滑坡災(zāi)害預(yù)警理論方法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警理論與方法研究劉傳正 （中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，北京，）摘要 根據(jù)數(shù)年來(lái)的調(diào)查觀測(cè)研究和工作實(shí)踐，本文提出了滑坡泥石流災(zāi)害的預(yù)警分類體系，包括按物理參量劃分的空間、時(shí)間與強(qiáng)度預(yù)警和按誘發(fā)因素參量劃分的氣象、地震與人類活動(dòng)預(yù)警以及多參數(shù)、多因素共同作用下的綜合預(yù)警。初步創(chuàng)建了區(qū)域性滑坡泥石流災(zāi)害暴發(fā)的兩種預(yù)警理論方法，一種是基于臨界過(guò)程降雨量判據(jù)圖的預(yù)警方法，另一種是基于GIS的地質(zhì)環(huán)境空間分析預(yù)警理論方法，通過(guò)計(jì)算預(yù)警區(qū)的滑坡泥石流災(zāi)害“發(fā)育度”、“潛勢(shì)度”、“危險(xiǎn)度”和“危害度”來(lái)實(shí)現(xiàn)。闡述了滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警的技術(shù)和行政工作程序，指出建立臨界過(guò)程

2、降雨量判據(jù)與地質(zhì)環(huán)境空間分析相耦合的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警理論方法是研究的新方向。關(guān) 鍵 詞：滑坡泥石流， 臨界雨量判據(jù)圖， 地質(zhì)環(huán)境空間分析， 預(yù)警參數(shù)中圖分類號(hào)：P694；X141 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：專心-專注-專業(yè)1 引言一般意義上的災(zāi)害預(yù)警，是指某一災(zāi)害發(fā)生的地點(diǎn)和時(shí)間基本確定，將要威脅到某地區(qū)，從而向該地區(qū)一定范圍預(yù)先發(fā)出警報(bào)。在一般概念上，狹義的預(yù)警就是指警報(bào)，而廣義的預(yù)警則包括了從預(yù)測(cè)到警報(bào)的全過(guò)程?；履嗍鳛?zāi)害預(yù)警就是一種包括預(yù)測(cè)到警報(bào)的廣義“預(yù)警”過(guò)程，在時(shí)間精度上包括了預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、臨報(bào)和警報(bào)等多個(gè)層次，每個(gè)層次都是一個(gè)由政府機(jī)構(gòu)、科學(xué)研究、工程技術(shù)與公眾社會(huì)共同參與的

3、綜合體系1?；履嗍鳛?zāi)害預(yù)警是一種長(zhǎng)期的、持續(xù)的、跟蹤式的、深層次的和各階段相互聯(lián)系的工作，而不是隨每次災(zāi)害的發(fā)生而開(kāi)始和結(jié)束的活動(dòng)，是有組織的科學(xué)與社會(huì)行為。區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警工作和單體滑坡泥石流災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是相互依存的兩個(gè)方面。本文立足于探討崩塌、滑坡和泥石流等突發(fā)性滑坡泥石流災(zāi)害呈區(qū)域性暴發(fā)的理論與方法，希望促進(jìn)該領(lǐng)域的研究，更好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求。區(qū)域突發(fā)性滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警的主要對(duì)象是群發(fā)型的崩塌滑坡泥石流等。預(yù)警考慮的因素主要是地形條件、工程地質(zhì)巖組、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、植被類型、氣候變化、大氣降雨、地震活動(dòng)背景、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況和人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等因素2。實(shí)現(xiàn)滑坡泥石流災(zāi)害

4、預(yù)警必須進(jìn)行空間區(qū)劃，區(qū)劃方法的選擇取決于工作目的和工作尺度。一般可考慮兩種方法，一是從高到低的方法，二是從低到高的方法，或二者結(jié)合考慮。2 滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警分類2.1 基于物理參量的預(yù)警分類按預(yù)警對(duì)象的物理參量劃分，滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警可劃分為空間預(yù)警、時(shí)間預(yù)警和強(qiáng)度預(yù)警三類，一次圓滿的預(yù)警應(yīng)包括這三個(gè)物理參量，且應(yīng)該計(jì)算做出每個(gè)物理參量發(fā)生的概率大小（可能性大?。瑥亩_定向社會(huì)發(fā)布的方式、范圍和應(yīng)急反應(yīng)對(duì)策。（1）滑坡泥石流災(zāi)害空間預(yù)警空間預(yù)警是在滑坡泥石流災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基礎(chǔ)上，比較明確地劃定非確定時(shí)間內(nèi)滑坡泥石流災(zāi)害將要發(fā)生的地域或地點(diǎn)及其危害性大小?？臻g預(yù)警基于滑坡泥石流災(zāi)害的主要控

