魏平新,楊森林

(1.廣東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,廣州 510510;2.貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院,貴陽 550004)

廣東省短時(shí)氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警的實(shí)現(xiàn)及意義

魏平新1,楊森林2

(1.廣東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,廣州 510510;2.貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院,貴陽 550004)

東南沿海受強(qiáng)對(duì)流天氣影響,即雨即滑災(zāi)害頻發(fā),有必要實(shí)現(xiàn)短時(shí)氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警?；陬A(yù)警單元的劃分,利用實(shí)時(shí)降雨、氣象預(yù)報(bào)和群測(cè)群防點(diǎn)數(shù)據(jù),建立歸一化方程預(yù)警分析模型。并采用Arc-GIS平臺(tái),構(gòu)建"廣東省地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息系統(tǒng)"。使用廣東2009年至2010年地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行檢驗(yàn),該系統(tǒng)效果良好。

地質(zhì)災(zāi)害;氣象;短時(shí)預(yù)警;廣東

1 前言

地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)已成為地質(zhì)災(zāi)害防治工作的重要組成部分,已越來越受到政府部門和社會(huì)各界的重視。由于降雨引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害占有較大的比例,通過氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息的發(fā)布,讓有關(guān)人員早知道、早設(shè)防,將會(huì)最大限度地減少地質(zhì)災(zāi)害帶來的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。2003年4月7日,中國國土資源部和中國氣象局簽訂了《國土資源部和中國氣象局關(guān)于聯(lián)合開展地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)工作協(xié)議》,創(chuàng)建了臨界雨量判據(jù)圖(α～β線)法[1];2005年李媛等提出了區(qū)域降雨型滑坡預(yù)警預(yù)報(bào)指標(biāo),建立了區(qū)域降雨型滑坡預(yù)報(bào)預(yù)警體系[2];中國地質(zhì)大學(xué)在浙江開展的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)研究,通過回歸方程開展臨近氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警方法[3]。

在廣東省近幾年來開展的氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)工作中,對(duì)廣東省的地質(zhì)災(zāi)害主動(dòng)預(yù)防工作起到了積極的作用。但降雨型地質(zhì)災(zāi)害有即雨即發(fā)的特征,對(duì)于短期(未來24h)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)來說,還將不能滿足地質(zhì)災(zāi)害防治工作的需求。開展短時(shí)(臨近)氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警,除可提高預(yù)警精度外,也是短期氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警的提升,是降雨型地質(zhì)災(zāi)害防治工作的進(jìn)一步深化,也將會(huì)有更好的社會(huì)效果。

2 氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警條件

2.1 地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警與氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警

在一些文獻(xiàn)中對(duì)這兩個(gè)詞是不加區(qū)分的,筆者認(rèn)為從語法和修辭上來講,前者是地質(zhì)災(zāi)害的氣象預(yù)警工作,后者是氣象條件下的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工作。明確這兩個(gè)詞句并不是為了摳文嚼字,想說明的是我們將要討論的是在氣象因素參與下的引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性的預(yù)警預(yù)報(bào),而非是氣象預(yù)警預(yù)報(bào)。因此,將使用氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警一詞貫穿本文的標(biāo)題和內(nèi)容。

2.2 短期氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警

廣東省氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工作于2004年6月經(jīng)省政府批準(zhǔn)開始正式運(yùn)行,主要以前期過程累計(jì)降雨、最新日雨量和未來24h預(yù)報(bào)雨量,基于區(qū)域型災(zāi)害預(yù)報(bào)中的臨界降雨量預(yù)報(bào)法[1,2]。7a來,通過預(yù)警預(yù)報(bào)有組織地成功避險(xiǎn)地質(zhì)災(zāi)害480起,取得一定成效。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)降雨關(guān)鍵指標(biāo)建立起來的預(yù)警模型在對(duì)無前期降雨的局地強(qiáng)對(duì)流條件下短歷時(shí)強(qiáng)降雨或臺(tái)風(fēng)雨天氣條件下預(yù)警時(shí)效存在不足,主要表現(xiàn)在預(yù)警準(zhǔn)確率偏低和預(yù)警時(shí)效滯后兩方面。

