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预警在地质灾害中的作用

发布时间: 2021-03-02 20:51:58

地质灾害预警级别 地质灾害预警什么意思

地质灾害预警制度。预警内容主要包括地质灾害可能发生的时间、地点、成专灾范围和影响程度属等。地质灾害预警由县级以上人民政府国土资源主管部门会同气象主管机构发布。任何单位和个人不得擅自向社会发布地质灾害预警。
按照未来24小时内,地质灾害发生的可能性大小,地质灾害预警分为五级,分别为
一级:可能性很小;
二级:可能性较小;
三级:可能性较大(通知监测人员和威胁住户注意);
四级:可能性大(预报阶段,停止外业,各岗位人员到岗待命);
五级:可能性很大(警报阶段,无条件紧急疏散,密切观测)。

㈡ 地质灾害气象风险预警指的是什么

地质灾害气象风险预警是指在一定地质环境和人为活动背景条件下,专受气象因素的影响,某属一地域、地段或地点在某一时间段内发生地质灾害的可能性大小。它是真实世界遭受损失可能性的一种状态,而不是真实发生的一种状况。由于人类防御灾害能力和实施防灾措施的不同,这种可能性的状态可能发生也可能不发生或部分发生。地质灾害气象风险预警基于地质灾害的主要控制因素(地层岩性、地质结构、地形地貌、岩土体类型等)和激发因素(降雨、地震、冰雪消融、人为活动)通过模型运算来开展工作,控制因素是基本条件,激发因素在不同地区或同一地区不同时段、不同地段常常表现出较大差异。

㈢ 四信地质灾害监测预警系统主要功能有哪些

主要作用是:通过野外监测站对降雨量、表面位移、泥水位、地声、次声内、孔隙水压力容、视频、深部位移、土压力等要素进行实时监测,使用GPRS/LoRa/3G/4G等通信方式将数据传输到管理及监测预警云平台,为防灾减灾提供实时信息服务。
广泛应用于滑坡监测预警、泥石流监测预警、地面沉降监测预警、崩塌监测预警等,有效保障地质灾害多发地区人民群众的生命与财产安全。

㈣ 实时监测技术在地质灾害防治中的应用——以巫山县地质灾害实时监测预警示范站为例

高幼龙1张俊义1薛星桥1谢晓阳2

(1中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所,河北保定,071051;2西北化工研究院,陕西临潼,710600)

【摘要】本文在地调项目工作实践的基础上,系统地总结了地质灾害实时监测的含义、特点和系统构成。详细介绍了巫山县地质灾害实时监测预警示范站的构建,针对实际运行状况,评价了实时监测技术的可行性和可靠性。

【关键词】地质灾害实时监测远程传输示范站

1 引言

随着现代科学技术的发展和边缘学科的相互渗透,自动控制、网络传输等越来越多的技术被不断应用于地质灾害的监测当中,极大地提高了监测的自动化水平,在一定程度上缓解了生产力匮乏和地质灾害急剧增加之间的矛盾。国际上,美国、日本、意大利等发达国家在一定的区域范围内建立了基于降水量、渗透压、斜坡变形等参数的地质灾害实时监测系统,借助国际互联网实现了监测数据的集中处理与实时发布。与之相比,我国地质灾害监测的实时化、网络化水平依然较低,监测信息为公众服务的功能未能得到明显体现,预警的信息渠道不畅,对重大临灾的地质灾害缺乏快速反应能力。因此,在我国进行地质灾害实时监测预警研究,对重大灾害体实施实时化监测预警,具有十分现实的意义。

笔者在参加地质调查计划项目《地质灾害预警关键技术方法研究与示范》的过程中,对实时监测技术进行了较为深入的研究,并在我国重庆市巫山县新城区建立了地质灾害实时监测预警示范站,经过1.5个水文年的示范运行,验证了实时监测的可行性和可靠性。在对示范成果初步总结的基础上形成此文,以期实时监测技术得以快速成熟及推广应用,为我国地质灾害防治事业作出贡献。

2实时监测的含义和特点

实时监测(Real-Time Monitor,RTM)指通过各种监测、采集、传输、发布技术,让目标层人员在第一时间内了解、掌握有关灾害体的变形动态和发展趋势,进而作出决策的多种技术的集合。其最主要的特点为实时性,即远程的目标层人员可在第一时间获取灾害体的全部变形信息,而获取的过程是自动的,无需技术人员值守干预。显而易见,实时的特性可以最大限度地解放劳动力,降低监测人员风险和运营成本。

同传统监测技术相比,实时监测的数据采集方式是连续的、跟踪式的,数据的采集周期很短,通常在数小时之内,甚至更短。这对于跟踪灾害体变形过程,进行反演分析具有十分重要的意义。其庞大的数据量通常也会对配套的软硬件系统提出更高的要求。

不难理解,实时监测也是自动化监测。所使用的监测仪器均需自动化作业方可实现无人值守。监测仪器自动化分为两种,一种是监测仪器本身具备定时采样和存储功能,另一种是通过第三方的自动采集仪控制采样。不管使用何种方式或基于何种原理,其数据采集是能够自动或触发实现的。

监测数据远程传输是实时监测的另一主要特点。通常情况下,监测控制中心设立在远离灾体、经济相对发达的城镇区,需要借助公众通信网络或其他介质将各种类型的监测数据“搬运”过来,进行相应的转换计算,生成目标层人员所需要的成果。这个“搬运”过程即监测数据的远程传输。传输分为两种方式,一种是有线传输方式,如架设通信线缆或光缆,在电话线两端加载 Modem等;另一种是无线传输方式,如借助 GSM/GPRS或 CDMA网络、UHF数传电台或通信卫星等。

由于实时监测是数据自动采集、传输、发布等多个技术的集合,其中的任何一个环节失败均可导致系统无法正常工作,因此,实时监测是存在风险性的。其风险构成除电力(如断电停电)等保障体系统风险和监测仪器(如传感器、采集仪故障)、传输系统(如占线、网络资源不足、数据安全)、发布系统(如网路阻塞、病毒入侵、系统崩溃)等技术风险外,还包括人为抗力风险,如监测仪器设施的人为破坏、网络系统的恶意攻击等。对于风险的营救除最大程度地降低保障体系风险和技术风险外,需要通过立法、宣传等有效措施降低人为抗力风险,并设技术人员对监测系统进行即时维护,保障系统正常运行。

3实时监测系统构成

实时监测系统由监测仪器设施、数据采集系统、数据传输系统和网络发布系统四个子系统构成。各子系统均可独立运行,以单链的方式协同工作。其工作原理如图1所示。

图1实时监测系统工作原理示意图

3.1监测仪器设施

监测仪器及设施是获取灾害体变形参数最前端、最主要的组成部分,固定安装于灾害体表层或深部,并能够表征灾害体对应部位的变形、变化。监测仪器的类型取决于所采用的监测方法。在地质灾害监测中,常用的监测方法包括灾害体地表及深部位移、应力、地下水动态、地温、降水量等(表1)。监测仪器的精度、数量及布设位置是在地质灾害勘查及综合分析的基础上,从控制灾害体主体变形的需要设计确定的。监测仪器通常和相应的监测设施,如监测标(墩)、保护装置等相互配合,完成灾害体相关参数的获取。

3.2数据采集系统

顾名思义,数据采集系统用于收集、储存各类监测数据,是通过单片机或工业控制技术实现的。目前,多数监测仪器均有配套的数据采集及存储装置,可按设定的数据采集间隔定时自动化工作,并对原始数据进行转换计算。数据采集装置通常具有 RS-232或其他标准通信接口,可以方便地将数据下载至 PC中作进一步分析处理。对于不具备配套数据采集装置或仅具备便携式读数装置的监测仪器,则可以通过第三方的数据采集仪实现自动采集工作,通用型的数据采集仪可方便地将频率、电压等模拟信号转换为数字信号加以存储和处理,并具备标准通信接口和PC交换数据。由于数据采集仪多置于监测仪器附近,二者间通常使用线缆相连接。

表1常用监测技术方法简表

3.3数据传输系统

数据传输系统用于完成数据采集仪—控制中心—用户间的数据传递。实际上,控制中心—用户间通常是利用国际互联网、通过发布系统实现的,所以狭义上的数据传输指数据采集仪—控制中心之间(即灾害体现场至控制中心)的数据传递。

按照灾害体和控制中心空间距离的长短,可将数据传输分为近距离数据传输(一般低于2km)和远程数据传输两种类型。前者由于传输距离较短,一般采用线缆连接,后者则采用远程数据传输装置。

