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地质灾害预警地方

发布时间: 2021-01-23 23:15:49

地质灾害区域预警原理

据检索统计,世界上约有20多个国家或地区不同程度地开展过降雨引发滑坡、泥石流的研究或预警工作。其中,中国香港(Brandetal.,1984)、美国(Keeferetal.,1987)、日本(Fukuzono,1985)、巴西(Neiva,1998)、委内瑞拉(Wieczoreketal.,2001)、波多黎各(Larsen&Simon,1993)和中国大陆等曾经或正在进行面向公众社会的降雨引发区域性滑坡、泥石流的早期预警与减灾服务工作,预警的地质空间精度达到数千米量级,时间精度达到小时量级。这些国家和地区一般都在地质灾害多发区或敏感区开展或完成了比较详细的地质灾害调查评价工作,拥有比较长期且比较完整的降雨与滑坡、泥石流关系资料,或在典型地区建立了比较完善的降雨遥控监测网络和先进的数据传输系统。

综合分析国内外研究与应用状况,基于气象因素的区域地质灾害预警预报理论原理可初步划分为三大类,即隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法。

4.2.1 隐式统计预报法

隐式统计预报法把地质环境因素的作用隐含在降雨参数中,某地区的预警判据中仅仅考虑降雨参数建立模型。隐式统计预报法可称为第一代预报方法,比较适用于地质环境模式比较单一的小区域。由于这种方法只涉及一个或一类参数,无论预警区域的研究程度深浅均可使用,所以这是国内外广泛使用的方法,也是最易于推广的方法。这种方法特别适用于有限空间范围,且地质环境条件变化不大的地区,如以花岗岩及其风化残积物分布为主的中国香港地区多年来一直在研究应用和深化这一方法。

这种方法考虑的降雨参数包括年降雨量、季度降雨量、月降雨量、多日降雨量、日降雨量、小时降雨量和10min降雨量等。实际应用时,一般只涉及1~3个参数作为预报判据,如临界降雨量、降雨强度、有效降雨量或等效降雨量等。

突发性地质灾害临界过程降雨量判据的预警方法抓住了气象因素诱发地质灾害的关键方面,但预警精度必然受到所预警地区面积大小、突发性地质事件样本数量、地质环境复杂程度和地质环境稳定性及区域社会活动状况的限制,单一临界降雨量指标作为预警判据的代表性是有限的。

代表性研究成果主要有:

Onodera et al.( 1974) 通过研究日本的大量滑坡,提出累计降雨量超过 150 ~ 200mm,或每小时降雨强度超过 20 ~30mm 作为判据。Nilsen et al.( 1976) 发现美国 Alameda,Califor-nia 在累计降雨量超过 180mm 时,滑坡将频繁发生。Oberste-lehn( 1976) 认为累计降雨量达到 250mm 左右,美国 San Benito,California 将发生滑坡。Guidicini and Iwasa( 1977) 通过对巴西 9 个地区滑坡记录和降雨资料的分析,认为降雨量超过年平均降雨量的 8% ~17%,滑坡将滑动; 超过 20%,将发生灾难性滑坡。Caine( 1980) 全面总结了全球的可利用数据,给出了不同地区诱发滑坡暴雨事件的降雨强度和持续时间与滑坡的关系式。这一关系式当然不可能适用于全球所有地区( Crozier 在 1997 年证明) ,仍不失为探讨诱发滑坡临界降雨值的里程碑。

Brand et al.( 1984) 在中国香港研究表明,大多数滑坡由局部高强度短历时降雨诱发,而前期降雨量不是主要因素,除非是小型滑坡。Ng and Shi( 1998) 认为降雨的持续也是一个非常重要的诱发滑坡的因素。中国香港地区预测 24h 内降雨量达到 175mm 或 60min 内市区内雨量超过 70mm,即认为达到滑坡预报阈值,即由政府发出通报。中国香港平均每年约发出 3 次山洪滑坡暴发警报。

Ganuti et al.( 1985) 提出了临界降雨系数( critical precipitation coefficient,CPC) 的概念,并总结出当 CPC >0.5 时,将有 10a 一遇的滑坡发生; 当 CPC >0.6 时,将有 20a 一遇的滑坡发生。

Glade( 1997) 综合前人研究成果建立了确定诱发滑坡的降雨临界值的 3 个模型,并在纽西兰北岛南部的 Wellington 地区进行了验证。3 个模型要求的基本数据为: 日降雨量、滑坡发生日期和土体潜在日蒸发量( 通过 Thornthwaite method 方法计算得到) 。降雨强度临界值Glade( 1997) 的模型 1———日降雨模型( daily rainfall model) ,只使用日降雨量参数,简单地分析诱发滑坡和不诱发滑坡的日降雨量( Glade,1998) ,得出最小临界值和最大临界值,即在最小临界值以下,没有滑坡发生; 在最大临界值以上,滑坡一定发生。降雨量等级划分以20mm 为一个等级; 降雨过程雨量临界值 Glade( 1997) 的模型 2———前期日降雨量模型( an-tecedent daily rainfall model) ,考虑了前期降雨的影响。他认为决定前期情况有两个主要因素: 前期降雨的历时时间和土体含水量减少的速率; 土体含水状态临界值 Glade( 1997) 的模型 3———前期土体含水状态模型( antecedent soil water status model) ,他认为除了前期雨量,土体含水量和潜在的蒸发量对滑坡的影响也很大。

刘传正在 2003 年 5 月主持全国地质灾害气象预警工作过程中,利用地质灾害发生前15d 降雨量建立滑坡、泥石流发生区带的临界过程降雨量创建了预警判据模式图,并结合具体区域( 2003 年28 个区、2004 年以后74 个区) 进行校正的方法。该方法适应3 级预报的要求界定了 α 线和 β 线作为预警等级界限。3 年多来汛期的预警成果发布检验与应用证明,该方法在科学依据上是成立的,但限于预警区域过大、基础数据和地质灾害统计样本数量太少,准确率有待提高,同时也充分说明了开展地质灾害数据集成研究的迫切性。

另外,中国科学院成都山地灾害与环境研究所等机构在单条泥石流监测与预警建模方面进行了多年持续不懈的研究工作,取得了具有代表性的成果。

4.2.2 显式统计预报法

显式统计预报法是一种考虑地质环境变化与降雨参数等多因素叠加建立预警判据模型的方法,它是由地质灾害危险性区划与空间预测转化过来的(CarraraA.,1983;HaruyamaH.&KawakamiH.,1984;BaezaC.&CorominasJ.,1996;CarraraA.,CardinaliM.&GuzzettiF.,1991;刘传正,2004;殷坤龙,2005)。

区域地质灾害危险性评价和风险区划研究仍是当前的研究主流,而利用之进行地质灾害的实时预警与发布则多处于探索阶段。这种方法可以充分反映预警地区地质环境要素的变化,并随着调查研究精度的提高相应地提高地质灾害的空间预警精度。显式统计预报法可称为第二代预报方法,是正在探索中的方法,比较适用于地质环境模式比较复杂的大区域。

基于地质环境空间分析的突发性地质灾害时空预警理论与方法是根据单元分析结果经过合成实现的,克服了仅仅依据单一临界雨量指标的限制,但对临界诱发因素的表达、预警指标的选定与量化分级等尚存在需要进一步研究的诸多问题。

因此,要实现完全科学意义上的区域突发性地质灾害预警,必须建立临界过程降雨量判据与地质环境空间分析耦合模型的理论方法———广义显式统计模式地质灾害预报方法,预警等级指数(W)是内外动力的联立方程组。即

中国地质灾害区域预警方法与应用

式中:W为预警等级指数;a为地外天体引力作用,包括太阳、月亮的引潮力,太阳黑子、表面耀斑和太阳风等对地球表面的作用,a=f(a1,a2,…,an);b为地球内动力作用,主要表现为断裂活动、地震和火山爆发等,b=f(b1,b2,…,bn);c为地球表层外动力作用,包括降雨、渗流、冲刷、侵蚀、风化、植物根劈、风暴、温度、干燥和冻融作用等,c=f(c1,c2,…,cn);d为人类社会工程经济活动作用,包括资源、能源开发和工程建设等引起地质环境的变化,d=f(d1,d2,…,dn)。

20世纪70年代,以美国加利福尼亚州旧金山地区圣马提俄郡的滑坡敏感性图为代表,利用多参数图的加权(或不加权)叠加得到区域滑坡灾害预测图。

20世纪80年代,CarraraA.(1983)将多元统计分析预测方法引用到区域滑坡空间预测中,并在世界各国得到迅速发展与推广。如HaruyamaH.&KawakamiH.(1984)利用数学统计理论对日本活火山地区降雨引起的滑坡灾害进行了危险度评价。BaezaC.&CorominasJ.(1996)利用统计判别分析模型进行了浅层滑坡敏感性评估,结果斜坡破坏的正确预测率达到96.4%,有力地说明了统计预测的适用性。CarraraA.,CardinaliM.&GuzzettiF.等(1991)将统计模型与GIS结合,应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡危险性评估,实现从数据获取到分析、管理的自动化,结果证明统计分析与GIS的综合使用是一种快速、可行、费用低的区域滑坡危险性评价与制图方法。