對(duì)于預(yù)警準(zhǔn)確率偏低是通過2006～2009年汛期地質(zhì)災(zāi)害信息反饋統(tǒng)計(jì)得到的。這期間全省共發(fā)生強(qiáng)降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害共605起,其中發(fā)生在3級(jí)以上預(yù)警時(shí)空范圍內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害459起,預(yù)警準(zhǔn)確率為75.86%,同時(shí)通過時(shí)段統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),前汛期(4～6月份)平均預(yù)警準(zhǔn)確率可達(dá)84.6%,而后汛期(7～10月份)確率為68.6%,前汛期預(yù)警確性遠(yuǎn)高于后汛期。分析其原因主要是前汛期廣東省降雨以“龍舟水”持續(xù)降雨為主,影響面大,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),各項(xiàng)降雨指標(biāo)明顯,而后汛期降雨主要以局地強(qiáng)對(duì)流短歷時(shí)強(qiáng)降雨和臺(tái)風(fēng)強(qiáng)降雨為主,歷時(shí)短(1～3h)、雨強(qiáng)大、成災(zāi)快。所以24h或持續(xù)降雨尺度統(tǒng)計(jì),指標(biāo)被明顯削弱,同時(shí)氣象部門對(duì)未來24h降雨量和落區(qū)判斷準(zhǔn)確度還有技術(shù)難度,導(dǎo)致預(yù)警結(jié)果等級(jí)偏低,有時(shí)失準(zhǔn)。

對(duì)于預(yù)警時(shí)效滯后,主要表現(xiàn)在強(qiáng)對(duì)流短歷時(shí)強(qiáng)降雨和臺(tái)風(fēng)強(qiáng)降雨條件下預(yù)警。這種情況下的地質(zhì)災(zāi)害往往在強(qiáng)降雨過程中伴隨山洪同步發(fā)生,以24h或持續(xù)降雨的滯后影響做判別分析導(dǎo)致預(yù)警的滯后,嚴(yán)重影響地質(zhì)災(zāi)害防治工作的正常開展,并威脅著人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.3 降雨強(qiáng)度與地質(zhì)災(zāi)害

廣東省屬南亞熱帶和熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均降雨量1500～2000mm,全年雨季分為兩段:4～6月為前汛期,主要是鋒面低槽帶來的降水;7～9月為后汛期,主要是熱帶氣旋、熱帶輻合帶等引起的降水。據(jù)氣象資料,廣東省1h極大降水量多年平均各地都大于40mm,1h極大降水量最高的記錄出現(xiàn)在湛江(2000年5月10日,195.5mm)。6h極大降水量多年平均大部分地區(qū)大于80mm;極端最高值出現(xiàn)在清遠(yuǎn)(1982年5月12日,632.8mm)。由此可見,暴雨強(qiáng)度較大是廣東降水一個(gè)突出的特點(diǎn)。

廣東省是一個(gè)受海洋性氣候影響發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害較大的省份,降水量較短時(shí)間內(nèi)數(shù)值較大是引發(fā)崩塌、滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害最直接的因素。據(jù)統(tǒng)計(jì),有76.5%地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生在日降水量≥150mm(即大暴雨)的當(dāng)天。短歷時(shí)強(qiáng)降雨不僅通過滲透作用改變巖土體含水量和內(nèi)摩擦系數(shù)等力學(xué)性質(zhì),同時(shí)匯集雨水也通過坡面徑流沖蝕和坡腳侵蝕等形成外動(dòng)力作用,促使崩塌、滑坡、泥石流的發(fā)生,可見短歷時(shí)強(qiáng)降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害常會(huì)與降雨同步發(fā)生。

2.4 短時(shí)(臨近)氣象預(yù)警基礎(chǔ)