按传输介质,远程数据传输分为有线传输和无线传输两种方式。目前常用的有线传输方式有电话线连接(即在电话线两端加载 Modem对数据进行调制、解调)、光缆连接等,无线传输方式有数传电台(用于中远距离)、GSM/GPRS或 CDMA移动通信网络、通信卫星等(图2)。

图2常用的数据传输方法

3.4信息发布系统

信息发布系统通过国际互联网,以 Web主页的方式向目标层人员(即用户)提供各类监测信息。监测信息包括灾害体地质条件、发育特征、监测网布置方式、多元监测数据、监测数据随时间推移曲线变化情况、监测信息公告及图片、视频等。

信息发布系统由底层数据库和发布主页两部分构成。前者用于管理各类基础信息及监测数据,为后者提供数据源,后者为用户提供信息访问平台。二者之间通常采用B/S等架构交换数据。

信息发布系统一旦建立完成后,一些信息内容,如灾害体地质条件、发育特征、监测网布置方式等说明性的文字便相对固定下来,在短时间内不会做大的改动,这些信息通常称为静态信息。而随着时间推移,监测数据及其曲线等信息不断产生,且呈现动态变化并需在主页上自动更新、显示,这些信息称为动态信息。要实现监测数据的实时发布,需建立动态主页来显示动态数据。

由于监测数据是由底层数据库管理的,故只要即时将监测数据自动写入数据库中,为动态主页提供随时更新的数据源,便可实现自动显示,即实时发布。而这一点是易于做到的。

4巫山县地质灾害实时监测示范站简介

重庆市巫山县新城区是我国地质灾害危害最为严重的地区之一,全县约1/3的可用建设用地受到不同程度地质灾害的威胁。通过论证对比,在城区27个较大滑坡(崩塌)中,选择了近期变形相对较为明显、危害较为严重的向家沟滑坡和玉皇阁崩滑体建立实时监测预警系统进行应用示范。选用GPS监测地表位移、固定式钻孔倾斜仪和TDR技术监测深部位移、孔隙水压力监测仪监测滑体孔隙水压力及饱水时的水位、水温,同时通过安装仪器的附加功能或定期搜集的方法兼顾了地温、降水量及库水位等监测。截至目前,共建立GPS监测标22处(含基准标)、固定式钻孔倾斜仪和TDR监测点(孔)各3处、孔隙水压力监测3孔7测点。多种监测仪器在同一地理位置同组安装,这样不仅便于不同监测方法之间资料的相互印证对比,还可以仅使用一台采集仪及传输装置采集、传输多种监测数据,降低监测系统建设成本;另外,同组安装便于修建监测机房(现场站)保护监测仪器设施。以上监测方法除GPS因建设成本、人为抗力风险等原因采用定期观测外,其余监测方法均采用实时化监测。

4.1示范站数据采集系统

固定式钻孔倾斜仪、TDR、孔隙水压力监测仪三种监测仪器均具备配套的数据采集装置,其中TDR监测技术使用工业控制机作为数据采集装置,恰好可以作为另两种监测仪器的上位机,通过多串口扩展,将固定式钻孔倾斜仪和孔隙水压力监测仪连接至工控机,定时下载、存储数据,并在预定时间统一传输至控制中心,同时在工控机上存放数据备份,防止数据丢失。示范站数据采集系统结构图如图3所示。

图3示范站数据采集系统结构图

4.2GPRS远程无线传输系统

示范站控制中心设在巫山县国土资源局,距向家沟滑坡直线距离2.74km,距玉皇阁崩滑体约0.6km,其间采用GPRS网络进行数据的远程无线传输。

GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线业务)是中国移动通信在GSM网络上发展起来的2.5G数据承载业务,具有传输速度快、永远在线、按量计费等优点。GPRS使用TCP/IP协议,因此可方便地将数据写入指定(具固定IP地址)的服务器中。

GPRS数据传输硬件为商用型GPRS-MODEM,控制软件自主编写,用于控制数据传输时间、目标地址及传输过程的错误处理,由服务器端和客户端两部分构成。服务器端用于设置网络配置、数据库连接方式及数据文件、日志文件和配置文件的存放路径。客户端安装于现场站数据采集仪(工控机)上,控制网络连接、上传时间、数据编码、数据备份及传输错误处理。客户端软件和所有的数据采集软件设置为不间断工作状态,在按控制参数工作的同时,接受控制中心的配置指令即时对控制参数进行调整。

4.3示范站信息发布系统

示范站信息发布系统硬件由1台小型服务器和2台 PC终端的100M局域网构成。通过2M带宽的ADSL接入Internet。底层数据库和WEB主页同时安装于服务器上。服务器操作系统为Mi-croSoft Windows Server 2000,数据库系统采用 MicroSoft SQL Server 2000。WEB主页用 ASP.NET和Visual C﹟编写,和数据库之间采用B/S架构。在病毒防护和网络安全方面,采用商业软件瑞星RAV 2004和天网防火墙系统。

(1)数据库系统

数据库系统是信息发布系统的基础,按管理内容分为基础信息管理、数据管理、辅助信息管理三部分。基础信息管理的内容包括监测站(包括中心站和现场站)、监测钻孔、监测点、发布信息、发布图片等;数据管理内容包括固定式钻孔倾斜仪、GPS、TDR监测系统、BOTDR监测系统、孔隙水压力监测仪、环境温度、降水量、库水位等;辅助信息管理内容包括分级用户、下载信息、访问统计次数等,数据库系统构成如图4所示。

(2)数据伺服处理程序

数据伺服处理程序用于转换、计算现场站传来的数据,并即时将处理后的结果写入数据库中。处理程序采用Visual BASIC语言编写,通过计时器控制的定时功能触发写库过程,并在完成写库过程后删除原数据以防止重写。不难看出,数据伺服程序是传输系统和发布系统之间的连接,它使两个彼此独立的系统有机地结合起来。

(3)示范站信息发布主页

信息发布主页为远程用户提供所需的全部信息,包括示范站的概况、实时的监测曲线、最新的监测数据等。从发布信息内容、访问方式及管理维护的角度出发,主页设计成导航区、发布区、管理区和下载区,为远程用户、管理员提供交互。

图4示范站数据库系统构成框图

导航区为远程用户提供必要的导航信息,包括公告信息、图片及相关的专业网站链接,展示示范站建设工作的进展、取得的阶段性成果及有关的预警内容。

发布区用于提供示范站概况、实时监测曲线及数据查询。

示范站概况包括示范区自然地理条件、地质条件、示范站工作的整体部署,监测仪器设施(GPS、固定式钻孔倾斜仪、TDR、BOTDR、孔隙水压力监测仪等)的性能指标,监测现场站(含中心站)、监测钻孔、监测点的基础信息等内容。

实时监测用于显示各种监测曲线,是发布主页最核心的内容。从访问方便的角度出发,实时监测采取了“选择灾体—选择监测剖面—选择监测点—选择监测时段—显示监测曲线”逐级打开、层层剥落的展示方式,并全部做成图形方式链接,以增强访问的直观性。监测曲线的坐标设计成自适应型,图形的大小在系统的配置文件中设置,并标明数据的最新更新时间。曲线是以图片的形式显示的,用户可以方便地将其下载到自己的PC中保存。

从安全考虑,数据查询进行了加密,用户需用授权的用户名和密码登录后方可查看。查询采取了“选择监测方法—选择监测点—选择监测起始时间—显示数据表”组合式筛选的方式。输入界定参数并提交后系统从底层数据库中找到所有符合条件的记录,按日期排序后列表显示。用户可以全部或部分选取查询结果,粘贴至个人PC作为WORD文档保存。

管理区专为系统管理员设计,用于管理员远程管理文本、图片、数据等信息,进行信息的添加、修改、删除、上传下载等操作。分为信息管理、图片管理、数据管理、下载管理4个相互独立的模块,具有模糊查找等高级功能。

下载区为授权用户提供工作图片、视频、监测报告、软件等较大文件的下载功能,补充主页在文件交换方面的不足。

主页面布局如图5所示。欲了解发布系统的更多内容,请登录Http://www.wss.org.cn。

5示范站实时监测系统运行评价

由于本文着重论述实时监测技术的可行性和可靠性,因此不对监测成果和滑坡稳定性动态做更多分析。从以上论述明显可以看出,在地质灾害监测中,构建实时监测系统从技术上是可行性的。本节主要针对巫山县实时监测预警示范站运行过程中出现的各种问题,从故障统计、故障原因分析等方面,对示范站采集系统、传输系统、发布系统的可靠性进行简单评价,并提出意向性的改善建议。