20世纪90年代中后期以来,随着计算机技术和信息科学的高速发展,RS、GIS和GPS等“3S”技术联合应用使快速处理海量的地质环境数据成为可能,出现了地质灾害空间预测模型方法应用研究逐步从地质灾害危险评价与预警应用相结合的新态势。

刘传正等(2004)创建并发表了用于区域地质灾害评价和预警的“发育度”、“潜势度”、“危险度”和“危害度”时空递进分析理论与方法,简称“四度”递进分析法(AMFP),并在三峡库区(54175km2)和四川雅安地质灾害预警试验区(1067km2)进行了应用,结果是可信的。

李长江等(2004)将GIS和ANN(人工神经网络)相互融合,考虑不同的地质、地貌和水文地质背景,建立了给定降雨量的浙江省区域群发性滑坡灾害概率预报(警)系统(LAPS)。

宋光齐等(2004)根据地貌、岩性和地质构造几率分布,基于GIS建立了给定降雨量的四川省地质灾害预报系统。

殷坤龙等(2005)以浙江省为例探索了基于WebGIS的突发性地质灾害预警预报问题。

由于我国政府在全国范围内推行区域地质灾害预警预报机制,目前我国的预警探索工作走在世界前列。

4.2.3 动力预报法

动力预报法是一种考虑地质体在降雨过程中地-气耦合作用下研究对象自身动力变化过程而建立预警判据方程的方法,实质上是一种解析方法。动力预报方法的预报结果是确定性的,可称为第三代预报方法,目前只适用于单体试验区或特别重要的局部区域。该方法主要依据降雨前、降雨中和降雨后降水入渗在斜坡体内的转化机制,具体描述整个过程斜坡体内地下水动力作用变化与斜坡体状态及其稳定性的对应关系。通过钻孔监测地下水位动态、孔隙水压力和斜坡应力-位移等,揭示降雨前、降雨过程中和降雨后斜坡体内地下水的实时动态响应变化规律、整个坡体物理性状变化及其变形破坏过程的关系。在充分考虑含水量、基质吸力、孔隙水压力、渗透水压力、饱水带形成和滑坡—泥石流转化因素条件下,选用数学物理方程研究解析斜坡体内地下水动力场变化规律与斜坡稳定性的关系,确定多参数的预警阈值,从而实现地质灾害的实时动力预报。

目前,这种方法局限于试验场地或单个斜坡的研究探索阶段,必须依赖具有实时监测、实时传输和实时数据处理功能的立体监测网(地-气耦合)作为支撑才能实现实时预报。由于理论、技术和经费等方面的高要求,这种方法比较适用于重要的小区域或单体的研究性监测预警。

据研究,美国旧金山海湾地区的6h降雨量达到4in(101.6mm)时,就可能引发大面积泥石流。为了监测降雨期间地下水压力的变化,研究人员设置了若干个孔隙水压力计以观测斜坡中地下水压力变化。旧金山海湾地区实时区域滑坡预警系统包括降雨与滑坡发生的经验和分析关系式,实时雨量监测数据,国家气象服务中心降雨预报以及滑坡易发区略图。

在我国,刘传正等(2004)在四川雅安区域地质灾害监测预警试验区进行了大气降水与斜坡岩土层含水量变化的分层响应监测,发现不同降雨过程和降雨强度下,斜坡岩土体的含水量相应发生明显变化,可以研究降雨在斜坡岩土体内的渗流过程直至出现滑坡、泥石流的成因机理。

2003年8月23~25日是一个引发多处地质灾害并造成人员伤亡的典型降雨过程,可以作为分析实例。以8月19日15时的含水量为背景值,则8月23,24和25日降雨过程分别对应第96,120和144h的含水量,4个层位的记录曲线明确反映了随累计降雨量增加斜坡岩土体含水量急剧增加,第一、二层位达到过饱和状态,且含水量急剧增加出现于第121h,即24日15时之后,滞后于降雨时间约20h。各层含水量峰值出现于第151h,即接近滑坡呈区域性暴发时间(26日零时,对应第153h)。该分析未考虑沿裂隙的地下水渗流作用(图4.1)。

图4.1 四川雅安桑树坡监测试验点第1~4层含水量随时间变化曲线

分析对比隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法3类方法,我们认为,未来的方向是探索地质灾害隐式统计、显式统计与动力预警3种模型的联合应用方法,以适应不同层级的地质灾害预警需求。研究内容包括临界雨量统计模型、地质环境因素叠加统计模型和地质体实时变化(水动力、应力、应变、热力场和地磁场等)的数学物理模型等多参数、多模型的耦合。3种模型的联合应用不仅适应特别重要的区域或小流域,也为单体地质灾害的动力预警与应急响应提供决策依据。

② 地质灾害预警级别 地质灾害预警什么意思

地质灾害预警制度。预警内容主要包括地质灾害可能发生的时间、地点、成专灾范围和影响程度属等。地质灾害预警由县级以上人民政府国土资源主管部门会同气象主管机构发布。任何单位和个人不得擅自向社会发布地质灾害预警。
按照未来24小时内,地质灾害发生的可能性大小,地质灾害预警分为五级,分别为
一级:可能性很小;
二级:可能性较小;
三级:可能性较大(通知监测人员和威胁住户注意);
四级:可能性大(预报阶段,停止外业,各岗位人员到岗待命);
五级:可能性很大(警报阶段,无条件紧急疏散,密切观测)。

③ 中国地质灾害预警区划

根据中国地貌格局、地质环境特征及其与降雨引发型崩滑流地质灾害关系统计分析结果,以全国性分水岭或雪线为界,考虑长时间周期、大空间尺度的气候区划和地质环境条件,将全国分为7个预警大区(图5.1):

图5.1 中国地质灾害预警区划图(台湾省专题资料暂缺)

A东北山地平原区;

B大华北地区;

C中南山地丘陵区;

D西南中高山区;

E黄土高原区;

F北方干旱沙漠区;

G青藏高原区。

在预警区划(7大区划分)基础上,分区开展预警模型建立工作。分区界限:

(1)A/F大兴安岭—七老图山

漠河—凤水山(1398m)—古利牙山(1394m)—太平岭(1712m)—兴安岭(1397m)—巴代艾来(1540m)—罕山(1936m)—黄岗梁(2029m)—七老图山

(2)A/B云雾山—长白山

小五台山(2882m)—赤城—云雾山(2047m)—七老图山—阜新—铁岭—莫日红山(1013m)—白头山

(3)B/E太行山—中条山

小五台山(2882m)—恒山(2017m)—北台顶(3058m)—阳曲山(2059m)—历山(2322m)—华山(2160m)

(4)E/F毛毛山—靖边—东胜—小五台山

海晏—仙密大山(4354m)—毛毛山(4070m)—景泰—定边—靖边—榆林—东胜—丰镇—小五台山(2882m)

(5)EB/DC秦岭线—伏牛山—大别山—括苍山

海晏—龙羊峡—同仁—鸟鼠山(2609m)—武山南—凤县—太白山(3767m)—首阳山(2720m)—秦岭—华山(2160m)—全宝山(2094m)—老君山(2192m)—太白顶(1140m)—鸡公山(744m)—霍山(1774m)—安庆—九华山(1342m)—黄山(1873m)—桐庐—括苍山(1382m)—北雁荡山(1057m)

(6)F/G阿尔金山—祁连山

公格尔山(7649m)—慕士塔格山(7509m)—赛图拉—慕士山(6638m)—乌孜塔格(6250m)—九个达坂山(6303m)—阿卡腾能山(4642m)—阿尔金山(5798m)—大雪山(5483m)———祁连山(5547m)—冷龙岭(4849m)—毛毛山(4070m)

(7)C/D老君山—梵净山—岑王老山

老君山(2192m)—武当山(1612m)—大神农架(3053m)—建始—来凤(>1000m)—酉阳—梵净山(2494m)—佛顶山(1835m)—雷公山(2179m)—岑王老山(2062m)—富宁

(8)D/G九寨沟—察隅

武山—九寨沟—雪宝顶(5588m)—马尔康—炉霍—新龙—巴塘—察隅

注:括号内为高程点(m)。

④ 地质灾害预警预报有哪几个等级

按照抄未来24小时内,地质灾害发生的可能性大小,地质灾害预警分为五级,分别为
一级:可能性很小;
二级:可能性较小;
三级:可能性较大(通知监测人员和威胁住户注意);
四级:可能性大(预报阶段,停止外业,各岗位人员到岗待命);
五级:可能性很大(警报阶段,无条件紧急疏散,密切观测)。

