天氣預警地質災害
① 地質災害黃色預警是什麼意思
地質災害黃色預警信號是指24小時內地質災害發生的風險較高。地質災害黃色預警信號是地質災害預警信號中的第一級。
地質災害預警級別分為五級,但預警信號為四級,即藍色、黃色、橙色和紅色,分別代表一般、較重、嚴重和特別嚴重,黃色預警是指未來24小時內發生地質災害的可能性較大,應及時通知監測人員和受威脅住戶注意避險。
(1)天氣預警地質災害擴展閱讀:
質災害氣象預警預報信息每年汛期(5-9月)在中央電視台天氣預報節目中和中國地質環境信息網上發布,目的是提醒被預警區的幹部和群眾防範滑坡、崩塌和泥石流災害。可以分為以下等級:
一級提醒級,24小時內,災害發生可能性很小。 啟動重要地質災害隱患點的群測群防巡查。
二級 提醒級,24小時內,災害發生可能性較小。 預報預警時間內對重要地質災害隱患點24小時監測。
三級 注意級,24小時內,災害發生可能性較大。 預報預警時間內啟動地質災害隱患點群測群防,並24小時監測;採取防禦措施,提醒災害易發地點附近的居民、廠礦、學校、企事業單位密切關注天氣預報,以防天氣突然惡化。
四級 預警級,24小時內,災害發生可能性大。 啟動受地質災害隱患點威脅區居民臨時避讓方案;暫停災害易發地點附近的戶外作業,各有關單位值班指揮人員到崗准備應急措施。組織搶險隊伍,轉移危險地帶居民,密切注意雨情變化。
五級 警報級,24小時內,災害發生可能性很大。 啟動不穩定危險斜坡威脅區居民臨時避讓方案;緊急疏散災害易發地點附近的居民、學生、廠礦、企事業單位人員,關閉有關道路,組織人員准備搶險。
參考資料:網路—地質災害黃色預警信號
② 什麼是地質災害氣象預報
根據崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害與降雨密切相關的特點,利用降水預測對地質災害實施預警預報。江西省從2002年開始開展地質災害氣象預報工作。
地質災害氣象預報
③ 天氣預報中的地質災害是什麼意思啊
地質災害,是指自然地質作用和人類活動造成的惡化地質環境,降低了環境質量,直接或間接危害人類安全,並給社會和經濟建設造成損失的地質事件。
如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤層自燃、黃土濕陷、岩土膨脹、砂土液化,土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽鹼化,以及地震、火山、地熱害等。
(3)天氣預警地質災害擴展閱讀:
地質災害的分級
1、特大型地質災害險情:受災害威脅,需搬遷轉移人數在1000人以上或潛在可能造成的經濟損失1億元以上的地質災害險情。特大型地質災害災情:因災死亡30人以上或因災造成直接經濟損失1000萬元以上的地質災害災情。
2、大型地質災害險情:受災害威脅,需搬遷轉移人數在500人以上、1000人以下,或潛在經濟損失5000萬元以上、1億元以下的地質災害險情。大型地質災害災情:因災死亡10人以上、30人以下,或因災造成直接經濟損失500萬元以上、1000萬元以下的地質災害災情。
3、中型地質災害險情:受災害威脅,需搬遷轉移人數在100人以上、500人以下,或潛在經濟損失500萬元以上、5000萬元以下的地質災害險情。中型地質災害災情:因災死亡3人以上、10人以下,或因災造成直接經濟損失100萬元以上、500萬元以下的地質災害災情。
4、小型地質災害險情:受災害威脅,需搬遷轉移人數在100以下,或潛在經濟損失500萬元以下的地質災害險情。小型地質災害災情:因災死亡3人以下,或因災造成直接經濟損失100萬元以下的地質災害災情。
④ 地質災害氣象預報預警響應
群測群防機構可通過電視、網路、傳真、通訊等形式接收國家、省(自治區、直轄市)、市、縣發布的地質災害氣象預報預警信息。
縣級群測群防機構收到地質災害氣象預報預警信息後,應在2小時內將信息轉發到相關地質災害防治責任單位、隱患點監測責任人以及隱患區巡查責任單位(或責任人)。
(1)當預警級別為3級時,群測群防機構應通知基層群測群防監測人員注意,查看隱患點變化情況。
(2)當預警級別為4級時,群測群防機構應通知基層群測群防監測人員加密監測,注意防範,做好啟動防災應急預案的准備。
(3)當預警級別為5級時,群測群防組織應立即通知基層群測群防監測人員加強巡查,加密監測。一旦發現地質災害臨災前兆,應立即發布緊急撤離信號,組織疏散受威脅的人員。
(4)未在地質災害氣象預報預警區域內,出現持續大雨或暴雨天氣時,群測群防責任單位和監測人員應及時上崗加強監測。當發現臨災特徵時,應立即組織疏散受威脅人員。
(5)鼓勵公民和組織通過電話等各種形式向人民政府、國土資源主管部門提供地質災害災情和險情信息。
(6)縣級群測群防機構在汛期每個月25日前,應將當月地質災害信息反饋到省(自治區、直轄市)、市國土資源主管部門,信息反饋內容詳見附件Ⅰ-5。
⑤ 從( )的6月1日起,中央電視台天氣預報節目中正式發布全國地質災害氣象預報預警
從2003年6月1日起,中央電視台天氣預報節目中正式發布全國地質災害氣象預報預警信息.
