甘肃省地质灾害气象预警
A. 地质灾害气象预报预警响应
群测群防机构可通过电视、网络、传真、通讯等形式接收国家、省(自治区、直辖市)、市、县发布的地质灾害气象预报预警信息。
县级群测群防机构收到地质灾害气象预报预警信息后,应在2小时内将信息转发到相关地质灾害防治责任单位、隐患点监测责任人以及隐患区巡查责任单位(或责任人)。
(1)当预警级别为3级时,群测群防机构应通知基层群测群防监测人员注意,查看隐患点变化情况。
(2)当预警级别为4级时,群测群防机构应通知基层群测群防监测人员加密监测,注意防范,做好启动防灾应急预案的准备。
(3)当预警级别为5级时,群测群防组织应立即通知基层群测群防监测人员加强巡查,加密监测。一旦发现地质灾害临灾前兆,应立即发布紧急撤离信号,组织疏散受威胁的人员。
(4)未在地质灾害气象预报预警区域内,出现持续大雨或暴雨天气时,群测群防责任单位和监测人员应及时上岗加强监测。当发现临灾特征时,应立即组织疏散受威胁人员。
(5)鼓励公民和组织通过电话等各种形式向人民政府、国土资源主管部门提供地质灾害灾情和险情信息。
(6)县级群测群防机构在汛期每个月25日前,应将当月地质灾害信息反馈到省(自治区、直辖市)、市国土资源主管部门,信息反馈内容详见附件Ⅰ-5。
B. 甘肃省地质环境监测院
从左至右:副院长兼副总工程师余志山、副院长兼纪委书记孙於春、院长黎志恒、党委书记邓国强、副院长兼总工程师赵成
甘肃省地质环境监测机构及队伍现状表
三、监测装(设)备配备现状
甘肃省的地质环境监测的手段较为单一,主要依靠人工实地测量,测量装备均采用万用表、电线,监测数据采用人工填写,最后有专人负责录入计算机。
四、信息化建设情况
2008年甘肃省地质灾害气象预警预报的具体业务仍由兰州中心气象台和甘肃省地质环境监测院两家承担。时间为5月1日至9月30日,地质灾害气象预报预警的重点区域为兰州、陇南、天水、甘南、临夏、定西、平凉、庆阳和白银9个地区。
(一)预警数据传输
气象数据和预警产品主要通过2M专线以专线方式传输,预警产品以甘肃省气象局和甘肃省国土资源厅的名义联合发布,以手机短信、电视、网络等多种渠道发布。
在气象数据的传输频率上,兰州中心气象台在无降雨、小雨和中雨日,每天下午16:00~17:00通过2M专线将全省范围内的降水预报数据传输传到甘肃省地质环境监测院预警中心;在大雨、暴雨、特大暴雨和持续连阴雨日,每天上午9:00~10:00、下午16:00~17:00将数据传输传到省地质环境监测院预警中心。
(二)预报预警流程
1.收到兰州中心气象台发来的甘肃省境内未来24小时降雨预报数据以及前期实际降雨数据半小时内,监测院预报组根据区域地质环境背景、地质灾害发育规律和甘肃省地质灾害易发区图等,结合当天的预报降水量、降水区域,以及降水累加值等资料,在已确定的降雨特征值基础上,分析判断降雨诱发地质灾害的空间范围及其可能性程度,进行预报预警等级划分。
2.监测院预报组将预报预警结果与监测院预报预警课题组会商,最终确定预报范围和级别。
3.将预报预警范围和级别报院主管领导签发,并报省国土资源厅主管部门审批。
4.将预报预警结果通过2M专线传输到兰州中心气象台。
5.兰州中心气象台制作气象预报节目时,将地质灾害气象预报预警结果主要通过甘肃电视台20点的天气预报节目发布,同时通过短信、广播电台和甘肃省气象局网站等媒体向社会公众发布。
6.省国土资源厅,通过甘肃省国土资源厅网站和甘肃省地质环境监测院网站向社会公众发布,同时通过电话、短信、传真、E-mail等方式将预报预警结果通知预警地区国土资源局。
最后,兰州中心气象台和甘肃省地质环境监测院将预报预警结果及时存档。
五、主要监测成果和服务
2008年度发布地质环境公报1份,地下水动态监测年报7份,水情通报7份。在2008年主汛期,共发布了34次地质灾害气象预报预警产品,其中Ⅲ级28次,Ⅳ级6次,成功预报20次。
据不完全统计,全省各地根据预报预警信息,及时启动“群测群防”等防灾体系,有效地减少了地质灾害造成的人员伤亡和财产损失。通过地质灾害气象预报预警,2008年主汛期,全省未发生一起一次死亡及失踪10人以上的重大地质灾害。
六、法制建设
1.《甘肃省地质环境保护条例》,2002年12月2日。
2.《甘肃省人民政府关于加强地质工作的意见》,甘政发〔2006〕45号。
C. 年国家地质灾害气象预警服务
5.8.1 技术准备
5.8.1.1 工作情况
2008 年度国家级地质灾害气象预警预报服务在 5 月 1 日至 9 月 30 日开展,每日一次。由于汶川地震和台风活动以及强降雨影响,2008 年加强并延续了预警预报值班。5月 13 日以后针对地震灾区加密了预报频次,由每日 1 次增加为 2 ~ 3 次,增加了 60 次。预警预报期也从 9 月 30 日延续到 10 月 4 日( 台风“海高斯”登陆) ,11 月 5 日又增加了 1次,增加了 6 天。
