庆阳市地质灾害状况及气象预报探讨论文
㈠ 地质灾害治理与地方经济发展的关系
甘肃省国土资源厅
改革开放以来,甘肃省经济有了突飞猛进的发展,特别是进入本世纪后,地方经济在以房地产为支柱产业的带动下,取得了连续十余年的高速发展。房地产业的发展是与土地开发为基础的产业,随着农村小城镇建设和城市棚户区改造和安居工程的实施,人民群众居住条件得到了改善,但同时人地矛盾也凸显了出来。在土地日趋紧张的情况下,对一些非耕地的改造势在必行。随之而来的是地质灾害的频繁发生,其所带来的危害也不断加大,发展经济的同时,进行地质灾害治理也成为构建和谐社会的内容之一。
一、地质灾害是社会经济可持续发展的制约因素
甘肃省是全国地质灾害最为严重的省份之一,“十一五”期间,全省共发生各类突发性地质灾害8940起,共造成1692人死亡,297人失踪,以2008年和2010年伤亡人数最多;造成直接经济损失35.67亿元(未含舟曲泥石流灾害损失)。
“十一五”期间,甘肃省遭遇了特大地震和极端天气的影响,地质灾害频发,并造成了严重的人员伤亡和财产损失。“5·12”汶川特大地震引发的次生地质灾害造成甘肃省地震灾区151人死亡,473人受伤,直接经济损失28.76亿元,地震也同时对甘肃省地质环境造成了极大的创伤;“5·16”兰州市九州石峡口滑坡造成7人遇难,两个单元的家属楼被摧毁;舟曲“8·8”特大山洪泥石流灾害造成1435人遇难,330人失踪,泥石流灾害同时对舟曲县城基础设施造成了严重破坏;“8·12”特大暴洪灾害造成陇南市37人遇难,17人失踪,其中以成县最为严重;“3·2”东乡县城滑坡灾害造成730人被迫转移,县城部分区域处于滑坡危险区。特别是受“5·12”汶川地震影响,全省中东部、南部的陇南市、甘南藏族自治州、天水市、庆阳市、平凉市、定西市等6个市(州)所辖38个县(区)地质灾害频发,地震在这些地区引发崩塌、滑坡、地裂缝和地面塌陷灾害共8108起。
截至2010年底,全省已查明各类地质灾害隐患点10629处。地质灾害类型主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及地裂缝等,其中崩塌、滑坡6699处,泥石流沟3580条,地面塌陷193处,地裂缝157处。受地质灾害威胁人口190.82万人,受威胁财产304.81亿元。
二、地质灾害治理是社会经济可持续发展的重要内容
“十一五”期间,甘肃省遭遇了“5·12”汶川特大地震及“8·8”舟曲特大山洪泥石流灾害等事件。面对特大地质灾害的侵袭,甘肃省国土资源部门在省委、省政府及国土资源部的正确领导下,实施了地质灾害监测预警、地质灾害排查及地质灾害治理工程等一系列有效的防灾减灾工程,为灾后重建做出了一定贡献。
(一)地质灾害调查评价工作取得重要进展
截至2010年,甘肃省全面完成了87个县(市)的1:10万地质灾害调查与区划工作,并完成兰州市、陇南市、天水市和平凉市所辖22个县(区)1:5万地质灾害详细调查工作,基本摸清了这些地区地质灾害发育分布规律,为防灾减灾工作奠定了一定的基础。
(二)地质灾害监测网络初步建立
在全省地质灾害调查和详查基础上,全省87个县(区)建立了地质灾害群测群防网络,群测群防监测点达到1万多个。“十一五”期间,地质灾害群测群防取得显著成效,累计成功预报地质灾害57次,转移群众32.6万人,避免经济损失3.2亿元。甘肃省“十有县”建设都得到加强,兰州市城关区等29个县(区)进入国土资源部群测群防“十有县”建设名单,一批优秀群测群防员受到国土资源部的嘉奖。为全面提升基层地质灾害防治能力,进一步加强群测群防工作,切实保障人民群众生命财产安全,依据国土资源部有关精神,结合全省地质灾害防治工作实际,甘肃省实施了乡(镇)国土资源所地质灾害防治“五到位”宣传培训活动,并取得显著成效。兰州市、陇南市等地质灾害多发区专业监测网建设工作已初步开展。地质灾害气象预警预报全面展开,省国土资源厅与省气象局合作开展了省级地质灾害气象预警预报工作,取得了较为显著的成效。“十一五”期间,成功发布地质灾害气象预警140次,其中Ⅲ级98次,Ⅳ级42次。
