四川地質災害檢測預警系統

1. 四川省地質環境監測總站怎麼樣

簡介：四川省來地質環境監測總站是從自事公益性技術服務、且部分由市場配置資源的事業單位，主要承擔全省地質環境、地下水與地質災害調查、監測、評價、保護及其相關理論技術研究、規程規范制定以及地質災害風險預警預報、應急值班值守、應急搶險調查、應急處置技術指導、督導檢查、宣傳培訓及信息管理系統建設與運行維護等公益性、基礎性工作；開展地質災害治理工程立項調研、勘查設計成果評審、施工單位招投標或比選方案及終驗申報材料的技術核查與咨詢服務等工作
注冊資本：400萬人民幣

2. 地質災害調查監測

完成抄全國1∶1萬工程地質調查1127平方千米，1∶5萬工程地質調查6530平方千米，1∶5萬災害地質勘查2200平方千米。各地成功避讓各類地質災害920起，安全轉移37926人，避免財產損失5.5億元。地質災害造成的死亡和失蹤人數同比減少12％，直接經濟損失減少42.7％。

長江三角洲地區全面建成地面沉降監測與控制體系，初步建立地面沉降主動防治和科學管理的決策機制。重慶巫山、奉節建立了具國際先進水平的地質災害實時監測預警示範站，為三峽工程庫區等國家重大工程建設區地質災害的監測預警提供了技術支撐。建立以專業的地質災害監測和群測群防相結合的雅安地質災害監測預警示範區和以區域地質災害監測為基礎的江西省地質災害氣象預警系統。西南山區城市、東南台風暴雨型、西北黃土地質災害監測預警示範工作取得良好進展。「萬村培訓行動」成效明顯，雲南昭通成功預報鹽津滑坡，避免2011人傷亡；四川達州成功預報青寧鄉岩門村滑坡，避免2251人傷亡。

3. 四信地質災害監測預警系統主要功能有哪些

主要作用是：通過野外監測站對降雨量、表面位移、泥水位、地聲、次聲內、孔隙水壓力容、視頻、深部位移、土壓力等要素進行實時監測，使用GPRS/LoRa/3G/4G等通信方式將數據傳輸到管理及監測預警雲平台，為防災減災提供實時信息服務。
廣泛應用於滑坡監測預警、泥石流監測預警、地面沉降監測預警、崩塌監測預警等，有效保障地質災害多發地區人民群眾的生命與財產安全。

4. 全國地質災害監測預警體系建設的主要任務

全國地質災害監測預警體系建設的總體規劃如圖7.1所示。

7.3.1 國家、省、市、縣級地質災害監測預警站網建設

縣級以上國土資源行政主管部門建立地質災害監測預警體系，會同建設、水利、交通等部門承擔地質災害監測任務，負責業務技術管理，並可受政府委託行使部分地質災害監測管理職能，發布地質災害監測預警信息。地質災害監測機構是公益性事業單位。

（1）國家級地質災害監測站

國家級地質災害監測站負責全國性地質災害專業監測網、信息網的建設與運行工作，並承擔國家級地質環境監測任務；承擔全國地質災害預警預報和相關的調查研究工作；擬編全國地質災害監測規劃、計劃、工作規范和技術標准；開展科技交流與合作，研究和推廣新技術、新方法；承擔全國地質災害監測數據、成果報告的匯總、分析、處理和綜合研究，為政府決策部門和社會公眾提供信息服務；負責對省（區、市）級地質災害監測業務的指導、協調和技術服務。

（3）地質災害監測預警研究試驗區

針對我國突發性地質災害具有區域性、同時性、突然性、暴發性和危害大等特點，結合國土整治規劃和資源能源開發，在代表性地區開展地質災害監測預警示範。在試驗區建立自動遙測雨量觀測站網，逐步建立試驗區滑坡、崩塌和泥石流區域爆發的降雨臨界值，為突發性災害的區域預警提供依據。同時，在試驗區開展降雨期斜坡岩土體滲流觀測，研究降雨誘發滑坡、崩塌和泥石流的機理。

2010年前，進一步完善和建設三峽庫區立體式監測預警示範區。完成三峽庫區滑坡、崩塌、泥石流災害的立體監測網建設，在庫區60處地質災害點實現監測數據的自動採集、實時傳輸和自動分析；完善庫區20個縣級監測點建設；完成1∶1萬航攝飛行；建立全庫區的遙感（RS）監測系統，完成全球定位系統（GPS）控制網、基準網建設。

2010年以前重點在重慶市區、北京市、甘肅蘭州市、陝西安康市、四川雅安、雲南新平、雲南東川、浙江金華市、江西宜春市等地區開展突發性地質災害監測預警試驗研究。

（4）地面沉降和地裂縫監測網

1）國家級地面沉降監測網選址原則：①跨省區的地面沉降災害區域；②有一定的監測工作和設施基礎；③地方政府有積極性，並提供配套資金；④具有較為完善的法規和管理體系。

2）工作部署：2010年之前，重點開展長江三角洲、華北平原、關中平原、淮北平原和松嫩平原地面沉降和地裂縫監測網的建設；2010年以後逐步開展汾河谷地、遼河盆地、珠江三角洲以及全國其他主要城市地面沉降和地裂縫的調查及監測網的建設。

長江三角洲地面沉降和地裂縫監測網包括上海市全部，江蘇的蘇錫常地區、南通地區和鹽城地區南部的三個縣（市），浙江的杭嘉湖平原，控制面積近5萬km²。

華北平原地面沉降和地裂縫監測網包括北京、天津市的平原區，河北省的環渤海平原區和山東的魯西北平原，控制面積5萬多km²。

關中平原和汾河谷地地面沉降和地裂縫監測網的覆蓋范圍自六盤山南麓的寶雞，沿渭河向東，經西安到風陵渡轉向北東，沿汾河經臨汾、太原到大同，寬近100km，長近1000km，包括渭河盆地、運城盆地、臨汾盆地、太原盆地、大同盆地等，涉及近50個（縣）市。