目前廣東省已完成了8個(gè)多普勒雷達(dá)站的建設(shè),可覆蓋全省范圍的陸地及近海島嶼,全省多普勒雷達(dá)拼圖可實(shí)現(xiàn)每15min一次更新,基于多普雷達(dá)數(shù)據(jù)及雷達(dá)拼圖數(shù)據(jù)、影像庫,實(shí)現(xiàn)前6h雷達(dá)拼圖影像動(dòng)態(tài)播放。廣東省氣象臺(tái)“基于 GRAPES的綜合臨近預(yù)報(bào)系統(tǒng)(雨燕 GRAPES-SWIFT)”和“災(zāi)害天氣短時(shí)臨近預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng) SWAN”,把高時(shí)空密度資料同化、精細(xì)數(shù)值預(yù)報(bào)與以雷達(dá)探測(cè)信息為主的臨近預(yù)報(bào)技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了綜合臨近預(yù)報(bào)系統(tǒng)的集成創(chuàng)新,構(gòu)建了基于高分辨率 GIS信息、功能齊全、綜合程度高的臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)平臺(tái),開展了1～3h定量降水預(yù)報(bào)。該項(xiàng)成果運(yùn)用到地質(zhì)災(zāi)害臨近預(yù)警預(yù)報(bào),可為即雨即發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前提前預(yù)警作為基礎(chǔ)。

另外,2006年廣東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站聯(lián)合廣東省水文局,對(duì)布設(shè)在全省各中小流域共1389個(gè)自動(dòng)雨量站的降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)1h一次實(shí)時(shí)同步共享。該數(shù)據(jù)與氣象臺(tái)提供的資料形成互補(bǔ),基本掌握了全省實(shí)時(shí)降雨動(dòng)態(tài)。

2.5 開展短時(shí)預(yù)警的其他事宜

廣東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站與省氣象局、省水文局間通過MSTP光纖租用方式(4M),通過數(shù)據(jù)專線建立各業(yè)務(wù)單位間的快速數(shù)據(jù)交換系統(tǒng),通過數(shù)據(jù)專線保證各相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的快速穩(wěn)定實(shí)時(shí)共享。

廣東省國土資源系統(tǒng)是全省的地質(zhì)災(zāi)害防治工作的主要部門,廣東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站是旗下的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警業(yè)務(wù)支撐單位。正在開展的短期氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工作,通過網(wǎng)站、電視、手機(jī)短信、固話語音和傳真等方式發(fā)布預(yù)警信息的程序暢通,對(duì)于開展短時(shí)期向地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警十分有利。

3 技術(shù)方法

3.1 預(yù)警指標(biāo)與取值

實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害短時(shí)預(yù)警指標(biāo)主要包括地質(zhì)環(huán)境背景單元、實(shí)時(shí)降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、氣象定量降水預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和地質(zhì)災(zāi)害群測(cè)群防點(diǎn)數(shù)據(jù)4方面。

(1)地質(zhì)環(huán)境背景分析單元:是基于地質(zhì)環(huán)境背景、人類活動(dòng)背景、地質(zhì)災(zāi)害分布和地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)結(jié)果等要素,采用適宜的數(shù)學(xué)模型計(jì)算評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行全省地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃。在此基礎(chǔ)上,利用全省1∶5萬小流域分區(qū)界線對(duì)其進(jìn)行再次分割,形成包括1145個(gè)預(yù)警分析單元的預(yù)警區(qū)劃圖。

(2)實(shí)時(shí)降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù):主要選取省水文局的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)1h一次的單站點(diǎn)降雨數(shù)據(jù)。結(jié)合實(shí)時(shí)氣象雷達(dá)拼圖對(duì)單站點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正,并根據(jù)地形地貌特征、泰森多邊形原理和同區(qū)取高原理將點(diǎn)雨量轉(zhuǎn)化為面雨量,獲取各分析單元不同時(shí)段降雨數(shù)據(jù)。