(三)地质灾害防治工程得到加强
“十一五”期间,甘肃省加大了特大型、大型地质灾害防治项目投资经费,多处险情严重、危险性大的地质灾害得以及时治理。通过申请中央和省级财政治理的地质灾害防治项目(包括应急治理)510余项,治理投资经费总额达数十亿元,有效减轻了地质灾害对危险区内人民生命财产安全的危害。同时,“十一五”期间,甘肃省地质灾害防治体制得到了加强,兰州等地区地质灾害年度防治经费常规投入逐步形成。
(四)重大地质灾害事件灾后恢复治理成效显著
1.震后灾区重建成效显著
“5·12”汶川地震后,省国土资源厅组织编制了《汶川地震甘肃灾区陇南市灾后恢复重建地质灾害防治专项规划》,并得到了国务院的批复,重建项目成效显著。陇南市灾后重建地质灾害防治项目共实施314项,其中工程治理项目265项,总投资10.97亿元,基础项目(包括基础调查、应急能力建设、气象预警预报系统建设等)49项,总投资2.09亿元。截至2010年底,265项工程治理项目已竣工165项,在建100项;基础项目已完成29项,在建20项。此项工作的实施,很大程度上有效遏制了甘肃省地质灾害多发、频发、群发的陇南地区地质灾害的发生,减少和降低了甘肃省因地质灾害而造成的人员伤亡和经济损失。
2.舟曲灾后重建工作进展顺利
“8·8”舟曲特大山洪泥石流灾害发生后,省国土资源厅组织编制的《舟曲灾后恢复重建地质灾害防治规划》得到国务院的批准实施,规划治理工程26项,总投资8.5亿元。该规划正在实施,计划在2012年完成。
3.兰州城市重大地质灾害防治工作初步展开
兰州城市地质灾害的多发性、突发性、危害严重性引起了党中央、国务院的高度重视。针对地质灾害频发、危害严重的状况,兰州市人民政府于2007年批准印发了《兰州市地质灾害防治规划(2007~2020年)》,同时组织编制了《兰州市城市重大地质灾害防治专项规划》、《兰州城市重大地质灾害防治可行性研究报告》,为科学规划、有效防治地质灾害奠定了基础。
4.东乡县城灾后地质灾害防治工作展开
东乡县城特大地质灾害发生后,省国土资源厅组织编制了《东乡县城特大地质灾害综合治理可行性研究报告》及《东乡县城地质灾害防治规划》,地质灾害防治工作已初步展开,计划2011年完成。
5.永靖县二方台滑坡应急治理工程进展顺利
甘肃省国土资源厅组织实施的永靖县二方台滑坡应急治理工程进展顺利,工程实施后,将有效保护危险区内212户村民、1000余人的生命与财产安全。
(五)地质灾害应急体系建设初步开展
甘肃省成立了省级地质灾害应急中心,主要负责省级地质灾害应急专家库建设和管理,突发地质灾害现场应急调查和处置,地质灾害气象预警,地质灾害应急信息平台建设、运行管理和维护。省地质灾害应急中心的成立,有力地推动了甘肃省地质灾害的应急体系和应急能力建设的步伐。省、市(州)、县(区)均制定了突发地质灾害应急预案。
(六)地质灾害防治专业技术队伍建设得到加强
“十一五”期间,甘肃省加强了地质灾害专业技术队伍建设,已成为地质灾害防治的强力技术支撑,主要分布在国土资源系统所属的地矿、有色、煤炭等地勘单位以及省科学院、兰州大学等院校。随着地质灾害防治工作的加强,专业技术人员得到很好的实践锻炼。
三、防灾减灾是社会经济可持续发展的保障
“祸兮福所倚,福兮祸所伏”,所有的物质运动,对于人类都有正反两个方面的作用,既造福也可为害。如果我们承认事物的双重性,那么地球、生物、环境、人类、社会、经济发展过程中,在为人类生存和发展创造有利条件的同时,也必然在另一方面带来灾害,而减轻灾害,改善环境造福于人类,就可以保障社会经济的可持续发展。
(1)必须提高全社会的减灾意识,推动减灾社会化:减轻灾害是全社会的协调行动,为取得减灾的综合效益,必须提高全社会的减灾意识,推动减灾工作的社会化,需要制定国家、部门和地方的减灾规划,动员全社会共同参与。