图5示范站信息发布主页面

根据巫山县地质灾害监测预警示范站建设工作日志,监测系统故障主要发生在传输子系统,故障表现形式为数据不传输或不正确传输,主要原因为GPRS网络信号不稳定造成传输随机中断所致;其次,拨号连接失败后的重复尝试连接导致服务器80端口长期无效重复占用,当超过服务器最大连接数后导致网络无法正确访问;再次,监测地区不规律的停电常常使保障体系失效,从而丢失数据。此外,示范站服务器系统遭受过病毒破坏和恶意攻击,两次造成网络系统崩溃。可见,实时监测系统在基础通信条件和保障体系完备的条件下,是能够稳定可靠运行的。在建设过程中通过安装长时后备电源系统、功能完善的病毒防火墙和网络防火墙,可有效降低保障体系风险,进一步提高系统运行的稳定性。

6结语

巫山县地质灾害实时监测预警示范站自2003年陆续建设运行以来,在技术人员的维护下,系统运行正常,取得了数十万个监测数据,发布公告信息及图片近百条(幅),编写监测分析简报数期,实现了监测信息远程实时访问,取得了良好的示范效果。实践证明,将实时监测技术应用于地质灾害防治中是完全可行的,也是比较可靠的。可以预见,实时监测技术将是地质灾害监测的必然发展趋势。

参考文献

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[8]夏柏如,张燕,虞立红.我国滑坡地质灾害监测治理技术.探矿工程(岩土钻掘工程).2001年增刊

㈤ 什么是地质灾害监测预警

地质灾害来源于自然和人为地质作用对地质环境的灾难性破坏,主要包括崩塌内、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂容缝等。我国是世界上地质灾害频发的地区之一,近年来,关于滑坡、泥石流类灾害的研究是行业研究的重点。地质灾害的防治常常因为工作的分散,造成标准化程度较差,资源共享较难的问题。

㈥ 地质灾害调查与预警

一、部署重点

开展我国西南山区、黄土高原、湘鄂桂山区等主要地质灾害高易发区地质灾害详细调查,建立典型地质灾害监测预警区;完善长江三角洲、华北平原和汾渭盆地地面沉降监测网,开展珠江三角洲、东北平原等地区地面沉降调查,开展京沪、大同—西安等高速铁路沿线地面沉降与地裂缝详细调查。

二、部署建议

(一)全国地质灾害调查监测综合评价

1.工作现状

完成了全国1:50万以地质灾害为主的环境地质调查与综合研究,完成了700个县(市)的县市地质灾害调查成果集成,正在开展1640个县(市)的县市地质灾害调查成果集成。2005年起,开展1:5万地质灾害详细调查数据库建设及成果初步梳理工作。开展地质灾害气象预警技术方法研究,逐步提高我国区域地质灾害预警预报技术水平。

但随着详细调查与监测预警示范的大规模铺开,需要进一步进行数据的整理、分析与综合集成,并在研究基础上编制满足国家层面需求的系列图系。

2.工作目标

总体目标:整合地质灾害详细调查成果,分析地质灾害发育分布规律,划定地质灾害易发区,搭建综合研究技术平台和信息化平台,建立全国地质灾害数据库。整合监测预警示范区成果,研究监测预警网络建设模式,形成全国地质灾害监测预警信息平台。完善地质灾害调查与监测技术规程与技术要求,综合研究并编制满足国家需要的地质灾害系列图系。

“十二五”期间:建立地质灾害调查与地质灾害监测预警成果集成体系。总结地质灾害调查成果,开展区域地质灾害易发区综合评价和易发程度区划。总结地质灾害监测预警示范区建设成果,搭建地质灾害监测预警信息平台。

“十三五”期间:完善地质灾害调查与地质灾害监测预警成果集成体系。进一步总结地质灾害调查成果,形成全国和省级地质灾害易发区综合评价和易发程度区划。系统总结地质灾害调查与地质灾害监测成果,形成全国地质灾害早期预警区划。

3.工作任务

完成全国1:5万地质灾害调查与典型预警示范区建设成果的汇总、集成与综合研究。搭建1:5万地质灾害调查综合研究技术平台和信息化平台,建立全国地质灾害数据库。搭建全国地质灾害监测预警信息平台,完善早期预警产品发布体系。总结修订《崩塌、滑坡、泥石流1:50000调查规范》,完成全国地质灾害早期预警区划,编制全国及分省地质灾害与地质灾害早期预警综合图系。

“十二五”期间:对西北黄土高原区、西南山区、湘鄂桂山区、东南沿海地区地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查成果进行集成,建立1:5万地质灾害调查信息化成果技术要求;完成11个地质灾害监测预警示范区成果综合研究,搭建全国地质灾害监测预警信息平台,初步建立全国地质灾害早期预警区划。

“十三五”期间:完成西北黄土高原区、西南山区、湘鄂桂山区、东南沿海地区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查成果集成,完善1:5万地质灾害调查信息化成果技术要求。完成全国30个地质灾害监测预警示范区成果综合研究,形成建立全国地质灾害早期预警区划。编制完成全国及分省地质灾害与地质灾害早期预警综合图系。

(二)西北黄土高原区1:5万地质灾害调查

1.工作现状

完成了以省(区、市)为单元的西北省区1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、263个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,在46个县近10万平方千米范围内开展了1:5万地质灾害调查。

通过开展1:5万地质灾害调查,基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律,有力地支持了完善地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果,在西北黄土高原区及秦巴山区中,仍有处于地质灾害高、中易发区的191个县近54万平方千米需要尽快开展1:5万地质灾害调查工作。

2.工作目标

以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段,以县(区)级行政区划为基本单元,开展西北黄土高原区及秦巴山区20万平方千米(191个县)的1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,圈定地质灾害易发区和危险区,建立地质灾害信息预警系统,建立健全群专结合的监测网络,为减灾防灾提供基础地质依据。

“十二五”期间:开展西北地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查,基本查清区内地质灾害分布发育规律,逐步建立地质灾害风险控制管理工作体系。

“十三五”期间:继续开展地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查,查清区内地质灾害分布发育规律,形成西北地区地质灾害易发区区划和重点区域地质灾害风险管理区划,显著提高我国地质灾害防治水平。

3.工作任务

开展西北地区地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查;完善地质灾害易发性和危险性区划;健全完善地质灾害群测群防体系,建立地质灾害空间数据库。

在已经圈定的地质灾害易发区内,以县为单位采用点、线、面结合,重点和一般调查结合的方式开展1:5万地质灾害调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查,基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前,逐步推进,最终完成西北地区高、中易发区调查。在调查基础上,完善地质灾害易发性和危险性区划,健全完善地质灾害群测群防体系,探索建立地质灾害风险评价与风险控制管理工作体系。

“十二五”期间:开展西北黄土高原区地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查。

“十三五”期间:继续开展西北黄土高原区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查。

(三)西南山区1:5万地质灾害调查

1.工作现状

完成了以省(区、市)为单元的西南山区1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、423个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,在29个县(近10万平方千米)开展了1:5万地质灾害调查。

通过开展1:5万地质灾害调查,基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律,有力支持并完善了地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果,在西南山区,仍有处于地质灾害高、中易发区的190个县近75万平方千米需要尽快开展地质灾害详细调查工作。

2.工作目标

总体目标:以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段,以县(区)级行政区划为基本单元,开展西南山区、藏东地区75万平方千米,1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,圈定地质灾害易发区和危险区,建立地质灾害信息预警系统,建立健全群专结合的监测网络,为减灾防灾提供基础地质依据。

“十二五”期间:开展西南川滇山区、藏东地区等地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查,基本查清区内地质灾害分布发育规律,逐步建立地质灾害风险控制管理工作体系。

“十三五”期间:继续开展西南川滇山区、藏东地区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查,查清区内地质灾害分布发育规律,形成全国地质灾害易发区区划和重点区域地质灾害风险管理区划。显著提高我国地质灾害防治水平。

3.工作任务

开展西南川滇山区、藏东地区滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查;健全完善覆盖地质灾害中、高易发区的群测群防网络,完善地质灾害易发性和危险性区划。建立地质灾害空间数据库。

在已经圈定的地质灾害易发区内,以县为单位采用点、线、面结合,重点和一般调查结合的方式开展1:5万地质灾害调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查,基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前,逐步推进,最终完成西南山区高、中易发区调查。在调查基础上,建立完善群测群防体系,完善地质灾害易发性和危险性区划,探索建立区域风险评价与风险控制管理工作体系。

“十二五”期间:开展西南山区高易发区1:5万地质灾害调查工作。

“十三五”期间:继续开展西南山区高、中易发区1:5万地质灾害调查工作。

(四)湘鄂桂山区地质灾害详细调查

1.工作现状

完成了以省(区、市)为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、287个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,在14个县近4万平方千米范围内开展了1:5万地质灾害调查。