(3)短時(shí)氣象定量降水預(yù)報(bào)數(shù)據(jù):選取廣東省氣象臺(tái)“基于 GRAPES的綜合臨近預(yù)報(bào)系統(tǒng)(雨燕GRAPES-SWIFT)”的分析數(shù)據(jù),獲取3h臨近預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和落區(qū)預(yù)報(bào)。與預(yù)警區(qū)劃圖疊加,得出各分析單元的臨近3h降雨預(yù)報(bào)。

(4)地質(zhì)災(zāi)害群測(cè)群防點(diǎn)數(shù)據(jù):基于縣(市)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)害調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害巡查、地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查工作,建立的地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和群測(cè)群防管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。調(diào)用地質(zhì)災(zāi)害群測(cè)群防信息(包括群測(cè)群防人員、群測(cè)群防責(zé)任人通訊號(hào)碼)的隱患點(diǎn)穩(wěn)定情況,對(duì)其分布與分析單元進(jìn)行空間分析。

3.2 預(yù)警模型

基于不同預(yù)警分析單元的地質(zhì)環(huán)境背景、人類活動(dòng)背景、地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)結(jié)果和近年來災(zāi)情發(fā)生頻度及勢(shì)能釋放程度等要素,通過歸一化方程對(duì)其建立相關(guān)預(yù)警分析模型。預(yù)警分析模型可抽象為:

式中,T為預(yù)警分析單元內(nèi)區(qū)域斜坡系統(tǒng)發(fā)災(zāi)指數(shù);G為地質(zhì)背景環(huán)境條件貢獻(xiàn)的指數(shù);R為降雨貢獻(xiàn)的指數(shù),R=Rp+Rf;Rp為前期過程雨量,Rf為預(yù)報(bào)雨量;L為災(zāi)害發(fā)生損耗的指數(shù);Ti為預(yù)警等級(jí),用對(duì)應(yīng)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率所需的臨界指數(shù)表示,Ti=Gi+Ri-Li,即式(1)可表示為:

針對(duì)具體預(yù)警區(qū)域(分析單元)通過統(tǒng)計(jì)歷年強(qiáng)降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害事件前期過程雨量、災(zāi)前1～3 h的時(shí)段雨量和區(qū)內(nèi)類似降雨強(qiáng)度的發(fā)災(zāi)頻次,進(jìn)行校核計(jì)算,得出不同發(fā)災(zāi)概率結(jié)果下的臨界雨量,即不同預(yù)警等級(jí)時(shí)的臨界雨量,即:

因此,同一預(yù)警分析單元的臨界雨量也是一個(gè)變量,同一預(yù)警分析單元臨界雨量值基于區(qū)域地質(zhì)環(huán)境、隨著人類活動(dòng)、前期降雨極值和區(qū)域內(nèi)災(zāi)害災(zāi)情的周期變化而進(jìn)行階段性修正?？稍陬A(yù)警分析前,通過模型參數(shù)的改變分析計(jì)算及時(shí)更新重新確定;實(shí)時(shí)預(yù)警分析可簡(jiǎn)化為本次過程降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和未來3h臨近預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)之和(Rp+Rf)與最新設(shè)定臨界雨量值(Ri)的簡(jiǎn)單大小比較,保證整個(gè)預(yù)警分析在3～5min內(nèi)完成,提高運(yùn)算的時(shí)效性。

3.3 預(yù)警系統(tǒng)

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的需要,采用了以ArcGIS為主的地理信息系統(tǒng)平臺(tái)為基礎(chǔ),構(gòu)建了“廣東省地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息系統(tǒng)”。系統(tǒng)利用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)、GIS技術(shù)、Internet技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害防治工作管理信息化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警科學(xué)化、地質(zhì)災(zāi)害信息服務(wù)社會(huì)化、綜合事務(wù)管理計(jì)算機(jī)化等功能;做到快捷、準(zhǔn)確和科學(xué)地匯總、統(tǒng)計(jì)、分析和管理地質(zhì)災(zāi)害信息,為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警建立一個(gè)穩(wěn)定、可靠的決策和預(yù)警信息平臺(tái)。系統(tǒng)由基礎(chǔ)地理管理、地質(zhì)水文管理、氣象信息管理、災(zāi)害數(shù)據(jù)管理、災(zāi)害預(yù)警分析、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、預(yù)警成果簽批、預(yù)警信息發(fā)布、領(lǐng)導(dǎo)決策支持系統(tǒng)等9個(gè)子系統(tǒng)組成,形成了廣東省全省范圍內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害和氣象信息采集、傳輸、管理、分析、決策、發(fā)布于一體的綜合系統(tǒng)。

