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。     

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     

基于气象大数据的地质灾害分级预警临界降雨条件研究

对陕西省历史降雨及地质灾害数据的统计分析基础上得出全省过程降雨条件,构建过程降水概率分布;根据陕北、关中、陕南三个区域内部的致灾敏感性进行细分,结合致灾降雨过程,提出各个区域灾害发生对应的临界降雨条件,为优化全省地质灾害预报预警系统提供理论依据.     

地质灾害与降雨雨型的关系研究

地质灾害的发生与降雨历时、降雨量及降雨雨型有密切的关系,不同雨型的降雨诱发地质灾害的诱发机制具有明显的差异性。本文通过收集的降雨实况与地质灾害反馈资料,将诱发地质灾害的降雨雨型分为3种类型:台风降雨、持续强降雨和局地暴雨。研究表明,台风降雨型降雨诱发地质灾害具有即雨即滑的特点,即地质灾害的发生与降雨在时间上具有较好的对应关系;地质灾害发生空间位置与台风运移轨迹也基本一致。多为群发型地质灾害,灾害规模较小,一般为表层或浅层滑坡、崩塌。持续强降雨型降雨诱发地质灾害,在强降雨过程中地质灾害具有同步发生的特点;在降雨强度不大但连续降雨过程中,地质灾害具有一定的滞后效应;在地质灾害大规模发生后,诱发新的地质灾害雨量阈值提高。局地暴雨型降雨诱发的地质灾害往往集中发生在出现局地暴雨的当日当地。     

山西省地质灾害气象预警模型探讨

山西省地质灾害气象预警模型的基本原理是采用系统论方法将地质灾害当作一个复杂的非线性动态系统进行研究,运用非线性动态组织系统模型、数据处理自组织模型、模糊信息优化模型、人工神经网络模型等数据预处理模型从孕灾环境、致灾因子和承灾体三个方面进行地质灾害风险性研究;选择地形、地貌、地层岩性、地质构造、水文流域、大气降水等六个单要素的致灾概率和承灾体的四个指标(人口、国内生产总值、工业总产值和农业总产值)进行专题研究,最终建立符合山西实际情况的基于信息扩散的模糊人工神经网络预警模型。该预警模型是动态的非线性自学模型,是一个"活"的模型,在近几年汛期地质灾害预警中起到了较好的预警效果。     

安徽省地质灾害气象预报预警模型研究

通过对基于地质环境信息平台的地质灾害气象预报预警模型构建进行了探讨。拟在先期已具备的地质灾害预警分区、地质灾害易发分区基础上,以地质灾害"易发度"、预报降雨量、有效降雨量为因子,采用logistic回归模型确定各个评价单元的预警等级,经插值计算、图斑合并,实现地质灾害气象风险预警。     

贵州省地质灾害气象预警预报

贵州复杂和脆弱的地质环境使地质灾害频发,危害民生,影响国民经济的健康发展,引起社会的重视。选用适合的地质灾害气象预警预报方法,是主动防灾减灾的手段之一。几年来的预警预报工作证明,效果总体较好。对其重要性、影响、作用、改进的意义做了解读。     

辽宁省地质灾害气象预报预警工作实践

辽宁省地质灾害频发,经济损失严重,平均每年由地质灾害造成的直接经济损失数以千万。为推动地质灾害防治工作,采用地貌分析-临界降雨量模板判据法开展了汛期地质灾害气象预报预警工作。     

云南省地质灾害预报预警模型方法

根据云南省地质灾害综合研究成果,作者架构了云南省地质灾害预报预警模型方法。认为,影响地质灾害活动的因素是气象、地理、地质因素,相互交织,自然与社会因素相互叠加。地质灾害系统是一个开放的、复杂的灾害系统。在对影响地质灾害发生因素分析的基础上,可以利用相应的预测模型,对给定区域内发生地质灾害的危险度做出预测。建立模型的程序是:(1)区域地质灾害综合调查;(2)研究区域内地质灾害分布与地形(高程、坡度)、水系、工程地质岩组、地质构造形迹、人类工程活动、降雨量分布和地震活动的统计分析;(3)创建概念模型和数学模型;(4)确定危险度指数和预报等级。     