7.3.3 群測群防體系建設

突發性地質災害群測群防網主要針對地質災害較嚴重的山區農村，以縣為單位，在專業隊伍指導下，建立由當地政府領導下的縣、鄉、村三級群測群防體系。在各級地方政府的組織和領導下，充分發揮各級監測站的技術優勢，提高群眾的防災意識和參與程度，完善監測預報制度，到2010年，建成1400個縣（市）突發性地質災害易發區的群測群防網路體系。

（1）群眾監測網路建設

1）監測點選定原則：①危險性大、穩定性差、成災概率高，會造成嚴重災情的地質災害隱患體；②對集鎮、村莊、工礦及重要居民點人民生命安全構成威脅的地質災害隱患體；③一旦發生將會造成嚴重經濟損失的地質災害隱患體；④威脅公路、鐵路、航道等重要生命線工程的地質災害隱患體；⑤威脅重大基礎建設工程的地質災害隱患體。

2）監測點的建設：根據上述原則確定需要監測的地質災害隱患點後，由專業調查組及時向當地政府提出監測方案，同時協助搞好監測點的建設工作。①監測范圍的確定：除對地質災害隱患點和不穩定斜坡本身的變形跡象進行監測外，還應把該災害點威脅的對象和可能成災的范圍，納入監測范圍。②監測方法與要求：對當前不宜進行治理或暫時不能進行治理的隱患點，危害大的應建立簡易監測點，同時要對宏觀地面變形、滑坡體內的微地貌、地表植物和建築物標志等進行觀察。以定期巡測和汛期強化監測相結合的方式進行。定期巡測一般為半月或每月一次，汛期強化監測將根據降雨強度，每天或24小時值班監測。③監測點的設置：簡易監測點一般採用設樁、設砂漿貼片和固定標尺，對滑坡體地面裂縫相對位移進行監測，對危害大的隱患點，如有條件也可用視准線法測量監測點的位移。

3）監測網點的管理與運行：①監測責任落實到具體的單位與個人。被監測的地質災害隱患點所在的鄉（鎮）、村和有關單位為監測責任人，在其領導下，成立監測組，監測組由受危害、威脅的居民點或有關單位的群測人員組成。②建立崗位責任制，縣、鄉（鎮）、村應逐級簽訂責任書。調查過程中，採取多種方式進行宣傳與培訓，教會監測責任人、監測組成員和群眾，如何監測、如何判斷災害可能發生的各種跡象和災情速報及有關應急防災救災的方法。③信息反饋與處理。縣（市）國土資源主管行政部門負責監測資料與信息反饋的收集匯總，上報到市（地、州）國土資源行政部門（或地質環境監測站）進行綜合整理與分析，省國土資源廳地質環境處（或省地質環境總站）將上報的資料與信息錄入省地質災害空間資料庫，進行趨勢分析，同時對下一步監測工作提出指導性意見。④預測有重大險情發生時，當地政府和有關單位應立即採取應急防災減災措施，同時應立即報告省、市、縣政府和國土資源主管部門，派出專業人員赴現場協助監測和指導防災救災。⑤建立地質災害速報制度，按國土資發[1998]15號文附件執行。

4）資料的收集與監測數據的整理：①監測數據包括地質災害點基本資料、動態變化數據、災情等。②所有監測數據均應以數字化形式儲存在信息系統中，同時，必須以紙介質形式備份保存。③監測點必須進行簡易定量監測，並須整理成有關曲線、圖表等。應編制有關月報、季報和年報，同時，對今後災害發展趨勢進行預測。④監測數據應按有關程序逐級匯交。

（2）群專結合的預報預警系統建設

1）縣（市）國土資源行政主管部門歸口管理和指導群眾監測網路，負責監測資料與信息反饋的收集匯總。

2）縣（市）國土資源行政主管部門的地質環境職能部門應根據氣象、水文預報和監測資料進行綜合分析，預測地質災害危險點，並及時向有關鄉（鎮）、村和礦山及負有對重要設施管理的有關部門發出預警通知。

3）縣（市）國土資源行政主管部門負責組織各鄉（鎮）、礦山、重要設施主管部門編制汛期地質災害防災預案。編制全縣（市）汛期地質災害防災預案，並負責組織實施。

4）縣（市）國土資源行政主管部門負責組織地質災害防治科普宣傳活動和基層幹部培訓工作。

7.3.4 地質災害監測預警信息網建設

地質災害監測預警與防治數據是國家與地方進行地質災害防治，保障社會與經濟建設的重要信息，具有數量大、更新快、用途廣等特點。通過信息網的建設，實現數據的採集、存儲、分析和發布，切實做到為政府、研究人員和社會提供所需的地質災害信息，為國家經濟建設宏觀決策提供基礎的科學依據。

到2010年，在完善中國地質災害信息網與各省地質災害信息網及部分地（市）地質災害信息網的同時，建成集地質災害監測、地下水環境監測等為一體的全國地質災害監測信息系統，實現地質災害監測數據的自動採集、傳輸、存儲、數據管理、查詢、應用和信息實時發布系統。

到2020年，以科學技術為先導，不斷完善全國地質災害監測信息系統，結合氣象、水文、地震等相關因素，建成多專業領域、多信息處理技術的信息系統；全面提升我國地質災害監測信息水平，滿足社會和民眾對地質災害信息的需求，實現遠程會商、應急指揮等重要決策功能。

地質災害監測預警信息系統建設依託於各級地質災害監測機構，具有統一要求、統一流程、分級管理等特點，是一個與現代計算機技術緊密結合的系統工程。本書在第11章（全國地質災害防治信息系統建設規劃研究）全面討論了包括地質災害監測預警信息系統在內的整個地質災害防治信息系統的建設問題，本節不再贅述。

7.3.5 突發性重大地質災害應急反應機制建設與遠程會商應急指揮系統建設

（1）應急反應機制建設

從現在（2004年）起，國家、各省（區、市）要組建以省國土資源行政主管部門為指揮中心，以地質環境監測總站（院、中心）為主體，地（市、州）、縣（市、區）國土資源行政主管部門和地方專業隊伍協同作戰的地質災害監測預警應急反應系統。