⑤ 全国地质灾害监测预警体系建设的主要任务

全国地质灾害监测预警体系建设的总体规划如图7.1所示。

7.3.1 国家、省、市、县级地质灾害监测预警站网建设

县级以上国土资源行政主管部门建立地质灾害监测预警体系,会同建设、水利、交通等部门承担地质灾害监测任务,负责业务技术管理,并可受政府委托行使部分地质灾害监测管理职能,发布地质灾害监测预警信息。地质灾害监测机构是公益性事业单位。

(1)国家级地质灾害监测站

国家级地质灾害监测站负责全国性地质灾害专业监测网、信息网的建设与运行工作,并承担国家级地质环境监测任务;承担全国地质灾害预警预报和相关的调查研究工作;拟编全国地质灾害监测规划、计划、工作规范和技术标准;开展科技交流与合作,研究和推广新技术、新方法;承担全国地质灾害监测数据、成果报告的汇总、分析、处理和综合研究,为政府决策部门和社会公众提供信息服务;负责对省(区、市)级地质灾害监测业务的指导、协调和技术服务。

(3)地质灾害监测预警研究试验区

针对我国突发性地质灾害具有区域性、同时性、突然性、暴发性和危害大等特点,结合国土整治规划和资源能源开发,在代表性地区开展地质灾害监测预警示范。在试验区建立自动遥测雨量观测站网,逐步建立试验区滑坡、崩塌和泥石流区域爆发的降雨临界值,为突发性灾害的区域预警提供依据。同时,在试验区开展降雨期斜坡岩土体渗流观测,研究降雨诱发滑坡、崩塌和泥石流的机理。

2010年前,进一步完善和建设三峡库区立体式监测预警示范区。完成三峡库区滑坡、崩塌、泥石流灾害的立体监测网建设,在库区60处地质灾害点实现监测数据的自动采集、实时传输和自动分析;完善库区20个县级监测点建设;完成1∶1万航摄飞行;建立全库区的遥感(RS)监测系统,完成全球定位系统(GPS)控制网、基准网建设。

2010年以前重点在重庆市区、北京市、甘肃兰州市、陕西安康市、四川雅安、云南新平、云南东川、浙江金华市、江西宜春市等地区开展突发性地质灾害监测预警试验研究。

(4)地面沉降和地裂缝监测网

1)国家级地面沉降监测网选址原则:①跨省区的地面沉降灾害区域;②有一定的监测工作和设施基础;③地方政府有积极性,并提供配套资金;④具有较为完善的法规和管理体系。

2)工作部署:2010年之前,重点开展长江三角洲、华北平原、关中平原、淮北平原和松嫩平原地面沉降和地裂缝监测网的建设;2010年以后逐步开展汾河谷地、辽河盆地、珠江三角洲以及全国其他主要城市地面沉降和地裂缝的调查及监测网的建设。

长江三角洲地面沉降和地裂缝监测网包括上海市全部,江苏的苏锡常地区、南通地区和盐城地区南部的三个县(市),浙江的杭嘉湖平原,控制面积近5万km2

华北平原地面沉降和地裂缝监测网包括北京、天津市的平原区,河北省的环渤海平原区和山东的鲁西北平原,控制面积5万多km2

关中平原和汾河谷地地面沉降和地裂缝监测网的覆盖范围自六盘山南麓的宝鸡,沿渭河向东,经西安到风陵渡转向北东,沿汾河经临汾、太原到大同,宽近100km,长近1000km,包括渭河盆地、运城盆地、临汾盆地、太原盆地、大同盆地等,涉及近50个(县)市。

7.3.3 群测群防体系建设

突发性地质灾害群测群防网主要针对地质灾害较严重的山区农村,以县为单位,在专业队伍指导下,建立由当地政府领导下的县、乡、村三级群测群防体系。在各级地方政府的组织和领导下,充分发挥各级监测站的技术优势,提高群众的防灾意识和参与程度,完善监测预报制度,到2010年,建成1400个县(市)突发性地质灾害易发区的群测群防网络体系。

(1)群众监测网络建设

1)监测点选定原则:①危险性大、稳定性差、成灾概率高,会造成严重灾情的地质灾害隐患体;②对集镇、村庄、工矿及重要居民点人民生命安全构成威胁的地质灾害隐患体;③一旦发生将会造成严重经济损失的地质灾害隐患体;④威胁公路、铁路、航道等重要生命线工程的地质灾害隐患体;⑤威胁重大基础建设工程的地质灾害隐患体。

2)监测点的建设:根据上述原则确定需要监测的地质灾害隐患点后,由专业调查组及时向当地政府提出监测方案,同时协助搞好监测点的建设工作。①监测范围的确定:除对地质灾害隐患点和不稳定斜坡本身的变形迹象进行监测外,还应把该灾害点威胁的对象和可能成灾的范围,纳入监测范围。②监测方法与要求:对当前不宜进行治理或暂时不能进行治理的隐患点,危害大的应建立简易监测点,同时要对宏观地面变形、滑坡体内的微地貌、地表植物和建筑物标志等进行观察。以定期巡测和汛期强化监测相结合的方式进行。定期巡测一般为半月或每月一次,汛期强化监测将根据降雨强度,每天或24小时值班监测。③监测点的设置:简易监测点一般采用设桩、设砂浆贴片和固定标尺,对滑坡体地面裂缝相对位移进行监测,对危害大的隐患点,如有条件也可用视准线法测量监测点的位移。

3)监测网点的管理与运行:①监测责任落实到具体的单位与个人。被监测的地质灾害隐患点所在的乡(镇)、村和有关单位为监测责任人,在其领导下,成立监测组,监测组由受危害、威胁的居民点或有关单位的群测人员组成。②建立岗位责任制,县、乡(镇)、村应逐级签订责任书。调查过程中,采取多种方式进行宣传与培训,教会监测责任人、监测组成员和群众,如何监测、如何判断灾害可能发生的各种迹象和灾情速报及有关应急防灾救灾的方法。③信息反馈与处理。县(市)国土资源主管行政部门负责监测资料与信息反馈的收集汇总,上报到市(地、州)国土资源行政部门(或地质环境监测站)进行综合整理与分析,省国土资源厅地质环境处(或省地质环境总站)将上报的资料与信息录入省地质灾害空间数据库,进行趋势分析,同时对下一步监测工作提出指导性意见。④预测有重大险情发生时,当地政府和有关单位应立即采取应急防灾减灾措施,同时应立即报告省、市、县政府和国土资源主管部门,派出专业人员赴现场协助监测和指导防灾救灾。⑤建立地质灾害速报制度,按国土资发[1998]15号文附件执行。

4)资料的收集与监测数据的整理:①监测数据包括地质灾害点基本资料、动态变化数据、灾情等。②所有监测数据均应以数字化形式储存在信息系统中,同时,必须以纸介质形式备份保存。③监测点必须进行简易定量监测,并须整理成有关曲线、图表等。应编制有关月报、季报和年报,同时,对今后灾害发展趋势进行预测。④监测数据应按有关程序逐级汇交。

(2)群专结合的预报预警系统建设

1)县(市)国土资源行政主管部门归口管理和指导群众监测网络,负责监测资料与信息反馈的收集汇总。

2)县(市)国土资源行政主管部门的地质环境职能部门应根据气象、水文预报和监测资料进行综合分析,预测地质灾害危险点,并及时向有关乡(镇)、村和矿山及负有对重要设施管理的有关部门发出预警通知。

3)县(市)国土资源行政主管部门负责组织各乡(镇)、矿山、重要设施主管部门编制汛期地质灾害防灾预案。编制全县(市)汛期地质灾害防灾预案,并负责组织实施。

4)县(市)国土资源行政主管部门负责组织地质灾害防治科普宣传活动和基层干部培训工作。

7.3.4 地质灾害监测预警信息网建设

地质灾害监测预警与防治数据是国家与地方进行地质灾害防治,保障社会与经济建设的重要信息,具有数量大、更新快、用途广等特点。通过信息网的建设,实现数据的采集、存储、分析和发布,切实做到为政府、研究人员和社会提供所需的地质灾害信息,为国家经济建设宏观决策提供基础的科学依据。

到2010年,在完善中国地质灾害信息网与各省地质灾害信息网及部分地(市)地质灾害信息网的同时,建成集地质灾害监测、地下水环境监测等为一体的全国地质灾害监测信息系统,实现地质灾害监测数据的自动采集、传输、存储、数据管理、查询、应用和信息实时发布系统。

到2020年,以科学技术为先导,不断完善全国地质灾害监测信息系统,结合气象、水文、地震等相关因素,建成多专业领域、多信息处理技术的信息系统;全面提升我国地质灾害监测信息水平,满足社会和民众对地质灾害信息的需求,实现远程会商、应急指挥等重要决策功能。

地质灾害监测预警信息系统建设依托于各级地质灾害监测机构,具有统一要求、统一流程、分级管理等特点,是一个与现代计算机技术紧密结合的系统工程。本书在第11章(全国地质灾害防治信息系统建设规划研究)全面讨论了包括地质灾害监测预警信息系统在内的整个地质灾害防治信息系统的建设问题,本节不再赘述。