4 效果檢驗(yàn)

4.1 檢驗(yàn)的選取

預(yù)警效果檢驗(yàn)是對(duì)所提出的條件、模型、方法體系是否達(dá)到預(yù)期并適合廣東的應(yīng)用的驗(yàn)證,也是預(yù)警系統(tǒng)研究的必不可少的重要環(huán)節(jié)。按照降雨型地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)工作思路,即根據(jù)各預(yù)警分析單元的地質(zhì)環(huán)境背景(基礎(chǔ)因素)與氣象條件(引發(fā)因素)的耦合關(guān)系進(jìn)行時(shí)間和空間分析,因此檢驗(yàn)的選取按照預(yù)警時(shí)段、氣象條件與預(yù)警范圍三方面進(jìn)行。

(1)預(yù)警時(shí)段:筆者對(duì)2009～2010年汛期的崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間與災(zāi)害發(fā)生時(shí)的前期強(qiáng)降雨過程時(shí)間進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)有81.2%的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生在強(qiáng)降雨的當(dāng)天。其中,2001年5月7日、6月15日、6月25日、9月 3日和 9月 21日 5次群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害均發(fā)生在強(qiáng)降雨后的0～3h之間,幾乎與強(qiáng)降雨同步發(fā)生。因此,選取了2009年03號(hào)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“蓮花”和2010年9月19日“凡亞比”超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)發(fā)生為例。

(2)氣象條件:目前系統(tǒng)可獲取1h一次的單站點(diǎn)降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)錄入數(shù)據(jù)庫,與前期數(shù)據(jù)(根據(jù)實(shí)際情況人為設(shè)定統(tǒng)計(jì)時(shí)間段)隨機(jī)累計(jì)成過程雨量;短時(shí)氣象定量降水預(yù)報(bào)數(shù)據(jù),即3h臨近預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)可根據(jù)應(yīng)急需要實(shí)現(xiàn)1h一次更新共享。因此,預(yù)警分析頻率可根據(jù)數(shù)據(jù)更頻率基于過程雨量和3h臨近預(yù)報(bào)雨量實(shí)現(xiàn)最短1h一次的預(yù)警分析和發(fā)布,可滿足即雨即發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警需要。

(3)預(yù)警區(qū)范圍:根據(jù)收集的降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況和相應(yīng)的氣象資料,筆者以03號(hào)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“蓮花”和“凡亞比”超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)所涉及的廣東省預(yù)警區(qū)域?yàn)榻纭?/p>

4.2 檢驗(yàn)分析:

(1)2009年03號(hào)強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“蓮花”于6月21日20時(shí)30分前后在福建省晉江市東石鎮(zhèn)沿海地區(qū)登陸。受其外圍環(huán)流影響,廣東省梅州、汕頭、潮州、揭陽等地區(qū)出現(xiàn)了局地大雨到暴雨,空間分布極不均勻,局地雨強(qiáng)度非常大。其中,梅州市平遠(yuǎn)縣22日8∶00～11∶00有6個(gè)站點(diǎn)錄得 158～427 mm不等的特大暴雨,大埔縣22日12∶00～15∶00有4個(gè)站點(diǎn)錄得123～391 mm不等的特大暴雨。由于21日的未來24 h預(yù)報(bào)雨量偏低(18～25 mm),根據(jù)降雨實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和臨近氣象預(yù)報(bào)結(jié)果,采用短時(shí)臨近預(yù)警模式,在22日早晨9∶00至下午14∶00期間,相繼對(duì)以上地區(qū)發(fā)出3～4級(jí)預(yù)警(圖1),并以電話和短信群發(fā)方式向各市縣國土資源主管部門有關(guān)人員及隱患點(diǎn)群測(cè)群防人員發(fā)出應(yīng)急短信。

