孟 茹，鄭薇薇，胡江波，黃澤群，孟 凱

(陜西省漢中市氣象局，陜西漢中 723000)

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漢中市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)效益評估方法

孟 茹，鄭薇薇，胡江波，黃澤群，孟 凱

(陜西省漢中市氣象局，陜西漢中 723000)

在統(tǒng)計2011—2014年漢中市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警產(chǎn)品、檢驗質(zhì)量、跟蹤服務(wù)效果的基礎(chǔ)上，探討定量評估地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)的方法，提取預(yù)報準(zhǔn)確率、預(yù)報服務(wù)覆蓋率、預(yù)報服務(wù)時效、可能預(yù)防能力4個評估因子建立評估模型。通過實例評估，得出漢中市氣象災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警服務(wù)效益評估為72%，說明風(fēng)險預(yù)警準(zhǔn)確率和服務(wù)時效是提高地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)水平的兩項重要指標(biāo)。

地質(zhì)災(zāi)害；氣象風(fēng)險；預(yù)警服務(wù)；效益評估；漢中市

我國地質(zhì)災(zāi)害種類多、分布廣泛、發(fā)生頻繁，是世界上地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重的國家之一[1]。桑凱[2]研究近60年我國滑坡災(zāi)害發(fā)現(xiàn)，秦巴山區(qū)一帶是滑坡災(zāi)害發(fā)生最為嚴(yán)重的地區(qū)，且滑坡災(zāi)害中90%以上是由降雨導(dǎo)致的。漢中市地處秦巴山區(qū)間，由于其特殊的地理位置、人為環(huán)境及復(fù)雜的地形地貌、氣象條件、地質(zhì)條件，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與降水在時間上具有很好的一致性，誘發(fā)漢中地質(zhì)災(zāi)害的降雨類型主要是短時強降雨，災(zāi)害大多發(fā)生于降水的中后期或略滯后于降水期。

地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評估目前沒有一個統(tǒng)一的概念體系和理論框架。胡凱衡等[3]構(gòu)建了滑坡泥石流風(fēng)險評估的理論框架。氣象服務(wù)效益評估是一個難度較大的課題，國內(nèi)外一些專家已從氣象服務(wù)效益的概念出發(fā)，結(jié)合經(jīng)濟學(xué)理論，采用各種屬性統(tǒng)計方法對氣象服務(wù)效益進行過分析[4-6]，戴有學(xué)等[4]、張鈦仁[5]提出了一種將預(yù)報服務(wù)經(jīng)驗和數(shù)學(xué)統(tǒng)計相結(jié)合，客觀計算預(yù)報服務(wù)經(jīng)濟效益的方法。但迄今未形成一種公認(rèn)的評價方法和評估模式。筆者以漢中市山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)為例對服務(wù)效益評估進行探討。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況 漢中市位于陜西省西南部(105°30′50″～108°16′45″ E、32°08′54″～33°53′16″ N)，北界秦嶺主脊最大直線長度東西為258.6 km，南北為192.9 km。地勢四周高而中間底，北靠秦嶺，南障巴山，兩者之間是漢江上游谷地。按地貌分山地、丘陵和平川三類，呈東西向條帶狀分布。漢中區(qū)內(nèi)氣候具有明顯的季風(fēng)氣候特點，四季較熱帶地區(qū)明顯，夏無酷熱，冬無嚴(yán)寒，春季溫度回升迅速、間有倒春寒現(xiàn)象，秋涼濕潤多連陰雨。年平均氣溫13.7 ℃，年降水量894.6 mm，年降雨日數(shù)為117.9 d。主要災(zāi)害性天氣是暴雨、冬春連旱、秋季連陰雨、雷電、大風(fēng)等。2008年以來，鎮(zhèn)巴、南鄭、寧強是漢中市暴雨中心，是暴雨、大暴雨、特大暴雨最多發(fā)的縣區(qū)，其次為留壩、佛坪、西鄉(xiāng)、洋縣等縣區(qū)[7]。

秦嶺經(jīng)多期構(gòu)造運動、巖漿活動和區(qū)域變質(zhì)，形成隆起坳陷相間，自北向南為推覆的巨型迭瓦式構(gòu)造地帶。巴山是海西期褶皺成山，阿爾卑斯期斷裂切割形成峽谷中山區(qū)，其走向受到巴山弧構(gòu)造的控制，山地多有結(jié)晶灰?guī)r、二迭、三迭系灰?guī)r組成。根據(jù)2013年度排查，目前漢中具有潛在威脅的地質(zhì)災(zāi)害隱患點2090處，災(zāi)害類型有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫5種，其中滑坡是最主要的地質(zhì)災(zāi)害隱患(表1)。