7.3.5 突发性重大地质灾害应急反应机制建设与远程会商应急指挥系统建设

(1)应急反应机制建设

从现在(2004年)起,国家、各省(区、市)要组建以省国土资源行政主管部门为指挥中心,以地质环境监测总站(院、中心)为主体,地(市、州)、县(市、区)国土资源行政主管部门和地方专业队伍协同作战的地质灾害监测预警应急反应系统。

1)应急反应系统要配置必备的应急设备,每年汛前对防灾预案中地质灾害隐患点的主要县(市)进行险情巡查,重点检查防灾减灾措施、群测群防网络、监测责任制是否落实到位,并对主要灾害隐患点进行险情巡查,汛中加强监测,汛后进行复查。

2)发现险情和接到险情报告能在最短的时间内赶到现场,进行险情鉴定,同时能够及时对灾害进行动态监测、分析,预测灾害发展趋势,根据灾害成因、类型、规模、影响范围和发展趋势,划定灾害危险区,设置危险区警示标志,确定预警信号和撤离路线,组织危险区内人员和重要财产撤离,情况危急时,强制组织避灾疏散。

3)接到特大型和大型地质灾害隐患临灾报告,指挥部办公室会同相关部门,迅速组织应急调查组赶赴现场,调查、核实险情,提出应急抢险措施建议。

(2)突发性重大地质灾害远程会商与应急指挥系统建设

随着国家经济建设规模的日益扩大和人民生活水平的不断提高,地质灾害造成的损失日趋突出,地质灾害的防治工作必须针对重大地质灾害及时作出反应,提出科学的决策意见,及时指挥应急处理工作。

突发性重大地质灾害远程会商及应急指挥系统,是针对突发重大地质灾害的预报和应急指挥,在建立地质灾害综合数据库的基础上,构建连接国务院国土资源主管部门、地质灾害数据中心与重点地质灾害发生区的远程会商和应急指挥网络化多媒体环境及地质灾害应急数据传输环境,形成一套信息化的地质灾害远程会商和应急指挥工作流程。

其主要工作内容如下:

1)对重大地质灾害预报和应急指挥相关的信息进行提取、加工、整理、集成与分析,建立地质灾害综合数据库。信息内容包括地理、地质背景数据;气象分析数据;地质灾害调查与监测数据;地质灾害情况资料;救灾条件信息等。

2)建立地质灾害信息发布平台。开发和建设重大地质灾害信息预报与应急指挥相关的动态信息发布系统、空间信息提取与发布系统、多媒体信息发布系统。

3)构建地质灾害远程会商和应急指挥的网络和多媒体运行环境。包括多点、多级视频会议系统、大屏幕显示系统及有关音像、电话系统;国家与重点地质灾害区域之间的网络信息传输系统;构建地质灾害重点区域应急调查数据快速传输环境。

4)研究与制定形成一套地质灾害远程会商和应急指挥系统工作规范。分析地质灾害远程会商和应急指挥工作的特点,提出地质灾害远程会商和应急指挥系统工作的模式,建立一套相关的工作规范。

⑥ 地质灾害气象预警区划

如前所述,在地质灾害的控制与影响因素中,降雨和人类工程活动是最为活跃的触发因素。在人类不合理工程活动地段,黄土的卸荷与风化裂隙、落水洞、陷穴等尤为发育,降水容易沿着这些通道快速渗入地下,引发地质灾害,降雨成为触发地质灾害最积极的因素。所以,通过气象预报,可有效开展滑坡崩塌泥石流等地质灾害预警,实现防灾减灾的目标。

一、临界降雨量确定

据本次调查资料,2000~2004年发生的13次新滑坡和16次崩塌,其发生频次均与月平均降水量呈显著的正相关,滑坡、崩塌发生时间全部落在6~10月份,在9月份最高,7月和8月次之,6月和10月份较低。地质灾害的发生频次与本区的降水特征有关,9月份常出现淋雨,并伴有大雨,这种降水特征有最利于浸润黄土和入渗补给地下水,触发地质灾害发生;7月和8月份集中了全年75%以上的R1h≥10mm强降水和82%以上的R1h≥20mm强降水,这种强降水特征不如9月份有利于降水入渗,所以,7月和8月份出现的灾害频次不如9月份高;6月和10月份强降水频率低于7月,8月和9月,但高于其他月份;另外,10月份也常有淋雨,所以在6月和10月份也引发了地质灾害。由此可见,无论是淋雨,还是强降雨,都是触发地质灾害的因素。

宝塔区历史上仅有一个气象站,不能反映降水特征的空间展布,为了能够揭示区域降水特征,本次与陕西省气象局合作,对1980年到2005年25年间,陕北黄土高原地区的27个气象站的日、时降水量进行了分析,统计了各站日降水量中R1h≥10mm或20mm的局地暴雨过程,对其气候特征和时空间演变规律进行归类分析、研究总结。研究结果表明:

(1)在25年中,陕北黄土高原共出现R1h≥10mm的强降水2638时次,R1h≥20mm强降水574时次,年平均R1h≥10mm的强降水有106时次,R1h≥20mm强降水有23时次。

(2)R1h≥10mm发生时次最多的年份是1994年,为173时次;最少的是1980年,仅有36时次。R1h≥20mm强降水发生次数最多的年份是1994年,为56时次;最少的是1982年仅有3时次。可见陕北强降水出现时次的年际差异较大,最多年份与最少年份相差十几倍之多。

(3)R1h≥10mm强降水旬分布具有多峰值的特点。7月中旬,7月下旬和8月上旬为第一高峰值,在数值比较接近也是全年的最大峰值;8月下旬为全年的次峰值,6月上旬为全年的第三峰值。R1h≥20mm单峰特征较明显,8月上旬为其高峰值,8月上旬之前,强降水频次缓升后,强降水的频次突然降低、减少。

(4)淋雨主要出现在9月,10月份也有淋雨和大雨发生。

(5)宝塔区暴雨年频次>0.8(图7-5),大雨日年频次为4左右(图7-6)。

图7-5 陕北暴雨年频次分布图

图7-6 陕北大雨年频次分布图

对比分析本区降水特征和地质灾害发生的关系,可以确定地质灾害气象预警的临界降雨量。预警的临界降雨量特征值分别是:

(1)日降雨量≥50mm(R24h≥50mm);

(2)6小时降雨量≥25mm(R6h≥25mm);

(3)1小时降雨量≥20mm或3小时降雨量≥25mm并且日降雨量≥30mm(R1h≥20mm或R3h≥25mm且R24h≥30mm);

(4)连续多日降雨,且日降雨量≥10mm。

符合以上条件之一就应该进行地质灾害预警,作为地质灾害气象诱发日向外发布。

据此临界降雨量可以进行模拟校验,校验结果表明,调查区内地质灾害暴雨诱发日为2.5d/a,连阴雨诱发日为2.8d/a,即每年可预报的次数将在2~7次。说明选取上述4项指标是符合实际情况和可以操作的(图7-7)。

图7-7 陕北地质灾害暴雨诱发日分布图

二、地质灾害气象预警级别

参考陕西省地质灾害气象预报预警分级划分,结合调查区实际情况,将预警级别划分为三级:分别是Ⅰ级预警、Ⅱ级预警和Ⅲ级预警。

Ⅰ级预警是高级预警,地质灾害发生概率最大,为地质灾害发布警报级;

Ⅱ级预警是中级预警,地质灾害发生概率中等,为地质灾害发布预报级;

Ⅲ级预警是低级预警,地质灾害发生概率最小,为地质灾害不发布预报级。

三、地质灾害气象预警区划

(一)日降雨量≥50mm预警区划

本降雨量级别在预警气象中相对降雨强度为最小(图7-8)。

图7-8日降雨量≥50mm预警区划图

(1)Ⅰ级预警区的范围最小,仅限于北半部延河流域,分散于这一区域的北部、西部和中部少部分地区(图中深灰色)。总面积927.71km2,占调查区总面积的26.1%。这些地区位居延河干流,河谷深切;以及较长支流的上游,沟谷强烈下切地带,人类工程活动极为强烈,为调查区的地质灾害发育区。

(2)Ⅱ级预警区主要分布在调查区北部延河流域(图中浅灰色),面积1303.96km2,占调查区总面积的36.7%。这一区域大多为延河次级支沟黄土梁、峁地区,主要沟谷多处于中游,人类工程活动较强烈,地质灾害发育强度稍低。

(3)Ⅲ级预警区分布于调查区南部汾川河流域(图中白色),面积1324.33km2,占调查区总面积的37.2%。这里植被茂盛,沟谷宽缓,人类工程活动不强烈,地质灾害极不发育。

(二)6小时降雨量≥25mm预警区划

本降雨量级别在预警气象中相对降雨强度为中等(图7-9)。

图7-9 6小时降雨量≥25mm预警区划图

(1)Ⅰ级预警区的范围较前有所扩大。除北部延河流域中部少量区域外,占据北部延河流域大部分地区(图中深灰色)。总面积1627.70km2,占调查区总面积的45.8%。为调查区地质灾害发育区及部分次发育区。