5、制因素（如地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地貌形態(tài)、地層突變等）和誘發(fā)因素（如降雨、地震、冰雪消融、人為活動(dòng)）開(kāi)展工作，控制因素是基本條件，誘發(fā)因素在不同地區(qū)或同一地區(qū)的不同地段常常表現(xiàn)出極大差異。（2）滑坡泥石流災(zāi)害時(shí)間預(yù)警時(shí)間預(yù)警是針對(duì)某一具體地域或地點(diǎn)（單體），給出滑坡泥石流災(zāi)害在某一種（或多種）誘發(fā)因素作用下將在某一時(shí)段內(nèi)或某一時(shí)刻將要發(fā)生的預(yù)警信息。時(shí)間預(yù)警基于預(yù)警區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境狀況、誘發(fā)因素發(fā)生范圍與強(qiáng)度及其持續(xù)時(shí)間等開(kāi)展工作。時(shí)間預(yù)警一般是在空間預(yù)警的基礎(chǔ)上，通過(guò)專業(yè)技術(shù)觀測(cè)，系統(tǒng)的理論分析和專家會(huì)商，并報(bào)有關(guān)管理部門認(rèn)可后發(fā)布。（3）滑坡泥石流災(zāi)害強(qiáng)度預(yù)警強(qiáng)度預(yù)警是指對(duì)滑坡泥石流災(zāi)害發(fā)生的

6、規(guī)模、暴發(fā)方式、破壞范圍和強(qiáng)度等做出的預(yù)測(cè)或警報(bào)，是在時(shí)空預(yù)警基礎(chǔ)上做出的進(jìn)一步預(yù)警，是科學(xué)研究和技術(shù)進(jìn)步追求的目標(biāo)，也是目前研究工作的最薄弱環(huán)節(jié)。（4）滑坡泥石流災(zāi)害概率預(yù)警 由于滑坡泥石流災(zāi)害的發(fā)生既有其地質(zhì)演化的內(nèi)在規(guī)定性，又受多種隨機(jī)因素影響，滑坡泥石流災(zāi)害時(shí)間、空間和強(qiáng)度三要素的預(yù)警也就都存在一個(gè)可能性大?。ǜ怕拭枋觯┑膯?wèn)題，目前以預(yù)警等級(jí)來(lái)表示?；跉庀髼l件作為誘發(fā)因素，2003年首次發(fā)布的中國(guó)滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警分為5個(gè)等級(jí)是一種探索性方案3：（1）可能性很??；（2）可能性較??；（3）可能性較大；（4）可能性大；（5）可能性很大；向社會(huì)發(fā)布的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警建議采用以下3個(gè)等級(jí)：

7、（1）預(yù)報(bào)級(jí)：可能性較大；（2）臨報(bào)級(jí)：可能性大；（3）警報(bào)級(jí)：可能性很大。2.2 基于誘發(fā)因素的預(yù)警分類按誘發(fā)因素參量劃分，滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警可劃分為氣象預(yù)警、地震預(yù)警、人類活動(dòng)預(yù)警和三者等多因素共同作用下的綜合預(yù)警。（1）基于氣象因素的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警近幾年中國(guó)突發(fā)性滑坡泥石流災(zāi)害的分類統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，持續(xù)降雨誘發(fā)者占總發(fā)生量的65，其中，局地暴雨誘發(fā)者約占總發(fā)生量的43，占持續(xù)降雨誘發(fā)者總量的66。也就是說(shuō)，約三分之二的突發(fā)性滑坡泥石流災(zāi)害是由于大氣降雨直接誘發(fā)的或與氣象因素相關(guān)的。因此，基于滑坡泥石流災(zāi)害的區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件研究，可以預(yù)測(cè)一定區(qū)域崩塌、滑坡和泥石流等滑坡泥石流災(zāi)害在降雨作用下