2008 年预警预报值班共 159 天,制作预警预报产品 213 份。在中央电视台发布地质灾害预警预报信息 94 次( 其中 4 级 93 次,5 级 1 次) ,在中央人民广播电台发布 94 次,在中国地质环境信息网上发布 176 次( 3 级以上) ,在国土资源部政府网上发布 94 次。
由于汶川地震区山坡岩土体更加松散破碎、余震不断、强降雨天气频繁出现的情况,加强了地质灾害预警预报工作。主要是加密了预报频次,适度提高了地质灾害预报等级。制作地质灾害预警预报产品的频次从每日 1 次增加到每日 3 次,分别在中央电视台早晨 7 点、中午 12 点和晚上 7 点 30 分气象节目发布,并在中央电视台多个频道、中央人民广播电台随气象节目一起滚动播出,同时在中国地质环境信息网上实时发布。警示当地居民和抢险救灾人员注意防范地震余震和降雨引发的滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害; 警示临时居住帐篷和救灾场所的百姓要避开山体斜坡、河流沟口等易发地质灾害的部位,提醒沿山路行驶的车辆和行人要注意山体滑坡、崩塌落石和泥石流。
适当增加地质灾害气象预警预报的频次的工作流程为: 国家气象中心提出,经与中国地质环境监测院会商后联合发布。西太平洋洋面生成( 强) 热带风暴后,若预测可能影响中国大陆,国家气象中心提前告知中国地质环境监测院,以便针对东南沿海的地质灾害气象预警预报做好前期准备工作。
5.8.1.2 预警产品计算
( 1) 集成了两代预警模型
为了便于新旧预警模型并行使用、相互校验,提高预警预报计算结果的精确性,新的预警预报系统软件中将第一代预警模型( 临界雨量模型) 、第二代预警模型( 显式统计预警模型) 集成在同一系统中( 图 5.35) 。
第一代预警模型( 临界雨量模型) : 基于雨量站点的地质灾害预报,预警计算在雨量站点上完成,在雨量站点上生成不同等级的预警等级点。
第二代预警模型( 显式统计预警模型) : 以剖分的网格( 10km ×10km) 为单位,在每个预警网格上计算预警产品值。
图 5.35 两代预警模型集成使用
( 2) 可采用分步式计算与一站式计算两种计算方式
分布式计算主要是分为: 气象数据自动导入-预报产品计算两步进行,便于预警产品计算之前先完成下载雨量、数据导入、数据分布查看等操作( 图 5.36) 。一站式计算: 将数据导入、产品计算从头到尾一步完成,便于日常预警值班的方便快捷。
图 5.36 分步式计算与一站式计算两种计算方式
5.8.1.3 数据管理
( 1) 雨量数据自动下载
当气象部门将前期实况雨量和次日的预报雨量上传到 FTP 地址上后,无论是一站式计算,还是分布式计算方式,预报员使用预警软件时第一步就是直接从 FTP 上下载数据,下载完毕后自动提示,并直接导入软件系统参加计算。
中国地质灾害区域预警方法与应用
( 2) 数据自动备份
根据日常工作需求,软件实现在计算完成后,完成原始雨量数据的自动备份、预警产品结果的自动备份( 图 5.37) 。
图 5.37 数据自动备份
原始雨量数据备份到目录“D: 2008rain 701”
Copy ftp: / /129.179.10.68 / c-cma / a-forecast /0701 / 整个文件夹。
预警产品结果数据备份到目录“D: 2008results 701”
Copy “data publish ”下的 3 个文件:
gt080701.doc; gt080701.txt; 080701.bmp; 080701.jpg;
Copy “data result ”下的 3 个文件 080701.w l; 080701.w p;
Copy “data station 80701.w t”
5.8.1.4 数据查询
数据查询功能中,除地质背景环境条件查询( 图 5.38,首先在图层管理栏内打开要查询的地质环境条件数据,然后使用“查看属性”来查看相应的地质环境条件) 外,本次软件改进中主要增加了较强大的雨量数据的查询功能。
雨量查询功能主要是基于雨量站点的原始查询、统计查询以及数据导出等功能。通过右键点击“站点查询”,即可得到各雨量站点的信息,主要包括: 实况雨量、累计雨量、14 时雨量、条件查询 4 个选项卡。
图 5.38 地质背景环境条件查询
实况雨量: 查询结果是所选雨量站点的逐日 24h 雨量值( 图 5.39) 。累计雨量查询结果是所选雨量站点的逐日累计雨量,系统设计为累计 7d 的雨量。
图 5.39 雨量查询窗口
14 时雨量: 查询结果是当前日期 8 时至 14 时的 6h 实况雨量、经过计算得到的当前日期 14 时至昨日 14 时的实况雨量。
