的實時監測,從而為各級領導、各級部門的指揮調度、快速響應、聯合行動提供可靠的依據。
3.1 空間信息技術在城市地震災害監測、評估中的應用
地震是難以抗拒的自然災害,給人類帶來的損失極其嚴重。從地震區的分布來看,我國有60%國土、一半以上的大中城市位於地震烈度及6度以上的地區。大地震造成的強烈地面運動除直接使建築物破壞之外,還誘發山崩、滑坡、泥石流、地基液化等地質災害,地震引起的破壞還導致火災、水災、爆炸、毒氣蔓延及瘟疫等次生災害的發生。因此,城市的抗禦震災的能力非常重要。由於地震預報是世界性科學難題,所以城市抗震減災、震時的緊急救援以及震災的快速評估就成為目前減輕地震災害的有效手段。利用遙感技術,可以快速、准確地獲取數據,經過快速處理,不僅可以為城市抗震救災的部署提供重要依據,也可為震時救援、震災評估提供信息支持,提高抗震救災的效率。
「九五」期間,我國建立了多個城市防震減災系統。利用「3S」技術,中國地震局地質研究所研製了泉州、南安、漳州、廈門以及福州等城市的防震減災信息管理與輔助決策系統,其他城市如上海、合肥、烏魯木齊、自貢等城市,也建立了相應的城市防震減災系統[1]。建立了城市防震減災系統後,一旦發生地震,就可以立即在地震災區進行航空或衛星遙感觀測,對遙感信息進行處理可獲得地震區地震破壞後的信息,由地震前後的綜合信息可生成地震區地震前後的三維景觀圖,對比地震前後的三維景觀圖,還可以得到一些重點建築物破壞情況的各種數據,這不僅對制定抗震救災計劃十分有用,而且能夠科學指導人員搶救工作,指導電力網、給排水網、油氣輸送管網、通信網的恢復與重建工作,以及科學制定地震區恢復重建方案和發展規劃[2]。
近年來,隨著高空間解析度衛星的成功發射, 如美國空間影像公司成功發射的IKONOS高解析度衛星,其全色影像解析度為1m,美國的QuickBird衛星,其空間解析度高達0.61m,利用這些高解析度遙感影像進行城市災害評估被提上了日程。利用遙感圖像處理軟體可以從這些高解析度遙感影像中自動提取地物的形狀、位置和屬性等信息,能夠輕易分辨出城市防震減災工作中需要的基本要素、如建築物、構築物、道路和橋梁,從而節省大量的人力和財力[1]。因此高解析度衛星影像在城市基礎數據獲取與更新、震災的快速評估和地震應急決策中有廣闊的應用前景,利用高解析度衛星影像進行城市防震減災系統資料庫的建設和更新也必將是今後的發展方向。
3.2空間信息技術在城市洪澇災害監測、評估中的應用
我國洪澇災害的嚴重程度居世界各國之首,頻繁的洪水災害不僅造成巨大的經濟損失,而且對社會穩定的發展產生嚴重影響。我國現有100多座大中城市處於洪水水位之下,其安全受到嚴重威脅。因此,必須對洪澇災害趨勢進行分析預測,對災區洪水進行實時監測,對災情做出實時、快速評估,科學地制定防洪和減災的對策[3]。減輕洪水災害必須考慮兩個方面的因素:一是快速而准確地預報洪水事件; 二是對洪水事件造成災害的地點、時間、范圍和強度做快速評價。預報的快速、准確的關鍵是建立正確的洪水模型和迅速獲取相關信息, 而災害的評價則基於地球觀測系統的完善。遙感技術的發展為洪水監測和災害損失估算提供了有力、高效的手段。
遙感技術在洪水監測和災害損失估算中的應用包括:一是建立數字高程模型(DEM ) , 這是洪水模型建立的基礎;二是洪水演變的模擬演示,可以通過三維可視化技術和VR(虛擬現實)技術直觀實時地模擬水災的發展情況;三是災後損失評估,應用衛星圖片結合GIS矢量數據以及基礎資料庫可以對受災面積和程度、損失情況進行評估[4]。
通常在大的城市洪水災害發生期間,可以通過多平台、多感測器、多模態的遙感技術,比如利用氣象衛星的高重復頻率、雷達衛星不受雲雨干擾、航空遙感應急反應的特點,通過光學遙感數據和雷達遙感數據的融合,實現對洪水災害的不間斷的監測。另外,遙感結合地理信息系統技術還可以實現對災情的分析、評估、模擬、預測。
目前,我國在遙感用於洪水監測和災害損失估算方面取得了一定的成果。通過國家「八五」「九五」科技攻關和「863」計劃的共同支持,成功研製了「航空遙感實時傳輸系統」,該系統按照(飛)機-(衛)星-地(面)模式,選用具有全天候工作能力的機載合成孔徑雷達,作為獲取地面圖像和信息的感測器,能夠全天候監測洪水,實時傳輸圖像,在地面災情信息系統的支持下,具有快速災情評估的功能[5]。此外,在國家自然科學基金項目「基於GIS的城市綜合減災評估決策系統」中,建立起了一個為水災預警決策系統的子系統。
3.3空間信息技術在城市火災監測、評估中的應用
90年代以來,隨著國民經濟和社會的發展,城市火災的發生呈逐漸增長的態勢。城市火災給國家的經濟和人民群眾的生命財產安全造成的危害逐漸增大。城市火災有別於其他災害,它具有突發性、隨機性等特點,一旦發生火災或撲救不及時,就會給人民的生命財產帶來巨大的損失。因此,搞好城市消防工作,始終是各級政府關注的焦點。
國外一些發達國家把GIS、GPS、RS和通訊系統很好地結合起來,建成現代化的防火救災體系,在城市消防中發揮了很好的作用。
從遙感的角度講,在城市火災監測中,可以藉助於IKONOS、QuickBird等的高空間解析度特性,實現對城市火場的准確定位;也可以利用MODIS、LANDSAT-TM等的熱紅外波段,准確探測火源點,定量反演火災場的溫度、能量損失等參數,另外,也可以利用光譜解析度達納米級、波段數成百上千的高光譜遙感數據,實現對城市范圍內各種規模火災的精準監測。
從地理信息系統的應用角度講,消防工作中的80%以上的業務都不同程度的與圖形、位置有關,而消防設施的分布、消防人員的移動等大部分信息都具有地理屬性,藉助於GIS技術強大的空間數據管理和空間分析功能,可以將龐大的地理位置信息、社會人口信息、歷史統計數據及其他相關數據存儲在計算機中,建成完備的城市消防空間資料庫、城市消防減災管理信息系統、「119」自動化指揮調度系統等,必要時可以迅速檢查到有關信息,把各種信息相互疊加、組合利用,科學調度,可有效地參與城市防火的各項業務工作,最大限度地減少火災損失。
3.4空間信息技術在城市沙塵暴災害監測、評估中的應用
在中國,利用遙感技術、GIS技術等空間信息技術,已經成功實現了對沙塵暴災害的日常監測、預報,並建立了相應的物理或統計模型庫。以1998年3月—2002年3月發生在北京以及華北地區的幾場強沙塵暴為例,我國利用風雲氣象衛星、MODIS等的遙感影像數據,結合一定的理論分析模型,已經成功實現了對沙塵暴起沙源頭、運移路徑、影響范圍、強度特徵等的准確預報和實時監測。可以說,在衛星的監測下,通過所獲取的信息以及地學理論可以准確地發布沙塵暴預警預報,較大的沙塵暴對所經過地區城市的影響已經可以降到較低的程度,更重要的是,遙感技術的介入有助於分析沙塵暴的發生發展規律,從而為災害的預防和治理提供重要的依據[6]。
3.5空間信息技術在城市災害應急指揮與應急決策中的應用
城市防災減災和公共安全涉及到眾多的政府職能部門,如公安、消防、交通、人防、衛生防疫、地震、水利、氣象和民政等,這就使得傳統的應急管理不具備系統性,無法實現防災減災資源配置的優化。因此,建立以「3S」技術為核心,基於現代計算機技術、網路技術等的城市應急救援聯動系統(Urban Emergency Response System,UERS) ,已成為國內外各大中城市解決安全與緊急救援難題的主要措施之一[7]。
UERS 通過集成的信息網路和通信系統集語音、數據、圖像為一體,協調公安、消防、醫療、交警、民政、公共事業等政府職能部門,以統一的空間信息基礎設施指揮平台和分布式城市應急共享聯動系統為核心,為市民提供相應的緊急救援服務,可以統一指揮,快速響應,聯合行動,為城市防災救災和公共安全提供保障和支持。UERS以遙感技術、GIS技術、計算機技術、網路技術、通訊技術為依託,通過城市信息化的建設,對城市的各種資源進行整合集成,實現資源共享,在加強各相關子系統建設的基礎上,建立起基於MIS系統與GIS系統的統一的信息指揮平台,為公共安全信息管理系統建設帶來新的機遇[8]。
信息情報的收集與分析是城市防災減災和公共安全維護的重要支持系統之一。城市公共安全信息應包括自然環境調查和經濟社會現狀調查。自然環境調查包括地質、氣候、地形地貌、特殊價值地區及環境敏感區等的調查等[9]。利用空間信息技術尤其是遙感技術則可以快速獲取相關信息,為災害應急管理提供准確、實時的信息。