8、發(fā)生的可能性，當(dāng)?shù)玫皆搮^(qū)域的降雨過(guò)程和降雨強(qiáng)度預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)或等值線資料時(shí)，就可以進(jìn)行滑坡泥石流災(zāi)害的氣象預(yù)警。凍融和極度干燥也是滑坡泥石流災(zāi)害氣象預(yù)警的工作內(nèi)容。（2）基于地震因素的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警地震是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式之一，也是滑坡泥石流災(zāi)害的誘發(fā)因子之一。地震對(duì)滑坡、崩塌、泥石流等斜坡滑坡泥石流災(zāi)害的誘發(fā)作用主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：地震的水平和垂直地震力一是使陡峭斜坡上的巖土體發(fā)生側(cè)向運(yùn)動(dòng)，二是使組成斜坡的巖土體發(fā)生松動(dòng)變形，可以直接形成大規(guī)模的滑坡、崩塌等災(zāi)害，或者為后續(xù)的表生作用奠定誘發(fā)滑坡泥石流災(zāi)害的基礎(chǔ)，如降雨可引起松動(dòng)斜坡發(fā)生滑坡，地震滑坡堵河又會(huì)孕育大規(guī)模泥石流。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，地

9、震活動(dòng)周期與滑坡、泥石流的群發(fā)性具有明顯的相關(guān)性4。資料說(shuō)明，在度以下的地震影響區(qū)內(nèi)，崩塌、滑坡或泥石流并不一定發(fā)生，而在地震烈度度區(qū)內(nèi)，發(fā)生滑坡或泥石流的幾率占92%，當(dāng)?shù)卣鹆叶冗_(dá)到以上時(shí)，則必定有滑坡或泥石流相伴而生。2003年，云南大姚地震后，引發(fā)一系列滑坡。因此，當(dāng)對(duì)地震做出預(yù)報(bào)，或地震發(fā)生后一定時(shí)間內(nèi)，就可以根據(jù)地震烈度等值線或地震動(dòng)參數(shù)等值線做出該區(qū)域的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)報(bào)，政府和專業(yè)部門應(yīng)在社會(huì)公眾防震的同時(shí)，及時(shí)發(fā)布基于地震因素的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警，提醒和避開(kāi)主要由于地震作用引發(fā)的滑坡泥石流災(zāi)害，這方面的研究尚是空白。（3）基于人類活動(dòng)干擾滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)數(shù)量的滑

10、坡泥石流災(zāi)害事件的發(fā)生是由于人類活動(dòng)的不規(guī)范或防范意識(shí)薄弱而出現(xiàn)的，因此，在人類對(duì)地球表層改造劇烈地區(qū)，如大壩、水庫(kù)、礦山和交通工程建設(shè)地區(qū)，根據(jù)遙感和地面監(jiān)控資料分析發(fā)布人類活動(dòng)干擾下的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警是必要的，對(duì)發(fā)展中國(guó)家是更加急需的。（4）基于多因素作用的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警一個(gè)地點(diǎn)或一個(gè)區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害事件的發(fā)生一般都是多因素綜合作用的結(jié)果，只是常常表現(xiàn)為某個(gè)因素為主，基于誘發(fā)因素的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警要追求建立氣象、地震和人類活動(dòng)等多因素的綜合預(yù)警模型。交通干線路基切坡、水庫(kù)蓄水和礦山采掘地段在一般降雨過(guò)程下就可能造成災(zāi)難性的地質(zhì)事件，不研究目標(biāo)區(qū)的工程活動(dòng)范圍、方式和強(qiáng)度，僅基于氣

11、象因素開(kāi)展滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警必然造成漏報(bào)；一個(gè)滑坡泥石流災(zāi)害多發(fā)區(qū)剛剛發(fā)生過(guò)地震，則引發(fā)大范圍崩塌、滑坡災(zāi)害的臨界過(guò)程降雨量也必然急劇下降，在采用常規(guī)條件下的降雨預(yù)警判據(jù)必然導(dǎo)致失敗；一個(gè)地區(qū)的地質(zhì)剝蝕作用常常遵守一定的程式，相應(yīng)的在溝谷底部堆積足夠數(shù)量的松散物也表現(xiàn)為一定的時(shí)段性，這就是一個(gè)地區(qū)甚至一條溝谷暴發(fā)泥石流表現(xiàn)為一定周期性的地質(zhì)原因，因此，科學(xué)的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警還應(yīng)對(duì)預(yù)警地區(qū)的地質(zhì)過(guò)程及現(xiàn)狀有著科學(xué)的認(rèn)識(shí)3。3 基于臨界過(guò)程降雨量判據(jù)圖的預(yù)警方法根據(jù)斜坡巖土體的含水量必須達(dá)到某一界限值才可能在一次降雨過(guò)程中產(chǎn)生滑坡泥石流災(zāi)害的統(tǒng)計(jì)認(rèn)識(shí)，研究發(fā)布全國(guó)或地區(qū)性滑坡泥石流預(yù)警，這種方法