条件查询: 主要是一些较复杂的定制查询功能和查询结果导出功能。可以通过选择站号、站名、起始日期、终止日期,进行不同时间段各个雨量站点的累计雨量查询( 图5.40) 。
图 5.40 条件查询
5.8.1.5 预警产品修正
地质灾害预警预报产品自动完成后,预报员可根据经验或会商结果对预警产品进行修正。关于预警产品修正依据方面,增加了分省易发区图; 产品背景数据补充县界、县名以及地貌简图。
( 1) 增加了分省( 区、市) 易发区图( 图 5.41)
图 5.41 分省( 区、市) 易发区图
( 2) 修正了产品背景数据( 图 5.42,图 5.43)
图 5.42 中国地貌底图
图 5.43 预警区县界县名
5.8.1.6 软件界面与显示
软件界面作了进一步的完善; 图层显示标准化等,如不同雨量用不同的颜色大小进行标记; 不同预警等级的颜色也给出相应的颜色显示标准。
( 1) 软件界面
从每日预警值班的角度,进一步完善和简化了预警软件界面,图层控制管理窗口使用更加清晰方便( 图 5.44) 。
图 5.44 完善后的软件界面
( 2) 图层显示标准化
不同雨量用不同的颜色大小进行标记。关于当日 8 点、14 点雨量显示的相关约定根据雨量大小( 子图号均为 34) ( 图 5.45) :
图 5.45 8 点实况雨量显示标准化
≥250mm: 深红色( 253) ,RGB 为 151 31 23; 子图宽度和高度均为 60;
100 ~ 250mm: 粉红色( 183) ,RG B 为 255 0 191; 子图宽度和高度均为 50;
50 ~ 100mm: 蓝色( 5) ,RG B 为 0 0 255; 子图宽度和高度均为 40;
25 ~ 50mm: 浅蓝色( 19) ,RG B 为 135 135 255; 子图宽度和高度均为 30;
10 ~ 25mm: 绿色( 90) ,RG B 为 0 175 0; 子图宽度和高度均为 20;
< 10mm: 浅绿色( 7) ,RG B 为 0 255 0; 子图宽度和高度均为 10。
( 3) 预警等级颜色标准化
( RGB,图 5.46)
图 5.46 预警等级颜色标准化
5.8.1.7 矢量化网上发布
将发布的预警产品格式改为矢量化格式,从而实现预警产品查询的方便快捷和精确定位( 可直接查询到县级行政区域) ( 图 5.47) 。根据需要可实现雨量数据的实时显示与查询; 同时,能够满足每日多次预警产品的发布需求。
图 5.47 改进的矢量化网上发布及放大后效果
5.8.2 5 级地质灾害警报区
2008 年汛期,共发布了 1 次 5 级预警预报信息。我们对这次预报的地质灾害发生情况进行了调查。
5.8.2.1 5 级地质灾害预警预报情况
2008 年 7 月 20 日下午,中国地质环境监测院收到中国气象局的天气预报: 未来 24 小时( 7 月 20 日 20: 00 ~7 月 21 日 20: 00) 甘肃南部、四川中部和北部、陕西西南局部、宁夏南部局部等地震影响区,以及吉林东南部、辽宁东部有暴雨( 50mm) 。其中甘肃南部局部、四川中部局部和北部局部,以及吉林东南局部有大暴雨( 100mm) 。
针对气象局降雨预报和预测暴雨地区的地质环境条件,经过与被预警区省级地质灾害预警预报技术单位和气象局会商,我们发布了如下预警预报信息: 今日 20: 00 至明日 20:00,甘肃南部、四川中部和北部、陕西西南局部、宁夏南部局部等地震影响区,以及吉林东南部、辽宁东部局部发生地质灾害可能性较大( 3 级) 。其中,甘肃南部局部、四川中部局部和北部局部等地震重灾区发生地质灾害可能性大或很大( 4 ~5 级) ( 图 5.48) 。
图 5.48 7 月 20 日降雨预报等值线和地质灾害气象预警预报区域
5.8.2.2 地质灾害发生情况与地质环境条件
根据四川、甘肃国土资源厅地质环境处获得反馈信息,7 月 20 日晚至 7 月 22 日期间,四川省东南部发生较大地质灾害 47 处; 甘肃省南部发生较大地质灾害 8 处。
四川省 7 月 20 ~22 日发生的地质灾害主要分布在四川省东部和中南部。在地质环境分区上分别属于盆地东华蓥山平行岭谷地质环境区和峨眉山高中山地质环境区。
盆地东华蓥山平行岭谷地质环境区: 以剥蚀构造地形为主,背斜成山向斜成谷,山高谷深,岭谷相间,山岭海拔 700 ~1700m,间以石灰岩槽状谷地或山间小盆地,山间盆地一般海拔 300 ~500m,相对高差 100m 左右。地形坡度 30° ~35°,背斜山地区较陡。侏罗系分布最广( 达 80%以上) 。地层岩性为泥岩、砂质泥岩、岩屑长石砂岩、粉砂岩不等厚互层组成软硬相间的岩体主要组合。构造呈北东—北北东走向,由一系列平行的狭长不对称箱状背斜组成,断裂少见。区域地壳属间歇性面状抬升,地壳活动较强。区域最大地震震级为 5.75 级,地震基本烈度为Ⅵ-Ⅶ。
