预报预警在地质灾害防治中的应用何德顺

预报预警在地质灾害防治中的应用何德顺

何德顺

贺州市平桂区国土资源局广西贺州542827

摘要：地质灾害属于自然灾害中的一类重要灾种，它不仅给人类生命安全带来威胁，而且对环境、资源、财产等具有严重破坏性。广西壮族自治区是全国地质灾害多发省（区）之一，为充分掌握广西壮族自治区地质灾害情况，20世纪末开展全自治区范围的1：50万环境地质调查，截至2008年全面完成14个地级市共34个市辖区，7个县级市，68个县的地质灾害调查与区划工作。据调查，广西常见的突发性地质灾害有：崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等。全区地质灾害调查评价结果显示，全区陆地面积96.65%均属地质灾害易发区，其中地质灾害高、中易发区达到42.3%。2015年广西突发性地质灾害357起，其中崩塌178起，地面塌陷100起、滑坡76起、地裂缝2起，泥石流1起；灾害造成54人伤亡，其中18人死亡，36人受伤；灾害造成直接经济损失2935.73万元。

截止2015年，广西查明潜在地质灾害灾害隐患点7952处，其中崩塌4377处、滑坡2089处、不稳定斜坡1233处、地面塌陷108处、地裂缝78处、泥石流67处。地质灾害隐患点主要分布在南宁市、桂林市、百色市、河池市等地，地质灾害易发村主要分布在桂林市、百色市、柳州市、钦州市、梧州市、玉林市、贵港市等地，危害对象主要为城乡居民、工矿企业、学校等，受地质灾害威胁人数55.65万人，潜在经济损失87.24亿元。

目前，自治区县（市）的调查成果（调查与区划报告、重要地质灾害隐患点防灾预案、地质灾害防治规划建议稿、数据库等）已提交地方政府使用，为这些重点县（市）乃至全自治的地质灾害防灾工作奠定坚实的技术基础，为地质灾害的预警预报提供了数据基础，使地质灾害预警预报成为可能，同时也对如何管理这些大量的地质灾害资料从而为更好地进行预警预报服务提出了要求。

关键词：地质灾害；预警预报；信息管理

1地质灾害预警预报方法

1.1地质灾害预警预报原理

影响地质灾害发生的环境因素包括：地形地貌、工程地质岩组、岸坡结构类型、软弱地层状况、构造情况、地面变形情况、植被发育情况、已有动力地质现象、河流动力地质作用、结构面组合状况、裂隙发育程度等。在一定时期内这些影响因子可以看成是固定的。而对于降雨和人类工程活动因素而说，由于时空变化较大，成为影响滑坡、泥石流等地质灾害的很重要的诱发因子。据调查，广西壮族自治区灾害形成的主导因素以暴雨型为主，占总点数的79.7%；与人类工程活动有关的灾害点，占灾害总点数的72%。由于形成地质灾害涉及的因素较多，因此，地质灾害预警预报的应用研究目前在国际上还是一个难题。

1.2地质灾害预测预报的思路和方法

地质灾害预测主要是圈定容易产生地质灾害的区域。地质灾害易发区的划分基于地质灾害现状，参考历史地质灾害发育特征进行。

1.3时空耦合区域地质灾害预警预报研究

研究思路：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，分析研究广西壮族自治区滑坡（泥石流）灾害的主要诱发因素，研究不同地质环境在不同气象条件下的地质灾害体发生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阈值，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，对区域性的崩滑灾害进行危险性与风险性时空预警预报。

2系统设计

本系统的设计目标是在对地质灾害多发区、易发区实施监测的基础上，建立地质灾害信息一体化管理、地质灾害评估分析与预测预警、地质灾害信息发布等子系统，形成集地质灾害的数据管理、评估分析、监测预警、发布传输于一体的防灾、减灾系统，实现对地质灾害信息的动态、科学管理，为地质灾害的防灾减灾提供决策支持。为了达到该目的，系统由3部分组成：资料管理、预警预报和信息发布。