表1 漢中市地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計

1.2 資料來源和分析方法 所用資料來源于2011—2014年漢中市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警產(chǎn)品。通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)、確定評價因子、建立評估模型、評估案例等步驟來探討地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警評估方法。其中，評估案例選取2011年7月5日略陽縣金亞路滑坡。

2 結(jié)果與分析

2.1 評估因子的確定 氣象預(yù)報預(yù)警產(chǎn)品是一種信息，而影響信息價值的主要因子是信息的準(zhǔn)確程度、信息的擴散程度、接收信息的有效時間和信息利用者的應(yīng)用能力。因此，評估風(fēng)險預(yù)警服務(wù)效益選取的主要評估因子為預(yù)警準(zhǔn)確率(V)、預(yù)警服務(wù)覆蓋率(P)、預(yù)警服務(wù)時效(E)、可能預(yù)防能力(Z)。通過這4個主要因子的綜合作用，可以較為全面地反映出每次地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警服務(wù)的效益。

2.1.1 預(yù)警準(zhǔn)確率。根據(jù)中國氣象局《暴雨誘發(fā)中小河流洪水和山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)業(yè)務(wù)規(guī)范》(氣減函〔2013〕34號)規(guī)定，風(fēng)險預(yù)警準(zhǔn)確率用命中率和漏報率表示，檢驗時以縣為單位(1個縣視作1次)，如果預(yù)警中提及的縣出現(xiàn)了災(zāi)害，則視為正確，否則為空報；如果沒有預(yù)警而實況出現(xiàn)了災(zāi)害則視為漏報。

式中，NA為風(fēng)險預(yù)警服務(wù)產(chǎn)品發(fā)布正確的次數(shù)，NB為風(fēng)險預(yù)警服務(wù)產(chǎn)品發(fā)布空報次數(shù)，NC為風(fēng)險預(yù)警服務(wù)產(chǎn)品發(fā)布漏報次數(shù)。

預(yù)警服務(wù)效果的檢驗以降水過程評價為主，如果某次降水過程中開展了氣象災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警服務(wù)，且實況也出現(xiàn)了滑坡、泥石流、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，或地方相關(guān)部門收到預(yù)警后采取了有關(guān)避災(zāi)救災(zāi)措施等，則評價該降水過程的風(fēng)險預(yù)警服務(wù)效果好。2011—2014年漢中市氣象臺共發(fā)布地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警產(chǎn)品59期(市縣共發(fā)布140期)，準(zhǔn)確率為100%。

2.1.2 預(yù)警服務(wù)覆蓋率。氣象部門致力于預(yù)警信息發(fā)布能力建設(shè)，通過自建或共享等方式拓寬預(yù)警信息發(fā)布覆蓋面，在傳統(tǒng)的電視、廣播、報紙等預(yù)報預(yù)警信息傳播的基礎(chǔ)上，氣象預(yù)警短信、12121電話、預(yù)警信號發(fā)布“綠色通道”、突發(fā)公共預(yù)警平臺、電子顯示屏、預(yù)警大喇叭、微博、微信等新型媒體的興起，已經(jīng)成為社會公眾獲得氣象信息的主要途徑。因此，漢中市山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)覆蓋面基本能達90%以上。

2.1.3 預(yù)警服務(wù)時效。預(yù)警服務(wù)時效與預(yù)警服務(wù)時效t有關(guān)。一般認(rèn)為，當(dāng)預(yù)警時效t為72 h時，能完全做好減災(zāi)準(zhǔn)備。但也存在時效長，由于人的惰性而不敏感，搶險救災(zāi)的組織工作相對容易放松，反而是越臨近災(zāi)害發(fā)生，其防災(zāi)減災(zāi)意識越強[8]。同時，預(yù)警時效增長，又加大了氣象預(yù)報的難度，因此設(shè)置一個合適的預(yù)警時效也是一個難點。目前，尚無一個標(biāo)準(zhǔn)的時效設(shè)置量化標(biāo)準(zhǔn)，該研究參照一般公認(rèn)的暴雨標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警預(yù)報時效和服務(wù)時效，即當(dāng)氣象風(fēng)險預(yù)警產(chǎn)品實時發(fā)布時，預(yù)警服務(wù)時效為0；在24 h內(nèi)發(fā)布時，服務(wù)時效為80%；在24～48 h發(fā)布時，服務(wù)時效為90%；在48 h以上發(fā)布時，服務(wù)時效為100%。