目前,作為城市防災減災和公共安全領域的一個明顯趨勢就是充分藉助於「3S」技術和三維可視化技術,建立起以RS技術為快速信息獲取手段,以GIS的空間擴展分析功能與MIS的輔助決策支持功能為核心,能夠實現城市各公共安全部門實時聯動的城市災害應急指揮調度與決策支持的綜合系統,使之具有跨部門信息集成、分布式共享管理和三維可視化表達的功能,以便快速、准確、直觀地為城市范圍內的突發性事故和災害的應急管理提供一個完整的解決方案。利用該系統可以實現對城市基礎設施、災害信息、危險源及抗災力量等信息的查詢統計、圖形編輯、屬性更新、確定防災抗災預案中抗災力量的有效服務范圍以及資源配置,從而快速重現災害景觀,大致預測災害損失。在災害應急響應與快速救援指揮中選擇最佳路徑,調度與管理抗災力量,對應急預案資料庫進行決策支持,從而方便政府在災時實施相應的應急預案,大致預測災害波及范圍,提前組織疏散人員財產,實施醫療急救等,輔助領導全面掌握災情並進行救災指揮決策[10]。
4 結論
人口、資源、財富的集中既是城市發展的動力,也為城市安全埋下了隱患。集成了「3S」技術的優勢的空間信息技術在收集大量城市基礎數據、動態和准動態跟蹤監測、結合資料庫技術和計算機技術建立專家應用模型等方面有著其他手段所難以比擬的優勢。空間信息技術所具有的宏觀性、實時性及動態性等特點,為城市公共安全提供了強大的技術支持,對城市公共安全事業的發展有著十分重要的意義。可以預見,隨著空間信息技術和計算機技術的進一步發展,隨著社會上下對於城市災害和公共安全的日益重視,空間信息技術在城市防災減災和公共安全領域的應用將會越來越廣、越來越深,從而為構建「以人為本」、「可持續發展」的和諧社會做出更大的貢獻。
3. 當今地質災害研究的重點與發展趨勢
近十年來,地質災害問題日益受到國際社會的廣泛關注和高度重視。聯合國已將地質災害納入了「國際減災十年計劃」,並成立了國際滑坡研究組等專門組織,實施了「全球滑坡災害編圖計劃」。與此呼應,還提出了一些洲際或大區域的地質災害編圖計劃。如由日本地調局組織的「東亞自然災害編圖計劃」。國際地科聯地質環境委員會目前則正在組織編制區域性和全球性地質災害目錄清單,尤其是影響城市地區的地質災害目錄清單,目的旨在幫助和指導主要由一些國際組織如聯合國教科文組織等管理的地質災害防治和減輕方面的特別援助項目計劃。一些發達國家如美、英、日等早在70年代便開始了全國性的地質災害調查與評價,其它一些國家如加拿大、澳大利亞、巴西、俄羅斯、義大利、西班牙、葡萄牙等,從80年代後期始,也分別開展了全國性或區域性的地質調查評價和研究工作。目前我國正在實施新一輪國土資源大調查工作,「地質災害預警工程」是其中的一項重要內容。從國內外地質災害研究和工作部署來看,總體呈現以下趨勢:①建立地質災害資料庫及災害風險填圖;②地質災害實時監控與定量評價及其災害預警系統研究;③注重群發或誘發的災害系統研究;④建立地質災害快速反映部隊;⑤工作部署重點包括快速發展地區、城市走廊帶、工程和交通走廊的地質災害主題填圖及其監測研究計劃。
4. 地質災害易發程度評價
4.2.1 地質災害易發區的屬性
綜上所述本次研究中所說的「地質災害易發區」是指地質環境條件脆弱,對外動力條件變化反應敏感,在氣候和人類工程經濟活動的強度等條件的變化(量的積累及其引起的質的變化)達到一定程度時,容易產生地質災害的區域。
(1)地質災害易發區的相對性
「地質災害易發區」是一個相對的概念。
由於不同種類地質災害的發生,都與特定的地質環境相聯系,不同類型地質災害其易發區范圍不同,因而應該根據地質災害的種類分別確定其易發區。
同時,地質災害易發區的相對性,還體現在研究區域整體和局部的關繫上。在基本地質環境條件一致的情況下,在圈定全國范圍的區域性的易發區時,有時對那些因局部條件差異形成的局部的非易發區則不予考慮,特別當那些局部條件在某些因素影響下有可能發生變化而導致易發程度改變的時候,這種忽略更是顯而易見的。
(2)地質災害易發區的動態性
地質災害易發區是動態的。隨著地質災害調查的深入,自然地質地理條件的變化,人類工程經濟活動的強度、方式的變化,特別是地質災害防治工作的進展,地質災害易發區會隨時間的推移(如不同的規劃期)而有所變化。
4.2.2 地質災害易發程度分區的依據
地質災害的發生與發育程度主要受地形地貌、地層的岩土體類型及性質、地質構造、水文地質條件等地質環境背景的控制,而地質災害的類型、時空分布規律及發展趨勢,又與大氣降水、人類活動強度等外動力條件有關。
具體地說,對於滑坡、崩塌和泥石流災害易發區劃分主要考慮區域地形地貌、水文及工程地質條件(岩土體類型)、區域構造和地震活動、區域氣候類型與暴雨強度以及地質災害現狀等因素。
對於地面塌陷,要按岩溶塌陷和礦山采空區塌陷分別考慮。對於岩溶塌陷災害易發區的劃分主要考慮碳酸鹽岩類型及其區域分布、埋藏狀況、岩溶發育強度、區域水文地質、地形地貌條件等,以及地下水開采狀況與地下水位變化情況;對於礦山采空區塌陷災害,主要考慮礦山種類、開采規模、礦區地質構造、地形地貌、岩土體結構類型、采礦方式和強度等因素。
地面沉降災害易發區的劃分主要考慮地形地貌、第四紀鬆散層厚度、區域水文地質條件、地下水開采狀況、水位變化和城市規模與人口密度等因素。
為了研究與地質災害的發生與發育程度有關的上述地質環境條件,本次研究充分收集並綜合分析了全國及各省已有的相關成果資料,所依據的主要數據資料和圖件成果等如下:
(1)數據資料
全國地質災害資料庫資料,全國以省為單位的地質災害現狀調查,1∶50萬環境地質調查資料,縣(市)地質災害調查資料,已掌握的汛期地質災害調查資料,縣(市)地質災害調查綜合研究成果,三峽庫區地質災害調查評價綜合研究成果和風險評估研究成果,已有的北京、安徽、山東、湖北、廣東、雲南、天津、浙江等各省地質災害防治規劃和相關文獻等。
(2)地質環境專題圖件
中國地貌分區圖,中國地質岩組類型圖,1∶400萬《中國地震烈度區劃圖》(2001),1∶400萬《中國水文地質分區圖》,1∶600萬《中國特殊類土及危害圖》,1∶600萬《中國環境地質分區圖》,《中國多年降水量分布圖(1991~2000)》,《中國地下水位變化分布圖》,《中國地下水開采潛力示意圖》等。
(3)地質災害專題圖件
滑坡、崩塌分布圖,泥石流分布圖,地面塌陷分布圖,地面沉降分布圖,各省地質災害圖集等。
(4)社會經濟專題圖件
中國人口密度圖,礦山分布圖等。
4.2.3 地質災害易發程度分區的原則
地質災害易發區的劃分主要從地質災害的易發條件、誘發因素、歷史地質災害發生情況三方面考慮。
(1)主要因素原則
影響致災地質作用發育的條件很多,對崩塌、滑坡、泥石流災害,主要有:地形地貌、地層岩性、地質構造、切割密度、降雨強度、地震強度等。綜合分析後確定致災地質作用發育的最基本因素是地形地貌、地層岩性、地質構造。
(2)類似原則
「類似原則」,即類似的地質環境具有類似的地質災害問題。遵循這一原則,根據不同級別地質災害易發區判別特徵,以各災種地質災害形成發育的地形地貌、地層岩性、地質構造等地質環境條件為基本因素,結合大氣降水,人類活動強度等外動力誘發因素,利用類比原理、點面結合綜合劃定易發區。
(3)自然因素和人為因素相結合的原則
由於地面沉降是人為引發的地質災害,因此劃分地面沉降易發區時,要考慮地下水開采狀況、人口密度等社會因素。
(4)定性分析與定量評價相結合的原則
以歷史地質災害分布狀況為基礎,定性分析與定量評價相結合進行劃分;利用最新的地質災害調查資料和統計數據。
4.2.4 地質災害易發程度的分級
考慮全國地質環境調查和地質災害調查現狀,以及地質災害防治規劃和地質環境管理的需求,易發區的易發程度宜分為:地質災害高易發區、地質災害中易發區、地質災害低易發區。
4.2.5 地質災害易發程度圖的編制
本次地質災害易發程度劃分的目的是在規劃期內,對相對穩定不變的內在地質環境基本條件和與人類工程經濟活動有關的外在的動力誘發因素進行宏觀評價,為合理制定地質災害防治規劃及相關專項規劃、減災工程、監測預警體系、地質災害防治基礎工作和地質災害重點防治工作的部署和開展,汛期重點區防範工作的部署以及實現可持續發展等提供參考依據。為全國地質災害防治規劃工作而進行的地質災害易發程度劃分,就是在全國范圍內把地質災害發生的地質環境條件相近,災害種類基本一致,歷史上地質災害事件頻率、規模和危害程度相當的區域劃在一起,進行分區劃片。這種分區區劃片的最直觀的表達形式,就是編制「地質災害易發程度圖」。