通过开展1:5万地质灾害调查,基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律,有力地支持了完善地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果,在湘鄂桂山区,仍有处于地质灾害高、中易发区的82个县近20万平方千米需要尽快开展1:5万地质灾害详细调查工作。

2.工作目标

总体目标:以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段,以县(区)级行政区划为基本单元,开展西南山区、藏东地区1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,圈定地质灾害易发区和危险区,建立地质灾害信息预警系统,建立健全群专结合的监测网络,为减灾防灾提供基础地质依据。

“十二五”期间:完成湘鄂桂山地丘陵区20个县(市)1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,为制定防灾规划和减灾提供技术支撑。

“十三五”期间:全面完成湘鄂桂山地丘陵区40个县(市)1:5万地质灾害调查,基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征,并对其危害程度进行评价,为制定防灾规划和减灾提供技术支撑。

3.工作任务

开展湘鄂黔山地区滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查;健全完善覆盖地质灾害中、高易发区的群测群防网络,完善地质灾害易发性和危险性区划。建立地质灾害空间数据库。

在已经圈定的地质灾害易发区内,以县为单位采用点、线、面结合,重点和一般调查结合的方式开展地质灾害1:5万调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查,基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前,逐步推进,最终完成湘鄂黔山地区高、中易发区调查。在调查基础上,建立完善群测群防体系,完善地质灾害易发性和危险性区划,探索建立区域风险评价与风险控制管理工作体系。

“十二五”期间:开展高易发区1:5万地质灾害调查。

“十三五”期间:继续开展高、中易发区1:5万地质灾害调查。

(五)东南沿海山区1:5万地质灾害调查

调查区主要包括浙江、福建、安徽、江西四省常年遭受台风袭击的地质灾害高风险区及中低山丘陵区,总面积约12万平方千米。该区域人口密度高、经济发达,地质条件复杂,台风和降雨频繁,地质灾害影响严重。

1.工作现状

完成了以省(区、市)为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查,以县(市)为单元的1:10万丘陵山区地质灾害调查约271个县(市),浙江省开展了小流域1:1万地质灾害调查。初步查明了崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害分布情况、发育特征、发育强度及其形成条件和发生规律,对地质灾害发生的环境地质条件和发展趋势进行了区划及预测评价,调查成果及时为重点县(市)及区域地质灾害防治提供了技术支撑。

虽然浙江开展小流域1:1万地质灾害调查调查,尚未系统开展1:5万地质灾害调查,缺少区域1:5万地质灾害调查资料,目前地质灾害防治依靠的是以往1:10万县市地质调查资料,地质灾害防灾工作能力和水平亟待提升。

2.工作目标

总体目标:全面完成地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查工作,查明崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害分布情况、发育特征、发育强度及其形成条件和发生规律,对地质灾害发生的环境地质条件和发展趋势进行了区划及预测评价,调查成果及时为重点县(市)及区域地质灾害防治提供了技术支撑。

“十二五”期间:完成地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查工作,选择25处重大地质灾害高易发区开展风险管理。

“十三五”期间:完成地质灾害中易发区1:5万地质灾害调查工作,选择15处重大地质灾害中易发区开展风险管理。

3.工作任务

以保护人民生命财产和生存环境、保障重大建设工程、重要矿山、国家级或省级旅游景区建设为目标,开展1:5万地质灾害调查,基本查明地质灾害发育及危害现状、形成条件和形成机理,进行地质灾害危险性评价和风险评估;开展区域地质灾害监测预警网络建设,建立典型区地质灾害监测预警示范;开展重大地质灾害调查与风险管理选区及评估;建立区域地质灾害数据共享平台。

(六)汶川地震地质灾害调查评价

1.工作现状

开展了工作区在内的青藏高原东南缘的地壳变形、断裂运动、地震活动研究、活动断裂和古地震研究、区内区域地壳稳定性研究及一系列的深部地球物理探测研究。从1991年到2006年已在青藏高原东部及邻区开展了十多年地壳形变监测。震后完成了地震灾区地质灾害应急调查、详细调查及对重大灾害体的勘察。

但震后地质环境、地应力场及位移场均发生了较大变化,需尽快完成调查。震后地震灾区地质灾害应急调查、详细调查及对重大灾害体的勘察资料亟待整理。灾后恢复重建迫切需要区域稳定性评价及地质灾害防治区划。与地震及地震地质灾害相关的关键科学问题亟待解决。

2.工作目标

总体目标:以汶川地震为契机,全面开展龙门山地区地震与地质灾害详细调查工作,结合综合地球物理勘查,摸清龙门山断裂带主要特征;系统总结工作区现代构造运动的地质灾害效应规律及地质灾害链形成机理;揭示龙门山及邻近构造带未来地震活动趋势;了解龙门山及邻近构造带的地震工程地质条件;开展区域地壳稳定性和重要场地工程地质稳定性评价;为龙门山地震重灾区恢复重建及邻区重要工程规划提供地质依据;建设地震地质灾害信息系统,为地震灾区防灾减灾和重建规划服务。

“十二五”期间:完成龙门山地区地震地质灾害调查,确定汶川地震发震断裂和同震断裂的地表变形特征,确定活动断裂深部结构,初步完成青藏高原东缘地壳形变和斜坡动力响应综合监测及汶川地震灾区地脉动测试,建立极震区滑坡形成机理模式及汶川地震区工程岩体稳定性评价与地质灾害填图技术方法,完成地质灾害相应成果建设,为汶川地震灾后重建提供相关地震地质灾害资料和必要的技术支撑。

“十三五”期间:深入研究地震地质灾害链的形成机理和演化过程,开展区域地壳稳定性评价,总结提升各种地震地质灾害调查、监测和评价的技术水平,并促进相关技术方法的推广应用。

3.工作任务

在广泛收集利用前期已有相关地质研究资料的基础上,利用遥感解译与野外地面调查、深部探测相结合,线路地质调查与重点地段大比例尺填图调查相结合,新构造运动特征定性分析与断裂活动时域及强度定量测试分析相结合,内动力与外动力地质作用调查相结合,物理仿真模拟与数值模拟相结合,对工作区活动断裂特别是发震断裂及其灾害效应进行定量—半定量评价;基于青藏高原东缘地壳形变和斜坡动力响应综合监测,以及对地震动力与地质灾害相关性的多方位综合调查和研究(模拟试验、常规和非常规岩土工程特性试验等),分析龙门山及邻近构造带未来新构造运动趋势及其灾害效应,开展汶川地震地质灾害关键科学问题的深入研究,力图在典型地震地质灾害的成灾机理和评价技术方面有所突破。

“十二五”期间:开展汶川地震灾区以滑坡、崩塌、泥石流灾害为主要内容的1:5万地质灾害调查与测绘;进行龙门山及邻近构造带地震工程地质调查评价;开展龙门山及邻近构造带活动断裂调查;开展区域地壳稳定性综合评价;在龙门山及其邻近地区开展综合地球物理探测,取得地震活动带较详细的岩石圈结构模型;在青藏高原东缘开展系统的高精度GPS测量与监测,重点开展对龙门山断裂带、鲜水河—安宁河—小江断裂带及其附近区域的监测。

开展川西地区地震地质及区域构造稳定性研究,研究更加符合斜坡地震动响应客观实际的地震动稳定性评价方法;通过大型振动台试验,揭示不同地震波下边坡的动力响应规律;通过开展汶川地震灾区地脉动测试及研究分析,提升对地震及余震有关的地质灾害问题更深层次的研究;在先期地震灾区地质灾害隐患巡排查工作的基础上,建立地震滑坡稳定性评价及失稳概率的定量评价模型,对地震滑坡危险程度进行分级,并对其危险性进行分区,形成地震滑坡灾害编图的一套技术方法体系。

“十三五”期间:地震灾区地质灾害调查和研究成果进行综合分析研究。

(七)西部复杂山体地质灾害成灾模式与风险评价

1.工作现状

西部地区复杂山体区已开展过不同程度的调查工作。其中包括基础性的1:20万区域地质图和1:20万水文地质图,及部分区域完成了1:5万地质填图。专业性的包括以省(区、市)为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起,部分地区开展了1:5万地质灾害调查。

但由于西部大型山体滑坡成因复杂,只依靠地表普查很难认清成灾模式,更难以掌握灾害的多米诺效应。如武隆鸡尾山滑坡,前期工作已将滑坡区圈定为危险区,但调查成果并没能对滑坡破坏机理与成灾模式作出正确的判断。武隆鸡尾山滑坡、宣汉天台乡滑坡、冯店垮梁子滑坡多起灾难性滑坡灾害的发生,表明在西部山区复杂斜坡地带,存在隐蔽性极高、突发性强、成因机理复杂、灾害隐患极大的特殊类型滑坡。这些滑坡成灾机理、致灾模式亟待研究。