圖1 2009年6月22日短時(shí)臨近預(yù)警結(jié)果圖Fig.1 Resultsof sho rt-time warning analysis for June 22-th,2009

據(jù)事后統(tǒng)計(jì),“蓮花”帶來的強(qiáng)降雨共引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害43起(780處),其中發(fā)生在平遠(yuǎn)縣大柘、石正、熱柘、東石等鎮(zhèn)共689處,由于應(yīng)急處置及時(shí),未造成人員傷亡;大埔縣境內(nèi)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害42起(92處),其中,僅1處滑坡災(zāi)害導(dǎo)致2人亡。上述地質(zhì)災(zāi)害全部發(fā)生在3～4級(jí)預(yù)警時(shí)空范圍內(nèi)。

(2)“凡亞比”超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)在臺(tái)灣和福建登陸后,于9月20日開始進(jìn)入廣東,自東向西橫掃南粵大地,廣東省中南部地區(qū)普降暴雨到大暴雨。其中,粵西的茂名市的信宜、陽江市部分市縣21日出現(xiàn)了特大暴雨。9月21日0時(shí)～10時(shí),信宜市、高州市、陽春市12個(gè)自動(dòng)雨量站降雨超200 mm。其中,高州市馬貴鎮(zhèn)降雨量達(dá)651.1 mm,屬超千年一遇。鑒于20日氣象24 h預(yù)測(cè)雨量偏小(45～60 mm),通過實(shí)時(shí)降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和未來3 h的定量降水預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)開展的短時(shí)臨近預(yù)警分析結(jié)果,從早晨6∶00開始相繼發(fā)布4～5級(jí)預(yù)警(圖2)。

據(jù)事后統(tǒng)計(jì),高州市馬貴鎮(zhèn)發(fā)生特大山洪和群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害,造成100余人傷亡。信宜市、高州市、陽春市地區(qū)相繼發(fā)生群發(fā)性崩、滑、流等地質(zhì)災(zāi)害共176處,其中有17處造成人員傷亡,共造成21人死亡、12人失蹤、4人受傷,全部為新增地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)。但各已查明并落實(shí)群測(cè)群防措施的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),由于預(yù)警及時(shí)、應(yīng)急響應(yīng)到位,均未出現(xiàn)人員傷亡,有效避免了更多的人員傷亡。

圖2 2010年9月21日短時(shí)臨近預(yù)警結(jié)果圖Fig.2 Resultsofshort-timewarninganalysisforSeptember21-th,2010

4.3 需要說明的問題

在筆者的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),注意降雨實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的真實(shí)性甄別,特別是自動(dòng)雨量站點(diǎn)降雨數(shù)據(jù),當(dāng)某個(gè)區(qū)域出現(xiàn)極個(gè)別站點(diǎn)數(shù)據(jù)異常突高時(shí),需結(jié)合雷達(dá)回波以及氣象預(yù)警信息進(jìn)行相互驗(yàn)證,必要時(shí)直接電話聯(lián)系落區(qū)基層氣象臺(tái)和站點(diǎn)附近的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)群測(cè)群防人員進(jìn)行核實(shí)。

短時(shí)預(yù)警分析頻率可根據(jù)數(shù)據(jù)更頻率基于過程雨量和3h臨近預(yù)報(bào)雨量實(shí)現(xiàn)最短1h一次的預(yù)警分析和發(fā)布,可滿足即雨即發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警需要。其預(yù)警發(fā)布的有效時(shí)段,在充分考慮前期過程實(shí)際降雨數(shù)據(jù),每次預(yù)警基本綜合了前一次預(yù)警成果,可根據(jù)預(yù)警分析發(fā)布頻率、氣象條件(持續(xù)降雨或短時(shí)強(qiáng)降雨)設(shè)定3h、6h、12h的有效期。

