四川省地质灾害气象风险预警“省市县一体化”建设探索与实践

提升地质灾害气象风险预警预报能力是地质灾害综合防治体系建设的主要内容之一。四川省自2003年起率先开展地质灾害气象风险预警工作。在长期实践基础上,于2019年开始重点在预警模型分析和建立、系统设计与实现、分级预警运行模式等方面进行了研究,创建了地质灾害预警模型库、“省市县一体化”地质灾害气象风险预警互联系统及分级预警机制。基本实现了基于雨量数据传输、预警模型分析运算、预警信息发布等“省市县一体化”平台的互联互通及分级预警的闭环管理,初步解决了市县缺平台、缺经费、缺技术的三缺问题及多头发布预警信息对基层造成的干扰问题。2023年四川省成功避险的案例中地质灾害气象风险预警发挥作用的占86%,有效减少了地质灾害造成的人员伤亡和财产损失。     

中国地质灾害气象预警实践:2003-2012

中国地质灾害气象预警始于2003年,每年汛期(5~9月)向公众社会发布预警信息,警示群众注意防范降雨引发的崩塌滑坡泥石流等地质灾害。本文概略介绍了2003-2012年中国地质灾害气象预警的工作机制、技术方法和预警效果等方面的成就。工作机制方面,采用国家级、省级和市县级的分级运行管理方式,并不断健全和完善了预警合作机制和信息共享机制。技术方法方面,创建了隐式统计预警(临界降雨量判据法)和显式统计预警(地质环境与降雨多参数耦合判据)两代预警模型,并研发了相应的业务运行系统,有效指导了区域地质灾害气象预警、地质灾害群测群防和典型地区专业监测预警研究。预警成效方面,通过电视、网络、手机短信、微信微博等多种媒体发布地质灾害预警信息,使社会公众特别是基层社区居民的防灾意识显著增强,减灾知识逐渐增长,合理利用地质环境,主动防治地质灾害已在中国取得广泛的共识。     

广东省突发性地质灾害气象预警实践

本文基于十年来的地质灾害气象预警工作实践,统计分析了广东省历年来降雨及突发性地质灾害的特点,揭示了广东省突发性地质灾害在不同降雨量、降雨强度及降雨类型下的成灾规律;并在总结地质灾害气象预警工作实践成果的基础上,分析存在问题,提出进一步完善地质灾害预警的技术与方法,为地质灾害气象预警精细化和实时临灾预警提供科学依据。     

辽宁：国土气象部门深度合作

日前,辽宁省国土资源厅、气象局在省地质环境监测总站举行了联合开展地质灾害气象预报预警及信息共享签字仪式。双方通过共享地质气象资源信息,联合开展地质灾害气象监测预警预报指标研究,联合会商发布地质灾害气象等级预警预报,联合开展预警服务效果评估,不断提高地质灾害气象监测预警预报水平。     

河南省汛期地质灾害气象预警系统的构成及组建

汛期地质灾害气象预报预警工作是一项系统工程,应建立完善的省级国土、气象专门管理机构——地质灾害气象预警中心。本文介绍了河南省汛期地质灾害气象预报预警系统的组织结构及管理体系、技术支持、硬件设施等3个层面。同时介绍了预报级别划分及预报信息发布方式。     

地质灾害气象预报预警方法探讨--以四川省地质灾害气象预报预警为例

通过研究确定区域地质灾害发生的地形地貌、地层岩性、地质构造等地质环境背景条件,寻找地质灾害发生与气象因素的耦合关系,建立汛期地质灾害气象预报预警模型,结合强降雨天气的预报,对地质环境背景条件与气象因素的叠加评价,对地质灾害的易发程度及分布范围进行预报预警。以四川省地质灾害气象预报预警工作为例,初步建立了地质灾害气象预报预警模型和信息的评价、会商、签发、发布、接收、处理及反馈程序。2003年汛期应用证明,区域性地质灾害的预报预警水平明显提高。     