在前述地質災害易發區的「相對性」中指出,由於不同種類地質災害的發生,都與特定的地質環境相聯系,不同類型地質災害其易發區范圍不同,因而應該根據地質災害的種類分別確定其易發區。本次工作就從此出發,按災種編制「地質災害易發程度圖」。共需編制滑坡-崩塌災害易發程度圖、泥石流災害易發程度圖、地面塌陷災害易發程度圖、地面沉降和地裂縫災害易發程度圖。
圖件編制的步驟是:
1)對已發生滑坡和崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降和地裂縫的地質環境特徵進行總結,分析主要地質災害類型發生的典型特徵,也就是易發特徵。
2)利用不同級別易發區特徵,採用工程地質類比原理,分析與主要地質災害類型相關的、不同易發特徵的地質環境條件的時空規律,找出相似的地區,進行主要地質災害類型易發程度的劃分。
5. 全國地質災害防治信息系統建設的目標和原則
11.3.1 目標
(1)總體目標
在地質災害防治工作中全面開展信息系統建設。通過建立支持地質災害防治的完整數據體系,形成一體化綜合數據中心,提供數據快速響應和多目標應用系統,建立支持地質災害防治工作全過程的綜合一體化動態評價及預警平台,促進地質災害調查評價、規劃、管理、防治的科學化與現代化,為全社會提供方便快捷的信息服務,充分發揮地質災害防治在國家社會經濟發展中的基礎性、公益性和戰略性作用,使地質災害防治工作更好地適應我國可持續發展的需要。
(2)近期(2010年)目標
1)完成中小比例尺基礎資料庫建設,實現所有地質災害動態數據的快速更新,數字化信息的積累取得顯著進展,形成支持地質災害防治的基礎數據體系和動態數據更新體系。
2)基本建成地質災害區域評價及預警預報的決策支持系統,最大限度地保證地質災害防治決策和預警信息的准確、高速傳輸。
3)建立以遙感和地理信息系統技術為基礎的地質災害調查及監測數據採集系統,在地質災害多發區及重點地區,實現地質災害監測和調查數據的快速更新。
4)在地質災害防治工作中推廣應用信息技術,在地質災害調查和監測工作中基本實現野外調查數字化採集和自動監測,對重點地質災害的監測信息實現自動傳輸。
5)實現地質災害防治管理的信息化,促進地質災害防治管理水平的提高。
6)建成以網路技術為基礎的國家、省及重點地質災害防治區的三級數據傳輸系統,支持地質災害調查數據共享和動態數據的快速傳輸。
7)在國土資源信息化標准體系的基礎上,基本完成地質災害防治信息化標准建設,形成較為完整的標准體系,全面支持地質災害防治數據的綜合管理、信息共享和多目標應用服務。
8)在地質災害調查隊伍中廣泛普及信息技術知識,培養出一批既懂信息技術,又有地質災害防治專業知識的復合型人才,初步建成高素質的信息化建設隊伍。
(3)遠期(2020年)目標
在已有信息化建設的基礎上,通過不斷完善和提高信息化在地質災害防治工作中的能力,全面建成支持地質災害防治的綜合數據中心;建立支持地質災害防治數據採集和維護的數據傳輸系統;建立以地質災害防治為最終目標的信息服務和應用系統;建立支持數據傳輸、信息交換和共享的網路支撐體系;建立地質災害防治信息化標准支撐體系。通過實現地質災害防治工作全過程信息化,促使信息技術的創新能力明顯提高,完成各級地質災害防治信息系統建設,建成結構完整、技術先進、高速、大容量的信息交換網路;建立數據良性更新機制;完善地質災害防治管理信息系統並實現系統的整體集成,形成具有區域評價、預警預報等多種分析預測決策支持功能的信息綜合服務體系。
11.3.2 系統建設原則
根據國家社會經濟發展的需求和地質災害防治的目標和任務,遵循國家及國土資源信息化規劃的總方針、總任務,確定地質災害防治信息系統建設的總體原則是:
1)統籌部署、統一規劃、分級分步實施,系統的建設應在國土資源信息化建設、地質環境信息化建設的總體規劃指導下進行,要與地質環境信息化建設相協調,從全局的觀點來設計和規劃系統建設,保證整個系統運行的協調性;
2)充分考慮地質災害防治現狀與特點,在注重應用技術和系統的實用性、易用性的前提下,盡可能跟上信息技術的發展,採用先進的信息技術手段,保證系統的先進性、可持續性;
3)系統建設要依託地質災害防治工作體系,要服從地質災害防治工作的業務流程,要為地質災害防治工作提供有效的服務和技術支持。
6. 地質災害管理信息系統
地質災害管理信息系統是進行災害管理的重要手段。它是在廣泛收集和整理研究區已有的地質災害調查、勘查、防治信息,社會經濟環境狀況,統計信息等資料的基礎上,形成為決策提供服務的資料庫系統。該系統具有信息錄入功能、檢索查詢功能和列印輸出功能等模塊。
一、系統結構設計
(一)運行環境
1.硬體環境
IBM-PC/XT、AT486以上微機,至少一個高密軟碟機動及一個硬碟,VGA以上顯示方式。
輸出設備為各種型號列印機。
2.軟體環境
DOS環境:6.2以上DOS版本。
漢字環境:25行漢字操作系統,如UCDOS、XSDOS或其它漢字圖形卡。
(二)系統結構
1.系統界面
啟動DZPX後,屏幕上出現系統界面。
2.菜單
在主窗口的頂層,主要由信息錄入、檢索查詢、項目管理、代碼標准、列印輸出等五項主菜單構成(圖10-1)。在每個主菜單,有各自的下拉式菜單。本系統的功能均通過這些菜單完成。
3.下拉菜單的主要內容
信息錄入:信息錄入、信息修改、信息恢復。
檢索查詢:普查查詢、勘查查詢、防治查詢、當年查詢、環境查詢、統計查詢。
項目管理:項目錄入、文檔錄入、項目修改、文檔修改、項目查詢、文檔查詢。
圖10-1地質災害管理信息系統菜單框圖
代碼標准:代碼錄入、代碼修改、代碼查詢。
列印輸出:專用表、匯總表、任意表。
(三)系統功能
DZPX系統的功能設計應當與地質災害的管理需要緊密結合,經設計人員與管理部門的多次蹉商,擬定系統功能如下。
1.功能框架設計
地質災害管理信息系統的幾大模塊為一個整體,其基本結構如圖10-2:
圖10-2地質災害管理信息系統結構圖
2.系統功能
(1)信息錄入功能它主要包括信息錄入、信息修改和信息恢復三個功能模塊。
①信息錄入模塊本系統將地質災害普查信息、勘查信息、防治信息、當年地質災害發生信息、重要地災點評價信息、重要地災區域評價信息、社會經濟環境狀況信息和地災統計、地災分布數統計、地災災種分布統計、地災分級數統計、地災頻次統計、地災項目數統計、地災項目類型統計、地災項目災種統計共八種統計信息錄入,需要錄入的管理數據還有地災項目管理數據、地災文檔管理數據、圖例代碼、圖形代碼、信息代碼等資料庫。
②信息修改模塊在對以上信息錄入的數據進行檢查時,若發現錄入的信息有誤或需追加一些內容,可用此模塊根據屏幕對數據進行操作。
③信息恢復模塊為保證數據存貯的安全性,該系統對數據實行備份和恢復操作。
a.數據備份可以對資料庫逐個備份或成批備份。
b.數據恢復將備份文件恢復到指定資料庫中,指定資料庫將被覆蓋。
(2)檢索查詢功能可以進行單筆記錄查詢和多筆記錄同屏查詢。查詢條件可以是單一條件也可以是復合條件。
(3)列印輸出功能系統提供了兩種數據輸出方式:
①屏幕顯示輸出屏幕顯示輸出是數據輸出的一種最基本的形式,為用戶提供隨機查詢和瀏覽查詢兩種方式。
②報表列印輸出數據信息的列印輸出按預先設計好的報表格式輸出。
二、資料庫設計
地質災害管理信息資料庫建庫的主要目的是為地質災害的管理提供基礎資料。所以,在資料庫的設計過程中要充分考慮系統對信息資源的要求。
(一)地質災害管理的數據信息
在進行地質災害宏觀管理、預測防治的研究中,需要大量的信息數據作決策支持。下面按地質災害的管理、預測、防治來分析所需要的數據信息資料,將信息源共分為七大類:
1.行政區劃資料
包括所在省(市)的城市規劃(居民用地、工礦用地、交通用地等)、社會經濟概況(工農業經濟、人口、國民總產值等)資料。
2.地質背景資料
包括地質災害體的物質成分、結構、構造、地層等方面的基礎地質資料。
3.氣象資料
指氣象觀測站觀測的年平均降水、年平均溫度、氣候類型等氣象資料。
4.水文地質資料
包括河流的水文觀測資料、地下水類型及水位隨季節的變化特徵,為地質災害防治研究過程中水的優化管理提供基礎數據。
5.各災種的地質資料
指發生的為何種災害;災害體形態、估算面積、體積、范圍及其成因;災害發生後如何處理、穩定性分析、適宜性評價及防治建議等資料。
6.各種統計資料
包括:①全國、各省地質災害數量的統計;②災種分布(種類、面積、體積、數量等)統計;③災害分級數量統計(大中、一般災害的比例);④全國、各省地災發生頻次的統計(發生次數,所佔比例);⑤全國、各省所立項目數統計;⑥全國普查、勘查、防治項目費用及所佔比例的統計;⑦各災種項目費及所佔比例的統計。