(2)实施减灾系统工程,进行综合减灾:减轻灾害是一项系统工程,包括监测、预报、评估、防灾、抗灾、救灾、安置与恢复,宣传与立法,保险与基金,规划与指导等项。减灾系统工程的制定要与社会经济发展规划相协调,突出农业与城市两大减灾重点,充分发挥科技的先导作用和社会各种减灾力量的联合作用,进行综合减灾。
(3)开展减灾示范区工作:为了研究减灾的方法、技术,总结减灾经验,推动全国减灾工作的开展,应选择多灾频发的和社会经济发展的重点地区作为减灾示范区,在保证这些地区经济发展的同时,探索系统减灾经验,再向全国普遍推广。
(4)综合治理地质灾害,保护地质环境:实施建设项目地质环境影响评价制度,坚持“开发利用与保护环境并重”和“谁开发谁保护、谁破坏谁治理、谁利用谁补偿”的方针。加大地质灾害防治投资力度,重大地质灾害体的治理与国土资源开发整治相结合,统筹规划综合治理。
(5)深入开发灾害科学研究,提高社会减灾的能力和水平:减轻灾害是一项系统工程,其中,每一项都需要高新技术的支持和高水平灾害科学理论的指导,只有提高灾害科学研究的水平,才能提高社会的减灾能力。
㈡ 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。
㈢ 地质灾害防治工作现状及存在的主要问题
存在的主要问题。一是部分干部群众科学防灾意识薄弱,存在侥幸心理;二是地质灾害防治经费严重不足,部分地区地质灾害危险点和隐患点勘查治理与搬迁避让工作进展缓慢;三是地质灾害应急处置交通工具和防治技术等无法满足汛期地质灾害防治工作的需要;四是地质灾害防治工作机构还不够健全,管理人员严重不足,技术力量薄弱等。
一是继续加强领导,落实防灾责任。充分认识做好当前地质灾害防治工作的重要性和紧迫性,切实加强领导,将地质灾害隐患点的监测预报预警责任分解到村、到户、到人。二是加强排查,消除灾害隐患。重点抓好丘陵山区和重大工程地质灾害危险点、隐患点的全面排查,及早发现和解决问题,消除隐患,落实监测预报预警措施和避险场所。会同气象、水文等有关部门,进一步做好地质灾害气象预警预报工作,扩大预报信息发布的覆盖面,增强时效性,确保及时将预警预报信息发送到相关管理人员。出现暴雨、特大暴雨的地区,要对滑坡、崩塌、泥石流地质灾害隐患点加密监测频率。三是加强值班,确保信息畅通。严格遵守汛期值班、灾情速报和专报制度,保证汛期24小时轮流值班,确保灾情险情信息及时、准确。四是加强保障,提高反应能力。切实加强地质灾害应急管理机构和队伍建设,确保地质灾害应急人员、车辆、经费和相关设备的到位。充分发挥地勘单位的技术优势,做好地质灾害应急处置的各项工作,随时参与地质灾害应急抢险和应急调查等工作。五是加强监督,减少人为灾害。加强对各类工程建设项目引发地质灾害活动的监督管理,严格执行地质灾害危险性评估和地质灾害防治工程“三同时”制度,防止开采矿产资源和地下水资源引发地质灾害,减少人为因素引发的地质灾害。六是加强宣传,增强防灾意识。充分发挥广播、电视、互联网、报刊、手机短信的作用,进一步做好丘陵山区受地质灾害威胁群众的宣传教育工作,提高群测群防水平和科学防灾救灾能力。
㈣ 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。
㈤ 天气预报中的地质灾害是什么意思啊
地质灾害,是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境,降低了环境质量,直接或间接危害人类安全,并给社会和经济建设造成损失的地质事件。
如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化,土地冻融、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化,以及地震、火山、地热害等。