突发性地质灾害气象预警预报研究综述

分析了国内外突发性地质灾害气象预警预报相关研究动态,对地质灾害气象预警预报的研究现状和研究进展作了系统地总结.根据最新研究成果,从预警预报理论方法等方面对地质灾害预警预报的发展趋势进行了初步预测,并结合地质灾害气象预警预报的经验,就地质气象灾害预警预报存在的问题提出一些问题和看法.     

Risk early warning of maize drought disaster in Northwestern Liaoning Province,China

This study presents a methodology of risk early warning of maize drought disaster in Northwestern Liaoning Province from the viewpoints of climatology, geography, disaster science, environmental science, and so on. The study area was disaggregated into small grid cells, which has higher resolution than counties. Based on the daily meteorological data and maize yield data from 1997 to 2005, the risk early warning model was built up for drought disaster. The early warning crisis signs were considered from exogenous warning signs and endogenous warning signs. The probability of drought was taken as endogenous warnings sign, which was calculated by logistic regression model. Beside precipitation, wind speed and temperature were taken into consideration when assessing the drought. The optimal partition method was used to define the threshold of each warning grade. Take the year of 2009 as an example, this risk early warning model performed well in warning drought disasters of each maize-growing stage. Results obtained from the early warning model can guide the government to take emergency action to reduce the losses.     

基于随机雨型的山洪灾害预警模式

针对雨型随机性所导致山洪灾害预警预报空报、漏报率过高问题,为提升山洪灾害预警精度,依据概率分布传递扩散原理,以雨型特征参数为控制条件,提出了基于参数控制的随机雨型生成法,建立了基于随机雨型的山洪灾害临界雨量计算模型及考虑决策者风险偏好的预警模式。以裴河流域为例,对不同雨型集下的临界雨量进行对比分析,并确定研究区6h临界雨量阈值空间。结果表明:雨峰位置、峰值倍比、前期土壤含水量对临界雨量的影响范围分别为32%~34%、33%~34%、15%~22%;雨型较前期影响雨量对临界雨量影响幅度更大;由雨峰位置系数和峰值倍比(r,bmax)双因子雨型集所确定的6h临界雨量阈值空间为98~185mm;考虑决策者不同风险偏好的临界雨量预警模式合理可靠,对更合理地开展山洪灾害预警工作具有指导意义。     

江西省吉安县地质灾害气象预警研究

暴雨型地质灾害具有突发性强的特点,降雨是地质灾害的触发因素,根据降雨量进行地质灾害预警预报可以较大减少地质灾害损失。文章在吉安县崩塌、滑坡、泥石流地质灾害易发程度分区的基础上,采用显式统计模型,通过分析历史地质灾害和日降雨量资料之间的关系,研究吉安县地质灾害气象预警模型。研究表明:当日降雨量达到50 mm、70 mm、110 mm、160 mm时,不同等级崩塌、滑坡、泥石流地质灾害易发区进入相应地质灾害气象预警状态。吉安县地质灾害气象预警区划成果填补了吉安县县域地质灾害气象预警的空白,为地质灾害预警决策提供了量化指标。     