1）應急反應系統要配置必備的應急設備，每年汛前對防災預案中地質災害隱患點的主要縣（市）進行險情巡查，重點檢查防災減災措施、群測群防網路、監測責任制是否落實到位，並對主要災害隱患點進行險情巡查，汛中加強監測，汛後進行復查。

2）發現險情和接到險情報告能在最短的時間內趕到現場，進行險情鑒定，同時能夠及時對災害進行動態監測、分析，預測災害發展趨勢，根據災害成因、類型、規模、影響范圍和發展趨勢，劃定災害危險區，設置危險區警示標志，確定預警信號和撤離路線，組織危險區內人員和重要財產撤離，情況危急時，強制組織避災疏散。

3）接到特大型和大型地質災害隱患臨災報告，指揮部辦公室會同相關部門，迅速組織應急調查組趕赴現場，調查、核實險情，提出應急搶險措施建議。

（2）突發性重大地質災害遠程會商與應急指揮系統建設

隨著國家經濟建設規模的日益擴大和人民生活水平的不斷提高，地質災害造成的損失日趨突出，地質災害的防治工作必須針對重大地質災害及時作出反應，提出科學的決策意見，及時指揮應急處理工作。

突發性重大地質災害遠程會商及應急指揮系統，是針對突發重大地質災害的預報和應急指揮，在建立地質災害綜合資料庫的基礎上，構建連接國務院國土資源主管部門、地質災害數據中心與重點地質災害發生區的遠程會商和應急指揮網路化多媒體環境及地質災害應急數據傳輸環境，形成一套信息化的地質災害遠程會商和應急指揮工作流程。

其主要工作內容如下：

1）對重大地質災害預報和應急指揮相關的信息進行提取、加工、整理、集成與分析，建立地質災害綜合資料庫。信息內容包括地理、地質背景數據；氣象分析數據；地質災害調查與監測數據；地質災害情況資料；救災條件信息等。

2）建立地質災害信息發布平台。開發和建設重大地質災害信息預報與應急指揮相關的動態信息發布系統、空間信息提取與發布系統、多媒體信息發布系統。

3）構建地質災害遠程會商和應急指揮的網路和多媒體運行環境。包括多點、多級視頻會議系統、大屏幕顯示系統及有關音像、電話系統；國家與重點地質災害區域之間的網路信息傳輸系統；構建地質災害重點區域應急調查數據快速傳輸環境。

4）研究與制定形成一套地質災害遠程會商和應急指揮系統工作規范。分析地質災害遠程會商和應急指揮工作的特點，提出地質災害遠程會商和應急指揮系統工作的模式，建立一套相關的工作規范。

5. 四川大巴被飛石砸中8死16傷，以後會不會研製一種可以提前預警的系統防止災難發生

從理論上來說具備可行性，但是從實踐角度難度可想而知，畢竟此次發生事故的地區群山環繞，加之四川原本就是地質災害高發區，在車輛行駛過程中想要對飛石進行提前預警和精準防護，就目前的科技水平絕非易事，要知道自然災害的預警系統已經足夠完善，但對於空曠環境下的飛石防範依然無濟於事，這也是相關部門頗為頭疼的技術難題。

通過此次四川大巴被飛石砸中事件，不難看出汽車客運在復雜地區依然存在諸多的安全隱患，無論山區路況還是其他惡劣環境中的行車條件，都需要足夠熟悉才能合理規避惡性交通事故的發生，至於預警系統的研究和設計，則應該在滿足不同使用需求的前提下加快研究進度。

6. 地質災害區域預警原理

據檢索統計，世界上約有20多個國家或地區不同程度地開展過降雨引發滑坡、泥石流的研究或預警工作。其中，中國香港(Brandetal.，1984)、美國(Keeferetal.，1987)、日本(Fukuzono，1985)、巴西(Neiva，1998)、委內瑞拉(Wieczoreketal.，2001)、波多黎各(Larsen＆Simon，1993)和中國大陸等曾經或正在進行面向公眾社會的降雨引發區域性滑坡、泥石流的早期預警與減災服務工作，預警的地質空間精度達到數千米量級，時間精度達到小時量級。這些國家和地區一般都在地質災害多發區或敏感區開展或完成了比較詳細的地質災害調查評價工作，擁有比較長期且比較完整的降雨與滑坡、泥石流關系資料，或在典型地區建立了比較完善的降雨遙控監測網路和先進的數據傳輸系統。

綜合分析國內外研究與應用狀況，基於氣象因素的區域地質災害預警預報理論原理可初步劃分為三大類，即隱式統計預報法、顯式統計預報法和動力預報法。

4.2.1 隱式統計預報法

隱式統計預報法把地質環境因素的作用隱含在降雨參數中，某地區的預警判據中僅僅考慮降雨參數建立模型。隱式統計預報法可稱為第一代預報方法，比較適用於地質環境模式比較單一的小區域。由於這種方法只涉及一個或一類參數，無論預警區域的研究程度深淺均可使用，所以這是國內外廣泛使用的方法，也是最易於推廣的方法。這種方法特別適用於有限空間范圍，且地質環境條件變化不大的地區，如以花崗岩及其風化殘積物分布為主的中國香港地區多年來一直在研究應用和深化這一方法。

這種方法考慮的降雨參數包括年降雨量、季度降雨量、月降雨量、多日降雨量、日降雨量、小時降雨量和10min降雨量等。實際應用時，一般只涉及1～3個參數作為預報判據，如臨界降雨量、降雨強度、有效降雨量或等效降雨量等。

突發性地質災害臨界過程降雨量判據的預警方法抓住了氣象因素誘發地質災害的關鍵方面，但預警精度必然受到所預警地區面積大小、突發性地質事件樣本數量、地質環境復雜程度和地質環境穩定性及區域社會活動狀況的限制，單一臨界降雨量指標作為預警判據的代表性是有限的。

代表性研究成果主要有:

Onodera et al.( 1974) 通過研究日本的大量滑坡，提出累計降雨量超過 150 ～ 200mm，或每小時降雨強度超過 20 ～30mm 作為判據。Nilsen et al.( 1976) 發現美國 Alameda，Califor-nia 在累計降雨量超過 180mm 時，滑坡將頻繁發生。Oberste-lehn( 1976) 認為累計降雨量達到 250mm 左右，美國 San Benito，California 將發生滑坡。Guidicini and Iwasa( 1977) 通過對巴西 9 個地區滑坡記錄和降雨資料的分析，認為降雨量超過年平均降雨量的 8% ～17%，滑坡將滑動; 超過 20%，將發生災難性滑坡。Caine( 1980) 全面總結了全球的可利用數據，給出了不同地區誘發滑坡暴雨事件的降雨強度和持續時間與滑坡的關系式。這一關系式當然不可能適用於全球所有地區( Crozier 在 1997 年證明) ，仍不失為探討誘發滑坡臨界降雨值的里程碑。

Brand et al.( 1984) 在中國香港研究表明，大多數滑坡由局部高強度短歷時降雨誘發，而前期降雨量不是主要因素，除非是小型滑坡。Ng and Shi( 1998) 認為降雨的持續也是一個非常重要的誘發滑坡的因素。中國香港地區預測 24h 內降雨量達到 175mm 或 60min 內市區內雨量超過 70mm，即認為達到滑坡預報閾值，即由政府發出通報。中國香港平均每年約發出 3 次山洪滑坡暴發警報。

Ganuti et al.( 1985) 提出了臨界降雨系數( critical precipitation coefficient，CPC) 的概念，並總結出當 CPC ＞0.5 時，將有 10a 一遇的滑坡發生; 當 CPC ＞0.6 時，將有 20a 一遇的滑坡發生。

Glade( 1997) 綜合前人研究成果建立了確定誘發滑坡的降雨臨界值的 3 個模型，並在紐西蘭北島南部的 Wellington 地區進行了驗證。3 個模型要求的基本數據為: 日降雨量、滑坡發生日期和土體潛在日蒸發量( 通過 Thornthwaite method 方法計算得到) 。降雨強度臨界值Glade( 1997) 的模型 1———日降雨模型( daily rainfall model) ，只使用日降雨量參數，簡單地分析誘發滑坡和不誘發滑坡的日降雨量( Glade，1998) ，得出最小臨界值和最大臨界值，即在最小臨界值以下，沒有滑坡發生; 在最大臨界值以上，滑坡一定發生。降雨量等級劃分以20mm 為一個等級; 降雨過程雨量臨界值 Glade( 1997) 的模型 2———前期日降雨量模型( an-tecedent daily rainfall model) ，考慮了前期降雨的影響。他認為決定前期情況有兩個主要因素: 前期降雨的歷時時間和土體含水量減少的速率; 土體含水狀態臨界值 Glade( 1997) 的模型 3———前期土體含水狀態模型( antecedent soil water status model) ，他認為除了前期雨量，土體含水量和潛在的蒸發量對滑坡的影響也很大。

劉傳正在 2003 年 5 月主持全國地質災害氣象預警工作過程中，利用地質災害發生前15d 降雨量建立滑坡、泥石流發生區帶的臨界過程降雨量創建了預警判據模式圖，並結合具體區域( 2003 年28 個區、2004 年以後74 個區) 進行校正的方法。該方法適應3 級預報的要求界定了 α 線和 β 線作為預警等級界限。3 年多來汛期的預警成果發布檢驗與應用證明，該方法在科學依據上是成立的，但限於預警區域過大、基礎數據和地質災害統計樣本數量太少，准確率有待提高，同時也充分說明了開展地質災害數據集成研究的迫切性。

另外，中國科學院成都山地災害與環境研究所等機構在單條泥石流監測與預警建模方面進行了多年持續不懈的研究工作，取得了具有代表性的成果。

4.2.2 顯式統計預報法

顯式統計預報法是一種考慮地質環境變化與降雨參數等多因素疊加建立預警判據模型的方法，它是由地質災害危險性區劃與空間預測轉化過來的(CarraraA.，1983;HaruyamaH.＆KawakamiH.，1984;BaezaC.＆CorominasJ.，1996;CarraraA.，CardinaliM.＆GuzzettiF.，1991;劉傳正，2004;殷坤龍，2005)。

區域地質災害危險性評價和風險區劃研究仍是當前的研究主流，而利用之進行地質災害的實時預警與發布則多處於探索階段。這種方法可以充分反映預警地區地質環境要素的變化，並隨著調查研究精度的提高相應地提高地質災害的空間預警精度。顯式統計預報法可稱為第二代預報方法，是正在探索中的方法，比較適用於地質環境模式比較復雜的大區域。

基於地質環境空間分析的突發性地質災害時空預警理論與方法是根據單元分析結果經過合成實現的，克服了僅僅依據單一臨界雨量指標的限制，但對臨界誘發因素的表達、預警指標的選定與量化分級等尚存在需要進一步研究的諸多問題。

因此，要實現完全科學意義上的區域突發性地質災害預警，必須建立臨界過程降雨量判據與地質環境空間分析耦合模型的理論方法———廣義顯式統計模式地質災害預報方法，預警等級指數(W)是內外動力的聯立方程組。即

中國地質災害區域預警方法與應用

式中:W為預警等級指數;a為地外天體引力作用，包括太陽、月亮的引潮力，太陽黑子、表面耀斑和太陽風等對地球表面的作用，a=f(a₁，a₂，…，a_n);b為地球內動力作用，主要表現為斷裂活動、地震和火山爆發等，b=f(b₁，b₂，…，b_n);c為地球表層外動力作用，包括降雨、滲流、沖刷、侵蝕、風化、植物根劈、風暴、溫度、乾燥和凍融作用等，c=f(c₁，c₂，…，c_n);d為人類社會工程經濟活動作用，包括資源、能源開發和工程建設等引起地質環境的變化，d=f(d₁，d₂，…，d_n)。