⑥ 地質災害氣象預警區劃
如前所述,在地質災害的控制與影響因素中,降雨和人類工程活動是最為活躍的觸發因素。在人類不合理工程活動地段,黃土的卸荷與風化裂隙、落水洞、陷穴等尤為發育,降水容易沿著這些通道快速滲入地下,引發地質災害,降雨成為觸發地質災害最積極的因素。所以,通過氣象預報,可有效開展滑坡崩塌泥石流等地質災害預警,實現防災減災的目標。
一、臨界降雨量確定
據本次調查資料,2000~2004年發生的13次新滑坡和16次崩塌,其發生頻次均與月平均降水量呈顯著的正相關,滑坡、崩塌發生時間全部落在6~10月份,在9月份最高,7月和8月次之,6月和10月份較低。地質災害的發生頻次與本區的降水特徵有關,9月份常出現淋雨,並伴有大雨,這種降水特徵有最利於浸潤黃土和入滲補給地下水,觸發地質災害發生;7月和8月份集中了全年75%以上的R1h≥10mm強降水和82%以上的R1h≥20mm強降水,這種強降水特徵不如9月份有利於降水入滲,所以,7月和8月份出現的災害頻次不如9月份高;6月和10月份強降水頻率低於7月,8月和9月,但高於其他月份;另外,10月份也常有淋雨,所以在6月和10月份也引發了地質災害。由此可見,無論是淋雨,還是強降雨,都是觸發地質災害的因素。
寶塔區歷史上僅有一個氣象站,不能反映降水特徵的空間展布,為了能夠揭示區域降水特徵,本次與陝西省氣象局合作,對1980年到2005年25年間,陝北黃土高原地區的27個氣象站的日、時降水量進行了分析,統計了各站日降水量中R1h≥10mm或20mm的局地暴雨過程,對其氣候特徵和時空間演變規律進行歸類分析、研究總結。研究結果表明:
(1)在25年中,陝北黃土高原共出現R1h≥10mm的強降水2638時次,R1h≥20mm強降水574時次,年平均R1h≥10mm的強降水有106時次,R1h≥20mm強降水有23時次。
(2)R1h≥10mm發生時次最多的年份是1994年,為173時次;最少的是1980年,僅有36時次。R1h≥20mm強降水發生次數最多的年份是1994年,為56時次;最少的是1982年僅有3時次。可見陝北強降水出現時次的年際差異較大,最多年份與最少年份相差十幾倍之多。
(3)R1h≥10mm強降水旬分布具有多峰值的特點。7月中旬,7月下旬和8月上旬為第一高峰值,在數值比較接近也是全年的最大峰值;8月下旬為全年的次峰值,6月上旬為全年的第三峰值。R1h≥20mm單峰特徵較明顯,8月上旬為其高峰值,8月上旬之前,強降水頻次緩升後,強降水的頻次突然降低、減少。
(4)淋雨主要出現在9月,10月份也有淋雨和大雨發生。
(5)寶塔區暴雨年頻次>0.8(圖7-5),大雨日年頻次為4左右(圖7-6)。
圖7-5 陝北暴雨年頻次分布圖
圖7-6 陝北大雨年頻次分布圖
對比分析本區降水特徵和地質災害發生的關系,可以確定地質災害氣象預警的臨界降雨量。預警的臨界降雨量特徵值分別是:
(1)日降雨量≥50mm(R24h≥50mm);
(2)6小時降雨量≥25mm(R6h≥25mm);
(3)1小時降雨量≥20mm或3小時降雨量≥25mm並且日降雨量≥30mm(R1h≥20mm或R3h≥25mm且R24h≥30mm);
(4)連續多日降雨,且日降雨量≥10mm。
符合以上條件之一就應該進行地質災害預警,作為地質災害氣象誘發日向外發布。
據此臨界降雨量可以進行模擬校驗,校驗結果表明,調查區內地質災害暴雨誘發日為2.5d/a,連陰雨誘發日為2.8d/a,即每年可預報的次數將在2~7次。說明選取上述4項指標是符合實際情況和可以操作的(圖7-7)。
圖7-7 陝北地質災害暴雨誘發日分布圖
