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。     

《中国地质灾害区域预警方法与应用》

刘传正博士等撰写的《中国地质灾害区域预警方法与应用》专著已由地质出版社正式出版发行。本书概述了国内外地质灾害区域预警预报理论研究和应用服务发展动态,阐述了中国地质环境和地质灾害分布特点,提出了地质灾害区域隐式统计预警、显式统计预警和动力预警原理,简单总结了采用临界降雨判据方法(隐式统计)建立的第一代中国国家级地质灾害预警系统2003～2007年期间的应用经验及其局限性。通过建立包括     

中国地质灾害区域预警方法与应用

内容提要本书概述了国内外地质灾害区域预警预报理论研究和应用服务发展动态,阐述了中国地质环境和地质灾害分布特点,提出了地质灾害区域预警划分为隐式统计预警、显式统计预警和动力预警原理。简单总结了采用临界降雨判据方法(隐式统计)建立的中国第一代国家级地质灾害预警系统及     

《中国地质灾害区域预警方法与应用》

<正>刘传正博士等撰写的《中国地质灾害区域预警方法与应用》专著已由地质出版社正式出版发行。本书概述了国内外地质灾害区域预警预报理论研究和应用服务发展动态,阐述了中国地质环境和地质灾害分布特点,提出了地质灾害区域隐式统计预警、显式统计预警和动力预警原理,简单总结了采用临界降雨判据方法(隐式统计)     

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初步研究

根据致灾地质环境条件和气候因素，将中国划分为7个大区、28个预警区。根据对历史时期所发生的地质灾害点和灾害发生之前15日内实际降水量及降水过程的统计分析，创建了地质灾害气象预警等级判据模式图，初步制作了各预警区的预报预警判据图；根据检索到的研究资料建立了部分预警区的判据校正图。据此，在每天收到中国国家气象中心发来的全国降雨预报数据和图像半小时内，对所预报的次日降雨过程是否诱发地质灾害和诱发灾害的空间范围、危害强度进行预报预警。2003年的试验运行表明，地质灾害气象预警在技术上是可行的，能够为主动减灾做出贡献。     

近20年地质灾害气象风险预警研究文献图谱可视化分析

中国地质灾害气象预警始于2003年,每年汛期向公众发布预警信息,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。为了更深入了解地质灾害气象风险预警研究的现状和未来趋势,以中国知网及SCI-Expanded国内外数据库作为数据来源,采用可视化工具CiteSpace,梳理了2003—2023年发表的国内外地质灾害气象风险预警文献,绘制科学知识图谱,分别从研究主题、演进趋势和研究热点进行多维度分析。结果表明：（1）基于历史降雨及灾害关系的临界降雨阈值研究在地质灾害气象风险预警研究中处于主导地位,与降雨相关阈值研究在未来仍将是研究热点;（2）关键词聚类分析显示不同地质灾害形成条件、气象条件下,不同类型、成因模式的地质灾害发生的预警预报模型、临界阈值研究文献占比较高,表明精细化是地质灾害气象风险预警发展的重要方向;（3）在国际上,中国学者发文量占总发文量的39%,我国在地质灾害气象风险预警研究中有绝对优势。研究结果较客观地展示了中国地质灾害气象风险预警研究的发展脉络和国内外研究热点及趋势,以期有助于我国地质灾害研究与预警预报业务进步。     

宁德市地质灾害气象风险预警系统应用与展望

宁德市地质灾害气象风险预警始于2012年,是福建省第一个开展地质灾害预警的地级市。宁德市地质灾害气象风险预警系统基于显式统计模型,耦合了地质环境因素与降雨量因素建立预警判据,从而实现对地质灾害发生可能性的预测预报。多年来,该系统在宁德市成功运行并不断升级完善,为宁德市地质灾害防治工作决策提供一定的技术支撑。通过分析宁德市地质灾害气象风险预警系统应用现状与近年来的地质灾害防治成效,对未来预警工作提出设想与建议。     