20世紀70年代，以美國加利福尼亞州舊金山地區聖馬提俄郡的滑坡敏感性圖為代表，利用多參數圖的加權(或不加權)疊加得到區域滑坡災害預測圖。

20世紀80年代，CarraraA.(1983)將多元統計分析預測方法引用到區域滑坡空間預測中，並在世界各國得到迅速發展與推廣。如HaruyamaH.＆KawakamiH.(1984)利用數學統計理論對日本活火山地區降雨引起的滑坡災害進行了危險度評價。BaezaC.＆CorominasJ.(1996)利用統計判別分析模型進行了淺層滑坡敏感性評估，結果斜坡破壞的正確預測率達到96.4%，有力地說明了統計預測的適用性。CarraraA.，CardinaliM.＆GuzzettiF.等(1991)將統計模型與GIS結合，應用於義大利中部某小型匯水盆地的滑坡危險性評估，實現從數據獲取到分析、管理的自動化，結果證明統計分析與GIS的綜合使用是一種快速、可行、費用低的區域滑坡危險性評價與制圖方法。

20世紀90年代中後期以來，隨著計算機技術和信息科學的高速發展，RS、GIS和GPS等「3S」技術聯合應用使快速處理海量的地質環境數據成為可能，出現了地質災害空間預測模型方法應用研究逐步從地質災害危險評價與預警應用相結合的新態勢。

劉傳正等(2004)創建並發表了用於區域地質災害評價和預警的「發育度」、「潛勢度」、「危險度」和「危害度」時空遞進分析理論與方法，簡稱「四度」遞進分析法(AMFP)，並在三峽庫區(54175km²)和四川雅安地質災害預警試驗區(1067km²)進行了應用，結果是可信的。

李長江等(2004)將GIS和ANN(人工神經網路)相互融合，考慮不同的地質、地貌和水文地質背景，建立了給定降雨量的浙江省區域群發性滑坡災害概率預報(警)系統(LAPS)。

宋光齊等(2004)根據地貌、岩性和地質構造幾率分布，基於GIS建立了給定降雨量的四川省地質災害預報系統。

殷坤龍等(2005)以浙江省為例探索了基於WebGIS的突發性地質災害預警預報問題。

由於我國政府在全國范圍內推行區域地質災害預警預報機制，目前我國的預警探索工作走在世界前列。

4.2.3 動力預報法

動力預報法是一種考慮地質體在降雨過程中地-氣耦合作用下研究對象自身動力變化過程而建立預警判據方程的方法，實質上是一種解析方法。動力預報方法的預報結果是確定性的，可稱為第三代預報方法，目前只適用於單體試驗區或特別重要的局部區域。該方法主要依據降雨前、降雨中和降雨後降水入滲在斜坡體內的轉化機制，具體描述整個過程斜坡體內地下水動力作用變化與斜坡體狀態及其穩定性的對應關系。通過鑽孔監測地下水位動態、孔隙水壓力和斜坡應力-位移等，揭示降雨前、降雨過程中和降雨後斜坡體內地下水的實時動態響應變化規律、整個坡體物理性狀變化及其變形破壞過程的關系。在充分考慮含水量、基質吸力、孔隙水壓力、滲透水壓力、飽水帶形成和滑坡—泥石流轉化因素條件下，選用數學物理方程研究解析斜坡體內地下水動力場變化規律與斜坡穩定性的關系，確定多參數的預警閾值，從而實現地質災害的實時動力預報。

目前，這種方法局限於試驗場地或單個斜坡的研究探索階段，必須依賴具有實時監測、實時傳輸和實時數據處理功能的立體監測網(地-氣耦合)作為支撐才能實現實時預報。由於理論、技術和經費等方面的高要求，這種方法比較適用於重要的小區域或單體的研究性監測預警。

據研究，美國舊金山海灣地區的6h降雨量達到4in(101.6mm)時，就可能引發大面積泥石流。為了監測降雨期間地下水壓力的變化，研究人員設置了若干個孔隙水壓力計以觀測斜坡中地下水壓力變化。舊金山海灣地區實時區域滑坡預警系統包括降雨與滑坡發生的經驗和分析關系式，實時雨量監測數據，國家氣象服務中心降雨預報以及滑坡易發區略圖。

在我國，劉傳正等(2004)在四川雅安區域地質災害監測預警試驗區進行了大氣降水與斜坡岩土層含水量變化的分層響應監測，發現不同降雨過程和降雨強度下，斜坡岩土體的含水量相應發生明顯變化，可以研究降雨在斜坡岩土體內的滲流過程直至出現滑坡、泥石流的成因機理。

2003年8月23～25日是一個引發多處地質災害並造成人員傷亡的典型降雨過程，可以作為分析實例。以8月19日15時的含水量為背景值，則8月23，24和25日降雨過程分別對應第96，120和144h的含水量，4個層位的記錄曲線明確反映了隨累計降雨量增加斜坡岩土體含水量急劇增加，第一、二層位達到過飽和狀態，且含水量急劇增加出現於第121h，即24日15時之後，滯後於降雨時間約20h。各層含水量峰值出現於第151h，即接近滑坡呈區域性暴發時間(26日零時，對應第153h)。該分析未考慮沿裂隙的地下水滲流作用(圖4.1)。

圖4.1 四川雅安桑樹坡監測試驗點第1～4層含水量隨時間變化曲線

分析對比隱式統計預報法、顯式統計預報法和動力預報法3類方法，我們認為，未來的方向是探索地質災害隱式統計、顯式統計與動力預警3種模型的聯合應用方法，以適應不同層級的地質災害預警需求。研究內容包括臨界雨量統計模型、地質環境因素疊加統計模型和地質體實時變化(水動力、應力、應變、熱力場和地磁場等)的數學物理模型等多參數、多模型的耦合。3種模型的聯合應用不僅適應特別重要的區域或小流域，也為單體地質災害的動力預警與應急響應提供決策依據。

7. 實施地質災害監測預警體系建設規劃的保障措施

（1）建立健全地質災害監測的法規、制度和規范體系

建立和完善地質災害監測管理辦法、監測設施保護規定、監測資料共享、監測資料匯交制度。大力宣傳《地質災害防治條例》、《全國生態環境建設規劃》、《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國水法》和《中華人民共和國水土保持法》；積極推進《地質環境監測法》、《地質環境保護條例》和《礦山環境保護條例》等的立法進程。

修改完善地下水環境監測技術規范；做好礦山地質環境監測技術要求、地質災害監測技術要求、地質災害預報預警技術要求、地面沉降、地裂縫監測規范、地質環境監測數據採集、錄入等一系列規程規范和技術標準的編制或修訂工作。使地質災害監測工作走上法制化、規范化的道路。