峨眉山高中山地质环境区: 以高中山地貌为主,地势由北向南渐增,海拔 1000 ~3700m,切割深度 500 ~1000m,地形坡度15° ~40°,山坡上缓下陡,山顶圆缓,沟谷狭窄。地层包括下古生界的碳酸盐岩、变质岩,以及中生界的砂岩、泥岩和火山喷发的玄武岩等。软硬相间的岩体组合,类型较多,岩层较破碎。构造以南北向的褶皱、断裂为主,兼有北东向、北西向断裂切割,地层错落,岩层破碎,地壳活动较强,地震烈度为Ⅷ度。滑坡、崩塌、泥石流较发育。
甘肃省发生的地质灾害主要分布在陇南山地。该地区属西秦岭山地,地势西高东低,海拔 2500 ~4500m,地形强烈切割,水文网发育,相对高差 1000 ~2000m,属中高山地形。岩土体类型以变质岩岩组、碳酸盐岩岩组为主,碎屑岩类和黄土零星分布。年平均降雨量一般为600mm,7 ~ 9 月 3 个月降雨量占全年的 65% ,多暴雨。植被覆盖率达 30% ~ 46% 。属于滑坡、泥石流中等-高-极高发育地区。
5.8.2.3 预警预报效果分析
7 月 20 日对甘肃南部局部、四川中部局部和北部局部等地震重灾区发布了 4 ~ 5 级的地质灾害预警预报。7 月 21 ~22 日,地质灾害大量发生,实际发生区在四川东南部和甘肃南部。甘肃南部和中部局部的预报是准确的,四川北部没有报准的原因是实际降雨发生了偏移。20 日预报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灾区,而实际暴雨中心却落在了四川东南部和甘肃南部以及陕西西南部( 图 5.49) 。
5.8.3 2008 年预警预报效果分析
本章选取 2008 年 7 月和 8 月的预报情况进行分析。
5.8.3.1 成功预报情况分析
实际计算时,如果当日仅有 1 个预报区,则按 1 个区计算; 如果有多个预报区,则按实际预报区个数计算,3 级、4 级和 5 级区共同参与计算。采用第 3 章 3.7 节建立的计算公式,计算出 2008 年 7,8 月预报准确率( 表 5.11) 。
图 5.49 7 月 21 日预报降雨、实际降雨与地质灾害点分布对比
表 5.11 2008 年 7,8 月预报准确率
表 5.11 列出 7 月共发布 93 个预报区,有 30 个准确预报区,平均预报准确率为32.26% 。8 月共发布 64 个预报区,有 14 个准确预报区,平均预报准确率为 21.88% 。每日预报准确率的变化从 0 ~100%均有,显示地质灾害发生的准确情况具有一定的随机性,同时与降雨量的情况有一定的关系,是一个复杂的过程,造成预报准确率较低。遇到大范围强降雨出现时,预报准确率会有所提高。
5.8.3.2 空报情况分析
实际计算时,如果当日仅有 1 个空报区,则按 1 个区计算; 如果有多个空报区,则按实际个数计算,三级、四级和五级区共同参与计算。空报率和准确率之和为 1。采用第 3 章 3.7建立的计算公式,计算出 2008 年 7,8 月空报率( 表 5.12) 。
表 5.12 2008 年 7,8 月空报率
根据表 5.12 空报率的计算结果,7 月的平均空报率为 67.74%,8 月的平均空报率为78.12% ,空报率较大,主要是因为预报降雨与实际降雨偏差较大所致。
表 5.13 2008 年 7,8 月漏报率
2008 年 7 月 20 日预报降雨和实际降雨情况可以看出,两个预报 100mm 的地区,其中一个降雨量不到10mm,另一个区中最大降雨量仅为40mm,降雨中心完全偏离预报区域,且降雨中心最大降雨量为 73mm,与预报 100mm 相差 27mm( 图 5.50) 。
图 5.50 7 月 20 日预报雨量与实际雨量对比图
5.8.3.3 漏报情况分析
采用第 3 章 3.7 建立的计算公式,计算出 2008 年 7,8 月漏报率( 表 5.13) 。
根据表 5.13 显示的计算结果,7 月的平均漏报率为 66.87% ,8 月的平均漏报率为86.54% ,漏报率较大,主要是因为地质灾害预报是针对比较大的云团或台风等强对流天气引起的地质灾害的预报准确率较高,而对于局地暴雨等天气情况引发的地质灾害预测较低。
5.8.4 暴雨日数与地质灾害
将汛期( 5 ~9 月) 全国暴雨日数与地质灾害点分布叠加( 图 5.51) 。
显示暴雨日数较大的地区集中分布在广东南部、广西南部、湖北东部等地。图 5.52 暴雨日数分段与单位面积地质灾害点统计,灾害点密度较大的区域集中在暴雨日数在 3 ~5 日之间,而在暴雨日数 >10 日的区域地质灾害点密度并不是最大的,即总体上,暴雨日数分布与地质灾害点密度分布对应关系不好。
图 5.51 2008 年 5 ~9 月全国暴雨日数与地质灾害点分布( 台湾省专题资料暂缺)