2.1.4 可能預(yù)防能力。地質(zhì)災(zāi)害的可預(yù)防能力主要取決于雨量大小、當(dāng)?shù)氐乩?、地質(zhì)災(zāi)害防御條件。按照《漢中市地質(zhì)災(zāi)害防治方案》，漢中市地質(zhì)災(zāi)害防范區(qū)劃分為：

(1)重要防范區(qū)。重要防范區(qū)總面積約13 775.86 km2，占全市國土面積的50.5%。區(qū)內(nèi)共有地質(zhì)災(zāi)害隱患點1 824處，分為4個亞區(qū)，即北部留壩和東部城固—洋縣以滑坡、崩塌、泥石流為主的防治區(qū)；東北佛坪以滑坡、泥石流為主的防治區(qū)；西南勉縣、略陽、寧強和南部南鄭以滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷為主的防治區(qū)；東部西鄉(xiāng)和東南鎮(zhèn)巴以滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷為主的防治區(qū)。

(2)重要防范點。威脅50人以上，穩(wěn)定性差、危險性大的隱患點共235處，分布全市11個縣區(qū)。

(3)重點防范城鎮(zhèn)。略陽縣城及略陽縣徐家坪鎮(zhèn)、白水江鎮(zhèn)；寧強縣城及寧強縣廣坪鎮(zhèn)、青木川鎮(zhèn)、燕子砭鎮(zhèn)、代家壩鎮(zhèn)；勉縣茶店鎮(zhèn)、老道寺鎮(zhèn)；佛坪縣袁家莊鎮(zhèn)、長角壩鎮(zhèn)；鎮(zhèn)巴縣城以及鎮(zhèn)巴鹽場、巴山、觀音鎮(zhèn)；留壩縣江口鎮(zhèn)；南鄭縣碑壩鎮(zhèn)、新集鎮(zhèn)；城固縣小河鎮(zhèn)、原公鎮(zhèn)。

(4)重點防范路段。鐵路有寶成鐵路、陽安鐵路漢中段；公路有西漢高速、十天高速、正在建設(shè)中的寶巴高速，國道G210、G108、G316漢中段及省道S211、S309漢中段。

(5)重點防范礦區(qū)。略陽煎茶嶺金礦區(qū)、寧強黎家營錳礦區(qū)、勉縣茶店磷礦區(qū)。

(6)一般防范區(qū)。一般防治區(qū)總面積約13 470.14 km2，占國土面積的49.5%。

可預(yù)防能力主要取決于當(dāng)?shù)卣木C合實力，這方面氣象服務(wù)發(fā)揮余地不大，因此，如果地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警預(yù)報發(fā)生在上述重要防范區(qū)、重要防范點、重點防范城鎮(zhèn)、重點防范路段、重點防范礦區(qū)內(nèi)，認(rèn)為可能預(yù)防能力Z=1.0。如果預(yù)報發(fā)生在一般防范區(qū)內(nèi)，認(rèn)為可預(yù)防能力Z=0.9。

2.2 山洪地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警效益評估模型的建立 根據(jù)評估的4個因子，可以得到山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)效益的數(shù)學(xué)評估模型為：W=P×V×E×Z，式中，W是[-1，1]的相對值，它表征一次風(fēng)險預(yù)警服務(wù)中的預(yù)警準(zhǔn)確率、時效、服務(wù)覆蓋面和可預(yù)防能力的綜合指標(biāo)。

2.3 評估案例

2.3.1 災(zāi)情。 2011年7月5日11：00前后，在略陽縣城金亞路段出現(xiàn)山體滑坡，滑坡體約5 000 m3，現(xiàn)場12間房屋瞬間被埋。309省道嚴(yán)重堵塞，塌方路段兩端滯留車輛達2000多輛。略陽縣民政局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，此次山體滑坡事件已造成18人死亡、4人受傷、1人失蹤。