（2）建立健全地質災害監測機構、理順體制關系

建立由中央到地方專門領導機構和專業組織實體，形成覆蓋全國的專業與群眾相結合的地質災害監測實體網路（圖）。國務院國土資源主管部門負責全國地質災害防治的組織、協調、指導和監督工作，其他部門按照各自職責負責相關部門的防治工作。縣級以上人民政府災害防治小組應會同水利、交通、城建和氣象等部門加強配合對地質災害險情的實時動態監測，形成既有各專業獨立性，又有統一領導的監測預警體系。

建立健全國家、省（市、區）、市（地、州）和縣（市）四級地質環境監測機構，明確各級監測機構作為國土資源管理部門的公益性事業單位。按照「站網管理，業務聯系，技術指導，資料匯交，成果集成」的原則，理順各級關系，加強內部機構建設，使其真正承擔起各類地質環境監測和地質災害群測群防的技術指導工作。

（3）健全監測經費保障體系

監測經費實行分級分責任承擔。國家、省、地和縣等不同級別的監測網點建設、維護、運行和基本建設經費，應納入各級政府的財政預算，建立地質環境專項經費；由采礦、開采地下水、工程建設等人為因素誘發的地質災害、環境地質問題等的專門監測網點建設、維護和監測的日常運行以及試驗研究經費，應由責任人承擔；各類建設項目，建設單位應承擔《建設用地地質災害危險性評估》中所要求的地質環境監測研究經費。

（4）把科技進步放在突出位置，大力推廣先進實用的監測設備

重視高素質人才的培養，引進先進的技術設備，加快地質環境監測的自動化進程，推廣規范化的技術規程，建設和完善地質環境信息網路，改進監測成果的發布形式，提高監測工作為社會公眾服務為政府決策服務的能力。

（5）加強國際交流與合作

加強國際交流與合作，學習和借鑒國外先進技術和經驗，提高我國地質環境監測水平和國際影響

總結地質災害預報預警成功的經驗，進一步嘗試和推進與其他公益網的合作，實現信息資源共享互為補充和促進，不斷拓展監測領域，提高為政府、為社會服務的水平。

（6）加強宣傳教育，提高全社會地質災害防治和地質環境保護意識

利用電視、廣播和報紙等多種宣傳媒體，結合「世界地球日」、「土地日」、「水日」等社會活動大力宣傳我國人口、環境與資源的基本國策，宣傳生態環境建設、地質災害防治、地質環境保護的重要性和迫切性，提高全社會對保護地質環境的重視程度，普及地質環境保護和地質災害防治知識，提高全民的防災減災意識。

8. 地質災害信息系統

整理集成全國地質環境與地質災害調查、監測和研究成果，編制全國地質災害氣象預警預報信息圖層30個，建立全國地質災害氣象預警預報信息系統。

5.2.1 信息圖層編制原則

在地質災害氣象預警信息圖層編制過程中，充分考慮到影響地質災害發生的各種地質環境背景條件因子、歷史地質災害點分布、社會經濟條件、人類工程設施等因素。依據如下幾個原則:

1)全面性。將目前能夠收集到的影響地質災害發生的各種因素，盡可能地考慮全面，至於每種因素的影響貢獻大小在權重計算部分考慮。

2)時效性。每個信息圖層的編制中，盡可能以最新最翔實的數據資料為基礎，從而保證對最新資料信息和研究成果的及時利用和更新。

3)適用性。收集到的數據資料，根據全國地質災害氣象預警預報的具體工作實際需要，進行相應的改編處理。

4)最大可能使用數據。全國地質災害氣象預警預報的基本比例尺定位為1∶100萬，一些關鍵的圖層數據，如地理底圖、地質底圖、土地利用底圖均可達到1∶100萬的比例尺需求，但部分信息圖層無法達到1∶100萬的比例尺，本項目本著最大可能使用數據的原則，暫且採用小比例尺的圖層直接投影變換代替，以後工作中再逐步更新。

5.2.2 信息圖層概況

信息圖層的投影參數如下:

比例尺:1∶100萬

投影類型:亞爾博斯等積圓錐投影坐標系;坐標單位:mm

第一標准緯度:25°00༼″;第二標准緯度:47°00༼″

中央子午線經度:105°00༼″;投影原點緯度:0°00༼″

地質災害氣象預警預報信息圖層基本情況見表5.1。

5.2.3 信息圖層說明

各信息圖層編制按照各因子的分布特點進行分級。

5.2.3.1 年均雨量

全國年均雨量分為11個級別，各級別年均雨量分段:＜50mm，50～100mm，100～200mm，200～400mm，400～600mm，600～800mm，800～1000mm，1000～1200mm，1200～1600mm，1600～2000mm，＞2000mm。

5.2.3.2 年均氣溫

根據《中國自然地理圖集》(2004)，將全國年均氣溫分為9個級別，各級別年均氣溫分段如下:＜－4℃，－4～0℃，0～4℃，4～8℃，8～12℃，12～16℃，16～20℃，20～24℃，＞24℃。

5.2.3.3 年蒸發量

根據《地下水資源與環境圖集》(2004)，將全國年蒸發量分為10個級別，各級別分段如下:＜500mm，500～600mm，600～800mm，800～1000mm，1000～1200mm，1200～1400mm，1400～1600mm，1600～2000mm，2000～2400mm，＞2400mm。

表5.1 全國地質災害氣象預警預報信息圖層簡表

5.2.3.4 年乾燥度

乾燥度，又稱乾燥指數或乾燥因子。描述氣候乾燥程度的指數，與濕潤系數互為倒數，一般用水分的可能消耗量與收入量的比值表示。它是表徵一個地區干濕程度的指標。

根據《地下水資源與環境圖集》(2004)，將全國年乾燥度分為12個級別，各級別分段如下:＜0.5，0.5～0.75，0.75～1.0，1.0～1.5，1.5～2.0，2.0～3.0，3.0～5.0，5.0～10，10～25，25～50，50～100，＞100。