图 5.52 2008 年 5 ~9 月全国暴雨日数分段与单位面积地质灾害点统计
5.8.5 强降水过程引发地质灾害分析
2008 年汛期( 5 ~ 9 月) 全国共有 8 次强降水过程,在地质灾害多发区引发了大量的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。
( 1) 2008 年 5 月 25 ~31 日强降水过程
2008 年 5 月 25 ~ 31 日,华南大部,特别是广西、贵州、广东局部发生一次强降水过程,过程降水量达 50 ~200mm。在全国多个省份引发了 365 处重大地质灾害。其中: 湖南 206处,广西 32 处,贵州 17 处等( 图 5.53) 。
图 5.53 2008 年 5 月 25 ~31 日强降水过程与地质灾害点分布( 台湾省专题资料暂缺)
从图5.54降水量分段与单位面积灾害点个数统计来看,过程降水量在50~200mm范围内,地质灾害点密度均较大,特别是过程降水量大于200mm的区域,主要分布在广西东北部、广东中北局部地区,地质灾害点分布更为集中,密度达7.4处/100km2;过程降水量为150~200mm的区域,覆盖了贵州、广西两省(区)交界地区,密度也较大,达2.8处/100km2。从全国统计来看,5月25~31日88.8%的地质灾害点位于累积雨量50~100mm范围内,全国地质灾害点主要是由本次强降水过程引发的。
图5.54 2008年5月25~31日降水量分段与单位面积地质灾害点统计
(2)2008年6月6~19日强降水过程
2008年6月6~19日,在我国的华南大部,特别是广东、广西、江西等地持续出现强降水过程,过程降水量达200~800mm。全国多个省份596处灾害点。其中:江西147处,广西126处,湖南88处,广东55处,浙江33处,云南23处等(图5.55)。
图5.55 2008年6月6日~19日强降水过程与地质灾害点分布(台湾省专题资料暂缺)
从图5.56降水量分段与单位面积灾害点个数统计来看,过程降水量在200~800mm范围内,地质灾害点分布最多,占全国灾害点总数的70.5%。过程降水量大于800mm的区域,主要分布在广东的东南局部,为地质灾害不易发地区,没有灾害点出现;过程降水量400~800mm的区域基本覆盖了广东、广西、江西、浙江、安徽等省(区)的山地(地质灾害高发区),地质灾害分布最为广泛,地质灾害点密度为4.6~6.4处/100km2;过程降水量200~400mm的区域覆盖了云南、重庆、湖南等地,地质灾害分布广泛,灾害点密度为6.4处/100km2。可见,本次大范围地质灾害的发生主要受到此次强降水过程的控制。
图5.56 2008年6月6~19日降水量分段与单位面积地质灾害点统计
(3)2008年7月6~10日强降水过程
2008年7月6~10日,华南大部、贵州东部、江南中西部、江汉东部、江淮西部、黄淮中东部、吉林北部等地出现了贯穿南北的强降水过程,全国多个省份共76处重大灾害点,其中:广东13处,湖北13处,安徽9处,广西2处等。
从图5.57降水量分段与单位面积灾害点个数统计来看,随着过程降水量增大,地质灾害点密度明显呈现增多趋势,特别是过程降水量介于100~300mm的区域,地质灾害分布点密度为0.8处/100km2;过程降水量大于300mm的区域,主要分布在广东的东南局部,为地质灾害不易发地区,没有灾害点出现;过程降水量在0~100mm范围内,也有大量灾害点分布。可见,此次强降水过程分布广泛,除降水中心灾害点个数较多外,在其他降水范围内仍有很多灾害点分布。
图5.57 2008年7月6~10日降水量分段与单位面积地质灾害点统计
(4)2008年7月20~24日强降水过程
2008年7月20~24日,四川盆地、黄淮、江淮等地普降暴雨到大暴雨,过程雨量50~200mm。在多处引发了大量地质灾害,其中四川50处,湖北29处,湖南26处,陕西7处,重庆6处,贵州6处等。
从图5.58降水量分段与单位面积灾害点个数统计来看,灾害点密度最大的区域过程降水量主要介于100~150mm之间,主要分布在四川、湖北、湖南等地质灾害多发区,而在过程降水量更大(>200mm)的区域,灾害点密度反倒相对较小,主要是因为这部分区域主要位于山东、河南、湖北等省份的地质灾害低易发区。可见山区或者说地质灾害多发区的灾害发生,主要受到强降水过程的控制,也即只有强降水过程落在地质灾害多发区时,地质灾害才会大量发生。
(5)2008年7月31日至8月2日强降水过程
2008年7月31日至8月2日,安徽、江苏局地出现强降水过程,累计降雨量50~200mm,局地250~530mm。最大降雨中心位于安徽的东北局部(>300mm),无灾害点发生;次级降雨中心位于安徽南部,为灾害多发区,引发灾害10处。