5 預(yù)警意義

短時(shí)臨近地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警較短期(24h或更長(zhǎng))預(yù)警具有更高準(zhǔn)確率,同時(shí)具有很高的急迫性和時(shí)效性,對(duì)各級(jí)管理部門、群測(cè)群防人員及社會(huì)的關(guān)注程度提出較高要求。從2008年開始,廣東省國土資源廳與廣東省財(cái)政廳聯(lián)合每年對(duì)成功預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的集體及個(gè)人(不包括從事地質(zhì)災(zāi)害防治工作的國家工作人員)給予獎(jiǎng)勵(lì),進(jìn)一步提高社會(huì)關(guān)注程度和防災(zāi)積極性。筆者有幸參加2010年度全省地質(zhì)災(zāi)害成功預(yù)報(bào)授獎(jiǎng)申報(bào)材料的審核,從申報(bào)陳述材料中發(fā)現(xiàn),在19起成功預(yù)報(bào)中有16起是村干部或群測(cè)群防人員接到臨災(zāi)預(yù)警短信時(shí)及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施,主動(dòng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)發(fā)出警報(bào),組織受威脅人員成功撤離,初步統(tǒng)計(jì),共避免人員傷亡1139人。表明短時(shí)臨近地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警在廣東省地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)工作中發(fā)揮先鋒作用。省三防、省國土資源廳、氣象局多次發(fā)文對(duì)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警的臨災(zāi)預(yù)警和精細(xì)化預(yù)警提出了更高要求,廣東省地質(zhì)災(zāi)害短時(shí)臨近預(yù)警與監(jiān)測(cè)臨近預(yù)警組成較為完善的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警體系。

地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警是地質(zhì)災(zāi)害防治中的主動(dòng)性預(yù)防措施。它與通過區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害巡查和地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查工作所確定的群測(cè)群防網(wǎng)絡(luò)的隱患點(diǎn),共同組成地質(zhì)災(zāi)害主動(dòng)式防線。在本文4.2節(jié)的檢驗(yàn)中,對(duì)于區(qū)域性短時(shí)氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警結(jié)果所作的說明,表現(xiàn)出在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作中的深遠(yuǎn)意義。下面再用兩個(gè)成功案例來說明短時(shí)氣象地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警與群測(cè)群防網(wǎng)絡(luò)相集合,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)工作的現(xiàn)實(shí)意義。

案例一:2010年5月6日上楊村一帶突降大暴雨,由于是局地突發(fā)性強(qiáng)降雨,4h內(nèi)降雨量達(dá)330 mm。通過短時(shí)臨近預(yù)警在15時(shí)及時(shí)發(fā)布3級(jí)預(yù)警,16時(shí)發(fā)布為4級(jí)。監(jiān)測(cè)員在接到預(yù)警信息后,通過實(shí)地監(jiān)測(cè),及時(shí)將險(xiǎn)情上報(bào)當(dāng)?shù)卣按甯刹?果斷啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案于17時(shí)前組織轉(zhuǎn)移村莊受威脅人員約32人。19時(shí)30分,泥石流攜帶巨大塊石和粘土從村莊中部直沖而過,直接沖毀房屋12間,毀壞農(nóng)田3.3 hm2,造成有4戶人無家可歸,未造成人員傷亡。

案例二:2010年9月21日,在超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“凡亞比”帶來的強(qiáng)降雨中,陽春市雙滘鎮(zhèn)榕木村委會(huì)支部書記在接到預(yù)警信息后,及時(shí)召集各自然村村長(zhǎng)及群測(cè)群防人員,啟動(dòng)擬定應(yīng)急預(yù)案,敲鑼打鼓,組織村民共825人撤離到安全地帶。在撤離不到半小時(shí),地質(zhì)災(zāi)害相繼發(fā)生,導(dǎo)致21棟房屋被毀,由于撤離及時(shí)無人員傷亡。