江苏省突发性地质灾害气象预警研究

根据多年来地质环境以及地质灾害调查研究和工作实践,文章充分研究突发性地质灾害孕育的地质环境条件、地质灾害发育分布、人类活动以及气象因素之间的关系,通过计算滑坡灾害“潜势度”、“发育度”、“易发度”和建立临界降雨量预警判据,采用GIS技术与数学模型整合的空间分析方法,实现了江苏省汛期突发性地质灾害气象预警,2004年和2005年汛期实践结果表明,效果较好。     

浙江省地质灾害气象风险预警一体化建设的探索与实践

地质灾害预报预警是有效防范地质灾害、减少人员伤亡的重要手段。自2003年开始实施以来,全国有80%的山区省、市、县开展了地质灾害气象预警工作。但这种省、市、县独立建设模式难以满足部省协同、市县联动、全域贯通的业务需求。文章介绍了浙江省地质灾害气象风险预警一体化建设：按照“省级预报到县、市级预报到乡、县级预警到村（点）”的工作原则,在趋势预测、每日预报、短临预报和实时预警与地质灾害防治业务一体化融合方面开展探索,初步建成了以“地灾智治”应用驾驶舱为可视化监管,以“地灾智防”APP为闭环手段的地质灾害全生命周期管控防治业务体系,形成了具有浙江特色的地质灾害预报预警数字化产品体系。     

北京市突发地质灾害预警模式研究

突发地质灾害气象预警预报,是有效降低灾害可能造成的人员、财产损失的重要方法。本文概略地总结了北京市突发地质灾害气象预警第一代人工预警产品和第二代智能预警产品的特点。基于即将建成的覆盖北京市山区、浅山区的突发地质灾害专业监测网络,对未来突发地质灾害的预警产品影响的分析,提出了未来突发地质灾害气象预警,将由一、二代的单因素的气象预警模式,转化为激发因素、响应因素、表达因素等多因素联合的第三代物联多维度的预警模式的构想。     

江西省地质灾害-气象预警预报系统研究

论文采用了降雨特征（用降雨诱发指数表征）与地质环境条件（以地质灾害敏感性指数表征）进行叠加、分析,确定预警预报等级,建立地质灾害-预警预报模型的方法;提出了预警产品制作与发布、多普勒雷达跟踪、应急指导、反馈信息收集、灾情调查的地质灾害气象预警预报工作程序。对近几年江西省地质灾害-预警预报效果分析,总结了地质灾害-预警预报成功与失败的经验教训,提出今后的工作设想与建议。应用基于GIS的地质灾害预警预报系统已在近几年的地质灾害-气象预警预报中不断完善,预警预报精度得到提高,防灾减灾效果明显,对保护人民生命财产安全发挥了重要作用。     

重大地质灾害应急响应技术支撑体系研究

地质灾害应急响应是一种涉及因素多、技术含量高、时间要求紧、工作任务重和社会影响大的危机事件管理行为,也是一种跨阶段、高要求、大集成、快反应和求实效的非常规防灾减灾行动。针对重大地质灾害的应急响应,为了探索减小地质风险和在风险下生存的途径,必须创建一个有灾害意识、有充分准备的政府或社区应急管理技术支撑体系。技术体系包括人才团队、技术装备、理论方法等方面。人才团队要求科学技术素养深厚,工作高效实用;技术装备要求简单、快速并有效;理论方法追求支撑防灾减灾决策的"满意解"或"有用解"。技术支撑具体针对地质灾害"险情应急"和"灾情应急"2种类型,前者突出预测预警与应急处置的防灾方法,后者重在成因分析与减灾行动。工作程序上划分为响应启动、调查评价、监测预警、会商定性、防控论证、决策指挥、实施检验和总结完善8个阶段。技术路线包括地质环境信息获取、分析研判、预测预警、模拟仿真、技术方案论证、风险评估与决策支持6个步骤。为了促进地质灾害应急响应从经验走向科学,从感性判断走向理性量化,尽快提升和加强对重大地质灾害应急管理的技术支撑能力,立足于国家层面的决策需求初步提出了重大地质灾害应急响应的科学技术工作框架体系。     