2.工作目标

总体目标:以西部复杂山体为研究对象,依托已有调查成果,全面开展西部复杂山体成灾机理研究。开展地质灾害成灾模式调查、成灾条件与机理研究、致灾模式与机理研究、重大灾害防治对策研究。初步摸清西部地区地质灾害成因机制,建立西部复杂山体灾害识辨方法、完善灾害评价体系、提出区划防治建议,为主动防灾服务。

“十二五”期间:完成乌江流域、清江流域、三峡库区等西南山区复杂山体滑坡和黄土地区灌溉型滑坡、秦巴山区浅表层滑坡的形成机理和成灾模式研究;完成西部复杂山体特大地震滑坡的致灾范围预测研究;完成复杂山体滑坡的快速加固技术及复杂山体滑坡的遥感早期识别技术研究;建立融合重大地质灾害识别、稳定性判定、致灾模式判别、监测防治措施的防灾体系。

“十三五”期间:深入研究复杂山体地质灾害链的形成机理和演化过程,完善融合重大地质灾害识别、稳定性判定、致灾模式判别、监测防治措施的防灾体系,总结提升各种地质灾害调查、评价、监测和防治的技术,并促进相关技术方法的推广应用。

3.工作任务

“十二五”期间:在重大地质灾害易发的乌江流域、清江流域、三峡库区、西部山区、秦巴山区和黄土地区选择有代表性的滑坡,通过调查、勘察及试验,深入研究这些地区滑坡形成原因、运动机理及致灾模式,完善灾害发育特征认识,构建主动防灾体系。

通过对西部复杂山体地震滑坡三维物理模拟、多种三维数值模拟、变形破坏过程分析以及滑坡动力学分析等分析手段,对滑坡的影响范围进行深入探讨。开展微型组合抗滑桩、土工合成挡墙、快速注浆、预制格构等地质灾害快速加固技术的研究,并开展快速加固技术应用示范及加固效果监测分析,开展遥感早期识别技术研究等关键问题研究,提升主动防灾能力。

“十三五”期间:开展西部复杂山体地质灾害成灾模式与风险评价综合研究。

(八)典型地质灾害监测预警与示范推广

1.工作现状

完成了长江三峡库区滑坡等地质灾害GPS控制监测网建设。初步建立四川雅安、重庆巫山、云南哀牢山等8个代表不同突发性地质灾害类型的监测预警示范区。解决了地质灾害实时监测、实时传输、预警产品快速发布等多项关键技术。2003年开始,开展了全国和省级尺度的汛期地质灾害气象预警,取得了良好的效果。研制了三维激光微位移监测系统、滑坡微震自动连续观测系统、滑坡监测多媒体网络远程监控技术、FBG滑坡监测解调设备、地质灾害光导监测仪等多项技术与设备。研制了适用于地质灾害群测群防的系列仪器,已推广20万套,并在“5·12”抗震救灾工作中发挥了重要作用。

健全监测预警网络,形成覆盖我国主要灾害类型的国家级地质灾害监测工程示范区,进一步开发实用监测预警设备是下一步工作的重点。

2.工作目标

建立30个国家级地质灾害监测工程示范区,对地质灾害高风险区的重点区域实施专业监控,不断提高预测预警水平,推动区域地质灾害监测工作,为全国地质灾害综合预警提供依据。研制系列监测预警仪器和防治技术设备,不断完善突发性地质灾害监测数据采集、传输与分析管理技术,为突发性地质灾害监测和减灾防灾提供技术支持。

“十二五”期间:完成11个典型地质灾害监测预警示范区建设,建立区内有效的地质灾害预警系统。

“十三五”期间:全面完成地质灾害高易发区30个典型区域国家级专业监测工程示范区建设。

3.工作任务

以地质构造背景、气候条件和地质灾害发育规律为基础,选择典型地质灾害区域建设地质灾害监测预警示范区,研究探索不同地质灾害区地质灾害监测预警技术工作方法,为减灾防灾提供技术支持。根据1:5万地质灾害调查成果,优先考虑有代表性、工作基础较好、示范作用明显的区域开展工作。协助地方开展全国山地丘陵区县(市)地质灾害群测群防早期预警能力建设。

在地质灾害高易发区30个典型区域建立国家级专业监测工程示范区,完善监测内容、建立监测网络。开展全国山地丘陵区县(市)地质灾害群测群防早期预警能力建设,为已经确认的5万余处群测群防地质灾害隐患点,安装自动监测报警仪器。

开展简易监测仪器研发与示范、实时监测新技术研究与示范、监测技术平台建设。

“十二五”期间:在突发性地质灾害高易发区,根据不同地质灾害类型,选择建设完善燕山山地滑坡泥石流监测预警区、辽东南中低山泥石流区等11个典型区域地质灾害监测预警区。

建设区域地质灾害群测群防网络,对2万处隐患点进行简易仪器自动观测。

“十三五”期间:继续加强突发性地质灾害高易发区专业监测示范工程建设,完成长白山崩塌滑坡、天山谷地降雨—融雪型滑坡泥石流等19个区域突发性地质灾害监测预警区建设。

建设区域地质灾害群测群防网络,对1万处隐患点进行简易仪器自动观测。

(九)全国地面沉降调查与监测

1.工作现状

初步完成长江三角洲地区、华北平原、汾渭盆地等重点地区地面沉降和地裂缝调查10万平方千米,基本查明该地区发生的地质背景和地面沉降分布规律,基本建立以基岩标、分层标和GPS、水准测量为主的区域地面沉降立体监测网络,在上海、江苏和北京地面监测站,实现了监测数据自动采集、传输,初步建成地面沉降地理信息系统,为制定科学的地面沉降防治措施打下了良好的基础。

存在问题主要包括:地面沉降发展的趋势加剧,防治任务艰巨;地面沉降调查工作程度不平衡;监测网络需要进一步完善,监测技术有待进一步提升;重大工程面临地面沉降的威胁。

2.工作目标

建成平面以GPS监测和水准测量为主,垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主,以及空间遥感观测技术(In SAR)监测为主的地面沉降立体综合监测体系,实现对地面沉降的有效监控。

“十二五”期间:完成我国所有地面沉降区、城市及重要交通干线地面沉降调查。在主要地面沉降区建成平面以GPS监测和水准测量为主,垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主,以及空间遥感观测技术(In SAR)监测为主的地面沉降立体综合监测体系,基本实现对主要沉降区地面沉降的有效监控。

“十三五”期间:在所有地面沉降区建成平面以GPS监测和水准测量为主,垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主,以及空间遥感观测技术(In SAR)监测为主的地面沉降综合监测体系,实现对所有地面沉降区地面沉降的有效监控。完成所有地面沉降区地面沉降风险管理与区划,为制定科学的地面沉降防治措施打下坚实的基础。

3.工作任务

利用In SAR等现代化监测技术,完善长江三角洲、华北平原、汾渭盆地地面沉降监测网,并继续进行监测;开展珠江三角洲、东北平原等地面沉降工作空白区地面沉降调查,建立地面沉降监测网络;和铁道部、交通部等部门密切合作开展重大工程区地面沉降调查与监测;结合区域地质环境背景和区域经济发展布局,开展地面沉降灾害风险评估,制定分区地面沉降控制目标和管理措施。

“十二五”期间:开展安徽阜阳、松嫩平原、珠江三角洲、江汉—洞庭湖平原等一般地面沉降区1:10万的地面沉降调查5000平方千米;继续对长三角、华北平原、汾渭盆地等主要沉降区进行地面沉降监测。

长江三角洲地区:开展江浙两省沿海平原等以往工作较薄弱地区包括淮安、扬州、泰州、南通、绍兴、台州地区的1:25万地面沉降灾害调查,重点城市1:5万地面沉降灾害调查。