(2)Ⅱ级预警区的范围较前有所减少。主要分布在调查区北部延河流域(图中浅灰色),南部汾川河流域有少量分布。总面积676.38km2,占调查区总面积的19%。这一区域大多为延河次级支沟黄土梁、峁地区,主要沟谷多处于中游,人类工程活动较强烈,地质灾害发育强度稍低。

(3)Ⅲ级预警区的范围较前有所减少,全部分布于调查区南部汾川河流域(图中白色),面积1251.92km2,占调查区总面积的35.2%。这里植被茂盛,沟谷宽缓,人类工程活动不强烈,地质灾害极不发育。

(三)1小时降雨量≥20mm预警区划

本降雨量级别还包括3小时降雨量≥25mm并且日降雨量≥30mm,在预警气象中相对降雨强度为最大(图7-10)。

图7-10 1小时降雨量≥20mm预警区划图

(1)Ⅰ级预警区的范围为扩展至最大。占据整个北部延河流域(图中深灰色)。总面积2232.67km2,占调查区总面积的62.8%。为调查区地质灾害发育区及全部次发育区。

(2)Ⅱ级预警区的范围缩减至最少。从调查区北部延河流域全部退出,仅分布在南部汾川河流域主干流(图中浅灰色),分布面积194.91km2,占调查区总面积的5.5%。这一区域为汾川河主干流上中游,沟谷切割较强烈,地质灾害发育程度较其他地区稍强。

(3)Ⅲ级预警区的范围缩减至最小,全部分布于调查区南部汾川河流域(图中白色),面积1128.42km2,占调查区总面积的31.7%。这里植被茂盛,沟谷宽缓,人类工程活动较少,地质灾害极不发育。

⑦ 地质灾害的预警级别

按照未来24小时内,地质灾害发生的可能性大小,地质灾害预警分为五级,分别版为
一级:可能性很小;
二级权:可能性较小;
三级:可能性较大(通知监测人员和威胁住户注意);
四级:可能性大(预报阶段,停止外业,各岗位人员到岗待命);
五级:可能性很大(警报阶段,无条件紧急疏散,密切观测)。

⑧ 美国和日本等国地质灾害预警服务

目前,实现地质灾害预警的国家和地区,一般具备如下条件:

1)模型方法方面:对降雨和地质灾害的发生进行深入研究,获得了地质灾害预警的理论模型方法。

2)降雨监测和降雨预报方面:一是降雨预报数据,能够实现区域未来一段时间内的降雨预报;二是实时降雨监测数据,该数据一般可以通过两种方式获得:

a)雨量计,通过在区域上埋设一定数量的雨量计,实时精确掌握点上的降雨情况,从而实现区域上实时降雨的获得。通过安装自动遥测雨量监测仪(截至1995年,在旧金山湾地区安装了60台),当雨量每增加1mm时,通过电波自动传送数据到任何可接收到信号的地方(要求有接收器、计算机、数据接收分析显示的软件)。

b)降雨雷达,通过多普勒雷达(通过降雨云层上反射的雷达波)数据来进行降雨实时监测,该方法的难题在于,雷达回波值与地面上的降雨自动遥测值之间的关系确定上。原因有二:一是冰的反射能力远远大于水滴,因此温度成为一个关键的因素,且云中水滴的大小与温度、高度都相关,同时,除了水滴外,粉尘、昆虫、鸟等都能反射雷达的能量,都有回波;二是地面发散,即接近地面的雷达回波存在问题,特别是受到地形的影响。因此,将雷达回波值转换到降雨强度难度较大,且不同地区转换关系又不一样。

3)预警系统:根据降雨引发灾害的理论模型方法,实时进行分析预警。

4)预警信息发布平台:一般通过广播电台或电视台,向公众发布预警信息。

存在不足:理论模型方法需要更多的校验;缺乏有关斜坡岩土体方面的实时监测。

1.4.1 美国

美国是最早开展区域泥石流灾害预警的国家之一。

1.4.1.1 旧金山海湾地区

1985年,美国地质调查局(USGS)和美国气象服务中心(NWS)联合在旧金山海湾地区正式建立了泥石流预警系统。该系统于1986年2月12~21日在旧金山海湾地区的一次特大暴雨灾害中用于滑坡预报,并得到检验。由于技术复杂、机构变动和人员变动等方面原因,该预警系统在1995年被迫停止运行。

基于1982年1月3~5日在美国旧金山海湾地区发生的一次特大暴雨所引起的滑坡灾害数据,这次特大暴雨持续了34h,降雨量616mm,引发了大量的滑坡,造成25人死亡和超过6600万美元的经济损失。Mark&Newman通过对1982年1月的降雨情况分析得出,当前期雨量超过300~400mm,暴雨量超过250mm,即超过年平均降雨量的30%时,滑坡将大规模发生。该系统的基本原理是考虑了临界降雨强度和持续时间,并且考虑地质条件、降雨的空间分布,以及地形条件。美国地质调查局和美国气象服务中心在整个旧金山海湾地区共设计了45个自动降雨记录点,当降雨每增加1mm时,降雨观测点就通过自动方式将数据传送到美国地质调查局的接收中心和计算机系统。同时,为了监测降雨期间地下水压力的变化,工作人员还设置了若干个孔隙水压力计以观测斜坡中地下水压力变化。当降雨量和降雨强度将要超过临界值时,提前进行滑坡灾害的预报,以减少滑坡灾害的损失和可能的人员伤亡。

旧金山海湾地区实时区域滑坡预警系统包括降雨与滑坡发生的经验和分析关系式,实时雨量监测数据,国家气象服务中心降雨预报以及滑坡易发区略图。

1986年2月12~21日的滑坡灾害预警首先由美国地质调查局决定,通过当地电台、电视台以及美国气象服务中心的特别预报的方式来进行的。这次滑坡灾害的预警分为两个阶段:第一阶段是2月14日的6h灾害危险期;第二阶段是17~19日之间的60h的灾害危险期。由于地质条件的复杂性和地形条件的变化,这两次预报主要是针对整个旧金山海湾地区,而不是某一个特定的滑坡灾害地点。根据滑坡灾害发生后的调查,10处滑坡灾害点有目击者能提供精确的时间,其中有8处滑坡所发生的时间与预警的时间段是完全一致的(图1.17)。

图1.17 累计降雨量、滑坡预警时间(水平线段)、滑坡发生时间空心三角为滑坡;实心三角为泥石流

进一步研究要点:

a) 降雨—滑坡关系需精练,要考虑长期中等强度的降雨影响,使降雨与滑坡发生之间有更准确的模型,同时要针对滑坡的临界值,而不仅仅是泥石流;

b) 土体含水量和孔隙水压力的测量方法要更精确、有效;

c) 预警系统需要模式化和自动化,以便在暴雨期能够更快、更有效地得到数据;

d) 与滑坡有关的地形、水文和地质条件等内容,需进一步考虑,以使今后的预警更准确、有效。

作为第一个预警系统,从 4 个方面保证运行:

a) 降雨方面: 国家气象服务中心降雨预报( 未来 6h 预报) ,降雨实时连续监测( 多于 40个实时雨量计) ;

b) 预警方法方面: Canon and Ellen( 1985) 的临界降雨判据;

c) 预警运行上: 美国地质调查局根据降雨预报和实时降雨监测,实时预警系统进行分析;

d) 美国地质调查局和气象服务中心共同确定预警,并向社会发布。

1.4.1.2 俄勒冈州

1997 年,美国的 Oregon 政府建立了泥石流预警系统。该系统,由林业部的气象学家、地调系统( DOGAMI) 的地质学家、交通部( ODOT) 的工程师一起创建的。预警信息和建议通过 NOAA 天气节目和 Law Enforcement Data System 进行广播发布。DOGAMI 负责向媒体和相关地区提供关于泥石流的追加信息; ODOT 负责在更风险时段向机动车辆提供预警,包括在高泥石流风险路段安装预警信号。

1.4.1.3 夏威夷州

1992 年建立了类似的 I-D 的预警模型,并进行了数次实时预报( Wilson 等,1992) 。

1.4.1.4 弗基尼亚州

2000 年建立了类似的 I-D 的预警模型,并进行了数次实时预报( Wieczoic 等,2000) 。

1.4.1.5 波多黎各岛

1993 年,加勒比海的波多黎各岛建立了与旧金山海湾类似的 I-D 的预警模型,并进行了数次实时预报( Larsen & Simon,1993) 。

1.4.2 日本福井县

Onodera et al.( 1974) 通过研究发现,在日本,累计降雨量超过 150 ~ 200mm,或每小时降雨强度超过 20 ~30mm 时,大量滑坡将发生滑动。

日本在泥石流预警系统研制和开发方面处于国际领先地位。以发展具体一条或相邻沟的小规模地区的泥石流预报系统为主,通过上游泥石流形成区降雨资料的统计分析,确定临界雨量值和临界雨量报警线,通过上游雨量实时数据采集、演算和比较判别,自动发出报警信号。