地质灾害防治研究的认识论与方法论

基于多年的研究与实践,作者从科学哲学角度提出了地质灾害防治研究的认识论与方法论。认识论方面确立地质灾害是可认识的,可防治的。地质灾害发生的根源是地质体重力作用的失衡,其共性和个性反映了地质体边界条件、初始条件和激发条件的组合变化。对于确定的时间阶段、空间区域和作用条件,地质灾害问题简化为线性和确定性问题处理是可以接受的。方法论方面确立地质灾害防治可以采用整体论和分割论相结合的方法求得问题的有用解,用以指导防灾减灾管理技术支持系统的研发与应用。整体论方法突出综合集成、归纳类比和逻辑演绎,用于宏观把握和长时程研判,指导工作的顶层设计或概念设计,如区域性风险区划、区域预警和防治规划。分割论方法采取观察、描述、分析、建模、评价、预测和工程控制等,用于具体地域、案例及其暂态阶段的分析,指导地质灾害的信息获取、识别评估、成因研判、预测预警、工程设计和风险评价等。     

地质灾害气象预报预警方法研究

地质灾害的诱发因素包括自然因素和人为因素.人为因素主要与人类工程活动有关.在一定的地质地形条件下,自然诱发因素则主要是降雨.因此在确定的地质环境背景下,研究气象和地质灾害发生的耦合关系极其重要.本文通过总结前人关于地质灾害预报预警的研究,提出了一套完整的应用降雨对地质灾害进行预报预警的方法体系.     

地质灾害气象预警区划方法研究——以湖北省巴东县为例

大气降雨是崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害主要的诱发因素之一。本次研究依据多年的地质灾害监测资料和气象数据,经过筛选和分析,选取巴东县有时间记载的274处地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流),其中209处地质灾害的发生与降雨有关,占总数的76.3%。本文通过随机选取其中61处地质灾害与降雨量资料,进行相关性分析,确定了巴东县突发性地质灾害发生的临界降雨量和有效过程降雨量,建立了地质灾害气象预警模型,完成了地质灾害气象预警区划,为巴东县政府做好地质灾害预警工作提供了科学的依据。     

地质灾害预警预报模型设计与应用

基于地质灾害的多样性及其变化的随机性和非稳定性特点,本文综合利用数学算法和GIS技术,设计了地质灾害预警模型,分析了诱发地质灾害的地形、地貌、气象、水文等几方面的因素,并根据这些因素的特点,选取不同的样本对其进行量化处理,运用主成分分析法,计算了各个因素导致地质灾害发生的权重指数及各监测站点的易发级别。在此基础上,基于GIS技术、采用泰森多边形法等将站点的易发级别转换成面的易发级别,运用日降雨量、降雨强度等指标计算出地质灾害发生的概率,通过区域化易发等级图与降雨图的叠加分析,采用地质气象偶合方法,实现了地质灾害预测。在某省案例区的研究表明,本研究设计的地质灾害预警模型具有较高的预警精度(预警结果80%符合实际情况)。     

