地質災害預警廣播

1. 美國和日本等國地質災害預警服務

目前，實現地質災害預警的國家和地區，一般具備如下條件:

1)模型方法方面:對降雨和地質災害的發生進行深入研究，獲得了地質災害預警的理論模型方法。

2)降雨監測和降雨預報方面:一是降雨預報數據，能夠實現區域未來一段時間內的降雨預報;二是實時降雨監測數據，該數據一般可以通過兩種方式獲得:

a)雨量計，通過在區域上埋設一定數量的雨量計，實時精確掌握點上的降雨情況，從而實現區域上實時降雨的獲得。通過安裝自動遙測雨量監測儀(截至1995年，在舊金山灣地區安裝了60台)，當雨量每增加1mm時，通過電波自動傳送數據到任何可接收到信號的地方(要求有接收器、計算機、數據接收分析顯示的軟體)。

b)降雨雷達，通過多普勒雷達(通過降雨雲層上反射的雷達波)數據來進行降雨實時監測，該方法的難題在於，雷達回波值與地面上的降雨自動遙測值之間的關系確定上。原因有二:一是冰的反射能力遠遠大於水滴，因此溫度成為一個關鍵的因素，且雲中水滴的大小與溫度、高度都相關，同時，除了水滴外，粉塵、昆蟲、鳥等都能反射雷達的能量，都有回波;二是地面發散，即接近地面的雷達回波存在問題，特別是受到地形的影響。因此，將雷達回波值轉換到降雨強度難度較大，且不同地區轉換關系又不一樣。

3)預警系統:根據降雨引發災害的理論模型方法，實時進行分析預警。

4)預警信息發布平台:一般通過廣播電台或電視台，向公眾發布預警信息。

存在不足:理論模型方法需要更多的校驗;缺乏有關斜坡岩土體方面的實時監測。

1.4.1 美國

美國是最早開展區域泥石流災害預警的國家之一。

1.4.1.1 舊金山海灣地區

1985年，美國地質調查局(USGS)和美國氣象服務中心(NWS)聯合在舊金山海灣地區正式建立了泥石流預警系統。該系統於1986年2月12～21日在舊金山海灣地區的一次特大暴雨災害中用於滑坡預報，並得到檢驗。由於技術復雜、機構變動和人員變動等方面原因，該預警系統在1995年被迫停止運行。

基於1982年1月3～5日在美國舊金山海灣地區發生的一次特大暴雨所引起的滑坡災害數據，這次特大暴雨持續了34h，降雨量616mm，引發了大量的滑坡，造成25人死亡和超過6600萬美元的經濟損失。Mark＆Newman通過對1982年1月的降雨情況分析得出，當前期雨量超過300～400mm，暴雨量超過250mm，即超過年平均降雨量的30%時，滑坡將大規模發生。該系統的基本原理是考慮了臨界降雨強度和持續時間，並且考慮地質條件、降雨的空間分布，以及地形條件。美國地質調查局和美國氣象服務中心在整個舊金山海灣地區共設計了45個自動降雨記錄點，當降雨每增加1mm時，降雨觀測點就通過自動方式將數據傳送到美國地質調查局的接收中心和計算機系統。同時，為了監測降雨期間地下水壓力的變化，工作人員還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。當降雨量和降雨強度將要超過臨界值時，提前進行滑坡災害的預報，以減少滑坡災害的損失和可能的人員傷亡。

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。

1986年2月12～21日的滑坡災害預警首先由美國地質調查局決定，通過當地電台、電視台以及美國氣象服務中心的特別預報的方式來進行的。這次滑坡災害的預警分為兩個階段:第一階段是2月14日的6h災害危險期;第二階段是17～19日之間的60h的災害危險期。由於地質條件的復雜性和地形條件的變化，這兩次預報主要是針對整個舊金山海灣地區，而不是某一個特定的滑坡災害地點。根據滑坡災害發生後的調查，10處滑坡災害點有目擊者能提供精確的時間，其中有8處滑坡所發生的時間與預警的時間段是完全一致的(圖1.17)。

圖1.17 累計降雨量、滑坡預警時間(水平線段)、滑坡發生時間空心三角為滑坡;實心三角為泥石流

進一步研究要點:

a) 降雨—滑坡關系需精練，要考慮長期中等強度的降雨影響，使降雨與滑坡發生之間有更准確的模型，同時要針對滑坡的臨界值，而不僅僅是泥石流;

b) 土體含水量和孔隙水壓力的測量方法要更精確、有效;

c) 預警系統需要模式化和自動化，以便在暴雨期能夠更快、更有效地得到數據;

d) 與滑坡有關的地形、水文和地質條件等內容，需進一步考慮，以使今後的預警更准確、有效。

作為第一個預警系統，從 4 個方面保證運行:

a) 降雨方面: 國家氣象服務中心降雨預報( 未來 6h 預報) ，降雨實時連續監測( 多於 40個實時雨量計) ;

b) 預警方法方面: Canon and Ellen( 1985) 的臨界降雨判據;

c) 預警運行上: 美國地質調查局根據降雨預報和實時降雨監測，實時預警系統進行分析;

d) 美國地質調查局和氣象服務中心共同確定預警，並向社會發布。

1.4.1.2 俄勒岡州

1997 年，美國的 Oregon 政府建立了泥石流預警系統。該系統，由林業部的氣象學家、地調系統( DOGAMI) 的地質學家、交通部( ODOT) 的工程師一起創建的。預警信息和建議通過 NOAA 天氣節目和 Law Enforcement Data System 進行廣播發布。DOGAMI 負責向媒體和相關地區提供關於泥石流的追加信息; ODOT 負責在更風險時段向機動車輛提供預警，包括在高泥石流風險路段安裝預警信號。

1.4.1.3 夏威夷州

1992 年建立了類似的 I-D 的預警模型，並進行了數次實時預報( Wilson 等，1992) 。

1.4.1.4 弗基尼亞州

2000 年建立了類似的 I-D 的預警模型，並進行了數次實時預報( Wieczoic 等，2000) 。

1.4.1.5 波多黎各島

1993 年，加勒比海的波多黎各島建立了與舊金山海灣類似的 I-D 的預警模型，並進行了數次實時預報( Larsen ＆ Simon，1993) 。

1.4.2 日本福井縣

Onodera et al.( 1974) 通過研究發現，在日本，累計降雨量超過 150 ～ 200mm，或每小時降雨強度超過 20 ～30mm 時，大量滑坡將發生滑動。

日本在泥石流預警系統研製和開發方面處於國際領先地位。以發展具體一條或相鄰溝的小規模地區的泥石流預報系統為主，通過上游泥石流形成區降雨資料的統計分析，確定臨界雨量值和臨界雨量報警線，通過上游雨量實時數據採集、演算和比較判別，自動發出報警信號。

山田剛二等( 1977) 通過滑坡的位移和地下水壓力的監測，認為滑坡位移速率以及地下水壓力不僅與當天降雨量有關，而且還與以前的降雨量有關，所以用有效雨量來表示雨量，有效雨量可以從下式求得:

中國地質災害區域預警方法與應用

通過對山陰干線小田—天儀之間403km，400km附近的滑坡研究發現，日有效降雨量、位移速率、地下水壓力隨時間而變化的曲線，位移速率v，R_c與地下水壓力(p)之間關系分別是二次曲線和直線:

中國地質災害區域預警方法與應用

目前，日本在福井縣開展了地質災害預警預報工作。以點代面，根據區域地形、地貌和環境地質特徵以及災害可能發生的危險程度，在全縣范圍內布設了 66 個預警預報監測點，實現了定點、定時和災害程度的預警預報。同時通過該系統還可以了解過去某一時間的雨量情況和發布情況等內容。