山田刚二等( 1977) 通过滑坡的位移和地下水压力的监测,认为滑坡位移速率以及地下水压力不仅与当天降雨量有关,而且还与以前的降雨量有关,所以用有效雨量来表示雨量,有效雨量可以从下式求得:

中国地质灾害区域预警方法与应用

式中:Rc为有效雨量;R0为当天降雨量;Rn为日前降雨量;α为系数;n为经过的天数。

通过对山阴干线小田—天仪之间403km,400km附近的滑坡研究发现,日有效降雨量、位移速率、地下水压力随时间而变化的曲线,位移速率v,Rc与地下水压力(p)之间关系分别是二次曲线和直线:

中国地质灾害区域预警方法与应用

目前,日本在福井县开展了地质灾害预警预报工作。以点代面,根据区域地形、地貌和环境地质特征以及灾害可能发生的危险程度,在全县范围内布设了 66 个预警预报监测点,实现了定点、定时和灾害程度的预警预报。同时通过该系统还可以了解过去某一时间的雨量情况和发布情况等内容。

1.4.3 巴 西

Guidicini and Iwasa( 1977) 通过对巴西 9 个地区滑坡记录和降雨资料的分析,认为降雨量超过年平均降雨量的 8% ~17%,滑坡将滑动; 超过 20%,将发生灾难性滑坡。

1996 年,里约热内卢( Rio de Janeiro) 州建立了预警系统( Geo-Rio) 。由地质力学所设计并安装了 30 台自动雨量计,向中心计算机( Geo-Rio) 发送数据。中心计算机接收数据,并发布预警。2001 年滑坡灾害中,对里约热内卢的部分地区发布了预警,但在向北 60 km 处的 Petropolis 损失惨重。由于火灾,Geo-Rio 系统于 2002 年 11 月被迫停止。

⑨ 什么是地质灾害监测预警

地质灾害来源于自然和人为地质作用对地质环境的灾难性破坏,主要包括崩塌内、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂容缝等。我国是世界上地质灾害频发的地区之一,近年来,关于滑坡、泥石流类灾害的研究是行业研究的重点。地质灾害的防治常常因为工作的分散,造成标准化程度较差,资源共享较难的问题。

⑩ 地质灾害调查与预警

一、部署重点

开展我国西南山区、黄土高原、湘鄂桂山区等主要地质灾害高易发区地质灾害详细调查,建立典型地质灾害监测预警区;完善长江三角洲、华北平原和汾渭盆地地面沉降监测网,开展珠江三角洲、东北平原等地区地面沉降调查,开展京沪、大同—西安等高速铁路沿线地面沉降与地裂缝详细调查。

二、部署建议

(一)全国地质灾害调查监测综合评价

1.工作现状

完成了全国1:50万以地质灾害为主的环境地质调查与综合研究,完成了700个县(市)的县市地质灾害调查成果集成,正在开展1640个县(市)的县市地质灾害调查成果集成。2005年起,开展1:5万地质灾害详细调查数据库建设及成果初步梳理工作。开展地质灾害气象预警技术方法研究,逐步提高我国区域地质灾害预警预报技术水平。

但随着详细调查与监测预警示范的大规模铺开,需要进一步进行数据的整理、分析与综合集成,并在研究基础上编制满足国家层面需求的系列图系。

2.工作目标

总体目标:整合地质灾害详细调查成果,分析地质灾害发育分布规律,划定地质灾害易发区,搭建综合研究技术平台和信息化平台,建立全国地质灾害数据库。整合监测预警示范区成果,研究监测预警网络建设模式,形成全国地质灾害监测预警信息平台。完善地质灾害调查与监测技术规程与技术要求,综合研究并编制满足国家需要的地质灾害系列图系。

“十二五”期间:建立地质灾害调查与地质灾害监测预警成果集成体系。总结地质灾害调查成果,开展区域地质灾害易发区综合评价和易发程度区划。总结地质灾害监测预警示范区建设成果,搭建地质灾害监测预警信息平台。

“十三五”期间:完善地质灾害调查与地质灾害监测预警成果集成体系。进一步总结地质灾害调查成果,形成全国和省级地质灾害易发区综合评价和易发程度区划。系统总结地质灾害调查与地质灾害监测成果,形成全国地质灾害早期预警区划。

3.工作任务

完成全国1:5万地质灾害调查与典型预警示范区建设成果的汇总、集成与综合研究。搭建1:5万地质灾害调查综合研究技术平台和信息化平台,建立全国地质灾害数据库。搭建全国地质灾害监测预警信息平台,完善早期预警产品发布体系。总结修订《崩塌、滑坡、泥石流1:50000调查规范》,完成全国地质灾害早期预警区划,编制全国及分省地质灾害与地质灾害早期预警综合图系。

“十二五”期间:对西北黄土高原区、西南山区、湘鄂桂山区、东南沿海地区地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查成果进行集成,建立1:5万地质灾害调查信息化成果技术要求;完成11个地质灾害监测预警示范区成果综合研究,搭建全国地质灾害监测预警信息平台,初步建立全国地质灾害早期预警区划。

“十三五”期间:完成西北黄土高原区、西南山区、湘鄂桂山区、东南沿海地区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查成果集成,完善1:5万地质灾害调查信息化成果技术要求。完成全国30个地质灾害监测预警示范区成果综合研究,形成建立全国地质灾害早期预警区划。编制完成全国及分省地质灾害与地质灾害早期预警综合图系。

(二)西北黄土高原区1:5万地质灾害调查

1.工作现状

完成了以省(区、市)为单元的西北省区1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、263个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,在46个县近10万平方千米范围内开展了1:5万地质灾害调查。

通过开展1:5万地质灾害调查,基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律,有力地支持了完善地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果,在西北黄土高原区及秦巴山区中,仍有处于地质灾害高、中易发区的191个县近54万平方千米需要尽快开展1:5万地质灾害调查工作。

2.工作目标

以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段,以县(区)级行政区划为基本单元,开展西北黄土高原区及秦巴山区20万平方千米(191个县)的1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,圈定地质灾害易发区和危险区,建立地质灾害信息预警系统,建立健全群专结合的监测网络,为减灾防灾提供基础地质依据。

“十二五”期间:开展西北地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查,基本查清区内地质灾害分布发育规律,逐步建立地质灾害风险控制管理工作体系。

“十三五”期间:继续开展地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查,查清区内地质灾害分布发育规律,形成西北地区地质灾害易发区区划和重点区域地质灾害风险管理区划,显著提高我国地质灾害防治水平。

3.工作任务

开展西北地区地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查;完善地质灾害易发性和危险性区划;健全完善地质灾害群测群防体系,建立地质灾害空间数据库。

在已经圈定的地质灾害易发区内,以县为单位采用点、线、面结合,重点和一般调查结合的方式开展1:5万地质灾害调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查,基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前,逐步推进,最终完成西北地区高、中易发区调查。在调查基础上,完善地质灾害易发性和危险性区划,健全完善地质灾害群测群防体系,探索建立地质灾害风险评价与风险控制管理工作体系。

“十二五”期间:开展西北黄土高原区地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查。

“十三五”期间:继续开展西北黄土高原区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查。

(三)西南山区1:5万地质灾害调查

1.工作现状

完成了以省(区、市)为单元的西南山区1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、423个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,在29个县(近10万平方千米)开展了1:5万地质灾害调查。

通过开展1:5万地质灾害调查,基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律,有力支持并完善了地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果,在西南山区,仍有处于地质灾害高、中易发区的190个县近75万平方千米需要尽快开展地质灾害详细调查工作。

2.工作目标

总体目标:以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段,以县(区)级行政区划为基本单元,开展西南山区、藏东地区75万平方千米,1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,圈定地质灾害易发区和危险区,建立地质灾害信息预警系统,建立健全群专结合的监测网络,为减灾防灾提供基础地质依据。

“十二五”期间:开展西南川滇山区、藏东地区等地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查,基本查清区内地质灾害分布发育规律,逐步建立地质灾害风险控制管理工作体系。

“十三五”期间:继续开展西南川滇山区、藏东地区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查,查清区内地质灾害分布发育规律,形成全国地质灾害易发区区划和重点区域地质灾害风险管理区划。显著提高我国地质灾害防治水平。

3.工作任务

开展西南川滇山区、藏东地区滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查;健全完善覆盖地质灾害中、高易发区的群测群防网络,完善地质灾害易发性和危险性区划。建立地质灾害空间数据库。

在已经圈定的地质灾害易发区内,以县为单位采用点、线、面结合,重点和一般调查结合的方式开展1:5万地质灾害调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查,基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前,逐步推进,最终完成西南山区高、中易发区调查。在调查基础上,建立完善群测群防体系,完善地质灾害易发性和危险性区划,探索建立区域风险评价与风险控制管理工作体系。

