本刊記者 岳尚華
寶興縣某處重大山體滑坡(黃寶忠攝)
雅安地震發(fā)生后,“松而未滑、搖而未掉”的山體極易引發(fā)泥石流、滑坡等次生地質(zhì)災(zāi)害,如果得不到及時的預(yù)警預(yù)報,同樣會造成嚴重的人員傷亡及財產(chǎn)損失。汛期將至,雅安地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報工作怎樣進行?雅安地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警示范區(qū)近幾年獲得了怎樣的發(fā)展?針對這些問題,本刊記者采訪了中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院副總工程師周平根。
《地球》:據(jù)悉,自地震發(fā)生后,國土資源部相關(guān)專家就奔赴災(zāi)區(qū),對地質(zhì)災(zāi)害隱患點進行排查,并提供應(yīng)急技術(shù)支撐。您在雅安地區(qū)從事了10年的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報,能給我們介紹下監(jiān)測院在雅安地區(qū)的災(zāi)害預(yù)警工作嗎?目前的工作進展如何?
周平根:地震發(fā)生當天,我們監(jiān)測院在雅安工作的技術(shù)人員就立即開展了對地質(zhì)災(zāi)害的排查工作。在隨后的幾天,陸續(xù)有來自國土資源部和四川省國土資源廳的300多名專家來到雅安地震區(qū),加入到地質(zhì)災(zāi)害排查工作中。截至4月30日,據(jù)國土資源部統(tǒng)計的數(shù)據(jù),雅安全市共排查地質(zhì)災(zāi)害隱患點2432處,其中794處是新增的。
在進行災(zāi)害排查的同時,監(jiān)測院的專家協(xié)助雅安市政府開展地質(zhì)災(zāi)害避險演練。4月26日,雅安市在六縣兩區(qū)同時啟動了地震后的首次地質(zhì)災(zāi)害避險演練,13場演練,1700余人參與。地質(zhì)災(zāi)害的特點、發(fā)生時的征兆及避險路線等專業(yè)知識都是我們監(jiān)測院及其他地質(zhì)災(zāi)害專家提供的。
地質(zhì)災(zāi)害排查完后,接下來的工作就是根據(jù)調(diào)查和排查的資料,包括隱患點的地理位置、影響因素等繪制地質(zhì)災(zāi)害等級分布圖及易發(fā)性分布圖。有了這些數(shù)據(jù)后,結(jié)合我們已經(jīng)研究得出的預(yù)警判據(jù)和模型,就可以根據(jù)氣象局發(fā)布的天氣預(yù)報,對可能的地質(zhì)災(zāi)害進行預(yù)警預(yù)報。
幾年前我們在雅安市建立了雨城區(qū)和漢源縣兩個地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警示范區(qū),前幾年取得了比較好的實踐效果,接下來我們要在整個雅安市推廣。等雅安市所有縣全部覆蓋了這種監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng),就可以對地質(zhì)災(zāi)害進行實時實地預(yù)警了。我們稱之為時間加密和空間加密,這在全國將首屈一指。
《地球》:據(jù)悉,雅安地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警示范區(qū)是我國第一個以縣區(qū)行政范圍為對象,以突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測預(yù)警和群測群防相互結(jié)合的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警示范區(qū)。您能介紹一下它的發(fā)展情況嗎?
周平根:雅安地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警示范區(qū)始建于2001年。自2001年以來,在《雅安地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警示范》等國土資源大調(diào)查項目的支持下,中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院與清華大學(xué)、北京大學(xué)、西南交通大學(xué)及日本、韓國等國內(nèi)外多家高校、科研院所合作,投入大量資源開展了調(diào)查、評價、監(jiān)測、預(yù)警等研究工作。
到2005年,雅安的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報工作正式開始,為了提高預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)的穩(wěn)定性和時效性,讓預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)更易于訪問,預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)的優(yōu)化升級工作一直在不間斷地進行。2009年,在原有預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)前期運行的基礎(chǔ)上,開發(fā)了基于三維地理信息系統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警預(yù)報信息系統(tǒng),完成了雨城區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查預(yù)警系統(tǒng)搭建,初步建立了集地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)管理、專業(yè)監(jiān)測、預(yù)警預(yù)報為一體的三維信息系統(tǒng)。2010年完成了示范區(qū)市、縣兩級客戶端/服務(wù)器模式的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)的初步構(gòu)建,并新增了數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、群測群防、人文經(jīng)濟數(shù)據(jù)管理等模塊。
目前,示范區(qū)運行順利,工作內(nèi)容主要包括地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價、地質(zhì)災(zāi)害日常監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報等。雨城區(qū)和漢源縣是兩大示范區(qū)。我們現(xiàn)在正在把地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警示范區(qū)向全雅安市推廣,提高監(jiān)測密度。
《地球》:示范區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)是怎么運作的?