图5.58 2008年7月20~24日降水量分段与单位面积地质灾害点统计
从图5.59降水量分段与单位面积灾害点个数统计来看,也反映了这一特点,灾害点主要分布在过程降水量100~300mm的区域。在10~100mm覆盖的其他区域,有一些灾害点零星分布。
图5.59 2008年7月31日至8月2日降水量分段与单位面积地质灾害点统计
(6)2008年8月13~17日强降水过程
2008年8月13~17日,长江中上游、江淮地区等地大部分地区出现大到暴雨、局部大暴雨,降雨量普遍在50mm以上,湖北南部和东部、湖南西北部、河南东南部、安徽西部等地有100~200mm,部分地区超过200mm。在湖北、湖南、重庆等地引发大量灾害。其中湖南27处,湖北14处,四川12处,贵州6处,陕西3处,重庆2处。
从图5.60降水量分段与单位面积灾害点个数统计来看,灾害点密度最大的区域主要集中落于降水量大于200mm的区域,因为该区域位于湖南西北局部地区,降水强度的大幅度集中[24h降水量湖南桑植(164.4mm)、通道(113.4mm)、平江(108.0mm)破历史同期记录],引发了大量的群发地质灾害。
(7)2008年8月28~29日强降水过程
2008年8月28~29日,湖北、安徽、重庆等地两天累计雨量一般有50~250mm。在湖北引发了7处,重庆引发了4处地质灾害。
从图5.61降水量分段与单位面积灾害点个数统计来看,灾害点主要集中分布在过程降水量大于50mm的区域,该区域主要位于湖北、湖南北部、重庆大部两日累积雨量基本都达到暴雨级别,降雨强度大,地质灾害频发。
图5.60 2008年8月13~17日降水量分段与单位面积地质灾害点统计
图5.61 2008年8月28~29日降水量分段与单位面积地质灾害点统计
(8)2008年9月22~27日强降水过程
2008年9月22~27日,四川省9个县(市)降了大暴雨;北川县连续5d出现暴雨;彭山和新都2个县(市)日降水量突破9月历史极值。地震灾区部分地方道路中断,山体滑坡和泥石流频发,重大灾害点达40处(图5.62)。地质灾害点密度最大区域位于100~200mm降水量区域,其次为50~100mm区域。
从图5.63降水量分段与单位面积灾害点个数统计来看,灾害点主要集中分布在过程降水量100~200mm的区域,主要位于四川西部南北延伸地带。
5.8.6 台风暴雨引发地质灾害分析
2008年汛期(5~9月)全国共有6次台风登陆我国大陆,带来了丰富强降水,对于崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的发生起到了一定的引发作用。
(1)热带风暴“风神”(6月25~29日)
6号热带风暴“风神”6月25日清晨在深圳登陆。受其影响,广东、福建、广西、江西、湖南等地降大到暴雨,在广东、江西、浙江、广西等省(区)引发了大量的崩塌、滑坡、泥石流地质灾害。
从不同降水量分段的灾害点密度来看,过程降水量在50~400mm之间时,灾害点分布较多,特别是100~200mm、300~400mm过程降水量时,灾害点密度分别达到了1.2处/100km2和1.6处/100km2。而降水量大于400mm的区域主要集中在广东东南沿海局部地区,灾害少发(图5.64)。本时段的地质灾害点主要是由于台风带来的集中降水引发的。
图5.62 2008年9月22~27日强降水过程与地质灾害点分布(台湾省专题资料暂缺)
图5.63 2008年9月22~27日降水量分段与单位面积地质灾害点统计
图5.64 热带风暴“风神”(6月25~29日)诱发灾害点分布统计
(2)热带风暴“海鸥”(7月19~20日)
7号热带风暴“海鸥”7月15日下午在菲律宾以东海面上生成。17日在台湾省宜兰县登陆,18日在福建省霞浦县再次登陆。受其影响,福建、广东、浙江、江西等地相继出现暴雨到大暴雨,在广东、福建两省引发了7处滑坡、崩塌、泥石流等小型灾害(图5.65)。
图5.65 热带风暴“海鸥”(7月19~20日)诱发灾害点分布统计
本次降水过程具有降水面积相对集中的特点,过程降水量大于50mm的区域面积较小,灾害点集中分布在过程降水量100~150mm的局部区域。
(3)热带风暴“凤凰”(7月28日至8月2日)
第8号热带风暴“凤凰”于7月25日下午在西北太平洋洋面上生成,28日早晨在台湾省花莲登陆,同日22时在福建省福清市再次登陆,登陆时为台风强度(中心附近风力12级)。受其影响,浙江东南部、福建中北部等地普降大到暴雨,部分地区大暴雨或特大暴雨;长江口、福建、浙江等地出现8~10级大风,局部达14级。在安徽、福建、广东、江西等省份引发了35处群发型地质灾害。