(5)庆阳市地质灾害状况及气象预报探讨论文扩展阅读:
地质灾害的分级
1、特大型地质灾害险情:受灾害威胁,需搬迁转移人数在1000人以上或潜在可能造成的经济损失1亿元以上的地质灾害险情。特大型地质灾害灾情:因灾死亡30人以上或因灾造成直接经济损失1000万元以上的地质灾害灾情。
2、大型地质灾害险情:受灾害威胁,需搬迁转移人数在500人以上、1000人以下,或潜在经济损失5000万元以上、1亿元以下的地质灾害险情。大型地质灾害灾情:因灾死亡10人以上、30人以下,或因灾造成直接经济损失500万元以上、1000万元以下的地质灾害灾情。
3、中型地质灾害险情:受灾害威胁,需搬迁转移人数在100人以上、500人以下,或潜在经济损失500万元以上、5000万元以下的地质灾害险情。中型地质灾害灾情:因灾死亡3人以上、10人以下,或因灾造成直接经济损失100万元以上、500万元以下的地质灾害灾情。
4、小型地质灾害险情:受灾害威胁,需搬迁转移人数在100以下,或潜在经济损失500万元以下的地质灾害险情。小型地质灾害灾情:因灾死亡3人以下,或因灾造成直接经济损失100万元以下的地质灾害灾情。
㈥ 什么是地质灾害气象预报
根据崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害与降雨密切相关的特点,利用降水预测对地质灾害实施预警预报。江西省从2002年开始开展地质灾害气象预报工作。
地质灾害气象预报
㈦ 滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报
气象因素是诱发滑坡、泥石流等地质灾害的关键因素,开发基于Web-GIS和实时气象信息的实时预警预报系统,实现地质灾害实时预警预报与网络连接的地质灾害预警预报与减灾防灾体系,对可能遭受的地质灾害进行实时预警预报,及时广泛地发布预警信息,有利于实现科学高效、快速地开展灾害防治,从而最大限度地减少灾害损失,保护人民生命财产安全,变被动防治为主动防治地质灾害。
一、滑坡、泥石流地质灾害气象预警预报的主要依据
区域地质灾害(滑坡、泥石流等)空间预测主要是圈定地质灾害易发区,也就是前面论述的地质灾害危险性评估与区划。在区域地质灾害空间预测的基础上,结合实时的气象动态信息,分析研究滑坡、泥石流等地质灾害的主要诱发因素,研究同一地质环境区域,在不同气象条件下发生地质灾害的统计规律和内在机理,通过确定有效降雨量模型、降雨强度模型、降雨过程模型的临界阀值,建立基于实时动态气象信息的区域地质灾害预警预报时空耦合关系,从而对区域性的滑坡、泥石流等地质灾害进行危险性时空预警预报。
根据研究区域的地质条件、灾害调查情况、气象条件等,划分地质灾害易发区等级,统计已发生滑坡、泥石流等地质灾害与有效降雨量、24小时降雨强度的相关性,确定出不同易发区不同等级的临界降雨量(I、II),作为判别分析的阀值,确定降雨量危险性等级。降雨量小于I级临界降雨量的为低危险性,降雨量介于Ⅰ-Ⅱ级临界降雨量之间的为中危险性,降雨量大于II级临界降雨量的为高危险性。
将各单元的有效降雨量与临界有效降雨量进行对比,确定出各单元的降雨量危险性等级,将降雨量危险性等级和地质灾害易发区等级进行叠加,叠加结果见表3-4和图3-2,对应于4个不同的易发区把地质灾害预警预报等级划分为5级:其中,3级及3级以上为预警预报等级,5级为预警预报区的最高等级,1级和2级为不预警区,不同的预警预报等级采用不同的颜色予以表示。3级预警区是指应加强对灾害点的监测地区;4级预警区是指应密切加强对灾害点监测的地区,采取一定的防范措施;5级预警区是指应全天对灾害点进行监测,直接受害对象尤其是住户和人员在必要时应该采取避让措施。在预警预报中,3级为注意级,4级为预警级,5级为警报级。
表3-4 地质灾害预警区等级划分表