二、地質災害氣象預警級別
參考陝西省地質災害氣象預報預警分級劃分,結合調查區實際情況,將預警級別劃分為三級:分別是Ⅰ級預警、Ⅱ級預警和Ⅲ級預警。
Ⅰ級預警是高級預警,地質災害發生概率最大,為地質災害發布警報級;
Ⅱ級預警是中級預警,地質災害發生概率中等,為地質災害發布預報級;
Ⅲ級預警是低級預警,地質災害發生概率最小,為地質災害不發布預報級。
三、地質災害氣象預警區劃
(一)日降雨量≥50mm預警區劃
本降雨量級別在預警氣象中相對降雨強度為最小(圖7-8)。
圖7-8日降雨量≥50mm預警區劃圖
(1)Ⅰ級預警區的范圍最小,僅限於北半部延河流域,分散於這一區域的北部、西部和中部少部分地區(圖中深灰色)。總面積927.71km2,占調查區總面積的26.1%。這些地區位居延河幹流,河谷深切;以及較長支流的上游,溝谷強烈下切地帶,人類工程活動極為強烈,為調查區的地質災害發育區。
(2)Ⅱ級預警區主要分布在調查區北部延河流域(圖中淺灰色),面積1303.96km2,占調查區總面積的36.7%。這一區域大多為延河次級支溝黃土梁、峁地區,主要溝谷多處於中游,人類工程活動較強烈,地質災害發育強度稍低。
(3)Ⅲ級預警區分布於調查區南部汾川河流域(圖中白色),面積1324.33km2,占調查區總面積的37.2%。這里植被茂盛,溝谷寬緩,人類工程活動不強烈,地質災害極不發育。
(二)6小時降雨量≥25mm預警區劃
本降雨量級別在預警氣象中相對降雨強度為中等(圖7-9)。
圖7-9 6小時降雨量≥25mm預警區劃圖
(1)Ⅰ級預警區的范圍較前有所擴大。除北部延河流域中部少量區域外,占據北部延河流域大部分地區(圖中深灰色)。總面積1627.70km2,占調查區總面積的45.8%。為調查區地質災害發育區及部分次發育區。
(2)Ⅱ級預警區的范圍較前有所減少。主要分布在調查區北部延河流域(圖中淺灰色),南部汾川河流域有少量分布。總面積676.38km2,占調查區總面積的19%。這一區域大多為延河次級支溝黃土梁、峁地區,主要溝谷多處於中游,人類工程活動較強烈,地質災害發育強度稍低。
(3)Ⅲ級預警區的范圍較前有所減少,全部分布於調查區南部汾川河流域(圖中白色),面積1251.92km2,占調查區總面積的35.2%。這里植被茂盛,溝谷寬緩,人類工程活動不強烈,地質災害極不發育。
(三)1小時降雨量≥20mm預警區劃
本降雨量級別還包括3小時降雨量≥25mm並且日降雨量≥30mm,在預警氣象中相對降雨強度為最大(圖7-10)。
圖7-10 1小時降雨量≥20mm預警區劃圖
(1)Ⅰ級預警區的范圍為擴展至最大。占據整個北部延河流域(圖中深灰色)。總面積2232.67km2,占調查區總面積的62.8%。為調查區地質災害發育區及全部次發育區。
(2)Ⅱ級預警區的范圍縮減至最少。從調查區北部延河流域全部退出,僅分布在南部汾川河流域主幹流(圖中淺灰色),分布面積194.91km2,占調查區總面積的5.5%。這一區域為汾川河主幹流上中游,溝谷切割較強烈,地質災害發育程度較其他地區稍強。
(3)Ⅲ級預警區的范圍縮減至最小,全部分布於調查區南部汾川河流域(圖中白色),面積1128.42km2,占調查區總面積的31.7%。這里植被茂盛,溝谷寬緩,人類工程活動較少,地質災害極不發育。
⑦ 地質災害氣象風險預警指的是什麼