“十二五”期间:开展西南山区高易发区1:5万地质灾害调查工作。

“十三五”期间:继续开展西南山区高、中易发区1:5万地质灾害调查工作。

(四)湘鄂桂山区地质灾害详细调查

1.工作现状

完成了以省(区、市)为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、287个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,在14个县近4万平方千米范围内开展了1:5万地质灾害调查。

通过开展1:5万地质灾害调查,基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律,有力地支持了完善地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果,在湘鄂桂山区,仍有处于地质灾害高、中易发区的82个县近20万平方千米需要尽快开展1:5万地质灾害详细调查工作。

2.工作目标

总体目标:以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段,以县(区)级行政区划为基本单元,开展西南山区、藏东地区1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,圈定地质灾害易发区和危险区,建立地质灾害信息预警系统,建立健全群专结合的监测网络,为减灾防灾提供基础地质依据。

“十二五”期间:完成湘鄂桂山地丘陵区20个县(市)1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,为制定防灾规划和减灾提供技术支撑。

“十三五”期间:全面完成湘鄂桂山地丘陵区40个县(市)1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,为制定防灾规划和减灾提供技术支撑。

3.工作任务

开展湘鄂黔山地区滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查;健全完善覆盖地质灾害中、高易发区的群测群防网络,完善地质灾害易发性和危险性区划。建立地质灾害空间数据库。

在已经圈定的地质灾害易发区内,以县为单位采用点、线、面结合,重点和一般调查结合的方式开展地质灾害1:5万调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查,基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前,逐步推进,最终完成湘鄂黔山地区高、中易发区调查。在调查基础上,建立完善群测群防体系,完善地质灾害易发性和危险性区划,探索建立区域风险评价与风险控制管理工作体系。

“十二五”期间:开展高易发区1:5万地质灾害调查。

“十三五”期间:继续开展高、中易发区1:5万地质灾害调查。

(五)东南沿海山区1:5万地质灾害调查

调查区主要包括浙江、福建、安徽、江西四省常年遭受台风袭击的地质灾害高风险区及中低山丘陵区,总面积约12万平方千米。该区域人口密度高、经济发达,地质条件复杂,台风和降雨频繁,地质灾害影响严重。

1.工作现状

完成了以省(区、市)为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查,以县(市)为单元的1:10万丘陵山区地质灾害调查约271个县(市),浙江省开展了小流域1:1万地质灾害调查。初步查明了崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害分布情况、发育特征、发育强度及其形成条件和发生规律,对地质灾害发生的环境地质条件和发展趋势进行了区划及预测评价,调查成果及时为重点县(市)及区域地质灾害防治提供了技术支撑。

虽然浙江开展小流域1:1万地质灾害调查调查,尚未系统开展1:5万地质灾害调查,缺少区域1:5万地质灾害调查资料,目前地质灾害防治依靠的是以往1:10万县市地质调查资料,地质灾害防灾工作能力和水平亟待提升。

2.工作目标

总体目标:全面完成地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查工作,查明崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害分布情况、发育特征、发育强度及其形成条件和发生规律,对地质灾害发生的环境地质条件和发展趋势进行了区划及预测评价,调查成果及时为重点县(市)及区域地质灾害防治提供了技术支撑。

“十二五”期间:完成地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查工作,选择25处重大地质灾害高易发区开展风险管理。

“十三五”期间:完成地质灾害中易发区1:5万地质灾害调查工作,选择15处重大地质灾害中易发区开展风险管理。

3.工作任务

以保护人民生命财产和生存环境、保障重大建设工程、重要矿山、国家级或省级旅游景区建设为目标,开展1:5万地质灾害调查,基本查明地质灾害发育及危害现状、形成条件和形成机理,进行地质灾害危险性评价和风险评估;开展区域地质灾害监测预警网络建设,建立典型区地质灾害监测预警示范;开展重大地质灾害调查与风险管理选区及评估;建立区域地质灾害数据共享平台。

(六)汶川地震地质灾害调查评价

1.工作现状

开展了工作区在内的青藏高原东南缘的地壳变形、断裂运动、地震活动研究、活动断裂和古地震研究、区内区域地壳稳定性研究及一系列的深部地球物理探测研究。从1991年到2006年已在青藏高原东部及邻区开展了十多年地壳形变监测。震后完成了地震灾区地质灾害应急调查、详细调查及对重大灾害体的勘察。

但震后地质环境、地应力场及位移场均发生了较大变化,需尽快完成调查。震后地震灾区地质灾害应急调查、详细调查及对重大灾害体的勘察资料亟待整理。灾后恢复重建迫切需要区域稳定性评价及地质灾害防治区划。与地震及地震地质灾害相关的关键科学问题亟待解决。

2.工作目标

总体目标:以汶川地震为契机,全面开展龙门山地区地震与地质灾害详细调查工作,结合综合地球物理勘查,摸清龙门山断裂带主要特征;系统总结工作区现代构造运动的地质灾害效应规律及地质灾害链形成机理;揭示龙门山及邻近构造带未来地震活动趋势;了解龙门山及邻近构造带的地震工程地质条件;开展区域地壳稳定性和重要场地工程地质稳定性评价;为龙门山地震重灾区恢复重建及邻区重要工程规划提供地质依据;建设地震地质灾害信息系统,为地震灾区防灾减灾和重建规划服务。

“十二五”期间:完成龙门山地区地震地质灾害调查,确定汶川地震发震断裂和同震断裂的地表变形特征,确定活动断裂深部结构,初步完成青藏高原东缘地壳形变和斜坡动力响应综合监测及汶川地震灾区地脉动测试,建立极震区滑坡形成机理模式及汶川地震区工程岩体稳定性评价与地质灾害填图技术方法,完成地质灾害相应成果建设,为汶川地震灾后重建提供相关地震地质灾害资料和必要的技术支撑。

“十三五”期间:深入研究地震地质灾害链的形成机理和演化过程,开展区域地壳稳定性评价,总结提升各种地震地质灾害调查、监测和评价的技术水平,并促进相关技术方法的推广应用。

3.工作任务

在广泛收集利用前期已有相关地质研究资料的基础上,利用遥感解译与野外地面调查、深部探测相结合,线路地质调查与重点地段大比例尺填图调查相结合,新构造运动特征定性分析与断裂活动时域及强度定量测试分析相结合,内动力与外动力地质作用调查相结合,物理仿真模拟与数值模拟相结合,对工作区活动断裂特别是发震断裂及其灾害效应进行定量—半定量评价;基于青藏高原东缘地壳形变和斜坡动力响应综合监测,以及对地震动力与地质灾害相关性的多方位综合调查和研究(模拟试验、常规和非常规岩土工程特性试验等),分析龙门山及邻近构造带未来新构造运动趋势及其灾害效应,开展汶川地震地质灾害关键科学问题的深入研究,力图在典型地震地质灾害的成灾机理和评价技术方面有所突破。

“十二五”期间:开展汶川地震灾区以滑坡、崩塌、泥石流灾害为主要内容的1:5万地质灾害调查与测绘;进行龙门山及邻近构造带地震工程地质调查评价;开展龙门山及邻近构造带活动断裂调查;开展区域地壳稳定性综合评价;在龙门山及其邻近地区开展综合地球物理探测,取得地震活动带较详细的岩石圈结构模型;在青藏高原东缘开展系统的高精度GPS测量与监测,重点开展对龙门山断裂带、鲜水河—安宁河—小江断裂带及其附近区域的监测。

开展川西地区地震地质及区域构造稳定性研究,研究更加符合斜坡地震动响应客观实际的地震动稳定性评价方法;通过大型振动台试验,揭示不同地震波下边坡的动力响应规律;通过开展汶川地震灾区地脉动测试及研究分析,提升对地震及余震有关的地质灾害问题更深层次的研究;在先期地震灾区地质灾害隐患巡排查工作的基础上,建立地震滑坡稳定性评价及失稳概率的定量评价模型,对地震滑坡危险程度进行分级,并对其危险性进行分区,形成地震滑坡灾害编图的一套技术方法体系。

“十三五”期间:地震灾区地质灾害调查和研究成果进行综合分析研究。

(七)西部复杂山体地质灾害成灾模式与风险评价

1.工作现状

西部地区复杂山体区已开展过不同程度的调查工作。其中包括基础性的1:20万区域地质图和1:20万水文地质图,及部分区域完成了1:5万地质填图。专业性的包括以省(区、市)为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,部分地区开展了1:5万地质灾害调查。

但由于西部大型山体滑坡成因复杂,只依靠地表普查很难认清成灾模式,更难以掌握灾害的多米诺效应。如武隆鸡尾山滑坡,前期工作已将滑坡区圈定为危险区,但调查成果并没能对滑坡破坏机理与成灾模式作出正确的判断。武隆鸡尾山滑坡、宣汉天台乡滑坡、冯店垮梁子滑坡多起灾难性滑坡灾害的发生,表明在西部山区复杂斜坡地带,存在隐蔽性极高、突发性强、成因机理复杂、灾害隐患极大的特殊类型滑坡。这些滑坡成灾机理、致灾模式亟待研究。