四川雅安地质灾害时空预警试验区初步研究

借鉴美国旧金山湾和香港地区的经验,提出了地质灾害监测预警试验区建设和研究思路。经过近两年的工作,初步建成了四川雅安地质灾害监测预警试验区。取得的阶段性成果主要有:(1)根据现场考察和试验区地质灾害数据库,统计研究了降雨型滑坡的几何特征;(2)建成了由20台遥测雨量计构成的降雨观测网,取得了2002年4月～2003年8月的降雨观测数据;(3)结合历史降雨资料分析,初步研究了雅安试验区的年、日、小时和十分钟最大降雨特征;(4)研制了斜坡岩土体含水量野外监测仪,取得了桑树坡试验点2003年4月～8月的实时监测数据;(5)自上而下分4层研究了斜坡岩土层含水量变化,发现了岩土层含水量变化对降雨过程的滞后性;(6)基于区域地质灾害评价预警的递进分析理论与方法(AMFP),利用地质灾害因子分析结果,分别计算了雅安试验区地质灾害"发育度"和"潜势度";(7)利用2003年8月23～25日的过程降雨观测资料,对雅安试验区在该降雨过程中发生的地质灾害事件进行了时空预警反演模拟研究,计算出的地质灾害"危险度"分布比较符合实际,"危险度"可以作为预警指数使用。     

自贡市地质灾害专群结合监测预警模式升级与实践

传统的群测群防体系具有发现预警难、人员巡查难、变形监测难等问题,科研型专业监测设备又有着成本高、功耗高等问题,难以推广。自贡市采用功耗低、成本低、数据化、实时化的普适性地质灾害监测预警技术作为传统监测预警的补充,提升地质灾害监测预警能力;地质灾害监测预警模式通过传统的群测群防预警模式——人技结合的专业监测预警模式——"三统两分一考核"的综合监测预警预报模式的三级转变,进一步提升了地质灾害自动化专业监测预警的有效性和持续性。     

浙江宁波市地质灾害的雨量阈值及预报分析

山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害主要由强降水或连续性降水引发产生,根据最近七年来宁波市国土资源局和宁波市气象台联合制作的地质灾害气象预报预警和地质灾害实况资料分析,结果发现:在最近七年里出现的159处地质灾害中,由热带气旋强降水引发的地质灾害有142处,约占89%;宁波市绝大多数地质灾害是由强降水引发,而强降水中又以热带气旋强降水为主要诱因,引发宁波市地质灾害的有效雨量大多数在100mm以上,因此,100mm有效雨量可作为预报引发宁波市地质灾害的雨量阈值,而200mm有效雨量可引发多处地质灾害产生。统计结果为以后地质灾害气象预报预警及强降水的临近监测提供参考依据。     

基于信息量法的地质灾害气象风险预警模型:以甘肃省陇南地区为例

地质灾害气象风险预警是目前地质灾害防治研究领域的难点和热点。陇南地区是中国地质灾害造成人员财产损失和受灾害威胁最严重的区域之一,为精细化和准确化预报陇南地区地质灾害风险,在ArcGIS平台将研究区划分为250 m×250 m的栅格单元,使用信息量法选取9个影响因素进行地质环境敏感性评价,结合有效降雨量构建地质灾害气象风险预警模型;该模型通过6次历史降雨事件引发的156起地质灾害验证,预报准确率为83.42%,提高了研究区内地质灾害风险预警精度。该研究基于信息量法的地质环境敏感性分区客观合理,综合考虑下垫面和气象要素的第二代预警模型在类似地区的应用,有较高的准确性和适用性。     

降雨量与闽西北地区地质灾害关系初探

通过对闽西北某地区2010年"6.13"特大强降雨下产生地质灾害的频数及程度分析对比,探讨降雨量与形成地质灾害的影响。分析结果表明,降雨的强度和时间对地质灾害的形成有重要的影响,对以后地质灾害预报预警有一定的指导意义。     

福建省强降水诱发地质灾害特征分析

福建省地质灾害调查结果表明省内地质灾害以土质类滑坡和崩塌为主,灾点多分布广规模小危害大。地质灾害点密集分布在戴云山脉周边地区。地质灾害的发生时段相对集中在5～8月,对应福建的霉雨季和台风季。群发性的地质灾害主要与单次暴雨强度或久旱后的强降雨影响关系密切。研究表明不同的地质环境背景对触发地质灾害的降雨有不同的敏感度。根据不同地质环境下降水与地质灾害发生概率之间的关系可以建立地质灾害潜势预报模型。引发地质灾害的降雨天气系统主要有热带气旋、东风波、热带云团、热带辐合带、低槽、切变等。