华北平原:对前期工作薄弱的地区开展1:5万地面沉降调查工作;基本覆盖以开采地下水为主要水源的平原地区。

汾渭盆地:开展汾渭盆地陕西咸阳、渭南和榆次、临汾及运城等重点城市的地面沉降地裂缝灾害调查。

继续对长三角、华北平原、汾渭盆地等主要沉降区进行地面沉降监测与风险管理。

“十三五”期间:重要地面沉降区监测。

长江三角洲地区:完善地面沉降监测网络,每年定期开展In SAR地面沉降监测。

华北平原:完善地面沉降监测网络,每年定期开展In SAR地面沉降监测。

汾渭盆地:完善地面沉降地裂缝监测网络,每年定期开展山西地面沉降监测。每年定期开展In SAR地面沉降监测。

一般沉降区地面沉降监测。即安徽阜阳、松嫩平原、珠江三角洲、江汉—洞庭湖平原等一般地面沉降区地面沉降In SAR监测。

重大工程地面沉降调查与监测。主要开展涉及华北平原、汾渭盆地和长三角地区三个地面沉降防治规划区的主要高速铁路建设项目的地面沉降灾害防治工作,包括:全线位于汾渭盆地的大同—西安高速铁路、跨华北平原和长三角地区的京沪高速铁路。

㈦ 地质灾害黄色预警是什么意思

地质灾害黄色预警信号是指24小时内地质灾害发生的风险较高。地质灾害黄色预警信号是地质灾害预警信号中的第一级。

地质灾害预警级别分为五级,但预警信号为四级,即蓝色、黄色、橙色和红色,分别代表一般、较重、严重和特别严重,黄色预警是指未来24小时内发生地质灾害的可能性较大,应及时通知监测人员和受威胁住户注意避险。

(7)预警在地质灾害中的作用扩展阅读:

质灾害气象预警预报信息每年汛期(5-9月)在中央电视台天气预报节目中和中国地质环境信息网上发布,目的是提醒被预警区的干部和群众防范滑坡、崩塌和泥石流灾害。可以分为以下等级:

一级提醒级,24小时内,灾害发生可能性很小。 启动重要地质灾害隐患点的群测群防巡查。

二级 提醒级,24小时内,灾害发生可能性较小。 预报预警时间内对重要地质灾害隐患点24小时监测。

三级 注意级,24小时内,灾害发生可能性较大。 预报预警时间内启动地质灾害隐患点群测群防,并24小时监测;采取防御措施,提醒灾害易发地点附近的居民、厂矿、学校、企事业单位密切关注天气预报,以防天气突然恶化。

四级 预警级,24小时内,灾害发生可能性大。 启动受地质灾害隐患点威胁区居民临时避让方案;暂停灾害易发地点附近的户外作业,各有关单位值班指挥人员到岗准备应急措施。组织抢险队伍,转移危险地带居民,密切注意雨情变化。

五级 警报级,24小时内,灾害发生可能性很大。 启动不稳定危险斜坡威胁区居民临时避让方案;紧急疏散灾害易发地点附近的居民、学生、厂矿、企事业单位人员,关闭有关道路,组织人员准备抢险。

参考资料:网络—地质灾害黄色预警信号

㈧ 全国地质灾害监测预警体系建设规划的必要性、指导思想、基本原则和目标

7.2.1 必要性

《中国21世纪议程》提出了我国可持续发展的战略目标。在我国经济和社会快速发展的过程中,人类活动的强度和范围达到前所未有的程度,其对包括地质环境在内的人类生态环境的干扰与破坏也日益增强,在许多地区引发的不同程度的自然地质灾害造成了危害和损失成倍增加的现象,矿产资源和地下水资源等的开发利用以及各种工程活动诱发的地面沉降、崩塌、滑坡、泥石流等人为地质灾害也较为普遍,对城市、公共基础设施和广大人民群众的生命财产安全构成严重威胁。特别是地面沉降多发生在我国经济最发达、人口密度最大、公共基础设施最密集的东部地区,成为这些地区乃至国家可持续发展的重要制约因素。因此,保护生态环境、进行生态环境建设和防灾减灾,已经成为国家长期的目标和任务。为此,加强地质灾害监测,进行全国地质灾害监测与预警体系建设的规划,在监测基础上,实现对地质灾害的治理与对地质环境的保护,不仅是防灾减灾的需要,而且也是国家经济社会可持续发展、保护生态环境和进行生态环境建设的最基本的保障,是一项重要的基础性和公益性的国家地质工作。现就从我国社会经济的发展的几个重要方面,对地质环境与地质灾害监测的必要性,进行简要论述:

(1)保障国家重大工程建设安全与西部大开发战略的需求

全国有20余条铁路干线和所有山区公路不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流的危害或威胁。大型水库岸边,河流傍岸,尤其是峡谷段,常因发生滑坡、崩塌、泥石流而阻塞航道,并引起洪灾。中东部沿海平原和盆地地面沉降、地裂缝和地面塌陷等地质灾害严重威胁和破坏基础工程设施。加强这些基础工程设施和沿大江大河危险地段的地质环境监测,采取科学的分析方法进行预测预报,是一项长期的工作。

西部大开发战略把加快水利、交通、能源和通讯等基础设施建设放在首位,其中包括:长江三峡工程、南水北调工程、大江大河上中游干(支)流控制性水利枢纽工程、内河航运通道、青藏铁路、西电东送工程、西气东输工程等。这些重大工程地域跨度大,多处在或穿越地质灾害易发区,为保障上述工程安全施工和运营,必须加强地质环境监测工作。

(2)城市化发展对地质灾害监测的需求

目前,我国有城市668座。预计2020年左右,我国城镇化水平将提高到45%~50%,我国城市数将达到1000~1100座。城市是人类活动最集中,环境地质问题最突出的地区。为了保障城市化进程,指导城市规划,预防由于不合理的工程活动引发的地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害和其他环境地质问题,必须加强对城市地下水环境和地质灾害的监测。

(3)矿产资源开发对地质灾害监测的需求

我国矿产资源开发带来了很多环境地质问题,产生大量的地质灾害隐患。每年矿石开采量57亿~60亿t,矿山企业每年产生固体废弃物133.8亿t、产生尾矿26.5亿t,处置率仅为6.95%。矿山固体废弃物任意堆放形成了严重的滑坡、泥石流等地质灾害隐患,地下采矿活动诱发的滑坡、地面塌陷等地质灾害十分突出。矿山地质环境监测十分薄弱,矿山地质灾害防治工作任重道远。为了保障矿产资源的安全开发和矿山地质环境的有效治理,必须加强矿山地质环境监测。

7.2.2 指导思想

应坚持以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观和人口、资源、环境协调发展的一系列方针政策。紧密结合经济社会发展规划的总体目标和要求,充分认识地质灾害监测预警体系建设的重要性和紧迫性。动员社会各方面的力量,从我国地质灾害发生发育的实际出发,尊重自然规律和经济规律,正确处理长远与当前、整体与局部的关系,依靠科技进步,运用新思路、新理论、新技术、新方法,实现对地质灾害的有效监控和预报预警,为我国地质灾害防治、地质环境保护和资源环境的可持续利用提供有力支撑。

7.2.3 基本原则

(1)与国家国民经济社会发展进程相适应的原则

建立和完善与全面建设小康社会相适应的、符合可持续发展要求的地质灾害监测预警体系,为国家和地方宏观调控和指导国土资源开发与整治提供依据。

(2)突出“以人为本”

坚持按客观规律办事,从实际出发,讲求实效,山区、平原和不同灾种的监测重点各有侧重的原则。在以突发性地质灾害为重点的地区,应以最大限度地减少人员伤亡、保障社会稳定和人民生命财产安全作为主要目的;缓变性地质灾害应以专业监测为主要手段进行监测与规划。

(3)群、专结合的原则

建立以县、乡、村为基础,全民参与、群专结合的群策群防体系,是多年来地质灾害防治工作中总结出来的宝贵经验,也是避免人员伤亡,把灾害损失降到最低限度的重要保证。

(4)统筹规划、分步实施、分级管理

密切结合生产力布局和人口分布状况,对全国地质灾害监测预警体系建设工作进行统筹规划,制定切实可行的分阶段实施方案,明确各级政府和企(事)业单位在地质灾害监测中的责任和义务,建立统一管理和分级(国家、省、市、县)管理相结合,处理好全部与局部、长远与当前的关系,优先实施重点地区和重要经济区(带)的监测预警体系建设。