过程降水量大于300mm的区域主要集中在安徽东部与江苏交界地区,属地质灾害不易发区,无灾害点分布。而过程降水量在100~300mm的区域主要分布在福建、广东、安徽南部等地质灾害多发区,降水集中,地质背景环境条件脆弱,地质灾害大量发生(图5.66)。
图5.66 热带风暴“凤凰”(7月28日至8月2日)诱发灾害点分布统计
(4)强热带风暴“北冕”(8月7~9日)
强热带风暴“北冕”8月6日傍晚在广东省阳西县沿海登陆,登陆时中心附近最大风力有10级;并于7日下午在广西东兴市沿海再次登陆,登陆时中心附近最大风力有8级。受其影响,华南大部以及云南普降大到暴雨,局部降大暴雨或特大暴雨,过程最大降水量超过400mm。引发130处地质灾害,其中:四川50处,湖北29处,湖南26处,陕西7处,重庆6处,贵州6处等。
从过程降水量分段的灾害点密度来看,降水量大于200mm的区域分布在广西南部的局部区域,地质灾害低发。而降水量50~100mm的区域分布在云南东部、广西中部、广东中部等灾害多发区,灾害点密度达1.4处/100km2(图5.67)。
图5.67 强热带风暴“北冕”(8月7~9日)诱发灾害点分布统计
(5)强台风“森拉克”(9月14~16日)
强台风“森拉克”于9月14日凌晨在台湾省宜兰县沿海登陆,登陆时中心附近最大风力为15级(48m/s)。“森拉克”具有发展快、强度强,移动慢、路径异常,正面袭击台湾,影响台湾和东海时间长等特点,降水集中在福建东北沿海、浙江东南沿海局部,无典型的台风引发灾害报告(图5.68)。
图5.68 强台风“森拉克”(9月14~16日)诱发灾害点分布统计
(6)强台风“黑格比”(9月23~27日)
强台风“黑格比”于9月24日晨在广东省电白县沿海登陆,登陆时中心最大风力达到15级(48m/s)。“黑格比”带来的强降水过程与强热带风暴“北冕”相似,地质灾害点密度最大的区域过程降水量介于100~200mm之间,在广东、广西、云南等地引发了大量地质灾害(图5.69)。
图5.69 强台风“黑格比”(9月23~27日)诱发灾害点分布统计
5.8.7 第一代与第二代区域预警系统应用对比
以2007年7~8月和2008年7~8月空间预报准确率核算,前者约为40%,后者约为27%,但后者预警面积仅为前者的四分之一,大大减少了预警区域,等于减少了防灾相应成本。
采用两套系统以2008年5月1~15日实际预警情况开展了对比分析(表5.14)。
表5.14 2008年汛期第一代与第二代区域预警系统应用对比
结论是,第二代预警系统在继承第一代系统临界雨量判别优势的基础上,突出反映了区域地质环境条件,在预警准确度、精细度等多个方面有较大改进。
D. 县级行政区如何开展地质灾害气象预警
县级地质灾害气象预警一般情况下由县级国土资源部门会同气象部门发布,紧急状态下可授权监测人发布。主要内容是规定预报的时间、地点、范围、等级以及预警产品的制作、会商、审批、发布等。
E. 西安高校成功预警甘肃黄土滑坡,他们是如何预警的
西安一高校成功预警了甘肃黄土滑坡,滑坡塌方面积有十万方。他们是通过什么样的方式做到并且成功预警的呢?通过视频,我们了解到这是长安大学的一支研究团队。他们运用的是北斗技术。他们说他们是大概一个多月前发现那处可能存在滑坡隐患,然后连续观察了一周,这一周内对该处进行了密切的关注,最后发现那处的确要濒临滑坡了。于是他们通过预警平台给当地政府发出了红色预警。结果,不久之后那处地方真的发生了大约十万方的塌方。这似乎已经是他们第三次通过预警平台成功预警了。
这次的成功预警带给我们的好的意义就是,我们寻找了更好的办法和大自然相处,能够更加了解大自然的动向,也为人类社会的发展做出了贡献。我也从这次的成功预警中看到了中国学生和学府的力量,因为这些人的存在,我们的社会变得越来越好,我们的国家越来越先进。我相信我们能够再次的成功预警,也相信这项技术在未来会越来越成熟。
F. 国土资源部中国气象局关于进一步推进地质灾害气象预警预报工作的通知
国土资发〔2011〕135 号
各省、自治区、直辖市及计划单列市国土资源主管部门,气象局,中国地质环境监测院、国家气象中心、中国气象局公共气象服务中心:
为深入贯彻落实 《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》 (国发 〔2011〕20 号)、《国务院办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发布工作的意见》(国办发 〔2011〕33 号)和 《国土资源部与中国气象局关于深化地质灾害气象预警预报工作合作的框架协议》有关精神,进一步推进全国地质灾害气象预警预报工作,现就有关事项通知如下:
一、共同推进地质灾害气象预警预报体系建设