1.4.3 巴 西

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。

1996 年，里約熱內盧( Rio de Janeiro) 州建立了預警系統( Geo-Rio) 。由地質力學所設計並安裝了 30 台自動雨量計，向中心計算機( Geo-Rio) 發送數據。中心計算機接收數據，並發布預警。2001 年滑坡災害中，對里約熱內盧的部分地區發布了預警，但在向北 60 km 處的 Petropolis 損失慘重。由於火災，Geo-Rio 系統於 2002 年 11 月被迫停止。

2. 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。

3. 年國家地質災害氣象預警服務

5.8.1 技術准備

5.8.1.1 工作情況

2008 年度國家級地質災害氣象預警預報服務在 5 月 1 日至 9 月 30 日開展，每日一次。由於汶川地震和台風活動以及強降雨影響，2008 年加強並延續了預警預報值班。5月 13 日以後針對地震災區加密了預報頻次，由每日 1 次增加為 2 ～ 3 次，增加了 60 次。預警預報期也從 9 月 30 日延續到 10 月 4 日( 台風「海高斯」登陸) ，11 月 5 日又增加了 1次，增加了 6 天。

2008 年預警預報值班共 159 天，製作預警預報產品 213 份。在中央電視台發布地質災害預警預報信息 94 次( 其中 4 級 93 次，5 級 1 次) ，在中央人民廣播電台發布 94 次，在中國地質環境信息網上發布 176 次( 3 級以上) ，在國土資源部政府網上發布 94 次。

由於汶川地震區山坡岩土體更加鬆散破碎、餘震不斷、強降雨天氣頻繁出現的情況，加強了地質災害預警預報工作。主要是加密了預報頻次，適度提高了地質災害預報等級。製作地質災害預警預報產品的頻次從每日 1 次增加到每日 3 次，分別在中央電視台早晨 7 點、中午 12 點和晚上 7 點 30 分氣象節目發布，並在中央電視台多個頻道、中央人民廣播電台隨氣象節目一起滾動播出，同時在中國地質環境信息網上實時發布。警示當地居民和搶險救災人員注意防範地震餘震和降雨引發的滑坡、崩塌、泥石流等地質災害; 警示臨時居住帳篷和救災場所的百姓要避開山體斜坡、河流溝口等易發地質災害的部位，提醒沿山路行駛的車輛和行人要注意山體滑坡、崩塌落石和泥石流。

適當增加地質災害氣象預警預報的頻次的工作流程為: 國家氣象中心提出，經與中國地質環境監測院會商後聯合發布。西太平洋洋面生成( 強) 熱帶風暴後，若預測可能影響中國大陸，國家氣象中心提前告知中國地質環境監測院，以便針對東南沿海的地質災害氣象預警預報做好前期准備工作。

5.8.1.2 預警產品計算

( 1) 集成了兩代預警模型

為了便於新舊預警模型並行使用、相互校驗，提高預警預報計算結果的精確性，新的預警預報系統軟體中將第一代預警模型( 臨界雨量模型) 、第二代預警模型( 顯式統計預警模型) 集成在同一系統中( 圖 5.35) 。

第一代預警模型( 臨界雨量模型) : 基於雨量站點的地質災害預報，預警計算在雨量站點上完成，在雨量站點上生成不同等級的預警等級點。

第二代預警模型( 顯式統計預警模型) : 以剖分的網格( 10km ×10km) 為單位，在每個預警網格上計算預警產品值。

圖 5.35 兩代預警模型集成使用

( 2) 可採用分步式計算與一站式計算兩種計算方式

分布式計算主要是分為: 氣象數據自動導入-預報產品計算兩步進行，便於預警產品計算之前先完成下載雨量、數據導入、數據分布查看等操作( 圖 5.36) 。一站式計算: 將數據導入、產品計算從頭到尾一步完成，便於日常預警值班的方便快捷。

圖 5.36 分步式計算與一站式計算兩種計算方式

5.8.1.3 數據管理

( 1) 雨量數據自動下載

當氣象部門將前期實況雨量和次日的預報雨量上傳到 FTP 地址上後，無論是一站式計算，還是分布式計算方式，預報員使用預警軟體時第一步就是直接從 FTP 上下載數據，下載完畢後自動提示，並直接導入軟體系統參加計算。

中國地質災害區域預警方法與應用

( 2) 數據自動備份

根據日常工作需求，軟體實現在計算完成後，完成原始雨量數據的自動備份、預警產品結果的自動備份( 圖 5.37) 。

圖 5.37 數據自動備份

原始雨量數據備份到目錄「D: 2008rain701」

Copy ftp: / /129.179.10.68 / c-cma / a-forecast /0701 / 整個文件夾。

預警產品結果數據備份到目錄「D: 2008results701」

Copy 「data publish 」下的 3 個文件:

gt080701.doc; gt080701.txt; 080701.bmp; 080701.jpg;

Copy 「data result 」下的 3 個文件 080701.w l; 080701.w p;

Copy 「data station 80701.w t」

5.8.1.4 數據查詢

數據查詢功能中，除地質背景環境條件查詢( 圖 5.38，首先在圖層管理欄內打開要查詢的地質環境條件數據，然後使用「查看屬性」來查看相應的地質環境條件) 外，本次軟體改進中主要增加了較強大的雨量數據的查詢功能。

雨量查詢功能主要是基於雨量站點的原始查詢、統計查詢以及數據導出等功能。通過右鍵點擊「站點查詢」，即可得到各雨量站點的信息，主要包括: 實況雨量、累計雨量、14 時雨量、條件查詢 4 個選項卡。

圖 5.38 地質背景環境條件查詢

實況雨量: 查詢結果是所選雨量站點的逐日 24h 雨量值( 圖 5.39) 。累計雨量查詢結果是所選雨量站點的逐日累計雨量，系統設計為累計 7d 的雨量。

圖 5.39 雨量查詢窗口

14 時雨量: 查詢結果是當前日期 8 時至 14 時的 6h 實況雨量、經過計算得到的當前日期 14 時至昨日 14 時的實況雨量。

條件查詢: 主要是一些較復雜的定製查詢功能和查詢結果導出功能。可以通過選擇站號、站名、起始日期、終止日期，進行不同時間段各個雨量站點的累計雨量查詢( 圖5.40) 。

圖 5.40 條件查詢

5.8.1.5 預警產品修正

地質災害預警預報產品自動完成後，預報員可根據經驗或會商結果對預警產品進行修正。關於預警產品修正依據方面，增加了分省易發區圖; 產品背景數據補充縣界、縣名以及地貌簡圖。

( 1) 增加了分省( 區、市) 易發區圖( 圖 5.41)

圖 5.41 分省( 區、市) 易發區圖

( 2) 修正了產品背景數據( 圖 5.42，圖 5.43)

圖 5.42 中國地貌底圖

圖 5.43 預警區縣界縣名

5.8.1.6 軟體界面與顯示

軟體界面作了進一步的完善; 圖層顯示標准化等，如不同雨量用不同的顏色大小進行標記; 不同預警等級的顏色也給出相應的顏色顯示標准。

( 1) 軟體界面

從每日預警值班的角度，進一步完善和簡化了預警軟體界面，圖層控制管理窗口使用更加清晰方便( 圖 5.44) 。

圖 5.44 完善後的軟體界面

( 2) 圖層顯示標准化

不同雨量用不同的顏色大小進行標記。關於當日 8 點、14 點雨量顯示的相關約定根據雨量大小( 子圖號均為 34) ( 圖 5.45) :

圖 5.45 8 點實況雨量顯示標准化

≥250mm: 深紅色( 253) ，RGB 為 151 31 23; 子圖寬度和高度均為 60;

100 ～ 250mm: 粉紅色( 183) ，RG B 為 255 0 191; 子圖寬度和高度均為 50;

50 ～ 100mm: 藍色( 5) ，RG B 為 0 0 255; 子圖寬度和高度均為 40;