(5)监测网建设与保护并重

摈弃重建设、轻保护的观念,严禁边建设、边破坏,通过法律、经济等手段,明确保护责任,落实保护费用,切实保护监测仪器、设备、设施的建设成果。

(6)站网建设与能力建设并举

在不断完善地质灾害监测网基础硬件设施建设的同时,加强机构建设、法规制度建设、技术规范建设、信息系统建设、人力资源建设和研究能力建设。

(7)专业服务功能与公众服务功能并重

地质灾害监测信息既要为国家决策和专业调查评价提供支持,也要为社会公众提供地质灾害现状信息和防灾减灾信息。

(8)依靠科技创新、提高监测工作质量

加强科学研究,改进监测设施,依靠科技进步,全面提升监测能力和服务水平。

(9)建立多渠道筹资机制

各级地质灾害监测机构的监测经费要纳入同级政府财政预算。多渠道筹集监测资金,设立各级地质灾害监测专项经费,确保监测工作的顺利实施。

7.2.4 目标

地质灾害监测预警体系建设的目的是最大限度地减少人民群众的生命财产损失,以保障经济、社会的可持续发展;为国家及地方宏观调控和指导国土资源开发与整治提供依据;从地质环境可持续开发利用角度提出地区发展战略建议;为改善人居环境,保障交通大动脉安全畅通,水电工程正常运行等提供保障;为地区社会经济发展提供决策参考。在基本掌握全国地质灾害分布状况与危害程度的基础上,建立并逐步完善全国地质灾害的监测预警网络体系。

(1)总体目标

从现在起到2020年,在逐步查明我国地质灾害分布状况与危害程度的基础上,建成覆盖全国的较完善的突发性地质灾害群测群防网络体系;建成以省(区、市)及部分县(市)地质环境监测站为骨干的突发性地质灾害应急反应体系;建成我国较完善的地质灾害专业监测骨干网络,重点地区及重要经济区(带)达到监测数据的实时采集、分析、预警预报的水平。使地质灾害防治工作以被动救灾为主的局面得到根本性扭转,人为有效控制地质灾害,使损失逐年攀升的趋势得到有效控制。

(2)阶段目标

1)到2010年,地质灾害监测预警体系建设的目标如下:①群测群防监测网络覆盖到全国突发性地质灾害易发区的1400个县(市),形成县、乡、村三级监测体系。②初步建成由各级政府和有关部门参与的全国地质灾害专业监测骨干网络。③初步建成重要交通干线和水利工程区的专业监测预警系统。充分推广高新技术在地质灾害监测中的应用,利用计算机技术、3S技术等先进手段,提高监测预报的自动化水平。④在进一步完善群、专结合,群测群防监测网络的同时,完成分布在全国各省(区、市)重大突发性地质灾害隐患点的监测预警预报示范系统。⑤建成较完善的地质灾害监测信息网络系统,重点地区及重要经济区(带)的专业监测要初步达到监测数据的实时采集、自动分析、自动预警预报的水平。⑥初步建成重点地区及重要经济区(带)地面沉降等缓变性地质灾害监测网络系统。力争使我国地质灾害监测预警预报的仪器、设备达到国际水平。

2)到2020年,在地质灾害监测管理法规、规章的支持下,要使国土资源部门对地质灾害监测监督管理的职能全面到位,并逐步纳入科学化、规范化和法制化的轨道;使地质灾害监测体系的科学理论与技术方法达到国际先进水平,建成覆盖全国的较完善的地质灾害重点防治区突发性地质灾害群专结合的监测预警预报网络;建成全国地面沉降、地裂缝等缓变性地质灾害的实时监控体系;建成完善的地质灾害监测信息网络,实现地质灾害监测数据的自动化采集、传输、存储和信息的实时发布。建成比较完善的地质灾害防灾预警指挥系统。

㈨ 地质灾害的预警级别

按照未来24小时内,地质灾害发生的可能性大小,地质灾害预警分为五级,分别版为
一级:可能性很小;
二级权:可能性较小;
三级:可能性较大(通知监测人员和威胁住户注意);
四级:可能性大(预报阶段,停止外业,各岗位人员到岗待命);
五级:可能性很大(警报阶段,无条件紧急疏散,密切观测)。

㈩ 地质灾害区域预警原理

据检索统计,世界上约有20多个国家或地区不同程度地开展过降雨引发滑坡、泥石流的研究或预警工作。其中,中国香港(Brandetal.,1984)、美国(Keeferetal.,1987)、日本(Fukuzono,1985)、巴西(Neiva,1998)、委内瑞拉(Wieczoreketal.,2001)、波多黎各(Larsen&Simon,1993)和中国大陆等曾经或正在进行面向公众社会的降雨引发区域性滑坡、泥石流的早期预警与减灾服务工作,预警的地质空间精度达到数千米量级,时间精度达到小时量级。这些国家和地区一般都在地质灾害多发区或敏感区开展或完成了比较详细的地质灾害调查评价工作,拥有比较长期且比较完整的降雨与滑坡、泥石流关系资料,或在典型地区建立了比较完善的降雨遥控监测网络和先进的数据传输系统。

综合分析国内外研究与应用状况,基于气象因素的区域地质灾害预警预报理论原理可初步划分为三大类,即隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法。

4.2.1 隐式统计预报法

隐式统计预报法把地质环境因素的作用隐含在降雨参数中,某地区的预警判据中仅仅考虑降雨参数建立模型。隐式统计预报法可称为第一代预报方法,比较适用于地质环境模式比较单一的小区域。由于这种方法只涉及一个或一类参数,无论预警区域的研究程度深浅均可使用,所以这是国内外广泛使用的方法,也是最易于推广的方法。这种方法特别适用于有限空间范围,且地质环境条件变化不大的地区,如以花岗岩及其风化残积物分布为主的中国香港地区多年来一直在研究应用和深化这一方法。

这种方法考虑的降雨参数包括年降雨量、季度降雨量、月降雨量、多日降雨量、日降雨量、小时降雨量和10min降雨量等。实际应用时,一般只涉及1~3个参数作为预报判据,如临界降雨量、降雨强度、有效降雨量或等效降雨量等。

突发性地质灾害临界过程降雨量判据的预警方法抓住了气象因素诱发地质灾害的关键方面,但预警精度必然受到所预警地区面积大小、突发性地质事件样本数量、地质环境复杂程度和地质环境稳定性及区域社会活动状况的限制,单一临界降雨量指标作为预警判据的代表性是有限的。

代表性研究成果主要有:

Onodera et al.( 1974) 通过研究日本的大量滑坡,提出累计降雨量超过 150 ~ 200mm,或每小时降雨强度超过 20 ~30mm 作为判据。Nilsen et al.( 1976) 发现美国 Alameda,Califor-nia 在累计降雨量超过 180mm 时,滑坡将频繁发生。Oberste-lehn( 1976) 认为累计降雨量达到 250mm 左右,美国 San Benito,California 将发生滑坡。Guidicini and Iwasa( 1977) 通过对巴西 9 个地区滑坡记录和降雨资料的分析,认为降雨量超过年平均降雨量的 8% ~17%,滑坡将滑动; 超过 20%,将发生灾难性滑坡。Caine( 1980) 全面总结了全球的可利用数据,给出了不同地区诱发滑坡暴雨事件的降雨强度和持续时间与滑坡的关系式。这一关系式当然不可能适用于全球所有地区( Crozier 在 1997 年证明) ,仍不失为探讨诱发滑坡临界降雨值的里程碑。

Brand et al.( 1984) 在中国香港研究表明,大多数滑坡由局部高强度短历时降雨诱发,而前期降雨量不是主要因素,除非是小型滑坡。Ng and Shi( 1998) 认为降雨的持续也是一个非常重要的诱发滑坡的因素。中国香港地区预测 24h 内降雨量达到 175mm 或 60min 内市区内雨量超过 70mm,即认为达到滑坡预报阈值,即由政府发出通报。中国香港平均每年约发出 3 次山洪滑坡暴发警报。

Ganuti et al.( 1985) 提出了临界降雨系数( critical precipitation coefficient,CPC) 的概念,并总结出当 CPC >0.5 时,将有 10a 一遇的滑坡发生; 当 CPC >0.6 时,将有 20a 一遇的滑坡发生。

Glade( 1997) 综合前人研究成果建立了确定诱发滑坡的降雨临界值的 3 个模型,并在纽西兰北岛南部的 Wellington 地区进行了验证。3 个模型要求的基本数据为: 日降雨量、滑坡发生日期和土体潜在日蒸发量( 通过 Thornthwaite method 方法计算得到) 。降雨强度临界值Glade( 1997) 的模型 1———日降雨模型( daily rainfall model) ,只使用日降雨量参数,简单地分析诱发滑坡和不诱发滑坡的日降雨量( Glade,1998) ,得出最小临界值和最大临界值,即在最小临界值以下,没有滑坡发生; 在最大临界值以上,滑坡一定发生。降雨量等级划分以20mm 为一个等级; 降雨过程雨量临界值 Glade( 1997) 的模型 2———前期日降雨量模型( an-tecedent daily rainfall model) ,考虑了前期降雨的影响。他认为决定前期情况有两个主要因素: 前期降雨的历时时间和土体含水量减少的速率; 土体含水状态临界值 Glade( 1997) 的模型 3———前期土体含水状态模型( antecedent soil water status model) ,他认为除了前期雨量,土体含水量和潜在的蒸发量对滑坡的影响也很大。