7.項目、文檔資料
(二)地質災害資料庫的建立
在確定系統數據信息源基礎之上,我們本著反映地質災害屬性(自然屬性、社會屬性)、時間(歷史災害、正在發生和尚未發生災害)、空間(點或區域性災害)、災害防治工作流程(普查-勘查-防治)幾個方面特徵的設計原則,建立如下17個災害體資料庫。即:①地質災害普查信息資料庫;②地質災害勘查信息資料庫;③地質災害防治信息資料庫;④當年地質災害發生信息資料庫;⑤重要地質災害點評價信息資料庫;⑥重要地質災害區域評價信息資料庫;⑦社會經濟環境狀況信息資料庫;⑧地質災害統計資料庫;⑨地質災害分布統計資料庫;⑩地質災害災種分布統計資料庫;⑩地質災害分級數統計資料庫;(12)地質災害頻次統計資料庫;⑩地質災害項目數統計資料庫;⑩地質災害項目類型統計資料庫;⑩地質災害項目災種統計資料庫;⑩地質災害項目管理資料庫;(17)地質災害文檔管理資料庫。
除上述資料庫外,根據資料庫系統的需要,還建立了信息代碼、圖形代碼、圖例代碼等資料庫。
(三)地質災害資料庫的結構
在反復醞釀,不斷修改的基礎上,以盡量簡單,減少庫中多餘數據,方便數據檢索為原則,給出了20個資料庫的庫結構,包括有欄位名稱、欄位類型、欄位寬度、小數位數等內容。各資料庫結構一方面要與實際相結合,合理地確定各欄位名稱、欄位類型、欄位寬度、小數位數;更為重要的是,設計各庫結構時必須反映出該資料庫為方便實用於災害管理所必須包括的欄位內容。從這兩個方面出發,我們確定出各資料庫的結構。限於篇幅,僅以地質災害普查資料庫為例(表10-5)。
表10-5地質災害普查資料庫數據結構設計表
三、系統實現
利用雅奇MIS Ver 3.0及Fox25B FOR DOS(中文版)實現上述功能設計和資料庫設計。按照設計,通過多級下拉菜單分次實現各功能,各數據也按預先設定內容及格式建立。在此基礎上,我們錄入了部分實際資料進行系統測試。
四、應用示範研究
在建立地質災害信息資料庫的基礎上,我們以重慶市為實例,進行了初步的應用。錄入了五個資料庫的信息資料。
(一)地質災害普查信息資料庫
在這個庫中,根據調查所填的卡片,對重慶市各區縣所發生的共計86個災害的災害種類、形態、估算面積、估算體積、地質背景、災體成因、規劃情況、穩定性分析、適宜性評價及建議措施等信息進行了摘錄、整理。
(二)地質災害勘查信息資料庫
本庫根據重慶醪糟坪滑坡的勘查錄入了勘查范圍及面積、形態,災害面積、體積、穩定性評價和防治措施。
(三)地質災害防治信息資料庫
在本資料庫中,摘錄了四川重慶醪糟坪泥石流、滑坡群的防治原則及防治方案,防治效果論證,以及防治所帶來的經濟效益和環境效益分析。
(四)社會經濟環境狀況信息資料庫
根據重慶95年統計年鑒,對重慶市共計20個區縣的國民經濟、社會發展情況資料進行了整理,錄入了重慶市各區縣的自然地理情況,土地、耕地面積、居民、工礦、交通用地、人口、人口密度、企業數及工農業總產值、固定資產投資等信息數據。
(五)地質災害統計信息資料庫
根據對重慶市各區縣災害的統計卡片,記錄了重慶各區縣所發生的地質災害共計627處。統計了地質災害的災害類型、面積、體積、主要特徵、穩定性及建築適宜性。
以上幾個資料庫基本上覆蓋了運用該系統進行災害管理的主要內容。在此基礎上,我們對系統功能進行了全方位的測試,認為該系統具備以下幾個特點:①針對地質災害管理的需要,設計出合理而充實的資料庫系統;②各資料庫結合當今地質災害調查的實際情況,結構設計合理;③系統功能完備,運行流暢,基本能滿足地質災害管理的需要;④整系統界面具備較好的用戶友好性。
7. 淺談資料庫類成果地質資料匯交
金 妮1劉小娥1劉 虹2
(1. 湖南省國土資源信息中心;2. 湖南省核工業地質調查院)
摘 要 本文概述了資料庫類成果地質資料的定義、分類及存放方式,在此基礎上結合工作實際,分析了資料庫類成果地質資料匯交中管理的難點問題、質量問題,以及對地質資料管理人員和社會化服務的影響,並針對所存在的問題提出了幾點建議,以保證資料庫類資料完整、准確、有效地在現代化建設中發揮重要作用。本文作者借資料庫類資料拋磚引玉,希望與其他同仁進一步交流。
關鍵詞 資料庫 成果地質資料 匯交
0 引言
地質資料是地質工作成果的主要表現形式,是國民經濟建設和進一步開展地質工作、科學研究等的依據和基礎,是國家的寶貴財富。新中國成立以來,我國通過建立統一的地質資料匯交制度,為國家積累了大量的地質資料[1],這些資料在國民經濟建設中發揮了重要的作用。隨著計算機的普及及應用、高新技術的滲透,地質資料管理已從傳統的純手工管理發展到現在的數字化管理[2],大量地質工作成果也已經以資料庫形式出現。
1 資料庫類成果地質資料
1.1 資料庫類成果地質資料定義
資料庫類成果地質資料,是指成果地質資料中以資料庫建設為主體工作內容而形成的各類資料庫[3]。其將地質工作成果按照數據結構來組織和存儲,以利於實現地質類成果數據共享,並對成果信息進行集中控制和管理。
1.2 資料庫類成果地質資料分類
資料庫有很多種類型,包括最簡單的存儲各種數據的表格,以及能夠運行海量數據存儲的大型資料庫系統。目前湖南省國土資源信息中心館藏機構已驗收的資料庫有:市、縣級礦山地質環境資料庫管理信息系統,市、縣級地質災害調查資料庫和數字地質填圖資料庫。
市、縣級礦山地質環境資料庫管理信息系統是在 DmGis 平台上開發的單機版軟體;市、縣級地質災害調查資料庫包括 Access MDB 數據格式的地質災害資料庫和 MapGis 格式的圖形數據;數字地質填圖資料庫是指數字填圖地質工作過程中形成的所有數據,由 DBF、MDB、MapGis 等多種格式組織形成。
1.3 資料庫存放
資料庫類文件置於「源電子文件」目錄下「資料庫和軟體」文件夾內,同其他成果地質資料電子文件一起存儲於光碟和移動硬碟中進行匯交。
2 資料庫類成果地質資料匯交中存在的問題
2.1 管理中的難點問題
自進入市場經濟體制以後,特別是隨著我國礦業權制度的建立,礦業投資出現了多元化局面,地質資料與礦業權的依附關系也已越來越清晰,地勘單位為了在地質勘查工作立項、項目投標、爭取資金等方面謀得優勢地位[1],同時擔心匯交資料的泄密而影響其自身利益,紛紛加強了對地質資料的封鎖,使得近些年,地質資料欠交、拒交現象十分嚴重。資料庫是成果地質資料的重要組成部分,其包含了大量的成果信息,地勘單位匯交人在匯交時就更加謹慎。
2.2 匯交中存在的質量問題
資料庫類資料匯交內容的齊全、完成、准確是保證其二次開發及利用的基礎,《關於印發 <成果地質資料電子文件匯交格式要求 > 的通知》(國土資發 2006[210] 號)對資料庫類電子文件的匯交作出了具體的規定。資料庫匯交,應包括項目工作最終評審通過的整個庫文件、管理或瀏覽資料庫的軟體系統及其使用說明,以及使用資料庫所必需的系統庫、字型檔、外部鏈接文件等相關文件和技術文檔,以保證其能正常使用。
通過對資料庫類成果地質資料匯交工作的實踐,資料庫電子文件匯交中存在的質量問題,主要有以下幾個方面:
(1)匯交人應根據項目任務書要求匯交完整的資料庫資料,一般資料庫內所存儲的地質工作成果比較齊全,但匯交人很容易忽視與資料庫相關的其他文件,如資料庫驗收意見、建庫報告、技術文檔和說明性文件(如系統的用戶名和密碼)等;帶圖件的資料庫,容易忽視提供相關的字型檔和系統庫,部分圖形資料庫中缺失圖名、比例尺等信息;數字地質填圖資料庫區調類空間資料庫容易忽視提供元數據。
(2)資料庫內容與驗收意見不一致,如地質災害調查資料庫,對應資料庫審查意見驗收時,各地質災害類型和數量對應不上,各市、縣資料庫一起匯交,有張冠李戴現象。建庫報告、技術文檔紙質或電子文件有時會出現缺頁多頁或頁碼顛倒等問題;數字地質填圖類資料庫野外路線數據與成果地質圖反映內容不一致。
(3)資料庫類資料未按 210 號文成果地質資料電子文件匯交格式要求,存放於相應位置,而是單獨存放於一個自建的文件夾中。
在檢查對應的紙質文件方面,存在的問題如下:
(1)建庫報告、技術文檔雙面列印時,頁碼應居中或放外側,但常出現放內側的情況。
(2)當資料庫類的建庫報告,技術文檔單獨裝訂時,匯交人容易忽視加蓋編制單位公章。
(3)圖紙類折疊不規范,大小、長短不規則;當圖紙過大、需要接圖時,有用雙面膠接圖的情況。
3 資料庫類成果地質資料匯交對管理人員和社會化服務的影響