地質災害氣象風險預警是指在一定地質環境和人為活動背景條件下,專受氣象因素的影響,某屬一地域、地段或地點在某一時間段內發生地質災害的可能性大小。它是真實世界遭受損失可能性的一種狀態,而不是真實發生的一種狀況。由於人類防禦災害能力和實施防災措施的不同,這種可能性的狀態可能發生也可能不發生或部分發生。地質災害氣象風險預警基於地質災害的主要控制因素(地層岩性、地質結構、地形地貌、岩土體類型等)和激發因素(降雨、地震、冰雪消融、人為活動)通過模型運算來開展工作,控制因素是基本條件,激發因素在不同地區或同一地區不同時段、不同地段常常表現出較大差異。
⑧ 國土資源部中國氣象局關於進一步推進地質災害氣象預警預報工作的通知
國土資發〔2011〕135 號
各省、自治區、直轄市及計劃單列市國土資源主管部門,氣象局,中國地質環境監測院、國家氣象中心、中國氣象局公共氣象服務中心:
為深入貫徹落實 《國務院關於加強地質災害防治工作的決定》 (國發 〔2011〕20 號)、《國務院辦公廳關於加強氣象災害監測預警及信息發布工作的意見》(國辦發 〔2011〕33 號)和 《國土資源部與中國氣象局關於深化地質災害氣象預警預報工作合作的框架協議》有關精神,進一步推進全國地質災害氣象預警預報工作,現就有關事項通知如下:
一、共同推進地質災害氣象預警預報體系建設
地方各級國土資源、氣象部門要根據地質災害實際情況,圍繞地質災害防治氣象服務需求,採用多種方式,爭取多方支持,依託現有資源,共同推動在地質災害易發區建立綜合的地質災害氣象觀測站網,加快對易發區及周邊地區氣象觀測站的升級改造,加強對已建氣象設施的維護和保障,使氣象觀測設施處於良好運行狀態,以滿足地質災害易發區市 (地、州)、縣 (區、市)的地質災害氣象預警預報工作順利開展的需要。
二、健全完善地質災害氣象預報預警信息共享平台和應急聯動工作機制
地方各級國土資源、氣象部門加快建設地質災害監測預警信息和氣象預報預警信息的共享平台,建立會商機制,共同發布地質災害氣象預報預警信息。要建立應對惡劣天氣特別是突發強降雨等極端氣象條件的應急聯動工作機制。國土資源部門應根據地質災害氣象預警信息,加強應急值守,一旦發生 4 級以上地質災害氣象預警的災害性天氣,要及時啟動相關應急預案,切實做好應對防範工作。氣象部門應加強 4 級以上地質災害氣象預警災害性天氣的監測、預報、預警和服務保障工作,根據國土資源部門提供的地質災害發生情況,組織開展加密觀測和針對性的預報服務會商,及時提供氣象服務信息,並提出相關防範意見和措施建議。要依託現有通信專線,進一步加強雙方信息數據共享,重點加強地質災害易發區監測、災害數據的充分共享。要進一步加強應急聯動能力建設,完善雙方信息互通制度,拓展災害應急聯動方式渠道,豐富應急聯動技術手段。雙方要明確各自的責任部門、聯絡人員及聯系方式,做到責任到人。
三、大力推進地質災害氣象業務標准體系建設
要加強科研和聯合攻關,大力推進地質災害防治氣象業務標准體系建設,不斷提高地質災害氣象監測預警預報精細化水平。地方各級國土資源、氣象部門要聯合制定地質災害易發區氣象觀測站建設安裝、運行維護、檢測校準、通訊協議、信息交換共享、預報服務產品製作、信息發布等方面的規范和標准,充分利用各自的資源和技術優勢,形成合力,共同加快相關標准和規范的編制工作,促進地質災害氣象業務的規范化發展。聯合加強對各級地質災害氣象預警預報業務人員的培訓,提高業務水平和能力。要針對地質災害突發性強等特點,聯合研發 6 小時間隔的地質災害氣象預警預報產品,逐步開展地質災害短時臨近預警預報業務。要積極推動基層地質災害氣象預警預報工作的深入開展,推進福建省泉州市、雲南省玉溪市和三峽庫區地質災害監測預警示範區建設,深入開展精細化地質災害氣象預警預報試驗研究,探索積累經驗並在全國推廣應用。
四、全面提高地質災害氣象預警信息發布能力