25 ～ 50mm: 淺藍色( 19) ，RG B 為 135 135 255; 子圖寬度和高度均為 30;

10 ～ 25mm: 綠色( 90) ，RG B 為 0 175 0; 子圖寬度和高度均為 20;

＜ 10mm: 淺綠色( 7) ，RG B 為 0 255 0; 子圖寬度和高度均為 10。

( 3) 預警等級顏色標准化

( RGB，圖 5.46)

圖 5.46 預警等級顏色標准化

5.8.1.7 矢量化網上發布

將發布的預警產品格式改為矢量化格式，從而實現預警產品查詢的方便快捷和精確定位( 可直接查詢到縣級行政區域) ( 圖 5.47) 。根據需要可實現雨量數據的實時顯示與查詢; 同時，能夠滿足每日多次預警產品的發布需求。

圖 5.47 改進的矢量化網上發布及放大後效果

5.8.2 5 級地質災害警報區

2008 年汛期，共發布了 1 次 5 級預警預報信息。我們對這次預報的地質災害發生情況進行了調查。

5.8.2.1 5 級地質災害預警預報情況

2008 年 7 月 20 日下午，中國地質環境監測院收到中國氣象局的天氣預報: 未來 24 小時( 7 月 20 日 20: 00 ～7 月 21 日 20: 00) 甘肅南部、四川中部和北部、陝西西南局部、寧夏南部局部等地震影響區，以及吉林東南部、遼寧東部有暴雨( 50mm) 。其中甘肅南部局部、四川中部局部和北部局部，以及吉林東南局部有大暴雨( 100mm) 。

針對氣象局降雨預報和預測暴雨地區的地質環境條件，經過與被預警區省級地質災害預警預報技術單位和氣象局會商，我們發布了如下預警預報信息: 今日 20: 00 至明日 20:00，甘肅南部、四川中部和北部、陝西西南局部、寧夏南部局部等地震影響區，以及吉林東南部、遼寧東部局部發生地質災害可能性較大( 3 級) 。其中，甘肅南部局部、四川中部局部和北部局部等地震重災區發生地質災害可能性大或很大( 4 ～5 級) ( 圖 5.48) 。

圖 5.48 7 月 20 日降雨預報等值線和地質災害氣象預警預報區域

5.8.2.2 地質災害發生情況與地質環境條件

根據四川、甘肅國土資源廳地質環境處獲得反饋信息，7 月 20 日晚至 7 月 22 日期間，四川省東南部發生較大地質災害 47 處; 甘肅省南部發生較大地質災害 8 處。

四川省 7 月 20 ～22 日發生的地質災害主要分布在四川省東部和中南部。在地質環境分區上分別屬於盆地東華鎣山平行嶺谷地質環境區和峨眉山高中山地質環境區。

盆地東華鎣山平行嶺谷地質環境區: 以剝蝕構造地形為主，背斜成山向斜成谷，山高谷深，嶺谷相間，山嶺海拔 700 ～1700m，間以石灰岩槽狀谷地或山間小盆地，山間盆地一般海拔 300 ～500m，相對高差 100m 左右。地形坡度 30° ～35°，背斜山地區較陡。侏羅系分布最廣( 達 80%以上) 。地層岩性為泥岩、砂質泥岩、岩屑長石砂岩、粉砂岩不等厚互層組成軟硬相間的岩體主要組合。構造呈北東—北北東走向，由一系列平行的狹長不對稱箱狀背斜組成，斷裂少見。區域地殼屬間歇性面狀抬升，地殼活動較強。區域最大地震震級為 5.75 級，地震基本烈度為Ⅵ-Ⅶ。

峨眉山高中山地質環境區: 以高中山地貌為主，地勢由北向南漸增，海拔 1000 ～3700m，切割深度 500 ～1000m，地形坡度15° ～40°，山坡上緩下陡，山頂圓緩，溝谷狹窄。地層包括下古生界的碳酸鹽岩、變質岩，以及中生界的砂岩、泥岩和火山噴發的玄武岩等。軟硬相間的岩體組合，類型較多，岩層較破碎。構造以南北向的褶皺、斷裂為主，兼有北東向、北西向斷裂切割，地層錯落，岩層破碎，地殼活動較強，地震烈度為Ⅷ度。滑坡、崩塌、泥石流較發育。

甘肅省發生的地質災害主要分布在隴南山地。該地區屬西秦嶺山地，地勢西高東低，海拔 2500 ～4500m，地形強烈切割，水文網發育，相對高差 1000 ～2000m，屬中高山地形。岩土體類型以變質岩岩組、碳酸鹽岩岩組為主，碎屑岩類和黃土零星分布。年平均降雨量一般為600mm，7 ～ 9 月 3 個月降雨量佔全年的 65% ，多暴雨。植被覆蓋率達 30% ～ 46% 。屬於滑坡、泥石流中等-高-極高發育地區。

5.8.2.3 預警預報效果分析

7 月 20 日對甘肅南部局部、四川中部局部和北部局部等地震重災區發布了 4 ～ 5 級的地質災害預警預報。7 月 21 ～22 日，地質災害大量發生，實際發生區在四川東南部和甘肅南部。甘肅南部和中部局部的預報是准確的，四川北部沒有報準的原因是實際降雨發生了偏移。20 日預報的暴雨中心是南部局部、四川中部局部和北部局部等地震重災區，而實際暴雨中心卻落在了四川東南部和甘肅南部以及陝西西南部( 圖 5.49) 。

5.8.3 2008 年預警預報效果分析

本章選取 2008 年 7 月和 8 月的預報情況進行分析。

5.8.3.1 成功預報情況分析

實際計算時，如果當日僅有 1 個預報區，則按 1 個區計算; 如果有多個預報區，則按實際預報區個數計算，3 級、4 級和 5 級區共同參與計算。採用第 3 章 3.7 節建立的計算公式，計算出 2008 年 7，8 月預報准確率( 表 5.11) 。

圖 5.49 7 月 21 日預報降雨、實際降雨與地質災害點分布對比

表 5.11 2008 年 7，8 月預報准確率

表 5.11 列出 7 月共發布 93 個預報區，有 30 個准確預報區，平均預報准確率為32.26% 。8 月共發布 64 個預報區，有 14 個准確預報區，平均預報准確率為 21.88% 。每日預報准確率的變化從 0 ～100%均有，顯示地質災害發生的准確情況具有一定的隨機性，同時與降雨量的情況有一定的關系，是一個復雜的過程，造成預報准確率較低。遇到大范圍強降雨出現時，預報准確率會有所提高。

5.8.3.2 空報情況分析

實際計算時，如果當日僅有 1 個空報區，則按 1 個區計算; 如果有多個空報區，則按實際個數計算，三級、四級和五級區共同參與計算。空報率和准確率之和為 1。採用第 3 章 3.7建立的計算公式，計算出 2008 年 7，8 月空報率( 表 5.12) 。

表 5.12 2008 年 7，8 月空報率

根據表 5.12 空報率的計算結果，7 月的平均空報率為 67.74%，8 月的平均空報率為78.12% ，空報率較大，主要是因為預報降雨與實際降雨偏差較大所致。

表 5.13 2008 年 7，8 月漏報率

2008 年 7 月 20 日預報降雨和實際降雨情況可以看出，兩個預報 100mm 的地區，其中一個降雨量不到10mm，另一個區中最大降雨量僅為40mm，降雨中心完全偏離預報區域，且降雨中心最大降雨量為 73mm，與預報 100mm 相差 27mm( 圖 5.50) 。

圖 5.50 7 月 20 日預報雨量與實際雨量對比圖

5.8.3.3 漏報情況分析

採用第 3 章 3.7 建立的計算公式，計算出 2008 年 7，8 月漏報率( 表 5.13) 。

根據表 5.13 顯示的計算結果，7 月的平均漏報率為 66.87% ，8 月的平均漏報率為86.54% ，漏報率較大，主要是因為地質災害預報是針對比較大的雲團或台風等強對流天氣引起的地質災害的預報准確率較高，而對於局地暴雨等天氣情況引發的地質災害預測較低。