12、適用于地質(zhì)環(huán)境條件類似的地區(qū)。2003年的中國(guó)滑坡泥石流災(zāi)害氣象預(yù)警區(qū)劃共劃分7個(gè)一級(jí)預(yù)警區(qū)，28個(gè)二級(jí)預(yù)警區(qū)，可以滿足初步工作要求3。3.1 預(yù)警區(qū)域劃分基于臨界過(guò)程降雨量的預(yù)警方法采用從高到低的區(qū)劃方法。從高到低的方法是一種先綜合再分解的工作方式，一般以定性分析為主，可能情況下對(duì)主要因子予以賦值，給出量的概念。這種方法比較適用于小比例尺滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警區(qū)劃圖的編制和分區(qū)預(yù)警。由于是在綜合意義上的分解工作，就要求研究者在區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害調(diào)查研究方面有較高的理論基礎(chǔ)，對(duì)以往資料的收集分析比較系統(tǒng)全面，對(duì)所要研究評(píng)價(jià)的地區(qū)比較熟悉，能夠比較準(zhǔn)確地列出不同級(jí)別評(píng)價(jià)單元的主要影響因素。國(guó)家層次的

13、預(yù)警區(qū)劃可考慮全國(guó)性分水嶺或雪線為界、區(qū)域氣候、歷史滑坡泥石流事件分布密度、地質(zhì)環(huán)境條件、斜坡表層巖土性質(zhì)和年均降雨量分布。區(qū)域斜坡可分為三類，一類是分水嶺到海濱，如后界燕山魯兒虎山，左界遼河，右界永定河/海河和前界渤海圈閉的區(qū)域；二類如大別山淮河黃河圈閉的區(qū)域；三類如四川盆地周緣區(qū)域。我國(guó)的最大斜坡是帕米爾高原東海大陸架的多級(jí)多層次斜坡。3.2 滑坡泥石流災(zāi)害氣象預(yù)警判據(jù)圖根據(jù)研究積累和歷史經(jīng)驗(yàn)，滑坡泥石流的發(fā)生不但與當(dāng)日激發(fā)降雨量有關(guān)，且與前期過(guò)程降雨量關(guān)系密切，本項(xiàng)研究選定1日、2日、4日、7日、10日和15日過(guò)程降雨量等六個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，期望對(duì)一個(gè)地區(qū)因氣象因素誘發(fā)滑坡泥石流災(zāi)害的

14、原因與臨界雨量判據(jù)的確定具有全面認(rèn)識(shí)。預(yù)警區(qū)的判據(jù)研究主要依據(jù)氣象因素誘發(fā)的歷史滑坡泥石流災(zāi)害數(shù)據(jù)，對(duì)于特定區(qū)域，相關(guān)數(shù)據(jù)愈多，積累的時(shí)間跨度越長(zhǎng)就越有效。根據(jù)滑坡泥石流與降雨關(guān)系的研究，制作滑坡泥石流與不同時(shí)段臨界降雨量關(guān)系散點(diǎn)圖，發(fā)現(xiàn)散點(diǎn)集中成帶分布，其上界可用線表示，下界可用線表示。因此，利用1日、2日、4日、7日、10日和15日等過(guò)程降雨量，可以建立滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警判據(jù)模板圖（圖1）。圖中橫軸是時(shí)間（115日），縱軸是相應(yīng)的過(guò)程降雨量（mm）。我們規(guī)定，線和線為兩條滑坡泥石流發(fā)生的臨界降雨量線，線以下的A區(qū)為不預(yù)報(bào)區(qū)（1、2級(jí)，可能性小、較?。?，線之間的B區(qū)為滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)報(bào)區(qū)（3