當前,隨著信息技術的發展,要做好資料庫類成果地質資料匯交工作,必須要有地質專業和信息技術方面的人才,要有一個好的技術團隊和管理團隊。由於資料庫種類較多,內容繁瑣,資料庫驗收人員應加強學習,掌握各類資料庫的驗收技巧,並積極與地勘單位項目組成員或匯交人溝通,確保資料庫類資料齊全、完整、准確。
資料庫是地質信息中最重要的,隨著資料庫以成果形式的大量出現,為了避免在地質工作中重復投入、減少社會浪費,其提供社會化服務是大勢所趨,從而也使服務形式往多元化發展,服務產品多樣化。而做好資料庫類資料的社會化服務,離不開服務機制的完善,離不開硬體的建設。
4 幾點建議
4.1 加強地質資料匯交管理制度的建設
首先應著力解決地質資料匯交的監督管理問題,要嚴格履行《地質資料管理條例》賦予地質資料管理部門的職責,維護條例的嚴肅性和權威性,地質資料的匯交應嚴格執行礦業權管理制度的有關規定。同時,應加強匯交人匯交資料庫的意識,並消除各匯交單位對權益保護存在的顧慮;加強法制觀點的宣傳,依法匯交資料是匯交人的責任和義務,同時國家也保障匯交人的權益,保障資料的安全及合理提供利用。
4.2 加強對地質資料匯交人的培訓工作
由於匯交人經常有變動,匯交要求為順應新形勢也在逐步完善,積極開展培訓工作是必要的。匯交單位也應積極響應。有些單位地質資料不經過資料室直接由項目組成員匯交,建議各匯交單位派資料室專人進行匯交,項目組成員給予配合、督促匯交工作的完成。
4.3 積極推進資料庫類成果地質資料社會化服務
首先應完善服務機制,加強硬體的建設,加強對資料庫類資料的服務意識。在地質資料目錄資料庫建設中,應包含資料中是否有資料庫的信息,提供社會查詢,服務人員也應提供簡捷、高效、優質的服務,展現良好風貌。
5 結語
資料庫類成果地質資料承載了大量有價值的地質工作成果信息,積極做好其匯交工作,需要各方面的共同努力。我們要繼續做好資料庫類資料的檢查和驗收工作,要更好地掌握各類資料庫驗收的新方法、新要求,以保證其完整、准確、有效地在國民經濟建設和社會發展中發揮重要作用[4]。
參 考 文 獻
[1] 衛偉,王天文 . 地質資料匯交的重要性及管理中的難點和對策 [J]. 山東煤炭科技,2003,(2):41
[2] 程琳 . 淺談成果地質資料匯交驗收工作中存在的問題及對策 [J]. 資源環境與工程,2010,24(2):207 ~ 209
[3] 全國地質資料館 . 地質資料管理技術規范與標准 [M]
[4] 李桂芳 . 成果地質資料匯交中存在的問題及對策 [J]. 資源環境與工程,2007,21(4):476 ~ 478
8. 地質災害
自然因素或者人為活動引發的崩塌、滑坡、泥石流等地質作用或現象,危及經濟社會生命和財產安全時,就形成了地質災害。隨著土地、水和礦產等地質環境要素的不斷變化,誘發地質災害的自然條件和人為活動隨之改變,地質災害對經濟社會和生態系統的負面影響日益凸顯。近年來,全球重大地質災害發生總體呈上升趨勢,因災死亡人數得到了有效控制,經濟損失快速增加。
表1-5 1940~2012年世界各地區重大地質災害統計
(數據來源:聯合國國際減災戰略機構(UN/ISDR)EM-DAT資料庫,2013)
圖1-10 1940~2012年全球重大地質災害發生頻次變化
(數據來源:聯合國國際減災戰略機構(UN/ISDR)EM-DAT資料庫,2013)
重大地質災害發生頻次不斷上升。聯合國國際減災戰略機構(UN/ISDR)收集整理了世界各個國家發生的重大自然災害,形成了EM-DAT國際災害資料庫。入庫的重大自然災害應至少滿足下列條件之一:造成10人以上死亡;100人以上受到災害影響;政府宣布應對災害緊急狀態;政府在救災過程中呼籲國際援助。據統計,1940~2012年,全球發生重大崩塌、滑坡、泥石流地質災害649次,造成6.3萬人死亡,有記錄的經濟損失約86.5億美元(表1–5)。圖1–10繪出了1940~2012年全球重大地質災害發生頻次變化情況。可以看出,重大地質災害發生頻次在時間上總體呈上升趨勢,從20世紀40年代到80年代初重大地質災害增長較慢,80年代以後重大地質災害發生頻率快速增加,從80年代初的年均不足10次增加到近十年來的年均19次,表明崩塌、滑坡、泥石流災害發生頻次有較大幅度的增加。雖然每年重大地質災害發生頻次增加,但是因災死亡人數沒有明顯增長,單次地質災害造成的死亡人數總體上是下降的,從1970~1979年的136人/次下降到2000~2009年的40人/次,說明隨著各國對地質災害的日益重視,地質災害防治取得了一定成效。然而,地質災害造成的經濟損失自80年代以來快速增加,從1970~1979年的1.4億美元增加到2000~2009年的10.2億美元(圖1–11)。
圖1-11 1940~2012年全球重大地質災害死亡人數與經濟損失情況
(數據來源:聯合國國際減災戰略機構(UN/ISDR)EM-DAT資料庫,2013)
不同國家地質災害防治水平存在顯著差異。美國1960~2009年地質災害共造成336人死亡,直接經濟損失12.4億美元(按1960年折算)。1970年以後,隨著地質災害防治科技進步,美國地質災害造成的死亡人數保持在很低的水平,平均年死亡人數在4人以下。1985年以前地質災害造成的直接經濟損失呈快速增加趨勢,之後直接經濟損失則呈減少的趨勢,說明美國地質災害防治取得了明顯的成效。從5年累計數值來看,美國地質災害防治將減少人口傷亡放在首位,在有效避免災害傷亡之後,盡力減少災害造成的直接經濟損失(圖1–12)。墨西哥1970~2011年地質災害呈增加趨勢,1997年以前地質災害發生在低水平波動,平均每年發生10次左右,平均每年導致近14人死亡;1998年以來,地質災害顯著增加,平均每年發生的地質災害增加至86次,平均每年導致50人以上(不含1999年)死亡(圖1–13)。從地質災害死亡率來看,1982年以前單次地質災害造成的平均死亡人數總體上呈增加趨勢,1982年以後(如果不考慮1999年)總體上地質災害死亡率呈下降趨勢。尼泊爾1971~2011年地質災害發生總體上可劃分為兩個階段:第一階段(1971~1992年)年發生地質災害頻次保持穩定,多在19次上下波動;第二階段(1993~2011年)地質災害頻次明顯增加並呈周期性波動,平均每年發生120次以上,在地質災害高發年可達380次以上。地質災害致死人數呈緩慢增加趨勢,地質災害死亡率在1989年以後明顯下降。
地下水持續超采引發的地面沉降成為世界很多地區不得不面對的環境問題。據統計,目前世界上已有60多個國家和地區發生地面沉降。其中,地面沉降比較明顯的區域有墨西哥的墨西哥城(2004~2006年沉降300mm/a),美國加州Coachella Valley(2003~3009年沉降70mm/a),越南Hanoi(沉降0.10~0.15m),日本Sagamigawa平原(1975~1995年累計沉降0.32m),伊朗Yazd-Ardakan盆地(1985~2010年累計沉降0.5~1.2m),印度尼西亞Semarang(2007~2009年沉降80mm/a),中國西安(截至1996年累計沉降量超過100mm的面積達150km2)、天津(2010年市區沉降量20.4mm)等。
圖1-12 1960~2008年美國5年累計直接經濟損失和死亡人數
(數據來源:美國南卡羅來納大學美國災害與損失資料庫SHELDUS,2011)
圖1-13 1970~2011年墨西哥地質災害發生與死亡率變化
(數據來源:拉美災害預防研究網路(LA RED)DesInventar災害信息管理系統,2013)
9. 地質災害防治工作規劃綱要(~年)
(國土資發[2001]79號發布)
前言
地質災害是指各種地質作用給人民生命財產和經濟建設造成的危害。科學規劃地質災害防治工作,合理開發利用地質環境資源,避免和減輕致災地質作用給人民生命和財產造成的損失,對維護社會穩定、保障生態環境安全、促進國民經濟可持續發展具有重要意義。1990年2月,地質礦產部、國家計委、國家科委聯合向各省(自治區、直轄市)和有關部門印發了地質礦產部組織編制的《全國地質災害防治工作規劃綱要》。規劃綱要實施10年來,我國地質災害防治工作取得了重大進展。1998年機構改革,國務院賦予國土資源部地質環境保護和地質災害防治管理的職能。為適應我國社會發展和國民經濟建設的需要,在基本完成原規劃任務的基礎上,編制了《地質災害防治工作規劃綱要(2001~2015年)》。
一、我國地質災害現狀與防治工作進展
(一)地質災害現狀
我國致災地質作用種類繁多,分布廣泛,活動頻繁,危害嚴重。