5.2.3.5 地震烈度

採用第三代《中國地震烈度區劃圖》(1990)，將全國地震烈度按5級區劃:Ⅴ度區、Ⅵ度區、Ⅶ度區、Ⅷ度區、Ⅸ度區。

5.2.3.6 歷史地震點

來源於科學數據共享工程，中國地震局共享數據網，近年來(1999年1月1日至2006年11月2日)的已發地震點數據，共203個。

5.2.3.7 地層岩性

根據「中國地質科學院地質研究所，1∶100萬地質圖」重新進行編制劃分。

(1)劃分原則

地質災害的產生與地層岩性關系密切。地層岩性是地質災害形成的內在因素，對地質災害的產生起著主導和控製作用，岩性及其組合特徵的控製作用決定著地質災害的區域分布。從沿海向內陸，地層岩石由火成岩為主變為變質岩、碎屑岩相間分布，進而變為碳酸鹽岩、碎屑岩、變質岩相間分布。

斜坡岩土體的性質及其結構是形成滑坡、崩塌的物質基礎。一般易形成滑坡、崩塌的岩體，大都是碎屑岩、軟弱的片狀變質岩，岩性多為泥岩、頁岩、板岩、含碳酸鹽類軟弱岩層、泥化層、構造破碎岩層。這些軟弱岩層經水的軟化作用後，抗剪強度降低，容易出現軟弱滑動面，形成崩滑體。

黏性土滑坡在四川分布密集，在中南、閩、浙、晉西、陝南、河南等地也較密集，在長江中下游、東北等地也有一定分布;半成岩類粘土岩滑坡在青海、甘肅、川滇地帶、山西幾個斷陷盆地中分布密集;黃土滑坡在黃河中游、青海等省較密集;泥岩、千枚岩、砂質板岩形成的滑坡在湖南、湖北、西藏、雲南、四川、甘肅等地十分發育。

泥石流主要發育在變質岩區和黃土區，火成岩區和碎屑岩地區次之，碳酸鹽岩地區泥石流相對不發育。

根據全國地質災害發育的普遍規律並結合不同地區地質災害發育的特殊性，主要考慮以下幾個方面的原則劃分地質災害敏感性岩組。

1)地層岩性與地質災害分布的關系;

2)地層岩性的成因、物質組成與空間分布特徵;

3)地層岩性的時代;

4)岩土體(不同時代地層)的工程地質性質;

5)水岩相互作用的敏感性;

6)1∶100萬中國地質圖的精度。

(2)劃分方案

根據地質災害發育的普遍規律以及地層岩性對地質災害的敏感程度，將地質災害敏感性岩組劃分為10種類型。敏感性指數值越高，則相應的岩組對地質災害的發生也越敏感。

Ⅰ類:主要為水體、粉砂質食鹽、食鹽殼、鹽鹼殼、風積物砂等區域，這些區域不會發生滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。

Ⅱ類:主要是火成岩類。岩性為閃長岩、石英閃長岩、輝長岩、花崗岩、輝綠岩等，岩性堅硬，力學強度大，是很好的地基和建築材料。

Ⅲ類:主要是火成岩類。岩性為鉀長花崗岩、二長花崗岩、鹼長花崗岩、片麻狀花崗岩、斜長花崗岩、紫蘇花崗岩、正長岩、石英正長岩、煌斑岩、白崗岩、花崗閃長岩、英雲閃長岩、輝石閃長岩、輝長閃長岩、花崗斑岩、英安斑岩、輝綠岩、橄欖岩、橄欖輝綠岩、玄武岩、橄欖玄武岩、苦橄玄武岩、石英二長岩、石英二長斑岩、輝石岩、角閃正長岩、閃長玢岩、英安玢岩、輝綠玢岩、苦橄玢岩、安山玢岩、超基性岩、安山岩、鹼性岩、英安岩、粗面岩、科馬提岩、雲輝二長岩、白榴岩、霓霞岩、碎斑熔岩、細碧岩、石英鈉長斑岩、霏細斑岩、輝長蘇長岩等，岩性堅硬，力學強度較大。

Ⅳ類:主要是變質岩類和部分火成岩及沉積岩。岩性為白雲質灰岩、灰岩、白雲岩、黑雲母花崗岩、白雲母花崗岩、黑雲斜長花崗岩、二雲母花崗岩、流紋岩、變粒岩、片麻岩、角閃岩、砂礫岩、礫岩、變質橄欖輝長岩、糜棱岩、蛇紋岩、大理岩、珍珠岩、硅質岩、蛇綠岩、淺粒岩、岩溶角礫岩、鋁鐵岩系、黑雲角閃閃長岩、斑狀雲母橄欖岩、榴輝岩、黑雲母霞石白榴岩、霏細岩等，岩性較堅硬，力學強度較大。

Ⅴ類:主要是沉積岩類。岩性為頁岩、夾頁岩、火山碎屑岩、生物碎屑岩、片岩、千枚岩、板岩、砂岩、粉砂岩、碳酸鹽岩、凝灰岩、糜棱岩等，半堅硬岩組，力學強度較低，易風化，遇水軟化，是地質災害較易發生的地層。

Ⅵ類:主要是沉積岩類。岩性為泥岩、鈣質泥岩、泥灰岩、夾泥岩、粘土岩、泥頁岩、煤系、泥質粉砂岩、冰磧泥礫岩等，半堅硬岩組，力學強度低，遇水泥化，是地質災害容易發生的地層。