地方各级国土资源、气象部门要根据地质灾害实际情况,围绕地质灾害防治气象服务需求,采用多种方式,争取多方支持,依托现有资源,共同推动在地质灾害易发区建立综合的地质灾害气象观测站网,加快对易发区及周边地区气象观测站的升级改造,加强对已建气象设施的维护和保障,使气象观测设施处于良好运行状态,以满足地质灾害易发区市 (地、州)、县 (区、市)的地质灾害气象预警预报工作顺利开展的需要。
二、健全完善地质灾害气象预报预警信息共享平台和应急联动工作机制
地方各级国土资源、气象部门加快建设地质灾害监测预警信息和气象预报预警信息的共享平台,建立会商机制,共同发布地质灾害气象预报预警信息。要建立应对恶劣天气特别是突发强降雨等极端气象条件的应急联动工作机制。国土资源部门应根据地质灾害气象预警信息,加强应急值守,一旦发生 4 级以上地质灾害气象预警的灾害性天气,要及时启动相关应急预案,切实做好应对防范工作。气象部门应加强 4 级以上地质灾害气象预警灾害性天气的监测、预报、预警和服务保障工作,根据国土资源部门提供的地质灾害发生情况,组织开展加密观测和针对性的预报服务会商,及时提供气象服务信息,并提出相关防范意见和措施建议。要依托现有通信专线,进一步加强双方信息数据共享,重点加强地质灾害易发区监测、灾害数据的充分共享。要进一步加强应急联动能力建设,完善双方信息互通制度,拓展灾害应急联动方式渠道,丰富应急联动技术手段。双方要明确各自的责任部门、联络人员及联系方式,做到责任到人。
三、大力推进地质灾害气象业务标准体系建设
要加强科研和联合攻关,大力推进地质灾害防治气象业务标准体系建设,不断提高地质灾害气象监测预警预报精细化水平。地方各级国土资源、气象部门要联合制定地质灾害易发区气象观测站建设安装、运行维护、检测校准、通讯协议、信息交换共享、预报服务产品制作、信息发布等方面的规范和标准,充分利用各自的资源和技术优势,形成合力,共同加快相关标准和规范的编制工作,促进地质灾害气象业务的规范化发展。联合加强对各级地质灾害气象预警预报业务人员的培训,提高业务水平和能力。要针对地质灾害突发性强等特点,联合研发 6 小时间隔的地质灾害气象预警预报产品,逐步开展地质灾害短时临近预警预报业务。要积极推动基层地质灾害气象预警预报工作的深入开展,推进福建省泉州市、云南省玉溪市和三峡库区地质灾害监测预警示范区建设,深入开展精细化地质灾害气象预警预报试验研究,探索积累经验并在全国推广应用。
四、全面提高地质灾害气象预警信息发布能力
地方各级国土资源、气象部门要积极争取地方政府和有关部门的大力支持,不断加强易灾地区特别是偏远山区、学校、农村等地区的地质灾害气象预警及气象灾害信息发布传播设施建设,努力拓宽预报预警信息覆盖范围。要加强与广电、电信、城建等部门的联系与合作,通过建立协同高效的联合响应机制,利用电视和电台、手机短信、城区显著位置电子广告牌等设施及时发布地质灾害气象预报预警信息,保证预报预警信息渠道畅通、播发及时。
五、积极探索建立多样化的地质灾害防治合作模式
地方各级国土资源、气象部门要根据各地特点和需求,积极探索建立符合本地实际的地质灾害气象业务发展长效合作机制,建立多方参与、权责明晰的地质灾害气象监测系统建设、运营维护与服务提供模式。对于面向公众的灾害性天气预报预警、实况监测信息等服务,属气象部门公益服务范畴的,由各级气象部门无偿提供。对于相关部门和单位提出的个性化地质灾害气象服务需求,由气象部门按照有关规定通过协议方式予以提供。
国土资源部 中国气象局
二〇一一年九月八日
G. 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。
H. 怎么建立县(区)地质灾害风险气象预警公共平台
①中国地质灾害风险评价方法见豆丁网“中国地质灾害风险评价的理论与方法"。
②编制回不同暴雨频率答下的县(区)地质灾害风险评价分区图系。
③建立县(区)地质灾害风险气象预警公共服务平台:
降雨量→当地暴雨频率→该暴雨频率下的县(区)地质灾害风险评价分区图。告诉辖区:
a)地质灾害危险源在那里?
b)危险源危险区范围?
C)危险区内受威胁人数和财产=?
d)高风险、中风险等地质灾害分布在那里?
e)地质灾害发生不同危险等级的概率?
f)地质灾害预防措施建议
I. 地质灾害气象风险预警指的是什么
地质灾害气象风险预警是指在一定地质环境和人为活动背景条件下,专受气象因素的影响,某属一地域、地段或地点在某一时间段内发生地质灾害的可能性大小。它是真实世界遭受损失可能性的一种状态,而不是真实发生的一种状况。由于人类防御灾害能力和实施防灾措施的不同,这种可能性的状态可能发生也可能不发生或部分发生。地质灾害气象风险预警基于地质灾害的主要控制因素(地层岩性、地质结构、地形地貌、岩土体类型等)和激发因素(降雨、地震、冰雪消融、人为活动)通过模型运算来开展工作,控制因素是基本条件,激发因素在不同地区或同一地区不同时段、不同地段常常表现出较大差异。