15、、4級(jí)，可能性較大、大），線以上的C區(qū)為滑坡泥石流災(zāi)害警報(bào)區(qū)（5級(jí)，可能性很大）。C區(qū)B區(qū)A區(qū)線線圖1 預(yù)報(bào)判據(jù)模板圖Fig.1 Criterion drawing curve for geo-hazards early warningA區(qū)不發(fā)布預(yù)報(bào)區(qū)；B區(qū)預(yù)報(bào)發(fā)布區(qū)；C區(qū)警報(bào)發(fā)布區(qū)；線預(yù)報(bào)臨界線（2、3級(jí)分界線）；線警報(bào)臨界線（4、5級(jí)分界線）針對(duì)具體地區(qū)，應(yīng)檢索研究具有部分滑坡泥石流與臨界過(guò)程降雨量研究資料，分別整理成圖、表，可供確定相應(yīng)預(yù)警區(qū)預(yù)警級(jí)別時(shí)參考，或與預(yù)警判據(jù)圖配合使用。在正式制作發(fā)布預(yù)警產(chǎn)品前，應(yīng)對(duì)滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警的空間尺度、時(shí)間尺度和技術(shù)精度進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，以便政府部門正確

16、決策發(fā)布范圍、方式和應(yīng)急對(duì)策?？臻g尺度評(píng)價(jià)主要考慮預(yù)警區(qū)劃圖使用的比例尺，如全國(guó)預(yù)警使用1：500萬(wàn)1：600萬(wàn)。時(shí)間尺度評(píng)價(jià)主要考慮滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警與氣象預(yù)報(bào)的時(shí)間是否一致及可能的誤差。技術(shù)精度評(píng)價(jià)主要考慮（1）取決于氣象預(yù)報(bào)精度；（2）雨量站點(diǎn)代表性精度；（3）預(yù)警區(qū)的地質(zhì)環(huán)境研究程度；（4）人類活動(dòng)方式、強(qiáng)度與斜坡變形破壞模式的科學(xué)界定。4 基于地質(zhì)環(huán)境空間分析的時(shí)空預(yù)警理論方法4.1 基本問(wèn)題 為了架構(gòu)基于區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件的滑坡泥石流災(zāi)害時(shí)空預(yù)警理論體系，需要研究解決幾個(gè)基本科學(xué)問(wèn)題5，6。（1）預(yù)警地區(qū)的滑坡泥石流災(zāi)害發(fā)育歷史與現(xiàn)狀可以用滑坡泥石流災(zāi)害“發(fā)育度”來(lái)反映，它是已發(fā)生滑

17、坡泥石流災(zāi)害的空間數(shù)量分布幾率、面積分布幾率和體積分布幾率（發(fā)育因子）的綜合表現(xiàn)。（2）預(yù)警地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件可以用滑坡泥石流災(zāi)害“潛勢(shì)度”來(lái)反映，它是區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害孕育成生的條件組合或潛在能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)，代表著一個(gè)地區(qū)地質(zhì)環(huán)境的特征，是反映滑坡泥石流災(zāi)害成生內(nèi)因（基礎(chǔ)因子、響應(yīng)因子）的一種綜合表達(dá)。（3）預(yù)警地區(qū)的突發(fā)因素作用下暴發(fā)滑坡泥石流災(zāi)害的可能性大小，即危險(xiǎn)性大小，可以用滑坡泥石流災(zāi)害“危險(xiǎn)度”來(lái)反映，它是一個(gè)地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)因某種誘發(fā)因素作用（自然或人為因素誘發(fā)因子）導(dǎo)致滑坡泥石流災(zāi)害發(fā)生的可能性大小的量化表達(dá)，即滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警等級(jí)的量化表達(dá)。當(dāng)誘發(fā)因素發(fā)生的時(shí)間一定時(shí)，就

18、可以計(jì)算得出時(shí)間預(yù)警結(jié)果。（4）預(yù)警地區(qū)發(fā)生滑坡泥石流災(zāi)害后對(duì)人類、財(cái)產(chǎn)、工程設(shè)施和生存環(huán)境等的危害程度可以用滑坡泥石流災(zāi)害“危害度”來(lái)反映，它把滑坡泥石流災(zāi)害發(fā)生過(guò)程及其結(jié)局對(duì)地質(zhì)環(huán)境和人類社會(huì)的危害（易損因子）聯(lián)系起來(lái)，是滑坡泥石流災(zāi)害空間自然屬性和社會(huì)屬性的綜合表現(xiàn)，用以確定一個(gè)地區(qū)是否應(yīng)進(jìn)行滑坡泥石流災(zāi)害防治以及進(jìn)行何等程度的防治，也反映了一個(gè)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的易損性和綜合抗災(zāi)能力，從而為制訂科學(xué)的防災(zāi)規(guī)劃提供了依據(jù)。“發(fā)育度”描述現(xiàn)狀；“潛勢(shì)度”描述內(nèi)在條件組合；“危險(xiǎn)度”描述一種或多種突發(fā)因素參與下滑坡泥石流災(zāi)害發(fā)生的可能程度；“危害度”描述滑坡泥石流災(zāi)害的某種“危險(xiǎn)度”對(duì)一個(gè)地區(qū)