Ⅶ類:岩性為黃土、黃土狀土，黃土的地層年代為Q¹p，Q²p，滲透性弱、抗剪強度高。

Ⅷ類:主要為沖海積物、海積物、沖湖積、湖積、沼澤堆積、石英斑岩風化層、花崗斑岩風化層等鬆散層。

Ⅸ類:主要是沖積物、沖洪積物、洪沖積物、殘坡積物、坡沖積物、冰磧物、苦橄玄武岩風化層、輝綠岩風化層、花崗岩風化層、冰積物等鬆散堆積物，是產生地質災害的主要物源。

Ⅹ類:岩性為黃土，地層年代為Q³p，Qh，疏鬆、大孔隙，垂直節理發育，滲透性強、抗剪強度低、具濕陷性(表5.2)。

5.2.3.8 斷裂分布

根據「中國地質科學院地質研究所，1∶100萬地質圖」編制。考慮到網格單元的大小和斷層斷裂的影響范圍，計算時採用網格區內斷層斷裂的密度進行計算。

5.2.3.9 第四系成因時代

根據1∶250萬第四紀地質圖編制，將第四系的成因時代分為7類:N₂－Q¹p，Q，Qp，Q¹p，Q²p，Q³p，Qh。

5.2.3.10 岩土體類型

來源於1∶400萬岩土體類型圖，將岩土體類型分為7類:火成岩、變質岩、碎屑岩、碳酸鹽岩、砂質土、黃土、其他土。

5.2.3.11 第四系成因類型

根據1∶250萬第四紀地質圖編制，將第四系成因類型分為19類:冰磧、冰水沉積、冰水-洪積、冰水-湖積、洪積、殘積、殘坡積、沖積、沖積-洪積、沖積-湖積、寒凍風化殘坡積、紅土化殘積、黃土堆積、風積、湖積、坡積、岩溶化殘坡積、火山堆積、海陸交互相及海相堆積。

表5.2 中國工程地質岩組劃分表

5.2.3.12 水文地質類型

將水文地質類型分為5大類、18亞類:

1)鬆散沉積孔隙水(濱河平原沖海積層孔隙水、堆積平原沖洪積層孔隙水、黃土高原黃土層孔隙水、內陸盆地沖洪積層孔隙水、沙漠風積沙丘孔隙水、山間盆地沖積層孔隙水);

2)基岩裂隙水(丘陵高原碎屑岩裂隙水、熔岩孔隙裂隙水、山地丘陵岩漿岩裂隙水、山地變質岩裂隙水);

3)多年凍土凍結層上水(高緯度山地基岩凍結層上水、中低緯度高原基岩凍結層上水、中低緯度高原鬆散沉積凍結層上水);

4)碳酸鹽岩裂隙溶洞水(峰叢峰林裂隙溶洞水、岩溶丘陵裂隙溶洞水、岩溶山地裂隙溶洞水);

5)其他(湖泊、雪被)。

5.2.3.13 海拔高度

從1∶100萬地理地貌底圖中提取，將海拔高程分為6類:極高海拔(＞6000m)、高海拔(4000～6000m)、中高海拔(2000～4000m)、中海拔(1000～2000m)、低海拔(＜1000m)、其他(非山地丘陵)。

5.2.3.14 起伏程度

從1∶100萬地理地貌底圖中提取，將地形起伏分為6類:極大起伏(＞2500m)、大起伏(1000～2500m)、中起伏(500～1000m)、小起伏(200～500m)、丘陵(＜200m)、其他(非山地丘陵)。

5.2.3.15 地貌類型

從1∶100萬地理地貌底圖中提取，並重新歸類，將地貌類型分為11類:山地、黃土梁峁、黃土台塬、黃土塬、風蝕地貌、台地、平原、沖積扇平原、低河漫灘、現代冰川、湖泊。

5.2.3.16 土壤侵蝕

根據「中國土壤侵蝕圖」，將土壤侵蝕類型及侵蝕強度分為3大類、15亞類:

1)水力侵蝕(劇烈侵蝕、極強度侵蝕、強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕、無明顯侵蝕、微度侵蝕);

2)凍融侵蝕及冰川侵蝕(強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕、微度侵蝕);

3)風力侵蝕(極強度侵蝕、強度侵蝕、中度侵蝕、輕度侵蝕)。

5.2.3.17 水系

從1∶100萬地理底圖中提取的線形河流。實際計算時，採用網格單元內水系密度參加計算。

5.2.3.18 植被

從1∶100萬地理地貌底圖中提取，將植被覆蓋分為6類:紅樹林灘、森林、經濟林與竹林、灌木林、草地、其他。

5.2.3.19 土地利用

根據「1∶100萬土地利用類型圖」編制，將土地利用類型分為6大類、13亞類。分別是:①耕地(水田、旱地);②林地(有林地、灌木林、疏林地、其他林地);③草地(高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地);④水域;⑤城鄉工礦居民用地(城鎮用地、農村居民點、其他建設用地);⑥未利用土地。

5.2.3.20 公路

從1∶100萬地理底圖中提取的線形公路，又分為5類，即高速公路、主要公路、一般公路、大路、小路。實際計算時，採用網格單元內所有公路密度參加計算。

5.2.3.21 鐵路

從1∶100萬地理底圖中提取的線形鐵路，補充青藏鐵路線路。實際計算時，採用網格單元內鐵路密度參加計算。

5.2.3.22 礦山點

全國礦山調查點共11萬多個。

5.2.3.23 分縣人口密度

根據2003年人口普查數據，分縣計算人口密度，分為5類:＞750，450～750，150～450，50～150，＜50。單位:人/km²。

5.2.3.24 水壩分布

從1∶100萬地理底圖中提取，水壩工程點共885個。

5.2.3.25 塔廟宇文化要素分布

從1∶100萬地理底圖中提取，包括塔、廟宇和其他文化設施，計193個點。

5.2.3.26 災害點—滑坡

2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據，2004～2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的滑坡災害點數據。合計45917個點。隨著更新的數據成果，將繼續更新。

5.2.3.27 災害點—泥石流

2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據，2004～2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的泥石流災害點數據。合計9253個點。隨著更新的數據成果，下一步將繼續更新。

5.2.3.28 災害點—崩塌

2005年以前的數據來源於700個縣市調查數據，2004～2007年數據來源於地質災害氣象預警收集的較大的崩塌災害點數據。合計13094個點。隨著更新的數據成果，下一步將繼續更新。

5.2.3.29 地震動參數

根據「中國地震動參數圖GB18306－2001」，分為7個級別:≥0.40，0.30，0.20，0.15，0.10，0.05，＜0.05。單位:g。

5.2.3.30 中國第四紀岩性圖

根據1∶250萬第四紀地質圖編制，將第四系岩性分為11類:

礫質土;砂質土;黏質土;黃土類土;鹽類為主;礫質土、黃土類土;黏質土、砂質土、礫質土;砂質土、黏質土;黏質土、礫質土;砂質土、礫質土。