刘传正在 2003 年 5 月主持全国地质灾害气象预警工作过程中,利用地质灾害发生前15d 降雨量建立滑坡、泥石流发生区带的临界过程降雨量创建了预警判据模式图,并结合具体区域( 2003 年28 个区、2004 年以后74 个区) 进行校正的方法。该方法适应3 级预报的要求界定了 α 线和 β 线作为预警等级界限。3 年多来汛期的预警成果发布检验与应用证明,该方法在科学依据上是成立的,但限于预警区域过大、基础数据和地质灾害统计样本数量太少,准确率有待提高,同时也充分说明了开展地质灾害数据集成研究的迫切性。

另外,中国科学院成都山地灾害与环境研究所等机构在单条泥石流监测与预警建模方面进行了多年持续不懈的研究工作,取得了具有代表性的成果。

4.2.2 显式统计预报法

显式统计预报法是一种考虑地质环境变化与降雨参数等多因素叠加建立预警判据模型的方法,它是由地质灾害危险性区划与空间预测转化过来的(CarraraA.,1983;HaruyamaH.&KawakamiH.,1984;BaezaC.&CorominasJ.,1996;CarraraA.,CardinaliM.&GuzzettiF.,1991;刘传正,2004;殷坤龙,2005)。

区域地质灾害危险性评价和风险区划研究仍是当前的研究主流,而利用之进行地质灾害的实时预警与发布则多处于探索阶段。这种方法可以充分反映预警地区地质环境要素的变化,并随着调查研究精度的提高相应地提高地质灾害的空间预警精度。显式统计预报法可称为第二代预报方法,是正在探索中的方法,比较适用于地质环境模式比较复杂的大区域。

基于地质环境空间分析的突发性地质灾害时空预警理论与方法是根据单元分析结果经过合成实现的,克服了仅仅依据单一临界雨量指标的限制,但对临界诱发因素的表达、预警指标的选定与量化分级等尚存在需要进一步研究的诸多问题。

因此,要实现完全科学意义上的区域突发性地质灾害预警,必须建立临界过程降雨量判据与地质环境空间分析耦合模型的理论方法———广义显式统计模式地质灾害预报方法,预警等级指数(W)是内外动力的联立方程组。即

中国地质灾害区域预警方法与应用

式中:W为预警等级指数;a为地外天体引力作用,包括太阳、月亮的引潮力,太阳黑子、表面耀斑和太阳风等对地球表面的作用,a=f(a1,a2,…,an);b为地球内动力作用,主要表现为断裂活动、地震和火山爆发等,b=f(b1,b2,…,bn);c为地球表层外动力作用,包括降雨、渗流、冲刷、侵蚀、风化、植物根劈、风暴、温度、干燥和冻融作用等,c=f(c1,c2,…,cn);d为人类社会工程经济活动作用,包括资源、能源开发和工程建设等引起地质环境的变化,d=f(d1,d2,…,dn)。

20世纪70年代,以美国加利福尼亚州旧金山地区圣马提俄郡的滑坡敏感性图为代表,利用多参数图的加权(或不加权)叠加得到区域滑坡灾害预测图。

20世纪80年代,CarraraA.(1983)将多元统计分析预测方法引用到区域滑坡空间预测中,并在世界各国得到迅速发展与推广。如HaruyamaH.&KawakamiH.(1984)利用数学统计理论对日本活火山地区降雨引起的滑坡灾害进行了危险度评价。BaezaC.&CorominasJ.(1996)利用统计判别分析模型进行了浅层滑坡敏感性评估,结果斜坡破坏的正确预测率达到96.4%,有力地说明了统计预测的适用性。CarraraA.,CardinaliM.&GuzzettiF.等(1991)将统计模型与GIS结合,应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡危险性评估,实现从数据获取到分析、管理的自动化,结果证明统计分析与GIS的综合使用是一种快速、可行、费用低的区域滑坡危险性评价与制图方法。

20世纪90年代中后期以来,随着计算机技术和信息科学的高速发展,RS、GIS和GPS等“3S”技术联合应用使快速处理海量的地质环境数据成为可能,出现了地质灾害空间预测模型方法应用研究逐步从地质灾害危险评价与预警应用相结合的新态势。

刘传正等(2004)创建并发表了用于区域地质灾害评价和预警的“发育度”、“潜势度”、“危险度”和“危害度”时空递进分析理论与方法,简称“四度”递进分析法(AMFP),并在三峡库区(54175km2)和四川雅安地质灾害预警试验区(1067km2)进行了应用,结果是可信的。

李长江等(2004)将GIS和ANN(人工神经网络)相互融合,考虑不同的地质、地貌和水文地质背景,建立了给定降雨量的浙江省区域群发性滑坡灾害概率预报(警)系统(LAPS)。

宋光齐等(2004)根据地貌、岩性和地质构造几率分布,基于GIS建立了给定降雨量的四川省地质灾害预报系统。

殷坤龙等(2005)以浙江省为例探索了基于WebGIS的突发性地质灾害预警预报问题。

由于我国政府在全国范围内推行区域地质灾害预警预报机制,目前我国的预警探索工作走在世界前列。

4.2.3 动力预报法

动力预报法是一种考虑地质体在降雨过程中地-气耦合作用下研究对象自身动力变化过程而建立预警判据方程的方法,实质上是一种解析方法。动力预报方法的预报结果是确定性的,可称为第三代预报方法,目前只适用于单体试验区或特别重要的局部区域。该方法主要依据降雨前、降雨中和降雨后降水入渗在斜坡体内的转化机制,具体描述整个过程斜坡体内地下水动力作用变化与斜坡体状态及其稳定性的对应关系。通过钻孔监测地下水位动态、孔隙水压力和斜坡应力-位移等,揭示降雨前、降雨过程中和降雨后斜坡体内地下水的实时动态响应变化规律、整个坡体物理性状变化及其变形破坏过程的关系。在充分考虑含水量、基质吸力、孔隙水压力、渗透水压力、饱水带形成和滑坡—泥石流转化因素条件下,选用数学物理方程研究解析斜坡体内地下水动力场变化规律与斜坡稳定性的关系,确定多参数的预警阈值,从而实现地质灾害的实时动力预报。

目前,这种方法局限于试验场地或单个斜坡的研究探索阶段,必须依赖具有实时监测、实时传输和实时数据处理功能的立体监测网(地-气耦合)作为支撑才能实现实时预报。由于理论、技术和经费等方面的高要求,这种方法比较适用于重要的小区域或单体的研究性监测预警。

据研究,美国旧金山海湾地区的6h降雨量达到4in(101.6mm)时,就可能引发大面积泥石流。为了监测降雨期间地下水压力的变化,研究人员设置了若干个孔隙水压力计以观测斜坡中地下水压力变化。旧金山海湾地区实时区域滑坡预警系统包括降雨与滑坡发生的经验和分析关系式,实时雨量监测数据,国家气象服务中心降雨预报以及滑坡易发区略图。

在我国,刘传正等(2004)在四川雅安区域地质灾害监测预警试验区进行了大气降水与斜坡岩土层含水量变化的分层响应监测,发现不同降雨过程和降雨强度下,斜坡岩土体的含水量相应发生明显变化,可以研究降雨在斜坡岩土体内的渗流过程直至出现滑坡、泥石流的成因机理。

2003年8月23~25日是一个引发多处地质灾害并造成人员伤亡的典型降雨过程,可以作为分析实例。以8月19日15时的含水量为背景值,则8月23,24和25日降雨过程分别对应第96,120和144h的含水量,4个层位的记录曲线明确反映了随累计降雨量增加斜坡岩土体含水量急剧增加,第一、二层位达到过饱和状态,且含水量急剧增加出现于第121h,即24日15时之后,滞后于降雨时间约20h。各层含水量峰值出现于第151h,即接近滑坡呈区域性暴发时间(26日零时,对应第153h)。该分析未考虑沿裂隙的地下水渗流作用(图4.1)。

图4.1 四川雅安桑树坡监测试验点第1~4层含水量随时间变化曲线

分析对比隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法3类方法,我们认为,未来的方向是探索地质灾害隐式统计、显式统计与动力预警3种模型的联合应用方法,以适应不同层级的地质灾害预警需求。研究内容包括临界雨量统计模型、地质环境因素叠加统计模型和地质体实时变化(水动力、应力、应变、热力场和地磁场等)的数学物理模型等多参数、多模型的耦合。3种模型的联合应用不仅适应特别重要的区域或小流域,也为单体地质灾害的动力预警与应急响应提供决策依据。

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