地方各級國土資源、氣象部門要積極爭取地方政府和有關部門的大力支持,不斷加強易災地區特別是偏遠山區、學校、農村等地區的地質災害氣象預警及氣象災害信息發布傳播設施建設,努力拓寬預報預警信息覆蓋范圍。要加強與廣電、電信、城建等部門的聯系與合作,通過建立協同高效的聯合響應機制,利用電視和電台、手機簡訊、城區顯著位置電子廣告牌等設施及時發布地質災害氣象預報預警信息,保證預報預警信息渠道暢通、播發及時。
五、積極探索建立多樣化的地質災害防治合作模式
地方各級國土資源、氣象部門要根據各地特點和需求,積極探索建立符合本地實際的地質災害氣象業務發展長效合作機制,建立多方參與、權責明晰的地質災害氣象監測系統建設、運營維護與服務提供模式。對於面向公眾的災害性天氣預報預警、實況監測信息等服務,屬氣象部門公益服務范疇的,由各級氣象部門無償提供。對於相關部門和單位提出的個性化地質災害氣象服務需求,由氣象部門按照有關規定通過協議方式予以提供。
國土資源部 中國氣象局
二〇一一年九月八日
⑨ 滑坡、泥石流地質災害氣象預警預報
氣象因素是誘發滑坡、泥石流等地質災害的關鍵因素,開發基於Web-GIS和實時氣象信息的實時預警預報系統,實現地質災害實時預警預報與網路連接的地質災害預警預報與減災防災體系,對可能遭受的地質災害進行實時預警預報,及時廣泛地發布預警信息,有利於實現科學高效、快速地開展災害防治,從而最大限度地減少災害損失,保護人民生命財產安全,變被動防治為主動防治地質災害。
一、滑坡、泥石流地質災害氣象預警預報的主要依據
區域地質災害(滑坡、泥石流等)空間預測主要是圈定地質災害易發區,也就是前面論述的地質災害危險性評估與區劃。在區域地質災害空間預測的基礎上,結合實時的氣象動態信息,分析研究滑坡、泥石流等地質災害的主要誘發因素,研究同一地質環境區域,在不同氣象條件下發生地質災害的統計規律和內在機理,通過確定有效降雨量模型、降雨強度模型、降雨過程模型的臨界閥值,建立基於實時動態氣象信息的區域地質災害預警預報時空耦合關系,從而對區域性的滑坡、泥石流等地質災害進行危險性時空預警預報。
根據研究區域的地質條件、災害調查情況、氣象條件等,劃分地質災害易發區等級,統計已發生滑坡、泥石流等地質災害與有效降雨量、24小時降雨強度的相關性,確定出不同易發區不同等級的臨界降雨量(I、II),作為判別分析的閥值,確定降雨量危險性等級。降雨量小於I級臨界降雨量的為低危險性,降雨量介於Ⅰ-Ⅱ級臨界降雨量之間的為中危險性,降雨量大於II級臨界降雨量的為高危險性。
將各單元的有效降雨量與臨界有效降雨量進行對比,確定出各單元的降雨量危險性等級,將降雨量危險性等級和地質災害易發區等級進行疊加,疊加結果見表3-4和圖3-2,對應於4個不同的易發區把地質災害預警預報等級劃分為5級:其中,3級及3級以上為預警預報等級,5級為預警預報區的最高等級,1級和2級為不預警區,不同的預警預報等級採用不同的顏色予以表示。3級預警區是指應加強對災害點的監測地區;4級預警區是指應密切加強對災害點監測的地區,採取一定的防範措施;5級預警區是指應全天對災害點進行監測,直接受害對象尤其是住戶和人員在必要時應該採取避讓措施。在預警預報中,3級為注意級,4級為預警級,5級為警報級。
表3-4 地質災害預警區等級劃分表
圖3-2 區域地質災害宏觀預警構建思路示意圖
我國自2003年開展全國地質災害氣象預警預報工作以來,一些專家學者就致力於預警預報模型方法的研究與探索,主要經歷了兩個階段。