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。     

基于显式统计原理的地质灾害区域预警方法初步研究

区域预警是提高防灾减灾意识、有效减轻地质灾害造成损失的重要手段。地质灾害显式统计预警理论考虑了地质环境变化与降雨参数等多因素的耦合作用,克服了传统单一临界雨量判据方法的局限。笔者应用地质灾害显式统计预警的基本原理,以中国的东南区为例开展应用研究。选取岩土体类型、地形起伏等12个基础地质环境因素.通过确定性系数模型(CF)综合分析了地质灾害分布与地质环境基础因素的关系.选取地质灾害"潜势度"作为地质环境优劣的指标,并进行了定量计算。选取当日雨量和一个降雨过程的前期累计雨量作为降雨激发因素的指标.采用多元回归的统计分析方法,分析了地质环境因素、降雨激发因素的耦合作用与地质灾害发育情况之间的关系.建立了显式统计的地质灾害预警预报模型。以2006年5月18日台风"珍珠"登陆期间的实况预警情况对模型进行了应用校验。验证了显式统计预警原理及模型方法的可行性和实用性。     

应用GIS技术对甘肃省灵台县地质灾害气象预警的研究

地质灾害经常对人民生命和财产造成重大损失,因此研究地质灾害的预测预报具有现实意义。本文以甘肃省灵台县为例阐述了应用GIS进行地质灾害预警研究和预测预报取得的良好效果。本项研究从引发黄土区地质灾害的内因和外因入手,首先对灵台县进行了地质灾害的易发性区划研究(内因);在此基础上,充分考虑降雨对地质灾害发生的影响(外因),对灵台县进行了地质灾害气象预警区划研究,在重点预警区及次重点预警区采用临界日综合有效过程降雨量模型判据法开展地质灾害气象预警预报研究。通过实际发布预警信息的检验结果来看,取得了较好的预报效果,说明该方法实用、有效,可为黄土区进一步研究地质灾害气象预警提供科学依据。     

基于ArcIMS技术的浙江省突发性地质灾害预报预警信息发布

针对区域群发性滑坡(泥石流)灾害概率预报预警系统(LAPS)应用发展的需要,提出基于ArcIMS的突发性地质灾害预报预警模式,开发完成浙江省突发性地质灾害预警预报信息发布系统(LAPS-IMS)。该系统采用空间数据库引擎技术管理海量滑坡(泥石流)、地质、DEM、土地利用、土壤、降雨等数据。基于WebGIS技术实现了突发性地质灾害概率空间分布预报预警图的发布、信息查询、空间定位和空间叠加等功能。改变了先前仅以栅格图片发布灾害信息存在的缺陷,可传达现势的、准确的和直观的灾情信息。经系统试运行表明,该系统运行稳定、性能高效,在浙江省突发性地质灾害的预警预报及减灾防灾工作中起到了重要作用。     

基于降水量的全国地质灾害潜势预报模式

利用1949～2003午的地质灾害资料和气象资料，文章分析了我国滑坡泥石流等地质灾害的时空分布特点及其与降雨的关系，指出我国地质灾害的发生在空间上具有广域性、地域性和局地性，在时间上具有季节性、夜发性和午际变化等特点，这些特点与降雨量分布的关系非常密切，说明降雨是滑坡、泥石流等地质灾害的主要激发因子。进一步研究表明：降雨诱发地质灾害可归纳为三种概念模型，即：当日大降雨型、持续降雨型、前期降雨型。在根据最新资料进行的地质灾害气象预警区划的基础上，分区建立了基于降雨量观测和预报的地质灾害气象统计潜势预报模式，并以此模式为主要技术方法建立了全国地质灾害气象预警业务系统，经过2003年和2004午汛期业务应用检验表明，具有较好效果。     

基于GIS和GDAL的地质灾害汛期风险预警产品信息自动化生成算法的构建与实现

我国大陆从2003年开始开展了汛期区域地质灾害气象预警工作,并形成预警产品面向公众的发布,在地质灾害防治中发挥着重要的作用。而地质灾害预警描述信息是地质灾害预警产品的重要组成,包括了预警范围、等级、时段和文字说明等内容,为了快速形成权威、科学、精准的这一信息,文章研究了一种可高效自动分析形成初步的预警产品描述信息的技术...     