崩塌、滑坡和泥石流的分布范圍占國土面積的44.8%,其中又以西南、西北地區最為嚴重,平均每年造成1000多人死亡,經濟損失巨大。
地面塌陷(含岩溶塌陷和采空塌陷)主要分布在岩溶地區和礦區。岩溶塌陷分布廣泛,自1949年以來,已在24個省(自治區、直轄市)發生近千起,塌陷坑總數3萬多個,其中尤以中南、西南地區最多。礦區(以採煤為主)采空塌陷十分嚴重,僅華北、華東地區的煤礦區采空塌陷每年就達10.5萬畝。地面塌陷每年造成的直接經濟損失幾十億元。
地面沉降主要發生在東部平原地區,全國已有上海、天津、蘇州、無錫等40多個大中城市出現較為嚴重的地面沉降災害。地面沉降雖不致直接造成人員傷亡,但由於它多出現在經濟發達地區,所以造成的經濟損失尤為嚴重。
地裂縫已在17個省(自治區、直轄市)200多個縣(市、區)發現400多處,每年造成的直接經濟損失較為嚴重。
(二)地質災害防治工作進展
黨和政府非常重視地質災害防治工作,特別是自1988年地質礦產行政主管部門履行「對地質環境進行監測、評價和監督管理」職能以來,各級地礦行政主管部門採取了一系列措施,加強對地質災害防治的監督管理,使我國為防治地質災害而開展的調查、評價、監測預報和治理等工作取得了顯著成績。
1.基礎工作得到了加強
在全國范圍內開展了地質災害現狀調查;先後完成了長江、黃河等11條大江大河和成昆鐵路、寶成鐵路、川藏公路等交通干線的環境工程地質普查;特別是完成25個省(自治區、直轄市)1∶50萬以地質災害為重點的環境地質調查。初步掌握了全國地質災害分布規律。
2.地質災害防治管理和法制建設有了明顯進展
各省(自治區、直轄市)普遍成立了地質災害防治工作領導小組,建立了防災預案制度、災害速報制度、險情巡查制度、汛期值班制度;全國已有17個省(自治區、直轄市)頒布實施地質災害防治方面的地方性法規或規章;1999年國土資源部第4號部長令頒布實施《地質災害防治管理辦法》,並開始實行建設用地地質災害危險性評估制度。
3.治理工作成效顯著
進行了長江三峽鏈子崖危岩體、黃臘石滑坡、雞扒子滑坡、重慶豆芽棚滑坡等200多處危害較大的地質災害的勘查治理,取得了顯著的經濟效益和社會效益。
4.監測網路初具規模,預報工作卓有成效
初步建立起全國地質環境監測網,對一些危害較大的滑坡、危岩、地面沉降、地面塌陷、地裂縫等開展了專門的監測預報。通過廣泛開展科普宣傳活動,提高了受災害威脅地區幹部群眾的減災防災意識,適合中國國情的群測群防體系建設正在穩步推進,汛期地質災害檢查和應急治理取得了顯著的成效。
5.實行地質災害防治工程單位資質管理制度
從1993年開始,先後頒布實行了地質災害防治工程勘查、設計、施工、監理單位資質管理辦法。目前已有鐵道、建設、煤炭、水利、電力、交通、化工、有色、冶金、建材、地礦等11個行業所屬的400多個單位獲得地質災害防治工程勘查、設計、施工、監理資質等級證書。此外,舉辦了多期地質災害防治工程監理工程師培訓班和地質災害防治工程設計培訓班,培養了一大批地質災害防治的管理人才和專業技術人才。
盡管我國地質災害防治工作取得了令世人矚目的成績,但還存在一些問題:法制不夠健全、投入保障機制尚未建立、管理體制不夠完善;全國地質災害分布狀況與危害程度尚未完全查清;地質災害造成的損失十分嚴重,每年1000多人死亡,經濟損失高達200多億元。因此,編制地質災害防治工作規劃綱要,指導各地、各部門編制本地區、本部門的地質災害防治規劃,積極主動有效地開展地質災害防治工作,是非常必要的。
二、指導思想、規劃原則與目標
(一)指導思想
高舉鄧小平理論偉大旗幟,充分發揮社會主義制度的優越性,動員社會各方面的力量,從我國的國情出發,以突發性致災地質作用為重點,以群測群防為主要手段,以最大限度地減少人員傷亡、保障社會穩定為主要目的,把地質災害防治與經濟發展緊密結合起來,處理好長遠與當前、整體與局部的關系,促進經濟效益、社會效益和環境效益的協調統一。
(二)規劃原則
1.堅持「預防為主,避讓與治理相結合」的原則;
2.堅持按客觀規律辦事,從實際出發,因地制宜,講究實效,東、中、西部防治重點各有側重的原則;
3.堅持統籌規劃、突出重點、量力而行,分階段實施的原則;
4.堅持各級政府對轄區內地質災害防治負責的原則;
5.堅持人為誘發的地質災害,誰誘發誰治理;自然形成的地質災害誰受威脅誰出資的原則。
(三)規劃目標
我國地質災害防治的總體目標是:用15年的時間,建立起相對完善的地質災害防治法律法規體系和適應社會主義市場經濟要求的地質災害防治監督管理體系,嚴格控制人為誘發地質災害的發生;加強基礎調查工作,在基本掌握我國致災地質作用分布狀況與危害程度的基礎上,建立並逐步完善地質災害監測預報和群測群防體系;調動各方面的積極性,加強地質災害治理工作力度,使危害嚴重的重大地質災害點基本得到整治。通過這一階段工作,將地質災害防治從過去分散的、被動應急的狀況,轉變為有組織的、專門的、主動的和有預見性的工作。到2005年,使人為誘發的地質災害日益突出的趨勢得到有效控制;到2015年,基本改變我國地質災害日趨嚴重的局面,使我國地質災害的發生率和損失量有明顯降低。
分段目標是:
到2005年:
1.進一步掌握我國致災地質作用的分布規律、主要致災危險點的分布狀況、危險性、危害程度等。
2.群測群防監測網路覆蓋到地質災害較為嚴重的700個縣(市、區)、占國土面積約50%的范圍,並初步形成全國專業監測骨幹網路,在三峽庫區等重要地區實行立體監測。
3.建成相對完善的全國地質災害空間資料庫,提供主要地質災害信息適時查詢。
4.建立規范的建設用地地質災害危險性評估制度,嚴格控制人為誘發地質災害的發生。
到2015年:
1.建立起相對完善的以群測群防為基礎,現代化專業監測為主導的覆蓋全國的地質災害監測預報網。
2.在防治技術方法和地質災害體綜合開發等方面取得重要突破,使一些危害特別嚴重並需要治理的致災危險點得到有效治理。
三、總體部署
根據我國地質環境條件和致災地質作用分布特點,結合全國國土總體規劃以及國民經濟和社會發展規劃,把防治工作重點放在經濟發達地區、人口密集區和重大工程項目建設區,按東、中、西部進行部署。
(一)東部平原地區
即大興安嶺—太行山—雪峰山一線以東,衡山—黃山一線以北,包括黑龍江、吉林、遼寧、河北大部、河南、湖北中東部、湖南中東部、江西北部、安徽、江蘇、山東、浙江北部。這一地區,總體上地勢低平,經濟比較發達,生態環境相對較好,主要的問題是城市水資源供需矛盾十分突出,大量超采地下水引起嚴重的地面沉降、地裂縫、地面塌陷、海水入侵等致災地質作用。采礦特別是採煤造成的地面塌陷也是這一地區比較常見的致災作用。除此之外,在部分丘陵區有小型崩塌、滑坡、泥石流,規模雖不大,由於人口密集,所以其危害也比較嚴重。這一地區的地質災害防治首先是要加強行政管理,科學部署地下水開采井位和開采層位,通過高效的全自動監測網路,嚴密監測,嚴格控制地下水開采量,減緩地面沉降。其次,要做好以國土經濟開發區為重點的環境地質綜合評價和地質災害防治區劃,並據此及時調整土地利用規劃和城市建設布局,避免將重大工程和重要設施建在岩溶地面塌陷危險區和礦山采空區,杜絕人為誘發地質災害。
(二)東南丘陵區
即雪峰山—十萬大山一線以東,衡山—黃山一線以南地區,主要包括:浙江南部、江西大部、福建、廣東等地區。這一地區內丘陵區的小型崩塌、滑坡、泥石流是主要的致災作用。除此之外,廣東等地採石場常常發生崩塌。針對這一地區人口密度大,寸土寸金的現實,要加強崩塌、滑坡、泥石流的勘查、防治,特別要注意將防災與土地、礦產開發利用緊密結合起來,走開發性治理的道路,提高地質災害防治的經濟效益。對農村丘陵山區的點多面廣的致災地質作用,要研究其形成機制,普及基本知識,建立健全群測群防網路,減少人員傷亡和經濟損失。
(三)中西部山區
即大興安嶺—太行山—雪峰山一線以西,祁連山—岷山—龍門山—玉龍雪山一線以東,龍首山以南地區。包括河北西部、甘肅、陝西、山西、四川大部、重慶、雲南大部、貴州、廣西等地區。這一地區,地形上,以切割強烈的山地、高原為主,新構造活動強烈,氣候條件復雜。這一地區不僅是我國礦產資源開發、交通和城鎮建設的重要地帶,也是農、林、牧業生產的主要基地。區內以崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等最為常見,是我國地質災害防治部署的主要地區。這一地區要在全面開展相應的環境地質調查的基礎上,加強國土經濟開發區和大江大河、交通干線等突發性致災地質作用多發區段的地質災害防治區劃工作。要特別注意加強三個方面的工作:一是地質災害防治工作要緊緊圍繞重點工程展開,要建立並嚴格執行建設用地地質災害危險性評估制度,避免將城鎮、重要設施建在受致災地質作用嚴重威脅的地區,確保重點工程的安全。二是要針對這一地區崩塌、滑坡、泥石流點多、面廣,容易造成人員傷亡的特點,在防治區劃的基礎上建立健全群專結合的監測預報系統,加強監測預報;分輕重緩急,有計劃地對危害嚴重的隱患點採取防治措施。三是礦產資源的開發應在「保護中開發」和「開發中保護」的方針指導下,採取有效的政策措施,保護礦山地質環境,防治礦山地質災害。