第一階段,2003~2006年,採用的是第一代預警方法,即臨界雨量判據法。該方法的主要原理是根據中國地貌格局、地質環境特徵及其與降雨誘發型崩滑流地質災害關系統計分析結果,以全國性分水嶺、氣候帶、大地構造單元和區域地質環境條件,進行一級分區;以區域分水嶺、歷史滑坡泥石流事件分布密度、地形地貌特徵、地層岩性、地質構造與新構造運動、年均降雨量分布等,進行二級分區;將全國劃分為7個預警大區、74個預警區;並分區開展歷史地質災害點與實況降雨量之間的統計關系,確定各預警區誘發滑坡泥石流災害的臨界雨量,建立預警預報判據模板(圖3-3);利用全國地質災害資料庫和縣市調查信息系統中的地質災害樣本和中國氣象局提供的降雨資料,通過統計分析,確定地質災害發生前的1日、2日、4日、7日、10日和15日的臨界雨量作為判據模板,建立地質災害氣象預警預報模型,開展地質災害預警預報。
圖3-3 預警預報判據模板
第二階段,即第二代預警方法。2006~2007年,「全國地質災害氣象預警預報技術方法研究」項目設立,開展了全國地質災害氣象預警預報方法升級換代的研究工作。劉傳正教授提出了地質災害區域預警理論的三分法,即隱式統計預報法、顯式統計預報法和動力預報法;並提出了顯式統計預警方法(稱為第二代預警方法)設計思路。該方法改進了第一代預警方法中僅依靠臨界過程雨量方法的局限,實現了臨界過程降雨量判據與地質環境空間分析相耦合。2007年該項工作取得初步研究成果,經完善後已在2008年全國汛期預警工作中正式使用。
根據地質災害區域預警原理和顯式預警系統設計思路,具體預警模型建立過程如下:
(1)地質災害預警分區。將全國分為7個預警大區,分區建立預警模型。
(2)地質災害氣象預警信息圖層編制。充分考慮地質災害發生的地質環境基礎信息、地質災害歷史發生實況等,共編制預警信息圖層30個。
(3)地質災害潛勢度計算。探索一條計算地質災害潛勢度的計算方法,根據歷史地質災害點分布情況,採用不確定系數法計算地質環境CF值、採用項目組創新提出的權重確定法確定權重,從而計算地質災害潛勢度。
(4)統計預警模型建立。以10km×10km的網格進行剖分,將地質災害潛勢度、歷史災害點當日雨量、前期雨量作為輸入因子,地質災害實發情況作為輸出因子,採用多元線性回歸方法,建立預警指數計算模型,從而確定預警等級。
二、美國舊金山灣滑坡泥石流氣象預警系統
目前世界上滑坡泥石流災害氣象預警主要是依據美國舊金山灣滑坡泥石流預警系統提出的臨界降雨閥值的方法。該系統在1985年至1995年期間運行了10年,後因種種原因被迫關閉。它是世界上運行時間最長的滑坡泥石流預警系統,其經驗值得思考。
Campbell從1969年開始研究洛杉磯滑坡發生機制,1975年提出了建立基於國家氣象局(NWS)降雨預報和(前多普勒)雷達影像的洛杉磯泥石流預警系統的設想。Campbell指出,泥石流預報還是可能的,可通過降雨強度和持續時間的監測,並與根據降雨-滑坡發生概率的關系所建立的臨界值進行比較,進行泥石流災害等級的等級預報。一旦超過臨界值,就要對居住在山腳下的居民發出預警,撤離危險地,最大程度地減少災害損失。Campbell提出的泥石流預警系統由以下方面構成:①雨量計觀測系統,記錄每小時的降雨量;②具有能夠識別暴雨地區降雨強度中心的氣象編圖系統;將降雨數據標繪在地形(坡度)圖及相關滑坡影響圖上;③實時採集數據和預警管理和通訊網路。
1982年1月初,災難性暴雨襲擊了舊金山灣地區,引發了數以千計的泥石流及其他類型的淺層滑坡。經濟損失達數百萬美元,25人死亡。盡管該地區的人們得知暴雨預報,但並沒有得到任何關於滑坡、泥石流的警報。盡管Campbell提出的建議沒有在舊金山灣地區得以實施,但1982年的這場災難性事件使得建立泥石流預警系統變得十分緊迫和必要。
圖3-4 加州La Honda的泥石流降雨臨界線