图3-2 区域地质灾害宏观预警构建思路示意图
我国自2003年开展全国地质灾害气象预警预报工作以来,一些专家学者就致力于预警预报模型方法的研究与探索,主要经历了两个阶段。
第一阶段,2003~2006年,采用的是第一代预警方法,即临界雨量判据法。该方法的主要原理是根据中国地貌格局、地质环境特征及其与降雨诱发型崩滑流地质灾害关系统计分析结果,以全国性分水岭、气候带、大地构造单元和区域地质环境条件,进行一级分区;以区域分水岭、历史滑坡泥石流事件分布密度、地形地貌特征、地层岩性、地质构造与新构造运动、年均降雨量分布等,进行二级分区;将全国划分为7个预警大区、74个预警区;并分区开展历史地质灾害点与实况降雨量之间的统计关系,确定各预警区诱发滑坡泥石流灾害的临界雨量,建立预警预报判据模板(图3-3);利用全国地质灾害数据库和县市调查信息系统中的地质灾害样本和中国气象局提供的降雨资料,通过统计分析,确定地质灾害发生前的1日、2日、4日、7日、10日和15日的临界雨量作为判据模板,建立地质灾害气象预警预报模型,开展地质灾害预警预报。
图3-3 预警预报判据模板
第二阶段,即第二代预警方法。2006~2007年,“全国地质灾害气象预警预报技术方法研究”项目设立,开展了全国地质灾害气象预警预报方法升级换代的研究工作。刘传正教授提出了地质灾害区域预警理论的三分法,即隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法;并提出了显式统计预警方法(称为第二代预警方法)设计思路。该方法改进了第一代预警方法中仅依靠临界过程雨量方法的局限,实现了临界过程降雨量判据与地质环境空间分析相耦合。2007年该项工作取得初步研究成果,经完善后已在2008年全国汛期预警工作中正式使用。
根据地质灾害区域预警原理和显式预警系统设计思路,具体预警模型建立过程如下:
(1)地质灾害预警分区。将全国分为7个预警大区,分区建立预警模型。
(2)地质灾害气象预警信息图层编制。充分考虑地质灾害发生的地质环境基础信息、地质灾害历史发生实况等,共编制预警信息图层30个。
(3)地质灾害潜势度计算。探索一条计算地质灾害潜势度的计算方法,根据历史地质灾害点分布情况,采用不确定系数法计算地质环境CF值、采用项目组创新提出的权重确定法确定权重,从而计算地质灾害潜势度。
(4)统计预警模型建立。以10km×10km的网格进行剖分,将地质灾害潜势度、历史灾害点当日雨量、前期雨量作为输入因子,地质灾害实发情况作为输出因子,采用多元线性回归方法,建立预警指数计算模型,从而确定预警等级。
二、美国旧金山湾滑坡泥石流气象预警系统
目前世界上滑坡泥石流灾害气象预警主要是依据美国旧金山湾滑坡泥石流预警系统提出的临界降雨阀值的方法。该系统在1985年至1995年期间运行了10年,后因种种原因被迫关闭。它是世界上运行时间最长的滑坡泥石流预警系统,其经验值得思考。
Campbell从1969年开始研究洛杉矶滑坡发生机制,1975年提出了建立基于国家气象局(NWS)降雨预报和(前多普勒)雷达影像的洛杉矶泥石流预警系统的设想。Campbell指出,泥石流预报还是可能的,可通过降雨强度和持续时间的监测,并与根据降雨-滑坡发生概率的关系所建立的临界值进行比较,进行泥石流灾害等级的等级预报。一旦超过临界值,就要对居住在山脚下的居民发出预警,撤离危险地,最大程度地减少灾害损失。Campbell提出的泥石流预警系统由以下方面构成:①雨量计观测系统,记录每小时的降雨量;②具有能够识别暴雨地区降雨强度中心的气象编图系统;将降雨数据标绘在地形(坡度)图及相关滑坡影响图上;③实时采集数据和预警管理和通讯网络。
1982年1月初,灾难性暴雨袭击了旧金山湾地区,引发了数以千计的泥石流及其他类型的浅层滑坡。经济损失达数百万美元,25人死亡。尽管该地区的人们得知暴雨预报,但并没有得到任何关于滑坡、泥石流的警报。尽管Campbell提出的建议没有在旧金山湾地区得以实施,但1982年的这场灾难性事件使得建立泥石流预警系统变得十分紧迫和必要。