19、的危害程度，整個(gè)過(guò)程形成“四度”分析的學(xué)術(shù)思想。區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害“發(fā)育度”、“潛勢(shì)度”、“危險(xiǎn)度”和“危害度”等“四度”的分層次遞進(jìn)分析在理論上解決了滑坡泥石流災(zāi)害空間預(yù)警與時(shí)間預(yù)警的工作程序，也探索建立了方法體系。4.2 預(yù)警區(qū)劃方法基于地質(zhì)環(huán)境空間分析的滑坡泥石流災(zāi)害時(shí)空預(yù)警“四度”分析方法采用從低到高的區(qū)劃方法。從低到高的方法是一種先分析再綜合的工作方式，一般是按某一尺度選定一系列評(píng)價(jià)單元（方格、行政區(qū)或自然搜索），對(duì)各單元按同一套因子定量（量化）計(jì)算，最后把數(shù)值接近的的單元合并同類項(xiàng)。研究建立空間數(shù)據(jù)處理的數(shù)學(xué)方法可采用圖斑合并方法傳統(tǒng)聚類方法，基于空間鄰接系數(shù)的聚類方法等。重復(fù)這種

20、方法，直至達(dá)到工作目的。工作過(guò)程中注意不同級(jí)別的分區(qū)要采用不同的因子系列，并盡可能用量化指標(biāo)表達(dá)。本項(xiàng)研究采用從低到高的方法，即圖斑合并的方法，根據(jù)滑坡泥石流災(zāi)害“發(fā)育度”、“潛勢(shì)度”、“危險(xiǎn)度”和“危害度”等的計(jì)算結(jié)果，合并相鄰的同級(jí)別或接近同級(jí)別的單元，形成相應(yīng)的區(qū)劃圖。4.3 基本工作步驟區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警工作程序見(jiàn)圖2。（1）區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害綜合調(diào)查。（2）建立基于GIS的區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害空間數(shù)據(jù)庫(kù)和分層圖形庫(kù)（GGIS）。（3）研究區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害分布與地形（高程、坡度）、水系、植被、工程地質(zhì)巖組、地質(zhì)構(gòu)造形跡、斜坡類型、降雨量分布和地震活動(dòng)等的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，為建立滑坡泥石流災(zāi)

21、害空間預(yù)警評(píng)價(jià)因子的提取與賦值、確定各因子的影響程度提供依據(jù)。（4）篩選提取空間預(yù)警研究因子體系，包括建立滑坡泥石流災(zāi)害發(fā)育因子、基礎(chǔ)因子（含響應(yīng)因子，即發(fā)育因子）、誘發(fā)因子和易損因子體系。（5）劃分計(jì)算單元，主要依據(jù)預(yù)警區(qū)的范圍大小和數(shù)字化地圖的比例尺確定。單元尺寸選定一般采用滿足一定精度數(shù)字化地質(zhì)圖圖面的1cm×1cm或2cm×2cm。（6）創(chuàng)建或選擇研究區(qū)域的滑坡泥石流災(zāi)害“發(fā)育度”、“潛勢(shì)度”、“危險(xiǎn)度”和“危害度”等“四度”計(jì)算的數(shù)學(xué)模型。滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警與防治區(qū)劃潛 勢(shì) 度計(jì)算區(qū)劃危 險(xiǎn) 度計(jì)算區(qū)劃危 害 度計(jì)算區(qū)劃區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害綜合調(diào)查地質(zhì)與災(zāi)害圖層因子