6 結(jié)語

短時(shí)臨近預(yù)警主要是針對(duì)廣東省以及類似的東南沿海省份受臺(tái)風(fēng)或局地強(qiáng)對(duì)流天氣影響明顯,即雨即滑型災(zāi)害頻繁的災(zāi)害特征而形成的一種地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警模型。也是同目前氣象在實(shí)時(shí)降雨監(jiān)測(cè)和短時(shí)降雨預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度進(jìn)一步提高的與時(shí)俱進(jìn),該預(yù)警模式在時(shí)間上對(duì)實(shí)時(shí)降雨和即將降雨數(shù)據(jù)做到及時(shí)獲取,可在降雨產(chǎn)生災(zāi)害性影響前發(fā)出預(yù)警,做好應(yīng)急處置;在空間上考慮降雨受地形影響與山區(qū)小流域分布吻合的特征,用小流域界線對(duì)全省地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃進(jìn)行進(jìn)一步分割細(xì)化生成的預(yù)警分析單元,做到各分析單元內(nèi)影響災(zāi)害發(fā)生的各項(xiàng)因子指標(biāo)的唯一性,是在短期預(yù)警的基礎(chǔ)上向精細(xì)化預(yù)警和臨災(zāi)預(yù)警又邁進(jìn)了一步。我們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)需注意以下問題:

(1)基礎(chǔ)研究的積累,是臺(tái)風(fēng)和局地短時(shí)強(qiáng)降雨引起的地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)案例的調(diào)查和研究。

(2)降雨量觀測(cè)站要具有代表性,即觀測(cè)降雨與災(zāi)害發(fā)生地點(diǎn)的實(shí)際雨量的差別不大。

(3)短時(shí)氣象定量降水預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度,特別是局地暴雨的落區(qū)和時(shí)間關(guān)系密切。

(4)準(zhǔn)確的臨近預(yù)警發(fā)出后,留給應(yīng)急響應(yīng)的時(shí)間僅有1～3 h,各級(jí)政府主管部門的應(yīng)急反應(yīng)機(jī)制與社會(huì)公眾認(rèn)可程度或減災(zāi)意識(shí)程度,為是否能成功避險(xiǎn)的關(guān)鍵因素。

[1] 劉傳正,等.中國地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)警方法與應(yīng)用[M].北京:地質(zhì)出版社,2009.

[2] 李媛,等.降雨誘發(fā)區(qū)域性滑坡預(yù)報(bào)預(yù)警方法研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2006,(2):101-107.

[3] 中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院.地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)方法示范[R].2005.

[4] 廣東省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.廣東省汛期地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)工作報(bào)告[R].2005～2009.

[5] 廣東省國土資源廳.廣東省地質(zhì)環(huán)境公報(bào)[R].2005～2009.

REAL IZATION AND SIGNIFICANCEOF EARLY-WARNINGOF GEO-HAZARD IN SHORT-TIM EM ETEOROLOGY IN GUANGDONG

Wei Ping-xin1,Yang Sen-lin2
(1.Geological Environment Monitoring Station of Guangdong Province,Guangzhou 510510,China;2.Guizhou Institute of Geological Environment Monito ring,Guiyang 550004,China)

Sho rt-timemeteo rologicalwarning is necessary for the geo-hazards in the southeastern coast p rone to frequent landslides with instant rainfalls by severe convective weather.A warning analysis model of normalized equation is established,in w hich real-time rainfall,weather fo recast and data from monitoring&p revention pointsare used acco rding to the warning unit.Then A rc-GIS platfo rm is used to build“Guangdong Geo-hazard Warning Info rmation System”.The test w ith the geo-hazards f rom 2009 to 2010 in Guangdong p roved the system effective.

geological hazards;weather;short-time warning;Guangdong

P426.616

A

1006-4362(2011)02-0054-06

2011-01-13 改回日期: 2011-03-21

魏平新(1974- ),男,工程師,長(zhǎng)期從事水工環(huán)地質(zhì)研究與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工作。