5.8.4 暴雨日數與地質災害

將汛期( 5 ～9 月) 全國暴雨日數與地質災害點分布疊加( 圖 5.51) 。

顯示暴雨日數較大的地區集中分布在廣東南部、廣西南部、湖北東部等地。圖 5.52 暴雨日數分段與單位面積地質災害點統計，災害點密度較大的區域集中在暴雨日數在 3 ～5 日之間，而在暴雨日數 ＞10 日的區域地質災害點密度並不是最大的，即總體上，暴雨日數分布與地質災害點密度分布對應關系不好。

圖 5.51 2008 年 5 ～9 月全國暴雨日數與地質災害點分布( 台灣省專題資料暫缺)

圖 5.52 2008 年 5 ～9 月全國暴雨日數分段與單位面積地質災害點統計

5.8.5 強降水過程引發地質災害分析

2008 年汛期( 5 ～ 9 月) 全國共有 8 次強降水過程，在地質災害多發區引發了大量的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。

( 1) 2008 年 5 月 25 ～31 日強降水過程

2008 年 5 月 25 ～ 31 日，華南大部，特別是廣西、貴州、廣東局部發生一次強降水過程，過程降水量達 50 ～200mm。在全國多個省份引發了 365 處重大地質災害。其中: 湖南 206處，廣西 32 處，貴州 17 處等( 圖 5.53) 。

圖 5.53 2008 年 5 月 25 ～31 日強降水過程與地質災害點分布( 台灣省專題資料暫缺)

從圖5.54降水量分段與單位面積災害點個數統計來看，過程降水量在50～200mm范圍內，地質災害點密度均較大，特別是過程降水量大於200mm的區域，主要分布在廣西東北部、廣東中北局部地區，地質災害點分布更為集中，密度達7.4處/100km²;過程降水量為150～200mm的區域，覆蓋了貴州、廣西兩省(區)交界地區，密度也較大，達2.8處/100km²。從全國統計來看，5月25～31日88.8%的地質災害點位於累積雨量50～100mm范圍內，全國地質災害點主要是由本次強降水過程引發的。

圖5.54 2008年5月25～31日降水量分段與單位面積地質災害點統計

(2)2008年6月6～19日強降水過程

2008年6月6～19日，在我國的華南大部，特別是廣東、廣西、江西等地持續出現強降水過程，過程降水量達200～800mm。全國多個省份596處災害點。其中:江西147處，廣西126處，湖南88處，廣東55處，浙江33處，雲南23處等(圖5.55)。

圖5.55 2008年6月6日～19日強降水過程與地質災害點分布(台灣省專題資料暫缺)

從圖5.56降水量分段與單位面積災害點個數統計來看，過程降水量在200～800mm范圍內，地質災害點分布最多，佔全國災害點總數的70.5%。過程降水量大於800mm的區域，主要分布在廣東的東南局部，為地質災害不易發地區，沒有災害點出現;過程降水量400～800mm的區域基本覆蓋了廣東、廣西、江西、浙江、安徽等省(區)的山地(地質災害高發區)，地質災害分布最為廣泛，地質災害點密度為4.6～6.4處/100km²;過程降水量200～400mm的區域覆蓋了雲南、重慶、湖南等地，地質災害分布廣泛，災害點密度為6.4處/100km²。可見，本次大范圍地質災害的發生主要受到此次強降水過程的控制。

圖5.56 2008年6月6～19日降水量分段與單位面積地質災害點統計

(3)2008年7月6～10日強降水過程

2008年7月6～10日，華南大部、貴州東部、江南中西部、江漢東部、江淮西部、黃淮中東部、吉林北部等地出現了貫穿南北的強降水過程，全國多個省份共76處重大災害點，其中:廣東13處，湖北13處，安徽9處，廣西2處等。

從圖5.57降水量分段與單位面積災害點個數統計來看，隨著過程降水量增大，地質災害點密度明顯呈現增多趨勢，特別是過程降水量介於100～300mm的區域，地質災害分布點密度為0.8處/100km²;過程降水量大於300mm的區域，主要分布在廣東的東南局部，為地質災害不易發地區，沒有災害點出現;過程降水量在0～100mm范圍內，也有大量災害點分布。可見，此次強降水過程分布廣泛，除降水中心災害點個數較多外，在其他降水范圍內仍有很多災害點分布。

圖5.57 2008年7月6～10日降水量分段與單位面積地質災害點統計

(4)2008年7月20～24日強降水過程

2008年7月20～24日，四川盆地、黃淮、江淮等地普降暴雨到大暴雨，過程雨量50～200mm。在多處引發了大量地質災害，其中四川50處，湖北29處，湖南26處，陝西7處，重慶6處，貴州6處等。

從圖5.58降水量分段與單位面積災害點個數統計來看，災害點密度最大的區域過程降水量主要介於100～150mm之間，主要分布在四川、湖北、湖南等地質災害多發區，而在過程降水量更大(＞200mm)的區域，災害點密度反倒相對較小，主要是因為這部分區域主要位於山東、河南、湖北等省份的地質災害低易發區。可見山區或者說地質災害多發區的災害發生，主要受到強降水過程的控制，也即只有強降水過程落在地質災害多發區時，地質災害才會大量發生。

(5)2008年7月31日至8月2日強降水過程

2008年7月31日至8月2日，安徽、江蘇局地出現強降水過程，累計降雨量50～200mm，局地250～530mm。最大降雨中心位於安徽的東北局部(＞300mm)，無災害點發生;次級降雨中心位於安徽南部，為災害多發區，引發災害10處。

圖5.58 2008年7月20～24日降水量分段與單位面積地質災害點統計

從圖5.59降水量分段與單位面積災害點個數統計來看，也反映了這一特點，災害點主要分布在過程降水量100～300mm的區域。在10～100mm覆蓋的其他區域，有一些災害點零星分布。

圖5.59 2008年7月31日至8月2日降水量分段與單位面積地質災害點統計

(6)2008年8月13～17日強降水過程

2008年8月13～17日，長江中上游、江淮地區等地大部分地區出現大到暴雨、局部大暴雨，降雨量普遍在50mm以上，湖北南部和東部、湖南西北部、河南東南部、安徽西部等地有100～200mm，部分地區超過200mm。在湖北、湖南、重慶等地引發大量災害。其中湖南27處，湖北14處，四川12處，貴州6處，陝西3處，重慶2處。

從圖5.60降水量分段與單位面積災害點個數統計來看，災害點密度最大的區域主要集中落於降水量大於200mm的區域，因為該區域位於湖南西北局部地區，降水強度的大幅度集中［24h降水量湖南桑植(164.4mm)、通道(113.4mm)、平江(108.0mm)破歷史同期記錄］，引發了大量的群發地質災害。

(7)2008年8月28～29日強降水過程

2008年8月28～29日，湖北、安徽、重慶等地兩天累計雨量一般有50～250mm。在湖北引發了7處，重慶引發了4處地質災害。

從圖5.61降水量分段與單位面積災害點個數統計來看，災害點主要集中分布在過程降水量大於50mm的區域，該區域主要位於湖北、湖南北部、重慶大部兩日累積雨量基本都達到暴雨級別，降雨強度大，地質災害頻發。

圖5.60 2008年8月13～17日降水量分段與單位面積地質災害點統計

圖5.61 2008年8月28～29日降水量分段與單位面積地質災害點統計

(8)2008年9月22～27日強降水過程

2008年9月22～27日，四川省9個縣(市)降了大暴雨;北川縣連續5d出現暴雨;彭山和新都2個縣(市)日降水量突破9月歷史極值。地震災區部分地方道路中斷，山體滑坡和泥石流頻發，重大災害點達40處(圖5.62)。地質災害點密度最大區域位於100～200mm降水量區域，其次為50～100mm區域。