22、分析系統(tǒng)滑坡泥石流災(zāi)害信息系GGIS（數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形庫(kù)）基礎(chǔ)因子響應(yīng)因子發(fā) 育 度計(jì)算區(qū)劃誘發(fā)因子易損因子發(fā)育因子圖2 滑坡泥石流災(zāi)害調(diào)查與預(yù)警分析系統(tǒng)工作框圖Fig.2 Working procedure of landslide-debris flows survey and early warning analysis（7）分別建立或輸入預(yù)警區(qū)滑坡泥石流災(zāi)害發(fā)育因子體系、滑坡泥石流災(zāi)害基礎(chǔ)因子、響應(yīng)因子體系、滑坡泥石流災(zāi)害誘發(fā)因子體系和滑坡泥石流災(zāi)害易損因子體系，依次計(jì)算研究區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害“發(fā)育度”、“潛勢(shì)度”、“危險(xiǎn)度”和“危害度”。（8）根據(jù)滑坡泥石流災(zāi)害“發(fā)育度”、“潛勢(shì)度”、“

23、危險(xiǎn)度”和“危害度”計(jì)算結(jié)果，按照從低到高的原則，合并相鄰的同級(jí)別或接近同級(jí)別的單元，分別編制預(yù)警區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害“發(fā)育度”、“潛勢(shì)度”、“危險(xiǎn)度”和“危害度”區(qū)劃圖。區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害“發(fā)育度”和“潛勢(shì)度”是預(yù)報(bào)預(yù)警的基礎(chǔ)，“危險(xiǎn)度”是預(yù)報(bào)預(yù)警指標(biāo)，“危害度”則是確定發(fā)布預(yù)警級(jí)別和應(yīng)急決策的重要參考依據(jù)。4.4 應(yīng)用舉例滑坡泥石流災(zāi)害“發(fā)育度”、“潛勢(shì)度”、“危險(xiǎn)度”和“危害度”等“四度”的應(yīng)用研究尚未進(jìn)行全國(guó)范圍的研究應(yīng)用，但已有地區(qū)性試驗(yàn)研究經(jīng)驗(yàn)。（1）基于1：25萬(wàn)數(shù)字化地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料，在長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)54175km2（19縣或區(qū)）內(nèi)進(jìn)行了1日、3日和7日最大降雨量等值線和

24、地震烈度等值線綜合預(yù)警研究，分別計(jì)算和編制了長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害“發(fā)育度”、“潛勢(shì)度”、“危險(xiǎn)度”和“危害度”分布及其區(qū)劃圖，取得了初步經(jīng)驗(yàn)6。（2）基于1：10萬(wàn)數(shù)字化地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料，輸入20臺(tái)自動(dòng)遙測(cè)雨量器記錄數(shù)據(jù)制作的2003年8月2325日過(guò)程降雨量等值線，反演模擬了四川省雅安市雨城區(qū)（1067km2）地質(zhì)災(zāi)害“危險(xiǎn)度”分布，結(jié)果與實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)的滑坡泥石流災(zāi)害分布基本一致7。5 滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警工作程序根據(jù)2003年汛期（69月）全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警的基本經(jīng)驗(yàn)，初步提出基于臨界過(guò)程降雨量判據(jù)圖預(yù)警方法的滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警工作程序8。（1）劃分和確定預(yù)警區(qū)域。（2）確定預(yù)警

25、判據(jù)。對(duì)每個(gè)預(yù)警區(qū)的歷史滑坡泥石流事件和降雨過(guò)程的相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分別建立每個(gè)預(yù)警區(qū)的滑坡泥石流災(zāi)害事件與臨界過(guò)程降雨量的統(tǒng)計(jì)關(guān)系圖，確定滑坡泥石流事件在一定區(qū)域暴發(fā)的不同降雨過(guò)程臨界值（低值、高值），作為預(yù)警判據(jù)。 （3）判定發(fā)生滑坡泥石流災(zāi)害的可能性。接收到氣象中心發(fā)來(lái)的前期實(shí)際降雨量和次日預(yù)報(bào)降雨量數(shù)據(jù)后，對(duì)每個(gè)預(yù)警區(qū)疊加分析，根據(jù)臨界過(guò)程降雨量判據(jù)圖初步判定發(fā)生滑坡泥石流災(zāi)害的可能性。（4）判定預(yù)報(bào)預(yù)警等級(jí)。對(duì)判定發(fā)生滑坡泥石流災(zāi)害可能性較大或以上等級(jí)的地區(qū)，結(jié)合該預(yù)警區(qū)降雨量、地質(zhì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和人類活動(dòng)方式、強(qiáng)度等指標(biāo)進(jìn)行綜合判斷，從而對(duì)次日的降雨過(guò)程誘發(fā)滑坡泥石流災(zāi)害的空間分