Cannon和Ellen(1985)建立了加州La Honda的泥石流降雨臨界線(圖3-4)。他們用年均降雨量(MAP)對臨界降雨持續時間和臨界降雨強度進行了修正(標准化),即將臨界降雨強度修正為臨界降雨強度/年均降雨量(MAP)。他們建立的滑坡降雨臨界值是舊金山灣地區泥石流預警系統的基礎。1986年2月舊金山灣地區連降暴雨,美國地質調查局和國家氣象局聯合啟動了泥石流災害預警系統,通過NWS廣播電台系統發布了兩次公共預警。這是美國首次發出的泥石流災害預警。該次暴雨引發了舊金山灣地區數以百計的泥石流,造成1人死亡,財產損失達1000萬美元。如果不是預警系統的准確預報,損失將會更加嚴重。
1986年的泥石流災害預警是根據Cannon和Ellen(1985)確定的經驗降雨臨界值發布的。1989年Wilson等人在該經驗降雨臨界值的基礎上,建立了累積降雨量/降雨持續時間關系曲線,對不同的規模和頻率的泥石流確定不同的臨界值降雨量。據此USGS滑坡工作組進行泥石流災害預報。
Wilson自1995年一直研究困擾早期滑坡預警系統的泥石流降雨臨界值強烈受局部降水條件(地形效應)影響的難題。
如前所述,Cannon(1985)建立的舊金山灣地區的區域泥石流降雨臨界值,試圖用長期降雨量(MAP)來修正地形效應的影響。MAP是用來描述長期降雨氣候條件最常用的參數,可從標准氣象圖中獲得。Cannon建立MAP標准化臨界值,是滑坡預警系統的主要技術基礎。然而,正如Cannon本人所說,在早期滑坡預警系統運行過程中,發現降雨少的地區ALERT系統的雨量數據會產生「假警報」,反映了MAP標准化會出現低MAP地區的不一致性問題。後來Wilson(1997)將舊金山灣地區的MAP標准化方法應用到南加州和美國太平洋西北部地區,出現了明顯的低估或高估降雨臨界值的問題。
降雨量作為參數實際上反映了暴雨規模和頻率兩個綜合作用過程。美國太平洋西北部地區降雨量頻率高但每次降雨量小,導致年均降雨量大;而南加州地區則降雨頻率小但每次降雨量大,結果是年均降雨量小。年均降雨量標准化方法應識別出那些「極端」的降雨事件,即降雨量遠遠超過那些頻率高但降雨量小的暴雨事件。因此,對於估計泥石流降雨臨界值來說,單個暴雨的規模要比降雨頻率重要得多。
長期的氣候作用使斜坡本身達到了一種重力平衡狀態,即斜坡入滲與蒸發及地表排水之間達到了平衡。這種長期的平衡作用過程可能包含著無數已知和未知的機制。斜坡土壤的岩土工程性質、地表排水率及水網分布、本土植被都可能對局部氣候產生影響。Wilson用日降雨規模—頻率分析,重新檢查了年均降水量標准化臨界值的不一致性。在年均降雨量低的舊金山灣地區,泥石流的降雨臨界值高於MAP標准化的預測值。Wilson提出了參考的泥石流降雨臨界值,這有益於研究降雨與地表排水之間的相互作用。Wilson的研究表明,5年暴雨重現率可以代表降雨頻率與侵蝕率的優化組合關系。對三個具有明顯不同降雨氣候模式的不同地區(南加州洛杉磯地區、舊金山灣地區、太平洋西北部地區),採集了觸發致命泥石流災害事件的歷史雨量數據,建立了(引發廣泛泥石流發生)歷史上觸發大范圍泥石流的24小時峰值暴雨降雨量與參考降雨值(5年暴雨重現值)之間的關系曲線(圖3-5)。該關系曲線可用來估計泥石流的降雨臨界值,與Cannon的MAP標准化降雨臨界值相比,特別是可以在更加可靠點的范圍內通過插值估計出特定地點(特別是受地形效應影響的山區)的臨界值。
圖3-5 歷史觸發大范圍泥石流的24小時峰值暴雨降雨量與