周平根:雅安地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)主要由地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和預(yù)警分析與發(fā)布軟件組成。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)的重要組成部分,由區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和單體滑坡多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)組成。
雨城區(qū)的區(qū)域降雨量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)是由13臺自動雨量計組成,是2005年安裝投入使用的,到2012年增加至28臺。這些雨量計用于實時降雨量監(jiān)測,為地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警提供數(shù)據(jù)。
滑坡多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)在雅安市峽口滑坡、多營滑坡等地布置多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng),安裝有自動雨量計、地下水水位計、裂縫位移計、固定GPS等設(shè)備,還在滑坡體上布設(shè)了監(jiān)測孔,開展深部位移自動監(jiān)測或使用便攜式測斜儀進行深部位移人工監(jiān)測。
中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測副總工程師周平根
典型地質(zhì)災(zāi)害體檢測設(shè)備多為自動運行,像自動雨量計、自動水位計等都是按照1小時1次的頻率定時發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器上;部分自動雨量計和裂縫位移計是觸發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù),在遇到監(jiān)測數(shù)據(jù)變化達到設(shè)定值時,就會向服務(wù)器發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù);便攜式測斜儀和人工水位計需要每三個月進行3次人工監(jiān)測和錄入數(shù)據(jù)。
服務(wù)器用來處理監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)并生成預(yù)警預(yù)報產(chǎn)品。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的所有數(shù)據(jù)都將被發(fā)送到服務(wù)器上,計算機通過程序?qū)@些數(shù)據(jù)進行加工,結(jié)合氣象局發(fā)布的氣象預(yù)報,可以生成地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報產(chǎn)品,我們的工作人員將產(chǎn)品上報給當?shù)卣?/p>
以雨城區(qū)為例,雨城區(qū)的汛期地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報工作是監(jiān)測預(yù)警項目的一個重要內(nèi)容,由項目組和雅安市氣象局、雅安市國土資源局共同合作開展。每年4月前后,這幾個部門都要召開例行座談,商討當年地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報工作事宜,確定具體措施。地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報工作從每年5月開始,9月底結(jié)束。
雨城區(qū)降雨量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測到實時數(shù)據(jù)和雅安市氣象局每天提供的中短期數(shù)值化降雨預(yù)報進入地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報系統(tǒng);系統(tǒng)通過計算生成地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報產(chǎn)品;將超過3級的通過電話、email等通知雅安市國土資源局、雨城區(qū)國土資源局、雅安市氣象局,進行預(yù)警產(chǎn)品發(fā)布。
《地球》:雅安地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)近幾年取得了什么成果?在實踐中的效果如何?