26、布進(jìn)行預(yù)報(bào)或警報(bào)。 （5）制作滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警產(chǎn)品。 （6）簽發(fā)預(yù)警產(chǎn)品。將制作好的預(yù)警產(chǎn)品報(bào)送技術(shù)主管和行政主管簽發(fā)后。（7）發(fā)布預(yù)警產(chǎn)品。授權(quán)的氣象中心、電視媒體和互聯(lián)網(wǎng)站收到預(yù)警產(chǎn)品后，以國(guó)土資源行政主管部門和氣象業(yè)務(wù)行政主管部門雙方名義發(fā)布。（8）發(fā)布預(yù)警后，預(yù)警人員跟蹤校驗(yàn)預(yù)警效果，反饋修正預(yù)警理論方法，逐步提高預(yù)警準(zhǔn)確率。（9）制定技術(shù)工作要求和工作細(xì)則，保證協(xié)同國(guó)家和地方預(yù)警業(yè)務(wù)部門的工作交流和資料交換機(jī)制。（10）政府主管部門要主持制定工作制度，建立預(yù)警對(duì)策與應(yīng)急反應(yīng)機(jī)制。針對(duì)不同地區(qū)和不同預(yù)警等級(jí)，明確各級(jí)政府部門、專業(yè)人員和社會(huì)公眾的正確響應(yīng)方式，包括預(yù)警解除的機(jī)制。滑坡

27、泥石流預(yù)報(bào)預(yù)警時(shí)段暫與氣象預(yù)報(bào)時(shí)段一致。2003年國(guó)家級(jí)預(yù)警時(shí)段是當(dāng)日20時(shí)至次日20時(shí)，預(yù)報(bào)預(yù)警地域是中華人民共和國(guó)領(lǐng)土范圍，暫不包括香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)和臺(tái)灣地區(qū)。香港發(fā)布本行政區(qū)范圍的滑坡泥石流預(yù)報(bào)已多年9，四川等省（區(qū)）也已在2003年開(kāi)始發(fā)布本?。▍^(qū)）的滑坡泥石流災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)10。6 問(wèn)題與展望滑坡泥石流災(zāi)害臨界過(guò)程降雨量判據(jù)圖的預(yù)警方法抓住了氣象因素誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)鍵方面，但預(yù)警精度必然受到所預(yù)警地區(qū)面積大小、滑坡泥石流事件樣本數(shù)量、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度及其均一性和地質(zhì)演化歷史的限制，單一臨界雨量指標(biāo)作為預(yù)警判據(jù)的代表性是有限的?；诘刭|(zhì)環(huán)境空間分析的滑坡泥石流災(zāi)害時(shí)空預(yù)警理

28、論與方法是根據(jù)單元分析結(jié)果又合成實(shí)現(xiàn)的，克服了僅僅依據(jù)單一臨界雨量指標(biāo)的限制，但對(duì)臨界誘發(fā)因素的表達(dá)和預(yù)警指標(biāo)的選定與分級(jí)尚存在需要進(jìn)一步研究的眾多問(wèn)題。因此，完善的區(qū)域滑坡泥石流災(zāi)害預(yù)警是建立臨界過(guò)程降雨量判據(jù)與地質(zhì)環(huán)境空間分析耦合模型的理論方法。參考文獻(xiàn)：1 劉傳正，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工程體系探討J.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2000，27（4）：14.2 劉傳正，突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警問(wèn)題J.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2001，28（4）：14.3 劉傳正，溫銘生等，中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警初步研究J，地質(zhì)通報(bào)，2004，23（4）：512.4 劉傳正，區(qū)域構(gòu)造孕震活動(dòng)與重力崩滑時(shí)空相諧的一個(gè)例證J.水文地質(zhì)工

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30、causative factors on Lantau Island, Hong Kong. Geomorphology， 2002, 43:19720710 宋光齊，李云貴，鐘沛林，地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警方法探討以四川省地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警為例J.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2004，31（2）：？STUDY ON THE EARLY WARNING METHODS OF LANDSLIDEDEBRIS FLOWSLIU Chuanzheng(China Institute of Geo-environment monitoring , Beijing , China)Abstract: Based o

31、n the field survey and monitoring research for a number of years, the classification system of landslide-debris flows early warnings is put up that consists space, time and strength scopes on the basis of physical fundamentals, and climate, earthquake and man made activity and its comprehensive actio