從圖5.63降水量分段與單位面積災害點個數統計來看，災害點主要集中分布在過程降水量100～200mm的區域，主要位於四川西部南北延伸地帶。

5.8.6 台風暴雨引發地質災害分析

2008年汛期(5～9月)全國共有6次台風登陸我國大陸，帶來了豐富強降水，對於崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的發生起到了一定的引發作用。

(1)熱帶風暴「風神」(6月25～29日)

6號熱帶風暴「風神」6月25日清晨在深圳登陸。受其影響，廣東、福建、廣西、江西、湖南等地降大到暴雨，在廣東、江西、浙江、廣西等省(區)引發了大量的崩塌、滑坡、泥石流地質災害。

從不同降水量分段的災害點密度來看，過程降水量在50～400mm之間時，災害點分布較多，特別是100～200mm、300～400mm過程降水量時，災害點密度分別達到了1.2處/100km²和1.6處/100km²。而降水量大於400mm的區域主要集中在廣東東南沿海局部地區，災害少發(圖5.64)。本時段的地質災害點主要是由於台風帶來的集中降水引發的。

圖5.62 2008年9月22～27日強降水過程與地質災害點分布(台灣省專題資料暫缺)

圖5.63 2008年9月22～27日降水量分段與單位面積地質災害點統計

圖5.64 熱帶風暴「風神」(6月25～29日)誘發災害點分布統計

(2)熱帶風暴「海鷗」(7月19～20日)

7號熱帶風暴「海鷗」7月15日下午在菲律賓以東海面上生成。17日在台灣省宜蘭縣登陸，18日在福建省霞浦縣再次登陸。受其影響，福建、廣東、浙江、江西等地相繼出現暴雨到大暴雨，在廣東、福建兩省引發了7處滑坡、崩塌、泥石流等小型災害(圖5.65)。

圖5.65 熱帶風暴「海鷗」(7月19～20日)誘發災害點分布統計

本次降水過程具有降水面積相對集中的特點，過程降水量大於50mm的區域面積較小，災害點集中分布在過程降水量100～150mm的局部區域。

(3)熱帶風暴「鳳凰」(7月28日至8月2日)

第8號熱帶風暴「鳳凰」於7月25日下午在西北太平洋洋面上生成，28日早晨在台灣省花蓮登陸，同日22時在福建省福清市再次登陸，登陸時為台風強度(中心附近風力12級)。受其影響，浙江東南部、福建中北部等地普降大到暴雨，部分地區大暴雨或特大暴雨;長江口、福建、浙江等地出現8～10級大風，局部達14級。在安徽、福建、廣東、江西等省份引發了35處群發型地質災害。

過程降水量大於300mm的區域主要集中在安徽東部與江蘇交界地區，屬地質災害不易發區，無災害點分布。而過程降水量在100～300mm的區域主要分布在福建、廣東、安徽南部等地質災害多發區，降水集中，地質背景環境條件脆弱，地質災害大量發生(圖5.66)。

圖5.66 熱帶風暴「鳳凰」(7月28日至8月2日)誘發災害點分布統計

(4)強熱帶風暴「北冕」(8月7～9日)

強熱帶風暴「北冕」8月6日傍晚在廣東省陽西縣沿海登陸，登陸時中心附近最大風力有10級;並於7日下午在廣西東興市沿海再次登陸，登陸時中心附近最大風力有8級。受其影響，華南大部以及雲南普降大到暴雨，局部降大暴雨或特大暴雨，過程最大降水量超過400mm。引發130處地質災害，其中:四川50處，湖北29處，湖南26處，陝西7處，重慶6處，貴州6處等。

從過程降水量分段的災害點密度來看，降水量大於200mm的區域分布在廣西南部的局部區域，地質災害低發。而降水量50～100mm的區域分布在雲南東部、廣西中部、廣東中部等災害多發區，災害點密度達1.4處/100km²(圖5.67)。

圖5.67 強熱帶風暴「北冕」(8月7～9日)誘發災害點分布統計

(5)強台風「森拉克」(9月14～16日)

強台風「森拉克」於9月14日凌晨在台灣省宜蘭縣沿海登陸，登陸時中心附近最大風力為15級(48m/s)。「森拉克」具有發展快、強度強，移動慢、路徑異常，正面襲擊台灣，影響台灣和東海時間長等特點，降水集中在福建東北沿海、浙江東南沿海局部，無典型的台風引發災害報告(圖5.68)。

圖5.68 強台風「森拉克」(9月14～16日)誘發災害點分布統計

(6)強台風「黑格比」(9月23～27日)

強台風「黑格比」於9月24日晨在廣東省電白縣沿海登陸，登陸時中心最大風力達到15級(48m/s)。「黑格比」帶來的強降水過程與強熱帶風暴「北冕」相似，地質災害點密度最大的區域過程降水量介於100～200mm之間，在廣東、廣西、雲南等地引發了大量地質災害(圖5.69)。

圖5.69 強台風「黑格比」(9月23～27日)誘發災害點分布統計

5.8.7 第一代與第二代區域預警系統應用對比

以2007年7～8月和2008年7～8月空間預報准確率核算，前者約為40%，後者約為27%，但後者預警面積僅為前者的四分之一，大大減少了預警區域，等於減少了防災相應成本。

採用兩套系統以2008年5月1～15日實際預警情況開展了對比分析(表5.14)。

表5.14 2008年汛期第一代與第二代區域預警系統應用對比

結論是，第二代預警系統在繼承第一代系統臨界雨量判別優勢的基礎上，突出反映了區域地質環境條件，在預警准確度、精細度等多個方面有較大改進。

4. 如何預防地質災害

1、加強宣傳，提高全社會的地質災害防治意識
積極開展地質災害防治知識宣傳，內容可包括國務院《地質災害防治條例》、《地質災害防治管理辦法》等有關法律法規，地質災害的種類、防治、預報、報告制度，如何安全選擇村民住宅用地防範地質災害，在雨季如何開展地質災害應急處理，災害發生時如何處置及應急救災等內容。各地可按當地實際情況，適時公開進行專題學習和培訓活動，通過報紙、廣播、電視、張貼宣傳畫等效方式，廣泛宣傳地質災害防治的重要性、必要性以及防災減災的相關知識，努力提高廣大幹部群眾的防災意識和搶險救災能力。
2、建立氣象預報預警制度。
地質災害的發生大多與強降雨有關。建立氣象預報預警制度，主要起警示作用，提醒被預警區的人員在下雨的時候提高警惕，注意防範降雨引發的滑坡和泥石流災害，其作用類似於雨天提醒大家帶把傘。為此，很有必要進一步加強地質災害群測群防網路的建設與維護工作，強化地質災害監測，開展實際降雨量監測，一旦發現實際降雨量將要達到地質災害發生的臨界值，立即通知地質災害危險區的居民採取措施，及時預防避讓，減少損失。
3、建立群測群防體系。
群測群防是具有中國特色的地質災害監測預警體系，也是實踐證明的、現階段我國最直接、最有效的防災減災手段。必須動員民間力量，也就是發動群眾搞好群測群防，及時發現災情，及時上報災情，及時處理災情。群測群防如同在地災危險區增加了成千上萬個「災害預警器」，有利於地災防治工作的全方位開展，有利於提高防災減災效率和效果。要著手建立災害預防體系，逐級落實責任，明確遇到什麼情況要上報、報到哪兒。遇到緊急情況，按照事先約定的方式，比如敲鑼打鼓或高聲吶喊，盡量減少人員傷亡。
4、建立地質災害監測網路。
不少地質災害由降雨誘發，為此由國土資源部門和氣象部門聯合開展的地質災害氣象預報預警工作，是對地質災害進行區域性的預測預報。因此，根據降雨氣象預報，結合地質災害發生的地質條件，可以對那些主要由降雨誘發的地質災害進行預測預報。由於氣象部門的監測點多集中在市區和平原，在山區的監測點相對少。而地質災害多發在山區，建立地質部門自己的降雨監測點迫在眉睫。
5、加強地質災害工程實踐
（1）工程防治措施
工程防治措施是防治地質災害的重要組成部分，工程防治措施的適用條件及方式：大多數房後切坡造成的小型土質滑坡，選用滑坡後緣地表排水、前緣支擋或削方減載護坡等工程措施較為適應。
（2）生物防治措施
生物防治措施是指植樹造林，種草護坡及合理耕牧。它具有應用范圍廣、投資省，能促進生態平衡，改善自然環境條件，防治作用持續時間長的特點，需較長時間才能發揮其效益。根據調查區地質災害特點和自然經濟條件，泥石流區，地面塌陷區及水土流失區應採取封山育林，退耕還林等防治措施，減少地質災害的發生和經濟損失。
（3）避讓措施
①雨天避讓措施。對災害隱患點和變形斜坡，採取雨天臨時避措旌，各鎮在防災預案的基礎上編制安全轉移預案，雨天對受威脅戶。一作轉移地點安排。應根據就近原則、轉移地（接受戶）不受地質災害或其它災害威脅的原則進行操作。
②搬遷避讓措施。對一些危險性大、危害性嚴重的地質災害，防治費用超過搬遷費用或再建房仍然受地質災害威脅的，採用搬遷避讓措施。調查區需搬遷避讓或已搬遷的災點。