2.3.2 雨情。略陽本站(象山山頂)5日降水量62.7 mm。7月5日01：00—6日09：00，略陽縣多個區(qū)域站的降水量達50 mm，局部達100 mm。而滑坡事件發(fā)生的前2 h是降雨最為集中的時段，5日08：00—10：00略陽縣降水量為30～40 mm。短時間的集中強降水誘發(fā)了這次地質(zhì)災(zāi)害。

2.3.3 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警發(fā)布情況。漢中市氣象局和漢中市國土資源局7月5日08：00聯(lián)合發(fā)布了《地質(zhì)災(zāi)害氣象等級預(yù)報》第3期，預(yù)報未來寧強、略陽、南鄭、留壩中部、洋縣北部、佛坪、西鄉(xiāng)、鎮(zhèn)巴南部地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報等級為3級(圖1)，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大。并提醒相關(guān)部門注意防范。

圖1 2011年7月5日漢中市地質(zhì)災(zāi)害氣象等級預(yù)報Fig.1 Forecast of geological disaster meteorological grade on July 5，2011

2.3.4 評估評分。此次風(fēng)險預(yù)警的預(yù)警準(zhǔn)確率為100%(V=1)，預(yù)警服務(wù)覆蓋率為90%(P=0.9)，預(yù)警服務(wù)時效在24 h內(nèi)(E=0.8)，略陽縣城金亞路是地質(zhì)災(zāi)害重點防范鄉(xiāng)鎮(zhèn)，可預(yù)防能力Z=1.0，根據(jù)評估模型計算得出風(fēng)險評估得分W為72%。

分析預(yù)警在不同預(yù)報時效下的假設(shè)服務(wù)效益評估結(jié)果(表2)發(fā)現(xiàn)，實時預(yù)警時，E=0，防范效果為0，評估為0；發(fā)布預(yù)警提前時間在24 h內(nèi)，即預(yù)警服務(wù)時效為80%時，評估得分為72%；以此類推，當(dāng)發(fā)布預(yù)警提前時間>48 h時，此時預(yù)警高發(fā)地區(qū)有充足的時間做好防范措施，即預(yù)警服務(wù)時效為100%，此時風(fēng)險預(yù)警效果最好，評估得分為100%。說明預(yù)警準(zhǔn)確率(V)和預(yù)警時效(E)是決定預(yù)警服務(wù)效益的重要因素。

表2 預(yù)警時效t對應(yīng)的預(yù)警服務(wù)時效(E)和風(fēng)險評估(W)

Table 2 Warning service limitation(E)and risk assessment (W)corresponding to early warning prescriptiont

t∥hE∥%W∥%t=0000

2.3.5 評估結(jié)果。從上述案例的假設(shè)評估結(jié)果來看，可預(yù)防能力取決于當(dāng)?shù)卣C合實力，此部分氣象服務(wù)沒有可發(fā)揮的余地；預(yù)報服務(wù)覆蓋率在現(xiàn)有條件下，提升空間不大；預(yù)警準(zhǔn)確率和預(yù)警時效是決定地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)效益的重要因素，也是氣象部門本職工作所在，可以有更大地提升空間。

3 小結(jié)與討論

對2011—2014年漢中市災(zāi)害性天氣(暴雨)時段、地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)產(chǎn)品制作及發(fā)布情況、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生情況進行統(tǒng)計、整理，建立了氣象風(fēng)險預(yù)警產(chǎn)品服務(wù)評估模型，對近4年漢中市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)效益從服務(wù)覆蓋率、服務(wù)時效、預(yù)警準(zhǔn)確率和可預(yù)報能力4個評估因子進行量化評估，綜合評估分值W為72%。

此種評估方法給出的是每次預(yù)警服務(wù)效益的相對值，不能體現(xiàn)其絕對經(jīng)濟價值，但可以用此種方法分析每次氣象服務(wù)成敗的原因，從預(yù)報準(zhǔn)確率、預(yù)報時效等方面來提高氣象服務(wù)水平。

影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的原因很多，該研究在選定評價指標(biāo)時盡可能選取與地質(zhì)災(zāi)害有關(guān)的關(guān)鍵指標(biāo)。但限于資料及個人能力，有些指標(biāo)沒有考慮到，在以后的研究工作中需進一步完善。如預(yù)警準(zhǔn)確率的量化評估；預(yù)警服務(wù)產(chǎn)品是針對未來24 h的，按照目前設(shè)置的服務(wù)時效指標(biāo)最大上限為0.8，也就限定了綜合指標(biāo)的上限；可預(yù)防能力指標(biāo)的賦值根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害重點防御分區(qū)來確定，較為粗放。

[1] 馮翠娥，周建偉，周愛國.當(dāng)前世界環(huán)境地質(zhì)學(xué)發(fā)展特點趨向及我國主要環(huán)境地質(zhì)學(xué)問題分析[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2004，15(2)：9-14.