（1）资料管理地质灾害资料管理是整个系统图形、数据和地质灾害文档进入系统的入口，也是管理地质灾害资料的窗口。该模块主要实现对突发性地质灾害点分布和灾情信息的图形、数据各种文档的一体化管理，为预警预报提供高效的管理平台。主要功能包括：地质灾害数据包括空间数据（包括3S和测量数据）、图形、表格数据、文本数据的输入建库；空间数据，图形、表格数据，文本数据的增加、修改与删除；可视化的地质灾害数据查询与统计；图表、文档（包括查询结果）的输出，各种图形格式（包括矢量和栅格）的输出等。系统将ArcGIS和Autovue高度集成，使用户在本系统中就能够实现对图形、数据和文档的查询浏览。

（2）预警预报预警预报功能是根据预报模型设计开发的根据降雨和地质灾害易发区进行分析预测地质灾害危险区模块。它根据资料管理模块提供的数据进行计算，并把计算结果存入地质灾害数据库中。由于影响地质灾害发生的地质、地貌等环境因素相对来说变化不大，因此，在进行预测计算时可以将这些因素影响地质灾害发生的影响因子计算后保存，在进行以后的预测计算时仅计算降雨量影响因子，然后叠加分析即可，从而加快预测计算速度。当环境因素发生变化后再重新计算环境影响因子。

（3）信息发布信息发布功能是根据预警预报的结果将地质灾害的预测结果向社会公众进行发布，并且还负责在灾情发生后收集灾情的工作。信息发布是系统与社会大众进行交流的窗口。系统采用ArcIMS进行开发，用户能够通过系统查询地质灾害的预报情况、地质灾害的分布等其他有关的地质灾害信息。

3地质灾害预报预警水平的评价

在充分考虑以往预报预警水平评价中存在的上述问题基础上，建立了地质灾害预报预警水平的评价体系。对每个要素的预报预警水平用预报预警成功率表示，然后对某次地质灾害和某时间段内地质灾害预报预警整体水平进行评价。

3.1某次灾害预报预警水平评价

对于某次地质灾害而言，对其成功的预报预警需要做到准确预报其发生时间、地点和规模强度或者危险度等级。因此对某次地质灾害预报预警水平的评价也从这3个要素入手。首先对预报预警的时间、地点、规模强度或者危险度等级进行评价，然后再综合评价这次灾害预报预警水平。

3.2某时间段内地质灾害预报预警水平的整体评价

对地质灾害预报预警的整体评价也经常是针对某时间段而言。如对一个月、一个季度、某年汛期或者年度等预报预警结果进行评价。在上述某次灾害预报预警水平评价模型的基础上，对该时间段内所有灾害预报预警成功率进行平均。

3.3地质灾害预报预警区临界雨量的确定

据近几年对突发性地质灾害分类统计，发现持续降雨诱发的地质灾害占总发生量的65%，其中，暴雨诱发的约占总发生量的43%，占持续降雨诱发量的66%，即约三分之二的突发性地质灾害是由于大气降雨直接诱发的或与气象因素相关。从成因上分析，区域性持续降雨或暴雨使地表松散堆积层饱水甚至达到饱和状态，孔隙水压力升高，相应抗滑力降低，从而导致坡体解体。地质灾害是多种因素作用的结果，包括地质条件（地层岩性、地质构造、地形地貌、水质地质、植被情况等）、气象条件（地理位置、气候特征、年均雨量）、水文条件（流域面积、年均流量、河道长度等）及人类工程经济活动等，故地质灾害具有自然和社会的双重属性，其发生具有一定的不确定性和不可预见性。但从统计学上分析，降雨与滑坡—崩塌—泥石流等灾害事件直接相关，具有一定的规律性，故地质灾害的发生是可以进行监测预警的。

结束语：（1）建立了地质灾害预报预警水平的评价体系，将评价分为某次灾害预报预警水平评价和某时段内地灾害预报预警水平整体评价。（2）用预报预警成功率来衡量预报预警水平，分别建立了地质灾害时、空、强预报预警成功率、某次灾害预报预警成功率和某时段内地质灾害预报预警成功率模型。（3）评价体系和模型充分考虑了预报预警时、空、强3要素的范围以及对预报预警成功率的影响。同时照顾了预报预警范围以外发生的地质灾害，就我国目前预报预警水平而言合理全面。（4）评价体系和评价模型是预报预警水平评价方法的理论探讨，解决了以往评价中存在的5个问题具体参数的规范和应用有待于在各种地质灾害中不断完善。

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[5]广西壮族自治区地质环境公报（2015）：1-4