图3-4 加州La Honda的泥石流降雨临界线
Cannon和Ellen(1985)建立了加州La Honda的泥石流降雨临界线(图3-4)。他们用年均降雨量(MAP)对临界降雨持续时间和临界降雨强度进行了修正(标准化),即将临界降雨强度修正为临界降雨强度/年均降雨量(MAP)。他们建立的滑坡降雨临界值是旧金山湾地区泥石流预警系统的基础。1986年2月旧金山湾地区连降暴雨,美国地质调查局和国家气象局联合启动了泥石流灾害预警系统,通过NWS广播电台系统发布了两次公共预警。这是美国首次发出的泥石流灾害预警。该次暴雨引发了旧金山湾地区数以百计的泥石流,造成1人死亡,财产损失达1000万美元。如果不是预警系统的准确预报,损失将会更加严重。
1986年的泥石流灾害预警是根据Cannon和Ellen(1985)确定的经验降雨临界值发布的。1989年Wilson等人在该经验降雨临界值的基础上,建立了累积降雨量/降雨持续时间关系曲线,对不同的规模和频率的泥石流确定不同的临界值降雨量。据此USGS滑坡工作组进行泥石流灾害预报。
Wilson自1995年一直研究困扰早期滑坡预警系统的泥石流降雨临界值强烈受局部降水条件(地形效应)影响的难题。
如前所述,Cannon(1985)建立的旧金山湾地区的区域泥石流降雨临界值,试图用长期降雨量(MAP)来修正地形效应的影响。MAP是用来描述长期降雨气候条件最常用的参数,可从标准气象图中获得。Cannon建立MAP标准化临界值,是滑坡预警系统的主要技术基础。然而,正如Cannon本人所说,在早期滑坡预警系统运行过程中,发现降雨少的地区ALERT系统的雨量数据会产生“假警报”,反映了MAP标准化会出现低MAP地区的不一致性问题。后来Wilson(1997)将旧金山湾地区的MAP标准化方法应用到南加州和美国太平洋西北部地区,出现了明显的低估或高估降雨临界值的问题。
降雨量作为参数实际上反映了暴雨规模和频率两个综合作用过程。美国太平洋西北部地区降雨量频率高但每次降雨量小,导致年均降雨量大;而南加州地区则降雨频率小但每次降雨量大,结果是年均降雨量小。年均降雨量标准化方法应识别出那些“极端”的降雨事件,即降雨量远远超过那些频率高但降雨量小的暴雨事件。因此,对于估计泥石流降雨临界值来说,单个暴雨的规模要比降雨频率重要得多。
长期的气候作用使斜坡本身达到了一种重力平衡状态,即斜坡入渗与蒸发及地表排水之间达到了平衡。这种长期的平衡作用过程可能包含着无数已知和未知的机制。斜坡土壤的岩土工程性质、地表排水率及水网分布、本土植被都可能对局部气候产生影响。Wilson用日降雨规模—频率分析,重新检查了年均降水量标准化临界值的不一致性。在年均降雨量低的旧金山湾地区,泥石流的降雨临界值高于MAP标准化的预测值。Wilson提出了参考的泥石流降雨临界值,这有益于研究降雨与地表排水之间的相互作用。Wilson的研究表明,5年暴雨重现率可以代表降雨频率与侵蚀率的优化组合关系。对三个具有明显不同降雨气候模式的不同地区(南加州洛杉矶地区、旧金山湾地区、太平洋西北部地区),采集了触发致命泥石流灾害事件的历史雨量数据,建立了(引发广泛泥石流发生)历史上触发大范围泥石流的24小时峰值暴雨降雨量与参考降雨值(5年暴雨重现值)之间的关系曲线(图3-5)。该关系曲线可用来估计泥石流的降雨临界值,与Cannon的MAP标准化降雨临界值相比,特别是可以在更加可靠点的范围内通过插值估计出特定地点(特别是受地形效应影响的山区)的临界值。
图3-5 历史触发大范围泥石流的24小时峰值暴雨降雨量与