盡管舊金山灣地區的滑坡泥石流氣象預警系統在1995年關閉了,但自1995年以來沒有停止對降雨/泥石流臨界值方面的研究。這些研究加深了對降雨、山坡水文條件、長期降雨氣象條件和斜坡穩定性之間相互作用的認識,這將為舊金山灣地區乃至世界其他地區的滑坡氣象預警工作奠定很好的科學基礎。
三、降雨監測與預報
舊金山灣地區滑坡預警系統運行的十年間,當地NWS的天氣預報主要依靠1987年2月發射的氣象衛星GOE-7(1997年被GOES-10所取代)。每隔30分鍾,GOES氣象衛星傳送覆蓋從阿拉斯加灣至夏威夷的北美西海岸雲團圖像。根據這些圖像,當地NWS可以估計出大暴雨的速度、方向和強度。圖像中的紅外波譜圖像還能指示雲團的溫度,它是估計降雨強度的重要信息。另外,地面氣象觀測站可獲得大氣壓、風速、溫度、降雨數據,與衛星氣象數據雨季NWS國家氣象中心提供的長期天氣趨勢預報信息相結合,當地NWS天氣預報辦公室綜合分析這些數據,准備和提供定量天氣預報(QPT),一天發布兩次加州北部和南部地區未來24小時天氣預報。
雨量監測(ALERT)系統能遠距離自動採集高強度降雨觀測數據,並將數據傳送到當地實時天氣預報中心。到1995年,舊金山灣地區ALERT系統已建立了60個雨量觀測站點(圖3-6)。盡管每個站點的建立得到了NWS的支持,但每個站點的設備購買、安裝和維護則由其他聯邦、州和地方政府機構負責。從1985年到1995年滑坡預警系統運行期間,USGS一直負責維護設在加州Menlo公園的ALERT接收器和數據處理微機系統。
要評估即將到來的暴雨是否會引發泥石流災害,要考慮兩個臨界值:①前期累積降雨量(即土壤濕度);②臨近暴雨的強度和持續時間的綜合分析。為此,USGS滑坡工作組在La Honda研究區安裝了淺層測壓計,並對土壤進行了監測。如果測壓計首先顯示出對暴雨的強烈反應,即認為已達到前期臨界值。通常冬至後需幾個星期的時間才能使土壤濕度超過前期臨界值,之後要隨時關注暴雨強度和持續時間是否足以觸發泥石流災害。
圖3-6 1992年舊金山灣滑坡預警雨量監測系統—ALERT
四、泥石流災害預警的發布
當暴雨開始時,開始監測降雨強度,估計暴雨前鋒到來的速度。根據觀測的降雨量,結合當地NWS的定量降雨預測(QPF);與建立的泥石流降雨臨界值進行對比分析,確定泥石流災害的類型和規模。NWS和USGS的工作人員共同參與該階段的工作,向公眾發布三個等級的泥石流災害預警:即①城市和小河流洪水勸告(urban and small streamsflood advisory);②洪水/泥石流關注(flash-flood/debris-flow watch);③洪水/泥石流警報(flash-flood/debris-flow warning)。在1986年至1995年間,多次發布了不同級別的泥石流災害預警。
五、小結
滑坡和泥石流災害的危險性預測主要是通過災害產生條件分析,預測區域上或某斜坡地段將來產生滑坡泥石流災害的可能性,圈定出可能產生滑坡泥石流災害的影響范圍及活動強度。滑坡泥石流災害危險性預測的指標體系結構層次如圖3-7所示,根據滑坡泥石流災害危險性預測的研究對象的差異性,可從三種研究尺度建立滑坡泥石流災害危險性預測指標體系。
圖3-7 地質災害空間預測指標體系結構層次圖
區域性滑坡泥石流災害危險性預測就是通過分析滑坡泥石流災害在區域空間分布的聚集性及規律性,圈定出滑坡泥石流災害相對危險性區域,從而為國土規劃、減災防災、災害管理與決策提供依據。不同的預測尺度對應於不同的勘察階段和研究精度。滑坡泥石流災害危險性區劃對應於可行性研究階段,要求對擬開發地域工程地質條件的分帶規律進行初步綜合評價,確定滑坡泥石流災害作用發生的可能性及敏感性,提交的成果是區域工程地質條件綜合分區圖和地質災害預測區劃圖。