2.工作目标

总体目标:以西部复杂山体为研究对象,依托已有调查成果,全面开展西部复杂山体成灾机理研究。开展地质灾害成灾模式调查、成灾条件与机理研究、致灾模式与机理研究、重大灾害防治对策研究。初步摸清西部地区地质灾害成因机制,建立西部复杂山体灾害识辨方法、完善灾害评价体系、提出区划防治建议,为主动防灾服务。

“十二五”期间:完成乌江流域、清江流域、三峡库区等西南山区复杂山体滑坡和黄土地区灌溉型滑坡、秦巴山区浅表层滑坡的形成机理和成灾模式研究;完成西部复杂山体特大地震滑坡的致灾范围预测研究;完成复杂山体滑坡的快速加固技术及复杂山体滑坡的遥感早期识别技术研究;建立融合重大地质灾害识别、稳定性判定、致灾模式判别、监测防治措施的防灾体系。

“十三五”期间:深入研究复杂山体地质灾害链的形成机理和演化过程,完善融合重大地质灾害识别、稳定性判定、致灾模式判别、监测防治措施的防灾体系,总结提升各种地质灾害调查、评价、监测和防治的技术,并促进相关技术方法的推广应用。

3.工作任务

“十二五”期间:在重大地质灾害易发的乌江流域、清江流域、三峡库区、西部山区、秦巴山区和黄土地区选择有代表性的滑坡,通过调查、勘察及试验,深入研究这些地区滑坡形成原因、运动机理及致灾模式,完善灾害发育特征认识,构建主动防灾体系。

通过对西部复杂山体地震滑坡三维物理模拟、多种三维数值模拟、变形破坏过程分析以及滑坡动力学分析等分析手段,对滑坡的影响范围进行深入探讨。开展微型组合抗滑桩、土工合成挡墙、快速注浆、预制格构等地质灾害快速加固技术的研究,并开展快速加固技术应用示范及加固效果监测分析,开展遥感早期识别技术研究等关键问题研究,提升主动防灾能力。

“十三五”期间:开展西部复杂山体地质灾害成灾模式与风险评价综合研究。

(八)典型地质灾害监测预警与示范推广

1.工作现状

完成了长江三峡库区滑坡等地质灾害GPS控制监测网建设。初步建立四川雅安、重庆巫山、云南哀牢山等8个代表不同突发性地质灾害类型的监测预警示范区。解决了地质灾害实时监测、实时传输、预警产品快速发布等多项关键技术。2003年开始,开展了全国和省级尺度的汛期地质灾害气象预警,取得了良好的效果。研制了三维激光微位移监测系统、滑坡微震自动连续观测系统、滑坡监测多媒体网络远程监控技术、FBG滑坡监测解调设备、地质灾害光导监测仪等多项技术与设备。研制了适用于地质灾害群测群防的系列仪器,已推广20万套,并在“5·12”抗震救灾工作中发挥了重要作用。

健全监测预警网络,形成覆盖我国主要灾害类型的国家级地质灾害监测工程示范区,进一步开发实用监测预警设备是下一步工作的重点。

2.工作目标

建立30个国家级地质灾害监测工程示范区,对地质灾害高风险区的重点区域实施专业监控,不断提高预测预警水平,推动区域地质灾害监测工作,为全国地质灾害综合预警提供依据。研制系列监测预警仪器和防治技术设备,不断完善突发性地质灾害监测数据采集、传输与分析管理技术,为突发性地质灾害监测和减灾防灾提供技术支持。

“十二五”期间:完成11个典型地质灾害监测预警示范区建设,建立区内有效的地质灾害预警系统。

“十三五”期间:全面完成地质灾害高易发区30个典型区域国家级专业监测工程示范区建设。

3.工作任务

以地质构造背景、气候条件和地质灾害发育规律为基础,选择典型地质灾害区域建设地质灾害监测预警示范区,研究探索不同地质灾害区地质灾害监测预警技术工作方法,为减灾防灾提供技术支持。根据1:5万地质灾害调查成果,优先考虑有代表性、工作基础较好、示范作用明显的区域开展工作。协助地方开展全国山地丘陵区县(市)地质灾害群测群防早期预警能力建设。

在地质灾害高易发区30个典型区域建立国家级专业监测工程示范区,完善监测内容、建立监测网络。开展全国山地丘陵区县(市)地质灾害群测群防早期预警能力建设,为已经确认的5万余处群测群防地质灾害隐患点,安装自动监测报警仪器。

开展简易监测仪器研发与示范、实时监测新技术研究与示范、监测技术平台建设。

“十二五”期间:在突发性地质灾害高易发区,根据不同地质灾害类型,选择建设完善燕山山地滑坡泥石流监测预警区、辽东南中低山泥石流区等11个典型区域地质灾害监测预警区。

建设区域地质灾害群测群防网络,对2万处隐患点进行简易仪器自动观测。

“十三五”期间:继续加强突发性地质灾害高易发区专业监测示范工程建设,完成长白山崩塌滑坡、天山谷地降雨—融雪型滑坡泥石流等19个区域突发性地质灾害监测预警区建设。

建设区域地质灾害群测群防网络,对1万处隐患点进行简易仪器自动观测。

(九)全国地面沉降调查与监测

1.工作现状

初步完成长江三角洲地区、华北平原、汾渭盆地等重点地区地面沉降和地裂缝调查10万平方千米,基本查明该地区发生的地质背景和地面沉降分布规律,基本建立以基岩标、分层标和GPS、水准测量为主的区域地面沉降立体监测网络,在上海、江苏和北京地面监测站,实现了监测数据自动采集、传输,初步建成地面沉降地理信息系统,为制定科学的地面沉降防治措施打下了良好的基础。

存在问题主要包括:地面沉降发展的趋势加剧,防治任务艰巨;地面沉降调查工作程度不平衡;监测网络需要进一步完善,监测技术有待进一步提升;重大工程面临地面沉降的威胁。

2.工作目标

建成平面以GPS监测和水准测量为主,垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主,以及空间遥感观测技术(In SAR)监测为主的地面沉降立体综合监测体系,实现对地面沉降的有效监控。

“十二五”期间:完成我国所有地面沉降区、城市及重要交通干线地面沉降调查。在主要地面沉降区建成平面以GPS监测和水准测量为主,垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主,以及空间遥感观测技术(In SAR)监测为主的地面沉降立体综合监测体系,基本实现对主要沉降区地面沉降的有效监控。

“十三五”期间:在所有地面沉降区建成平面以GPS监测和水准测量为主,垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主,以及空间遥感观测技术(In SAR)监测为主的地面沉降综合监测体系,实现对所有地面沉降区地面沉降的有效监控。完成所有地面沉降区地面沉降风险管理与区划,为制定科学的地面沉降防治措施打下坚实的基础。

3.工作任务

利用In SAR等现代化监测技术,完善长江三角洲、华北平原、汾渭盆地地面沉降监测网,并继续进行监测;开展珠江三角洲、东北平原等地面沉降工作空白区地面沉降调查,建立地面沉降监测网络;和铁道部、交通部等部门密切合作开展重大工程区地面沉降调查与监测;结合区域地质环境背景和区域经济发展布局,开展地面沉降灾害风险评估,制定分区地面沉降控制目标和管理措施。

“十二五”期间:开展安徽阜阳、松嫩平原、珠江三角洲、江汉—洞庭湖平原等一般地面沉降区1:10万的地面沉降调查5000平方千米;继续对长三角、华北平原、汾渭盆地等主要沉降区进行地面沉降监测。

长江三角洲地区:开展江浙两省沿海平原等以往工作较薄弱地区包括淮安、扬州、泰州、南通、绍兴、台州地区的1:25万地面沉降灾害调查,重点城市1:5万地面沉降灾害调查。

华北平原:对前期工作薄弱的地区开展1:5万地面沉降调查工作;基本覆盖以开采地下水为主要水源的平原地区。

汾渭盆地:开展汾渭盆地陕西咸阳、渭南和榆次、临汾及运城等重点城市的地面沉降地裂缝灾害调查。

继续对长三角、华北平原、汾渭盆地等主要沉降区进行地面沉降监测与风险管理。

“十三五”期间:重要地面沉降区监测。

长江三角洲地区:完善地面沉降监测网络,每年定期开展In SAR地面沉降监测。

华北平原:完善地面沉降监测网络,每年定期开展In SAR地面沉降监测。

汾渭盆地:完善地面沉降地裂缝监测网络,每年定期开展山西地面沉降监测。每年定期开展In SAR地面沉降监测。

一般沉降区地面沉降监测。即安徽阜阳、松嫩平原、珠江三角洲、江汉—洞庭湖平原等一般地面沉降区地面沉降In SAR监测。

重大工程地面沉降调查与监测。主要开展涉及华北平原、汾渭盆地和长三角地区三个地面沉降防治规划区的主要高速铁路建设项目的地面沉降灾害防治工作,包括:全线位于汾渭盆地的大同—西安高速铁路、跨华北平原和长三角地区的京沪高速铁路。

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