中国地质灾害气象预警模型研究

地质灾害气象预警是指对气象因素(主要为降雨)引发的地质灾害发生可能性大小的预测预报。中国大陆的地质灾害气象预警工作始于2003年, 逐步形成了国家级、省级、市县级的分级运行业务模式, 预警模型及可靠性问题是这项工作的核心科学技术问题和研究难点。考虑到各级地质灾害气象预警的时空尺度与预警时效, 形成了两代预警模型并行运算、相互校验与补充的运行模式。第一代隐式统计预警模型, 也称为临界降雨判据法, 基于不同地质环境区域引发地质灾害的临界雨量不同, 分区建立临界降雨判据, 该模型2003年起在预警业务中使用, 因其只涉及一个或一类参数, 使用广泛, 近年来又在模型参数、判据修正等方面不断完善。但单一的临界雨量指标很难准确反映地质环境的变化以及地质灾害的成生规律, 且预警区划、判据更新与准确性提高等也限制了其进一步发展。第二代显式统计预警模型, 耦合了地质环境变化与降雨参数等多因素建立预警判据, 地质环境指标在模型中显式表达, 在模型原理、空间精度、升级能力等方面表现了其优越性, 显著提高了预警精细度和准确度, 2008年开始在国家级预警业务使用, 并逐步向省级推广。两代预警模型均是基于统计方法建立, 一定程度上均受到统计样本的选择、地质环境条件的精细程度、实况降雨数据的精确匹配等因素控制和影响。多年来, 两代预警模型在中国地质灾害气象预警业务中成功运行并不断升级完善, 为中国大陆的地质灾害防灾减灾工作做出了重要贡献。     

地质灾害区域预警原理与显式预警系统设计研究

通过总结分析国内外经验和新认识,文章把地质灾害区域预警原理初步划分为隐式统计预警、显式统计预警和动力预警三种类型。隐式统计预警是把地质环境因素的作用隐含在降雨参数中,仅仅考虑降雨参数建立模型的方法。显式统计预警是一种把地质环境因素变化与激发因素相迭加耦合而后建立判据模型的预警方法。动力预警是一种考虑地质体在降雨过程中自身动力变化过程而建立数学物理判据方程的方法,实质上是一种解析预警方法。本文以系统工程思想为指导,比较全面地架构了显式统计预警系统的设计方法,包括需求分析、问题表述、目标设定、设计原则、图层设计、系统建模、系统运算、预警等级确定、产品生成、产品会商、产品发布、预警校验、预警决策、应急行动、成本收益分析和系统完善升级等内容。这项设计研究为具体研发设计某个地区的预警系统提供了思想平台,为建立国家、省和市(县)分层级联动的地质灾害区域预警体系提供了技术路线。     

地下水水质预警信息系统研究

地下水水质预警是对地下水水质现状及变化趋势适时给出相应给别警戒信息的方法，包括状态预警和趋势预警两部分。以GIS技术为核心，将水质预警模型与GIS技术相结合，建立了地下水水质预警信息系统。并以吉林省西部平原地区地下水水质为例，研究了该区地下水水质恶化地区的分布、趋势、恶化预警等级及其成因。地下水水质预警系统为地下水资源管理，减少地下水水质恶化的风险提供了科学依据。     

四川青川县区域地质灾害气象风险预警模型研究

降雨是诱发地质灾害的重要因素之一,中国大陆于2003年启动的区域地质灾害气象预警取得了较好成效,目前区域地质灾害气象预警业务逐步从地质灾害发生的"危险性"预警向"风险性"预警转变,开展区域地质灾害气象风险预警模型研究具有重要意义。本文总结提出了区域地质灾害气象风险预警概化模型及其计算方法,以四川省青川县为例,构建了青川县区域地质灾害气象风险预警模型,并以典型实例进行了预警效果校验。（1）区域地质灾害风险预警指数（R）可以概化为地质灾害潜势度（Q）、降雨诱发因子（T）和地质灾害承灾体脆弱性指标（V）三者的乘积,并分别给出了三者的计算公式。（2）构建了青川县区域地质灾害气象风险预警模型,给出了根据预警指数值划分区域地质灾害气象风险预警等级的依据,提出当Q、T、V中两项达到高等级（0.8）,一项达到较高等级（0.6）时,为红色预警;当Q、T、V中两项达到较高等级（0.6）,一项达到中等级（0.3）时,为橙色预警;当Q、T、V中一项达到较高等级（0.6）,两项达到中等级（0.3）时,为黄色预警。（3）以2018年6月26日为典型实例,模拟了四川青川县区域地质灾害气象风险预警实况并进行校验,结果显示94.1%的灾害点位于预警区范围内