5. 求助:一篇關於天氣預報的廣播稿,急急急啊

第十五號台風卡奴

氣象廣播稿 浙江省氣象台9月11日11點發布的台風緊急警報、全省天氣預報：台風緊急警報今年第15號台風「卡努」今天10時的中心位置在我省溫嶺東南方向大約130公里的海面上，也就是在北緯27.5度，東經122.3度，中心氣壓945百帕，近中心最大風力12級以上（50米/秒）。目前台風中心正以每小時25公里左右的速度向西北方向移動。預計台風中心未來繼續向西北方向移動，將於今天下午到傍晚在浙江玉環到象山一帶沿海登陸。受其影響，今天明天浙江沿海海面有12級或12級以上大風；浙江沿海地區有10－12級大風，台風中心經過的附近地方有12級以上大風，內陸平原和杭州灣等江湖水面有8－10級大風。今天到明天浙江東部地區有大雨到暴雨，部分大暴雨，其中溫州北部、台州、寧波、紹興、舟山地區和金華東部地區、嘉興東部地區局部有特大暴雨。建議: 1、今天明天我省部分地區將出現較強的集中降水，目前許多地方土壤水分接近飽和，地質結構疏鬆，因此地質災害隱患點和強降水地區要嚴密預防山體滑坡、崩塌、泥石流等次生災害，嚴防小流域洪災。各地要做好危險地區人員的安全工作，確保在校學生安全。 2、由於目前水庫水位普遍較高，堤壩長時間高水位浸泡，要注意水庫安全，特別是病險水庫要加強巡查。 3、進一步做好海上和沿海的防颱工作，出海船舶應緊急回港避風，禁止民眾去海邊等危險地帶活動。 4、沿海地區的電力通訊設施、建築工地、廣告牌等應進行加固，防止大風災害。 全省天氣預報：今天中午到夜裡：浙東地區陰有大雨到暴雨，部分大暴雨，其中溫州北部、台州、寧波、紹興、舟山地區和金華東部地區、嘉興東部地區局部有特大暴雨；其它地區陰有大雨，部分暴雨，其中天目山區局部有大暴雨。明天：浙北地區陰有大雨到暴雨，局部大暴雨；其它地區陰有中到大雨，局部暴雨。後天：全省陰到多雲，局部有陣雨。 明天早晨最低溫度：全省：21－23度。 明天白天最高溫度：全省：26－28度。 今天中午到明天中午沿海風力：浙江北部沿海海面：偏東風，夜裡起轉東到東南風，風力都是10－12級或12級以上。浙江中部南部沿海海面：東北風，下午到傍晚起轉偏南風，風力都是10－12級或12級以上。明天偏南風9－ 11級；杭州灣水面：偏東風，夜裡起轉東到東南風，風力都是9－11級或11級以上。

6. 地質災害發生後，專業救災隊伍到達之前，應採取哪些避災措施

● 不要立即進入復災害區搜尋制財物，以免再次發生滑坡、崩塌

滑坡、崩塌發生後，後山斜坡並未立即穩定下來，仍會不時發生崩石、滑坍，甚至還會繼續發生較大規模的滑坡、崩塌。因此，不要立即進入災害區去挖掘和搜尋財物。

● 立即派人將災情報告政府

偏遠山區地質災害發生後，道路、通訊毀壞，無法與外界溝通。應盡快派人將災情向政府報告，以便及時開展救援。

● 迅速組織村民查看是否還有滑坡、崩塌發生的危險

災害發生後，在專業隊伍未到達之前，應該迅速組織力量巡查滑坡、崩塌斜坡區和周圍是否還存在較大的危岩體和滑坡隱患，並應迅速劃定危險區，禁止人員進入。

迅速組織人員查看滑坡的分布范圍，分析隱患，劃定危險邊界● 收聽廣播，收看電視，關注是否還有暴雨

根據多年的經驗，並注意收聽廣播、收看電視，了解近期是否還會有發生暴雨的可能。如果有暴雨發生，應盡快對臨時居住的地區進行巡查，建立防災應急預案，指定專人時刻監視斜坡和溝谷情況，避免新的災害發生。

● 有組織地搜尋附近受傷和被困的人撤離災害地段後，要迅速清點人員，了解傷亡情況。對於失蹤人員要盡快組織人員進行搜尋。

7. 地質災害預警的方法類型

區域地質災害氣象預警可利用報刊、電視、廣播、網路等新聞媒體及電話內、傳真、手機短容信等方式;地質災害隱患點預警可利用口哨、銅鑼、高音喇叭等。發生地質災害後，依據嚴重程度、人員傷亡等，政府將由低到高啟動一般(Ⅳ級)、較大(Ⅲ級)、重大(Ⅱ級)、特別重大(Ⅰ級)預警，依次用藍色、黃色、橙色和紅色表示。

8. 地質災害防治宣傳要點

利用報刊、電視、廣播各種媒體廣泛宣傳防災減災基本知識和技能，對縣、鄉、村群內測群防人員定期舉辦容地質災害防治知識培訓，提高防災減災水平，在大中小學校開展地質災害基本知識普及宣傳活動，增強廣大師生地質災害防災意識。充分利用「世界地球日」、「全國土地日」和「全國防災減災日」等時機，在全縣廣泛開展減災科技「宣傳日」和「宣傳周」等活動，增強各級領導和廣大公眾的防災減災和保護地質環境意識。

9. 成昆鐵路崩塌，據悉此為第三次遇襲，我國地質災害該如何預警

首先要准確地確定災害的等級，為下一步營救或者搶修做好准備，一般情況下，地質災害氣象等級預報由地質災害氣象預警預測系統軟體根據實時降雨、氣象預測等相關因素進行預測。預測四級及以上時，應經國土部門和氣象部門組織會商、盡量細化具體范圍後發布，並根據氣象臨時預報信息，及時跟進調整。

除此之外，在發布對象上也要進行一個細分，例如地質災害氣象等級預報為一級、二級時，只對各級地質災害防治工作人員發布，這樣可以避免不必要的恐慌，地質災害氣象等級預報達三級及以上時，除向社會發布外，還要通過手機簡訊向特定對象發送，這些對象是各級政府和有關部門主要領導和分管領導，各級國土資源部門防災工作人員。