[2] 桑凱.近60年中國滑坡災(zāi)害數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析[J].科技傳播，2013(10)：129-130.

[3] 胡凱衡，丁明濤.滑坡泥石流風(fēng)險評估框架體系[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2013，24(2)：26-30.

[4] 戴有學(xué)，郭志芳，代淑媚，等.氣象服務(wù)經(jīng)濟效益的一種客觀計算方法[J].氣象科技，2006，34(6)：741-744.

[5] 張鈦仁.氣象現(xiàn)代化業(yè)務(wù)效益評價方法探討及評估[J].成都?xì)庀髮W(xué)院學(xué)報，1987，12(1)：8-15.

[6] 姜愛軍，屠其璞，陳廣昌，等.氣象預(yù)報服務(wù)效益評估方法研究：以暴雨預(yù)報服務(wù)為例[J].氣象科學(xué)，2008，28(4)：435-439.

[7] 蘇俊輝，胡江波，趙奎鋒.2008年以來漢中市暴雨災(zāi)害及對策探討[J].綠色科技，2013(11)：209-210.

[8] 周福.重大氣象災(zāi)害(臺風(fēng)、暴雨)服務(wù)效益評估研究[J].科技通報，1998，14(1)：39-43.

科技論文寫作規(guī)范——標(biāo)點符號

標(biāo)點符號按照GB/T 15834—2011執(zhí)行，每個標(biāo)點占1格(破折號占2格)。外文中的標(biāo)點符號按照外文的規(guī)范和習(xí)慣。外文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字、百分號等并列時，其間用“，”，不用頓號“、”。注意破折號“——”、一字線“—”(浪紋線“～”)和短橫線“-”的不同用法。破折號又稱兩字線或雙連劃，占2個字身位置；一字線占1個字身位置，短橫線又稱半字線或?qū)﹂_劃，占半個字身位置。破折號可作文中的補充性說明(如注釋、插入語等)，或用于公式或圖表的說明文字中。一字線“—”(浪紋線“～”)用于表示標(biāo)示相關(guān)項目(如時間、地域等)的起止。例如1949—1986年，北京—上海特別旅客快車。參考文獻范圍號用“-”。短橫線用于連接詞組，或用于連接化合物名稱與其前面的符號或位序，或用于公式、表格、插圖、插題、型號、樣本等的編號。外文中的破折號(Dash)的字身與m寬，俗稱m Dash，其用法與中文中的破折號相當(dāng)。外文的連接符俗稱哈芬(hyphen)。其中，對開哈芬的字身為m字身的一半，相當(dāng)于中文中范圍號的用法；三開哈芬的字身為m字母的1/3，相當(dāng)于中文中的短橫線的用法。

Evaluation Method of Geological Hazard Meteorological Risk Early Warning Service Benefit in Hanzhong City

MENG Ru, ZHENG Wei-wei, HU Jiang-bo et al

(Hanzhong Meteorological Bureau, Hanzhong, Shaanxi 723000)

Based on the statistics of the geological disaster meteorological risk early warning products, quality inspection, tracking service effect in Hanzhong City during 2011-2014, the quantitative evaluation method of geological hazard meteorological risk early warning service was discussed, four evaluation factors including forecast accuracy, forecast service coverage, forecast service limitation, possible preventive ability were adopted to set up evaluation model. By an example evaluation of Hanzhong, meteorological disaster risk early warning service benefit was 72%, indicating risk early warning accuracy and service efficiency are two important indicators to improve service level of geological hazard meteorological risk early warning.

Geologic hazard; Meteorological risk; Early warning service; Benefit evaluation; Hanzhong City

陜西省氣象局科技創(chuàng)新基金計劃項目(2014M-34)。

孟茹(1971- )，女，陜西漢中人，高級工程師，從事應(yīng)用氣象服務(wù)研究。

2016-10-31

S 429

A

0517-6611(2016)36-0210-03