周平根:近幾年,以地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警示范區(qū)建設(shè)為依托,我們不斷探索地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測手段、預(yù)警預(yù)報技術(shù)方法等關(guān)鍵技術(shù),嘗試建立地質(zhì)因素、氣象和人類工程活動因素綜合作用的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警判據(jù)指標體系。
形成了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警區(qū)建設(shè)方案:要按照地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查評價-地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布設(shè)及運行-地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報判據(jù)模型研究及系統(tǒng)開發(fā)-群專結(jié)合的綜合減災(zāi)系統(tǒng)的運行的步驟開展建設(shè)工作。
開展了從1:5萬到1:1000等不同比例尺地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查工作,并進行了精細的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評價。
構(gòu)建了區(qū)域和單體2個地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)路:區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)以降雨量監(jiān)測和巖土體含水率組成;重點地質(zhì)災(zāi)害單體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)包括地表位移、深部位移、地下水等監(jiān)測設(shè)施。
探索了先進的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測手段及數(shù)據(jù)傳輸手段:開展了靜態(tài)GPS連續(xù)位移監(jiān)測試驗研究。本技術(shù)用于滑坡監(jiān)測尚屬國內(nèi)首次,為地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測領(lǐng)域引入了先進的技術(shù)。
建立了基于北斗一號衛(wèi)星系統(tǒng)的滑坡多參數(shù)自動監(jiān)測系統(tǒng),提高了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的精度和傳輸?shù)膶崟r性,解決了通信不發(fā)達地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害自動化監(jiān)測的解決方案。本成果為國家863課題“北斗一號用于地質(zhì)災(zāi)害自動化監(jiān)測預(yù)警示范系統(tǒng)研究”的主要組成部分,推進了北斗一號衛(wèi)星系統(tǒng)民用化。
開發(fā)了基于WEBGIS和降雨量實時監(jiān)測的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域預(yù)報預(yù)警系統(tǒng)和可視化的單體滑坡預(yù)報預(yù)警系統(tǒng),并和地方國土局、氣象局合作進行了運行,首次嘗試開展了縣市級地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報工作。
在雅安市雨城區(qū)已起到良好的地質(zhì)災(zāi)害減災(zāi)效果,也為后續(xù)開展的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警項目提供了經(jīng)驗。基于雅安研究試驗基地的多項科研成果獲得國土資源科學(xué)技術(shù)二等獎。
2009年和2011年,成功申報了“國土資源科普基地”和“國土資源野外觀測研究基地”兩個國家級基地。
在實際應(yīng)用中,預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)也取得了不錯的成果。2012年成功預(yù)報了7次地質(zhì)災(zāi)害。去年7月30日發(fā)布了雅安市雨城區(qū)31日的地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警,對草壩鎮(zhèn)、沙坪鎮(zhèn)等地發(fā)布了IV級預(yù)警,較為準確地預(yù)報了沙坪鎮(zhèn)四崗村滑坡和合江鎮(zhèn)張山村的高山廟滑坡。
這個監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)所采用的預(yù)警模型和降雨閥準確性比較高,但降雨預(yù)報的準確度對預(yù)警結(jié)果至關(guān)重要。如果氣象臺發(fā)布的降雨預(yù)報偏差大的話,預(yù)警結(jié)果也會出現(xiàn)偏差,反映到實際上來可能就是地質(zhì)災(zāi)害的漏報。
因為這個原因,2012年漏報了多起地質(zhì)災(zāi)害。去年7月份氣象臺預(yù)報漢源縣2日晚~3日為中雨,平均雨量為13.4mm,基于這些數(shù)據(jù),預(yù)警產(chǎn)品顯示最高預(yù)警級別為II級,我們就未發(fā)布災(zāi)害預(yù)警。結(jié)果2日晚至3日中午漢源縣局部降特大暴雨,雨量達150mm,引發(fā)多處泥石流,造成嚴重損失。事后項目組根據(jù)實際降雨情況重新制作了產(chǎn)品,顯示達到的預(yù)警級別為IV級,7處嚴重泥石流災(zāi)害中有4處位于IV級預(yù)警區(qū)。
從2008年開始,“四川雅安地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警試驗基地運行”成為“國家級地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測與預(yù)報”的一個組成部分,目的是在四川雅安地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警示范區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)上,實施區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警預(yù)報,開展大比例尺突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警判據(jù)研究,為提升全國地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報提供可靠的技術(shù)支持,并為研究不同類型和規(guī)模地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報提供判據(jù),優(yōu)化預(yù)警預(yù)報模型和程序。
在該監(jiān)測預(yù)警基地建設(shè)和項目研究過程中,中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院先后和澳大利亞昆士蘭理工大學(xué)、韓國地質(zhì)礦產(chǎn)研究院、日本古野電氣株式會社等在雅安基地開展地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價、監(jiān)測技術(shù)方法和預(yù)報預(yù)警技術(shù)的合作研究;和國內(nèi)的北京大學(xué)地球與空間技術(shù)學(xué)院、清華大學(xué)空間信息技術(shù)研究所,中國地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院,西南交通大學(xué)地質(zhì)工程系等開展了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)方法的合作研究。
在眾多科學(xué)研究投入下,區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)將成為防災(zāi)治災(zāi)的得力助手。