10. 滑坡、泥石流地質災害氣象預警預報

氣象因素是誘發滑坡、泥石流等地質災害的關鍵因素，開發基於Web-GIS和實時氣象信息的實時預警預報系統，實現地質災害實時預警預報與網路連接的地質災害預警預報與減災防災體系，對可能遭受的地質災害進行實時預警預報，及時廣泛地發布預警信息，有利於實現科學高效、快速地開展災害防治，從而最大限度地減少災害損失，保護人民生命財產安全，變被動防治為主動防治地質災害。

一、滑坡、泥石流地質災害氣象預警預報的主要依據

區域地質災害（滑坡、泥石流等）空間預測主要是圈定地質災害易發區，也就是前面論述的地質災害危險性評估與區劃。在區域地質災害空間預測的基礎上，結合實時的氣象動態信息，分析研究滑坡、泥石流等地質災害的主要誘發因素，研究同一地質環境區域，在不同氣象條件下發生地質災害的統計規律和內在機理，通過確定有效降雨量模型、降雨強度模型、降雨過程模型的臨界閥值，建立基於實時動態氣象信息的區域地質災害預警預報時空耦合關系，從而對區域性的滑坡、泥石流等地質災害進行危險性時空預警預報。

根據研究區域的地質條件、災害調查情況、氣象條件等，劃分地質災害易發區等級，統計已發生滑坡、泥石流等地質災害與有效降雨量、24小時降雨強度的相關性，確定出不同易發區不同等級的臨界降雨量（I、II），作為判別分析的閥值，確定降雨量危險性等級。降雨量小於I級臨界降雨量的為低危險性，降雨量介於Ⅰ－Ⅱ級臨界降雨量之間的為中危險性，降雨量大於II級臨界降雨量的為高危險性。

將各單元的有效降雨量與臨界有效降雨量進行對比，確定出各單元的降雨量危險性等級，將降雨量危險性等級和地質災害易發區等級進行疊加，疊加結果見表3－4和圖3-2，對應於4個不同的易發區把地質災害預警預報等級劃分為5級：其中，3級及3級以上為預警預報等級，5級為預警預報區的最高等級，1級和2級為不預警區，不同的預警預報等級採用不同的顏色予以表示。3級預警區是指應加強對災害點的監測地區；4級預警區是指應密切加強對災害點監測的地區，採取一定的防範措施；5級預警區是指應全天對災害點進行監測，直接受害對象尤其是住戶和人員在必要時應該採取避讓措施。在預警預報中，3級為注意級，4級為預警級，5級為警報級。

表3-4 地質災害預警區等級劃分表

圖3-2 區域地質災害宏觀預警構建思路示意圖

我國自2003年開展全國地質災害氣象預警預報工作以來，一些專家學者就致力於預警預報模型方法的研究與探索，主要經歷了兩個階段。

第一階段，2003～2006年，採用的是第一代預警方法，即臨界雨量判據法。該方法的主要原理是根據中國地貌格局、地質環境特徵及其與降雨誘發型崩滑流地質災害關系統計分析結果，以全國性分水嶺、氣候帶、大地構造單元和區域地質環境條件，進行一級分區；以區域分水嶺、歷史滑坡泥石流事件分布密度、地形地貌特徵、地層岩性、地質構造與新構造運動、年均降雨量分布等，進行二級分區；將全國劃分為7個預警大區、74個預警區；並分區開展歷史地質災害點與實況降雨量之間的統計關系，確定各預警區誘發滑坡泥石流災害的臨界雨量，建立預警預報判據模板（圖3-3）；利用全國地質災害資料庫和縣市調查信息系統中的地質災害樣本和中國氣象局提供的降雨資料，通過統計分析，確定地質災害發生前的1日、2日、4日、7日、10日和15日的臨界雨量作為判據模板，建立地質災害氣象預警預報模型，開展地質災害預警預報。

圖3-3 預警預報判據模板

第二階段，即第二代預警方法。2006～2007年，「全國地質災害氣象預警預報技術方法研究」項目設立，開展了全國地質災害氣象預警預報方法升級換代的研究工作。劉傳正教授提出了地質災害區域預警理論的三分法，即隱式統計預報法、顯式統計預報法和動力預報法；並提出了顯式統計預警方法（稱為第二代預警方法）設計思路。該方法改進了第一代預警方法中僅依靠臨界過程雨量方法的局限，實現了臨界過程降雨量判據與地質環境空間分析相耦合。2007年該項工作取得初步研究成果，經完善後已在2008年全國汛期預警工作中正式使用。

根據地質災害區域預警原理和顯式預警系統設計思路，具體預警模型建立過程如下：

（1）地質災害預警分區。將全國分為7個預警大區，分區建立預警模型。

（2）地質災害氣象預警信息圖層編制。充分考慮地質災害發生的地質環境基礎信息、地質災害歷史發生實況等，共編制預警信息圖層30個。

（3）地質災害潛勢度計算。探索一條計算地質災害潛勢度的計算方法，根據歷史地質災害點分布情況，採用不確定系數法計算地質環境CF值、採用項目組創新提出的權重確定法確定權重，從而計算地質災害潛勢度。

（4）統計預警模型建立。以10km×10km的網格進行剖分，將地質災害潛勢度、歷史災害點當日雨量、前期雨量作為輸入因子，地質災害實發情況作為輸出因子，採用多元線性回歸方法，建立預警指數計算模型，從而確定預警等級。

二、美國舊金山灣滑坡泥石流氣象預警系統

目前世界上滑坡泥石流災害氣象預警主要是依據美國舊金山灣滑坡泥石流預警系統提出的臨界降雨閥值的方法。該系統在1985年至1995年期間運行了10年，後因種種原因被迫關閉。它是世界上運行時間最長的滑坡泥石流預警系統，其經驗值得思考。

Campbell從1969年開始研究洛杉磯滑坡發生機制，1975年提出了建立基於國家氣象局（NWS）降雨預報和（前多普勒）雷達影像的洛杉磯泥石流預警系統的設想。Campbell指出，泥石流預報還是可能的，可通過降雨強度和持續時間的監測，並與根據降雨-滑坡發生概率的關系所建立的臨界值進行比較，進行泥石流災害等級的等級預報。一旦超過臨界值，就要對居住在山腳下的居民發出預警，撤離危險地，最大程度地減少災害損失。Campbell提出的泥石流預警系統由以下方面構成：①雨量計觀測系統，記錄每小時的降雨量；②具有能夠識別暴雨地區降雨強度中心的氣象編圖系統；將降雨數據標繪在地形（坡度）圖及相關滑坡影響圖上；③實時採集數據和預警管理和通訊網路。

1982年1月初，災難性暴雨襲擊了舊金山灣地區，引發了數以千計的泥石流及其他類型的淺層滑坡。經濟損失達數百萬美元，25人死亡。盡管該地區的人們得知暴雨預報，但並沒有得到任何關於滑坡、泥石流的警報。盡管Campbell提出的建議沒有在舊金山灣地區得以實施，但1982年的這場災難性事件使得建立泥石流預警系統變得十分緊迫和必要。

圖3-4 加州La Honda的泥石流降雨臨界線

Cannon和Ellen(1985)建立了加州La Honda的泥石流降雨臨界線(圖3-4）。他們用年均降雨量（MAP）對臨界降雨持續時間和臨界降雨強度進行了修正（標准化），即將臨界降雨強度修正為臨界降雨強度/年均降雨量（MAP）。他們建立的滑坡降雨臨界值是舊金山灣地區泥石流預警系統的基礎。1986年2月舊金山灣地區連降暴雨，美國地質調查局和國家氣象局聯合啟動了泥石流災害預警系統，通過NWS廣播電台系統發布了兩次公共預警。這是美國首次發出的泥石流災害預警。該次暴雨引發了舊金山灣地區數以百計的泥石流，造成1人死亡，財產損失達1000萬美元。如果不是預警系統的准確預報，損失將會更加嚴重。