(四)西部地區
主要包括內蒙古、新疆、西藏、青海、雲南西部地區。礦產、能源、森林資源豐富,國土開發程度較低,地殼活動頻繁。這一地區可分為兩部分。
南部山地、高原區以自然形成的崩塌、滑坡、泥石流等突發性致災作用為主。這一地區的突出特點是人口密度小,經濟欠發達,而致災地質體的規模又很大,所以防災工作的主要手段是避讓,對少數民族地區和城鎮集中居民區危害重大的地質災害隱患點實施治理。根據國家西部大開發的戰略,有關各省(自治區、直轄市)應盡快編制本地區的地質災害防治規劃。重點要加強區域地殼穩定性評價工作;對基礎設施建設,做好建設用地地質災害危險性評估工作;做好長江上游、黃河上游經濟區的環境地質評價與地質災害防治區劃;對可能開發的大型礦產基地、大型水能基地,提前做好環境地質綜合評價。
北部內陸盆地區主要問題是荒漠化和鹽漬化。主要的防災手段是加強地下水的勘查和合理開發利用。特別要注意在沙漠邊緣地區尋找地下水源,建立綠色屏障,並逐步向沙漠區推進。
四、主要任務
(一)基礎調查評價與區劃
2001~2005年:
1.全面完成分省(自治區、直轄市)1∶50萬環境地質(以災害地質為重點)調查工作。此項工作自1991年開始,到2000年底,共完成27個省(自治區、直轄市)的調查,2005年底以前完成全國的區域環境地質調查(以災害地質為重點)工作。
2.2005年底以前基本完成全國以縣(市、區)為單元的地質災害調查與區劃工作。通過這項工作,可以全面掌握我國地質災害的發育規律、主要致災危險點的分布狀況、危險性、危害程度等,為建立地質災害監測預報體系和實施地質災害治理工程奠定基礎。
(1)對受致災地質作用威脅十分嚴重的700個縣(市、區),由國家和地方共同出資,按《縣(市、區)地質災害調查技術要求》開展調查工作,將所有對主要居民點和重要設施有較大威脅的災害危險點基本調查清楚。2002年底以前完成400個縣(市、區),2005年底以前全部完成。
(2)受致災地質作用威脅較為嚴重的500個縣(市、區)的調查與區劃工作,由地方各級政府出資完成。
(3)其餘受致災地質作用威脅較輕的縣(市、區)的調查與區劃工作,由各縣(市、區)出資完成。
2006~2015年:
1.完成全國地質災害多發城鎮、經濟開發區地質災害隱患調查與土地利用控制區劃。
2.完成全國規劃交通干線地質災害隱患調查與土地利用控制區劃。
(二)地質災害監測預報網路體系建設
1.群測群防網路建設
在開展縣(市、區)地質災害調查時,採取專業隊伍與當地村鎮幹部混合編隊的方法組成聯合調查組,每發現一個隱患點,即由當地政府領導指派當地群眾按調查組提出的方法和要求進行監測。重要隱患點,則由鄉鎮政府在技術人員的協助下制定防災預案。2005年以前,監測機構落實到縣(市、區)。縣(市、區)地質災害調查全部結束時,全國所有調查出來的災害隱患點都要有明確的防災負責人和監測責任人,由此形成一個覆蓋全國主要地質災害多發區的群測群防網路。
2.專業骨幹網路建設
對一些危害相當嚴重,將會造成大量人員傷亡和嚴重經濟損失的災害隱患點,由專業人員利用現代化儀器進行站網式監測。
2005年以前,以三峽庫區崩塌滑坡、蘇錫常地區(蘇州、無錫、常州)地面沉降監測為主。監測數據達到適時傳輸、自動處理。
2015年以前,建成覆蓋全國的以站網式監測為骨乾的立體監測網路。建成比較完善的地質災害防災預警指揮系統。
3.應急反應系統建設
2002年底前,各省(自治區、直轄市)要建成以地質環境監測總站為主體的地質災害應急反應系統。每年汛期前對主要災害隱患點進行險情巡查;汛期中加強監測;汛後進行復查。發現險情或接到險情報告,要能在較短的時間內趕赴現場,進行險情鑒定,提出處理對策措施。
(三)信息網路建設
在進行縣(市、區)地質災害調查時,按統一要求填寫調查表,由此形成地質災害基礎信息,建立地質災害信息網路。
2002年底,建成主要地質災害的空間資料庫結構,提供動態查詢的主要地質災害信息。
2003年以前完成整個信息網路的骨架建設,建立基於GIS系統的地質災害狀況和地質災害管理公眾自由查詢系統。
2005年底,建成相對完善的全國地質災害的空間資料庫,使一般民眾能通過互聯網查詢任何一個目的區的地質環境狀況、地質災害歷史和致災隱患點的分布、危險性和可能的危害范圍;提供主要地質災害信息適時查詢。
(四)地質災害監測預報及防治示範區建設
為提高區域地質災害監測預報水平,為探索開發性治理地質災害的途徑,2015年以前,分別在三峽庫區、陝西關中地區、太行山地區、龍門山地區、江西宜春地區、雲南東川地區、廣東深圳市建立示範區。
1.長江三峽庫區地質災害監測預報示範區建設
2001年,全部完成庫區19個縣(市、區)地質災害調查,建立19個縣級監測站,初步建成群測群防監測預報網。建立全庫區的RS監測系統,完成首次1∶1萬航攝飛行;建立全庫區的GPS控制網、基準網。
2002年,建成庫區以60個危害嚴重的致災隱患點的自動化監測為主體的監測預報網路。實現監測數據的自動採集、適時傳輸和自動分析。
長江三峽庫區地質災害監測預報示範區的建成將為全國地質災害監測預報網路的建設提供最直接的經驗。
2.陝西關中、太行山、龍門山、江西宜春地區地質災害監測預報及群測群防示範區建設
2005年以前分年度建成上述4個示範區,主要是通過詳細的野外地質環境調查並對當地災害歷史情況進行分析,掌握各地區地質災害主要誘發因素特別是降雨在災害發生中所起的作用,研究不同地區的臨界暴雨強度,通過與氣象部門的合作,利用較為精確的天氣預報進行區域性災害預報。在此基礎上,建立群測群防網路,完善監測預報系統。
3.雲南東川泥石流災害治理示範區建設
2003年開始啟動,在我國泥石流博物館———雲南東川選擇危害面較大造成大量土地無法利用的泥石流溝,採取國家給予優惠政策和少量資金補助,鼓勵企業、個人出資治理,獲得土地使用權。通過示範,取得經驗後,逐步推廣,探索地質災害治理與土地開發利用相結合的新路,以減輕政府在地質災害防治方面的經濟壓力。
4.深圳市岩溶塌陷災害預防示範區建設
充分收集深圳市多年來工程勘查中積累的大量資料,特別是鑽孔資料,在此基礎上進行必要的補充勘查和詳細研究,進行深圳市岩溶塌陷危險性的詳細分區,建立深圳市地質環境狀況公眾查詢系統,一方面,利用該項成果調整城市規劃布局;另一方面,也可作為單位、個人投資工程建設時的參考依據。該項示範區建設2001年啟動,2003年建成。
(五)開展全國地質災害風險區劃
以省(自治區、直轄市)1∶50萬環境地質調查等已有資料為基礎,運用地理信息系統(GIS)技術,研究中國致災地質作用活動程度與各地區社會經濟易損程度,分析地質災害與社會經濟發展的關系,評價我國地質災害風險程度與地區差異,為國土開發和地區經濟布局提供科學依據。
2005年以前:
1.完成三峽地區地質災害風險區劃;
2.完成我國七大經濟區域(長江三角洲及沿江地區、環渤海地區、東南沿海地區、西南及華南部分省區、東北地區、中部5省區、西北地區)地質災害綜合風險區劃;
3.完成我國規劃的主要交通干線地質災害綜合風險區劃;
4.完成全國崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降5種常見的、多發的致災地質作用的危險性評價、易損性評價和風險性評價。
2015年以前完成全國地質災害嚴重的700個縣(市、區)的以縣(市、區)為單元的地質災害風險區劃。
(六)實施地質災害治理工程
1.2005年以前對人為誘發的地質災害實行誰誘發、誰治理的原則;對自然作用形成的地質災害,則實行國家、地方和受威脅單位共同出資治理的方式。使一些危害特別嚴重並需要治理的地質災害危險點得到有效治理。
2.在逐步完善有關法律法規的基礎上,除對人為誘發的地質災害依舊實行「誰誘發、誰治理」的原則外,自2006年開始,對自然作用形成的地質災害逐步推行政府強制性限期治理的方法。治理經費除極個別的特殊情況由政府補貼以外,原則上由受威脅的單位和個人出資。使危害嚴重並需要進行治理的地質災害危險點大部分得到有效處理。