福建省地质灾害与过程降雨量影响关系探讨

通过开展全省地质灾害调查与区划综合研究过程中,对全省十余个县（市）的地质灾害调研,总结出地质灾害点分布特征、形成机制,以及与灾害前的降雨量大小等因素,指出了诱发地质灾害主要与过程降雨量和临灾降雨有密切关系,并建立地质灾害预警判据图和降雨阈值,为全省汛期突发性地质灾害实施气象预警提供科学依据。     

商城县地质灾害气象预警研究

绝大多数地质灾害由人类工程活动和降雨协同作用诱发,降雨是滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的主要激发因子,气象预报预警可有效预警滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。商城县滑坡、崩塌、泥石流地质灾害发育,以地质灾害易发性区划图为基础划分为4个地质灾害预警区。充分考虑降雨对地质灾害发生的影响,对重点预警区及次重点预警区采用临界日综合有效过程降雨量模型判据法,进行地质灾害气象预警预报。     

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。     

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。     

福建省地质灾害气象预警有效降雨模型研究

降雨是诱发地质灾害最主要的外部因素之一,在中国东南沿海中低山丘陵区强降雨诱发的地质灾害集群发生,造成了大量人员伤亡和财产损失。以福建省为例,深入挖掘多年历史地质灾害案例的降雨实况资料,以县级行政区为统计单元,基于定量化降雨估测对诱发群发性地质灾害的典型降雨过程进行相关性研究,并基于地质环境的量化指标进行了偏相关分析验证,建立了福建省有效降雨模型并通过现场监测和预警应用进行了验证。研究表明：福建地区地质灾害的发生与灾害发生3日内降雨相关,且以0.79为折减系数逐日折减,据此建立了福建地区有效降雨模型;将福建地区有效降雨模型应用于地质灾害气象预警,可以在保证地质灾害命中率的前提下,减少预警区面积、降低预警等级、缩短预警持续时间,提高地质灾害气象预警的精准性。研究结果有助于准确把握降雨特征,可为区域地质灾害气象预警中降雨因子的合理评估提供科学依据。     

贵州省地质灾害气象预警系统

从降水（特别是暴雨）是地质灾害的主要自然诱因这一基本事实出发，通过对地质灾害和对应气象资料的分析，探讨地质灾害的发生与气象条件之间的关系，提出了一套基于降雨量指标的地质灾害气象预警方法。作者综合考虑前期累积雨量、降雨类型和实时雨量等关键指标，建立了一定地质环境条件下灾害的气象预警模型。在此基础上，应用先进的软件技术开发研制了贵州省地质灾害气象预警系统，并于2003午汛期投入业务试运行，开展地质灾害气象预警眼务。该系统实时运行在气象业务网络环境中，高效稳定、功能全面．自动进行全省地质灾害气象条件的动态监测和模型计算，利用精细化乡镇雨量观测网和地质灾害隐患点资料，可实现对全省各地到乡镇一级的地质灾害气象条件预警，每日制作发布全省地质灾害气象条件预警报告，提供生动直观的预警图、表及相应的地质灾害隐患点信息：该系统经过在实践应用中不断改进完善，形成了以应用全省精细化乡镇雨量观测资料和针对地质灾害隐患分布的特色。该系统投入业务运行以来建立了汛期业务值班制度，向省委首政府、国土民政等有关部门进行有效的地质灾害气象预警服务，对系统运行情况进行地质灾害实例检验取得了较好的预警效果，服务工作取得了明显的社会效益。由于该系统的开发主要是从气象条件的角度出发，虽考虑了地质灾害隐患的分布情况，但对导致地质灾害发生的地喷环境条件的分析应用还显不够。最后，作者也指出了需要进一步改进的方向。