1986年的泥石流災害預警是根據Cannon和Ellen（1985）確定的經驗降雨臨界值發布的。1989年Wilson等人在該經驗降雨臨界值的基礎上，建立了累積降雨量/降雨持續時間關系曲線，對不同的規模和頻率的泥石流確定不同的臨界值降雨量。據此USGS滑坡工作組進行泥石流災害預報。

Wilson自1995年一直研究困擾早期滑坡預警系統的泥石流降雨臨界值強烈受局部降水條件（地形效應）影響的難題。

如前所述，Cannon（1985）建立的舊金山灣地區的區域泥石流降雨臨界值，試圖用長期降雨量（MAP）來修正地形效應的影響。MAP是用來描述長期降雨氣候條件最常用的參數，可從標准氣象圖中獲得。Cannon建立MAP標准化臨界值，是滑坡預警系統的主要技術基礎。然而，正如Cannon本人所說，在早期滑坡預警系統運行過程中，發現降雨少的地區ALERT系統的雨量數據會產生「假警報」，反映了MAP標准化會出現低MAP地區的不一致性問題。後來Wilson（1997）將舊金山灣地區的MAP標准化方法應用到南加州和美國太平洋西北部地區，出現了明顯的低估或高估降雨臨界值的問題。

降雨量作為參數實際上反映了暴雨規模和頻率兩個綜合作用過程。美國太平洋西北部地區降雨量頻率高但每次降雨量小，導致年均降雨量大；而南加州地區則降雨頻率小但每次降雨量大，結果是年均降雨量小。年均降雨量標准化方法應識別出那些「極端」的降雨事件，即降雨量遠遠超過那些頻率高但降雨量小的暴雨事件。因此，對於估計泥石流降雨臨界值來說，單個暴雨的規模要比降雨頻率重要得多。

長期的氣候作用使斜坡本身達到了一種重力平衡狀態，即斜坡入滲與蒸發及地表排水之間達到了平衡。這種長期的平衡作用過程可能包含著無數已知和未知的機制。斜坡土壤的岩土工程性質、地表排水率及水網分布、本土植被都可能對局部氣候產生影響。Wilson用日降雨規模—頻率分析，重新檢查了年均降水量標准化臨界值的不一致性。在年均降雨量低的舊金山灣地區，泥石流的降雨臨界值高於MAP標准化的預測值。Wilson提出了參考的泥石流降雨臨界值，這有益於研究降雨與地表排水之間的相互作用。Wilson的研究表明，5年暴雨重現率可以代表降雨頻率與侵蝕率的優化組合關系。對三個具有明顯不同降雨氣候模式的不同地區（南加州洛杉磯地區、舊金山灣地區、太平洋西北部地區），採集了觸發致命泥石流災害事件的歷史雨量數據，建立了（引發廣泛泥石流發生）歷史上觸發大范圍泥石流的24小時峰值暴雨降雨量與參考降雨值（5年暴雨重現值）之間的關系曲線（圖3-5）。該關系曲線可用來估計泥石流的降雨臨界值，與Cannon的MAP標准化降雨臨界值相比，特別是可以在更加可靠點的范圍內通過插值估計出特定地點（特別是受地形效應影響的山區）的臨界值。

圖3-5 歷史觸發大范圍泥石流的24小時峰值暴雨降雨量與

盡管舊金山灣地區的滑坡泥石流氣象預警系統在1995年關閉了，但自1995年以來沒有停止對降雨/泥石流臨界值方面的研究。這些研究加深了對降雨、山坡水文條件、長期降雨氣象條件和斜坡穩定性之間相互作用的認識，這將為舊金山灣地區乃至世界其他地區的滑坡氣象預警工作奠定很好的科學基礎。

三、降雨監測與預報

舊金山灣地區滑坡預警系統運行的十年間，當地NWS的天氣預報主要依靠1987年2月發射的氣象衛星GOE-7（1997年被GOES-10所取代）。每隔30分鍾，GOES氣象衛星傳送覆蓋從阿拉斯加灣至夏威夷的北美西海岸雲團圖像。根據這些圖像，當地NWS可以估計出大暴雨的速度、方向和強度。圖像中的紅外波譜圖像還能指示雲團的溫度，它是估計降雨強度的重要信息。另外，地面氣象觀測站可獲得大氣壓、風速、溫度、降雨數據，與衛星氣象數據雨季NWS國家氣象中心提供的長期天氣趨勢預報信息相結合，當地NWS天氣預報辦公室綜合分析這些數據，准備和提供定量天氣預報（QPT），一天發布兩次加州北部和南部地區未來24小時天氣預報。

雨量監測（ALERT）系統能遠距離自動採集高強度降雨觀測數據，並將數據傳送到當地實時天氣預報中心。到1995年，舊金山灣地區ALERT系統已建立了60個雨量觀測站點（圖3-6）。盡管每個站點的建立得到了NWS的支持，但每個站點的設備購買、安裝和維護則由其他聯邦、州和地方政府機構負責。從1985年到1995年滑坡預警系統運行期間，USGS一直負責維護設在加州Menlo公園的ALERT接收器和數據處理微機系統。

要評估即將到來的暴雨是否會引發泥石流災害，要考慮兩個臨界值：①前期累積降雨量（即土壤濕度）；②臨近暴雨的強度和持續時間的綜合分析。為此，USGS滑坡工作組在La Honda研究區安裝了淺層測壓計，並對土壤進行了監測。如果測壓計首先顯示出對暴雨的強烈反應，即認為已達到前期臨界值。通常冬至後需幾個星期的時間才能使土壤濕度超過前期臨界值，之後要隨時關注暴雨強度和持續時間是否足以觸發泥石流災害。

圖3-6 1992年舊金山灣滑坡預警雨量監測系統—ALERT

四、泥石流災害預警的發布

當暴雨開始時，開始監測降雨強度，估計暴雨前鋒到來的速度。根據觀測的降雨量，結合當地NWS的定量降雨預測（QPF）；與建立的泥石流降雨臨界值進行對比分析，確定泥石流災害的類型和規模。NWS和USGS的工作人員共同參與該階段的工作，向公眾發布三個等級的泥石流災害預警：即①城市和小河流洪水勸告（urban and small streamsflood advisory）；②洪水/泥石流關注（flash-flood/debris-flow watch）；③洪水/泥石流警報（flash-flood/debris-flow warning）。在1986年至1995年間，多次發布了不同級別的泥石流災害預警。

五、小結

滑坡和泥石流災害的危險性預測主要是通過災害產生條件分析，預測區域上或某斜坡地段將來產生滑坡泥石流災害的可能性，圈定出可能產生滑坡泥石流災害的影響范圍及活動強度。滑坡泥石流災害危險性預測的指標體系結構層次如圖3-7所示，根據滑坡泥石流災害危險性預測的研究對象的差異性，可從三種研究尺度建立滑坡泥石流災害危險性預測指標體系。

圖3-7 地質災害空間預測指標體系結構層次圖

區域性滑坡泥石流災害危險性預測就是通過分析滑坡泥石流災害在區域空間分布的聚集性及規律性，圈定出滑坡泥石流災害相對危險性區域，從而為國土規劃、減災防災、災害管理與決策提供依據。不同的預測尺度對應於不同的勘察階段和研究精度。滑坡泥石流災害危險性區劃對應於可行性研究階段，要求對擬開發地域工程地質條件的分帶規律進行初步綜合評價，確定滑坡泥石流災害作用發生的可能性及敏感性，提交的成果是區域工程地質條件綜合分區圖和地質災害預測區劃圖。