五、主要措施
(一)加強領導、健全機構、強化管理
地質環境保護和地質災害防治是一項重要的社會公益性事業,是各級政府和國土資源行政主管部門主要職責之一。要嚴格貫徹執行國土資源部第4號令《地質災害防治管理辦法》,加強管理,確保規劃的實施。在各級地方政府機構改革過程中,省、地、縣三級國土資源主管部門均應設置地質環境管理機構,並規定其主要職責,認真落實中央關於環境保護的基本方針政策,全面履行職責,開拓創新,切實做好地質災害防治工作。要把地質災害監測機構落實到縣(市、區),地質災害嚴重的鄉村要有地質災害監測員。
(二)大力加強法制建設
把法制建設放在首位,本著先易後難的原則,集中力量加快法制建設步伐,基本建立起地質災害防治法律法規體系。2001~2005年擬制定以下法規、規章:
(1)地質災害防治管理條例(法規);
(2)地質災害防治管理條例實施細則(規章);
(3)建設用地地質災害危險性評估單位資質管理辦法(規章);
(4)地質災害監測預警預報管理辦法(規章);
(5)地質災害防治工程管理辦法(規章);
(6)修訂地質災害防治工程勘查、設計、施工、監理資質管理辦法(規范性文件);
(7)完善汛期地質災害預報防災制度(規范性文件)。
2006~2015年擬制定地質災害防治法及其相配套的城鎮與基礎設施建設地質災害防治管理條例、地質災害群測群防管理條例等法規、規章。
在努力推進全國性的法律、法規建設的同時要積極引導、促進地方性法規的建設。
(三)把地質災害防治規劃納入國民經濟和社會發展規劃
地質災害防治規劃應與國民經濟和社會發展規劃相協調。國家、地方及部門在制定經濟和社會發展規劃時,要把地質災害防治工作的主要指標納入相應國民經濟和社會發展計劃中。
(四)建立健全防治經費的投入機制
要保證規劃實施,必須要有相應的經費保證。遵照各級政府對環境質量負責和「誰開發、誰保護」的原則,實行分級防治。國家地質災害防治管理能力建設經費和國家重大工程建設區地質災害防治經費的投入,以中央財政為主;各產業部門所轄建設區地質災害防治經費由各部門負責;廣大城鄉地質災害防治經費的投入以地方政府和部門、企業為主,中央財政為輔,多渠道投入。
(五)依靠科技進步
充分利用現代科學技術方法和手段,提高地質災害防治的綜合能力。特別要做好致災地質體的綜合勘查、評價和評估,加強地質災害監測預報,提高災害信息採集和快速處理水平,建立災害防治信息共享機制;加強災害防治研究,提高抗災應急能力。
加強地質災害防治的科學技術研究。特別要分輕重緩急解決地質災害防治中關鍵性的技術問題、難題。首先,要通過專門的研究,總結出斜坡穩定性、岩溶分布區地面穩定性判別的宏觀標志等,迅速提高群測群防的科技含量;其次,要在較長時間資料積累的基礎上,開展地質災害監測預報判據的研究,逐步使高科技的監測技術從試驗階段逐步過渡到實用階段;最後,要逐步加強地質災害防治工程理論研究、致災地質作用過程模擬與過程式控制制研究,以及地質災害監測儀器的研究。積極推廣新理論、新技術、新方法。2005年以後要特別注意加強開發性治理地質災害的新技術、新方法研究。
要充分發揮科研單位與院校的技術力量,實行「產學研」相結合,組織科技攻關,解決地質災害防治工作中的難題。
要加強國際合作和交流,吸收先進的地質災害防治理論和技術方法。
(六)完善管理手段,建立健全基本制度
目前推行的建設用地地質災害危險性評估制度和地質災害防治工程單位資質管理制度,已為社會認可,效果明顯。為盡快完善管理手段,還必須推行地質災害防治目標責任制度、地質災害限期防治制度。
(七)加強宣傳、教育工作,提高全民的保護地質環境和防災減災的意識與水平
大量的事實說明,群眾普遍對預防地質災害意識淡薄,防災知識缺乏,以使致災地質作用造成嚴重的後果。為此,必須加大宣傳、教育的力度,通過各種形式的宣傳媒介,深入系統地介紹加強地質災害防治工作的重要性和必要性,宣傳、普及地質災害防治知識和經驗,要把地質災害防治工作作為各級政府的重要職責,調動他們和廣大群眾防治地質災害的積極性,進一步增強全社會抵禦地質災害的能力。當前要把宣傳的重點放在農村和鄉鎮。要集中力量辦好全國地質災害調查及群測群防網路建設培訓班,使全國受致災地質作用威脅嚴重的700個縣(市、區)的地礦行政領導基本上都要掌握這方面的基本要求和規范。要用2~3年的時間,通過各種形式,把10000個受地質災害威脅最嚴重的村鎮的有關幹部群眾輪訓一遍。
10. 地質災害調查
進入世紀以後,在社會變革和科技進步的雙重驅動下,全球經濟進入快速發展階段。與此同時,自然災害發生頻次不斷增加,環境污染日益擴大,成為威脅經濟社會發展的重大問題。據聯合國國際減災戰略機構統計,重大地質災害從1900~1909年的40次增長到2000~2009年的358次(圖6-3)。為了應對日益增多的自然災害所帶來的巨大挑戰,20世紀80年代末,聯合國大會上通過關於成立國家減災委員會的決議,提出「國際減輕自然災害十年」計劃,由此推動各國政府把減輕災害列入國家發展規劃。針對地質災害,專門成立了國際滑坡研究組等組織,實施全球地質災害編圖計劃。2000年聯合國通過了國際減災戰略,成立了相應的國際減災戰略機構,繼續推進各國的減災行動。2005年1月,第二屆世界減災大會在日本神戶召開,與會專家學者們一致呼籲加強區域綜合減災能力建設,提高應急管理水平,從而實現區域的可持續發展。目前,各個國家的地質調查部門均把地質災害的調查、監測和防治作為其重要的工作內容。
圖6-3 1900~2009年世界地質災害發展趨勢示意圖
美國地質調查局長期致力於滑坡、地震、火山等地質災害的研究和預警預報工作。經過長期的積累與努力,美國地質調查局成為世界公認的滑坡災害權威機構,設有國家滑坡信息中心,負責滑坡災害研究並提供實時災害信息。2000年,美國地質調查局制定了《國家滑坡災害減災戰略》,確定了美國減輕滑坡災害的重點工作方向,包括滑坡過程與發生機制研究、災害填圖與評估、實時監測、信息收集傳輸與解譯、指導與培訓、公眾教育、災害防治、應急反應與救災9大方向[8]。目前,正在執行滑坡災害項目2005~2010年規劃,強調採用新的機理模型和監測技術來研究滑坡災害。挪威地質調查局和挪威岩土工程研究所等機構聯合開發建立國家滑坡災害資料庫,對挪威境內的滑坡進行登記入庫,包括災害分布圖、危險性分區圖、滑坡歷史數據、災害評價資料等。從2004年開始,挪威地質調查局負責進行全國的滑坡災害填圖。澳大利亞1994年啟動的國家環境地質科學填圖協議,把災害調查、災害風險評估作為其中一項重要的內容。澳大利亞地球科學機構與地方政府合作進行滑坡災害調查與評估工作,重點對發生滑坡的區域開展災害預測,對滑坡易發區進行災害風險評估。日本泥石流災害發生頻繁,不得不投入大量的人力、財力進行泥石流災害研究,取得了顯著的成效。近年的研究工作重點強調利用先進技術建立泥石流原型綜合觀測系統,同時進行一系列規模大小不一的模擬實驗,開展泥石流產生、搬運和堆積機理的理論研究[9]。
近年來,國外地質災害調查的主要研究集中在以下幾個方面:
(1)地質災害資料庫及災害的風險填圖。例如,義大利建立了GEOS資料庫,收集的數據包括岩石、古今滑坡、對人造建築的損害、土壤最易過飽和和滑動的地區、河道特徵等。根據需要,可以繪制各種1∶10萬至1∶25萬比例尺的圖件,如脆弱性圖、洪水多發區圖等。加拿大啟動了自然災害填圖項目,目的是提供加拿大自然災害的背景信息,包括歷史事件數據和風險圖等。美國編制了自然災害風險圖,表明了易受各類自然災害危險的地區。
(2)地質災害預測和預警系統。在進行災害預警系統研究中,廣泛採用了現代化的技術方法。例如美國採用GIS技術確定各個地區對地震災害的脆弱性,並實時監控地質活動帶獲取相關數據。
(3)先進技術在地質災害調查中的應用。例如,採用遙感技術對中小流域地質災害進行區域性評價,查明地質災害時空分布規律,結合地面調查劃分地質災害危險性等級。同時將災害危險性等級與土地資源的可利用性聯系起來,使地質災害研究成果更容易為公眾所接受,擴大成果的應用服務。
(4)災害系統和災害鏈的研究。研究表明,各種地質災害的發生有著成生聯系,往往會發生連鎖反應,例如大洪水常伴生有滑坡、泥石流、地面塌陷等災害。由於災害的共生性使災害事件和災害系統非常復雜,對單一災害的研究往往不能解決實質性的問題,各國加強了對地質災害系統的研究。