尽管旧金山湾地区的滑坡泥石流气象预警系统在1995年关闭了,但自1995年以来没有停止对降雨/泥石流临界值方面的研究。这些研究加深了对降雨、山坡水文条件、长期降雨气象条件和斜坡稳定性之间相互作用的认识,这将为旧金山湾地区乃至世界其他地区的滑坡气象预警工作奠定很好的科学基础。
三、降雨监测与预报
旧金山湾地区滑坡预警系统运行的十年间,当地NWS的天气预报主要依靠1987年2月发射的气象卫星GOE-7(1997年被GOES-10所取代)。每隔30分钟,GOES气象卫星传送覆盖从阿拉斯加湾至夏威夷的北美西海岸云团图像。根据这些图像,当地NWS可以估计出大暴雨的速度、方向和强度。图像中的红外波谱图像还能指示云团的温度,它是估计降雨强度的重要信息。另外,地面气象观测站可获得大气压、风速、温度、降雨数据,与卫星气象数据雨季NWS国家气象中心提供的长期天气趋势预报信息相结合,当地NWS天气预报办公室综合分析这些数据,准备和提供定量天气预报(QPT),一天发布两次加州北部和南部地区未来24小时天气预报。
雨量监测(ALERT)系统能远距离自动采集高强度降雨观测数据,并将数据传送到当地实时天气预报中心。到1995年,旧金山湾地区ALERT系统已建立了60个雨量观测站点(图3-6)。尽管每个站点的建立得到了NWS的支持,但每个站点的设备购买、安装和维护则由其他联邦、州和地方政府机构负责。从1985年到1995年滑坡预警系统运行期间,USGS一直负责维护设在加州Menlo公园的ALERT接收器和数据处理微机系统。
要评估即将到来的暴雨是否会引发泥石流灾害,要考虑两个临界值:①前期累积降雨量(即土壤湿度);②临近暴雨的强度和持续时间的综合分析。为此,USGS滑坡工作组在La Honda研究区安装了浅层测压计,并对土壤进行了监测。如果测压计首先显示出对暴雨的强烈反应,即认为已达到前期临界值。通常冬至后需几个星期的时间才能使土壤湿度超过前期临界值,之后要随时关注暴雨强度和持续时间是否足以触发泥石流灾害。
图3-6 1992年旧金山湾滑坡预警雨量监测系统—ALERT
四、泥石流灾害预警的发布
当暴雨开始时,开始监测降雨强度,估计暴雨前锋到来的速度。根据观测的降雨量,结合当地NWS的定量降雨预测(QPF);与建立的泥石流降雨临界值进行对比分析,确定泥石流灾害的类型和规模。NWS和USGS的工作人员共同参与该阶段的工作,向公众发布三个等级的泥石流灾害预警:即①城市和小河流洪水劝告(urban and small streamsflood advisory);②洪水/泥石流关注(flash-flood/debris-flow watch);③洪水/泥石流警报(flash-flood/debris-flow warning)。在1986年至1995年间,多次发布了不同级别的泥石流灾害预警。
五、小结
滑坡和泥石流灾害的危险性预测主要是通过灾害产生条件分析,预测区域上或某斜坡地段将来产生滑坡泥石流灾害的可能性,圈定出可能产生滑坡泥石流灾害的影响范围及活动强度。滑坡泥石流灾害危险性预测的指标体系结构层次如图3-7所示,根据滑坡泥石流灾害危险性预测的研究对象的差异性,可从三种研究尺度建立滑坡泥石流灾害危险性预测指标体系。
图3-7 地质灾害空间预测指标体系结构层次图
区域性滑坡泥石流灾害危险性预测就是通过分析滑坡泥石流灾害在区域空间分布的聚集性及规律性,圈定出滑坡泥石流灾害相对危险性区域,从而为国土规划、减灾防灾、灾害管理与决策提供依据。不同的预测尺度对应于不同的勘察阶段和研究精度。滑坡泥石流灾害危险性区划对应于可行性研究阶段,要求对拟开发地域工程地质条件的分带规律进行初步综合评价,确定滑坡泥石流灾害作用发生的可能性及敏感性,提交的成果是区域工程地质条件综合分区图和地质灾害预测区划图。
㈧ 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。
㈨ 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。