“浙江省地質災害隱患監(jiān)測網絡系統(tǒng)”成果通過鑒定

浙江省國土資源廳信息中心 朱興盛

“浙江省地質災害隱患監(jiān)測網絡系統(tǒng)”成果通過鑒定

浙江省國土資源廳信息中心 朱興盛

浙江省重大科技專項社會發(fā)展重點項目《浙江省地質災害隱患監(jiān)測網絡系統(tǒng)》于2011年1月14日在杭州通過浙江省科學技術廳組織的鑒定。專家一致認為，這項研究成果為浙江省預防和減輕降雨引發(fā)的滑坡、泥石流災害提供了有力的技術支持，在應用中取得顯著減災成效，對提高政府和公眾對地質災害的防范能力有重要意義，也為在全國其它類似地區(qū)的滑坡、泥石流預報預警與應急指揮系統(tǒng)建設提供了系統(tǒng)原型與整體解決方案，該成果總體上達到國際先進水平，在采用分形方法評價滑坡、泥石流易發(fā)程度等方面達到國際領先水平。

浙江“七山一水二分田”，陸域面積的70%為丘陵山區(qū)，一些大小不等的盆地錯落分布于丘陵山地之間。復雜的地質、地形和獨特的氣候背景，使浙江成為我國降雨引發(fā)滑坡、泥石流等突發(fā)地質災害最頻繁的地區(qū)之一。在浙江丘陵山區(qū)，滑坡和泥石流往往具有群發(fā)性，發(fā)生概率隨著地層巖石、地形地貌等不同而變化，一次強降雨可以引發(fā)十幾、數(shù)十處滑坡或泥石流，危害極大。特別是浙江經濟發(fā)達，人口稠密，極易出現(xiàn)小滑坡（泥石流）、大災害情況。

浙江省政府非常重視對地質災害的防治工作。2006年浙江省科學技術廳與浙江省國土資源廳共同立項，聯(lián)合支持開展“浙江省地質災害隱患監(jiān)測網絡系統(tǒng)”研究，目的是通過集成創(chuàng)新，建立區(qū)域預報與重點監(jiān)測結合的預報預警系統(tǒng)，提高對降雨引發(fā)滑坡、泥石流災害的科學防范能力，最大限度減少人員傷亡。

該項目由李長江教授級高級工程師、李青教授和唐小明博士負責，浙江省國土資源廳信息中心、中國計量學院、浙江省地質礦產研究所等單位科技人員組成科研團隊，從2006年至2010年，歷時4年聯(lián)合攻關，在對降雨引發(fā)滑坡、泥石流預報的理論、方法、監(jiān)測儀器及系統(tǒng)建設等方面取得系列創(chuàng)新成果，發(fā)表論文18篇、出版專著1本，獲得授權發(fā)明專利4項。

無論數(shù)值天氣預報模式的水平分辨率（格點間的距離）還是雨量監(jiān)測站的密度現(xiàn)在都還難以捕捉降雨模式的空間變化，尤其對于山區(qū)的極端降雨事件更是如此，對降雨預報和監(jiān)測的空間分辨率也遠遠大于實際滑坡（泥石流）的線性尺度。如何在當前的區(qū)域降雨預報和降雨監(jiān)測條件下，綜合利用下墊面的地質、地形和地貌等信息細化對降雨引發(fā)滑坡、泥石流預報的空間分辨率，是國際預防和減輕地質災害領域長期未能解決的一個難題。該項目首次闡明了給定降雨條件下，滑坡、泥石流與下墊面因素（地質構造、地形地貌、植被土壤等）之間的條件概率關系，提出評價給定降雨條件下一個區(qū)域內任一網格單元在給定時段滑坡、泥石流發(fā)生的條件概率模型，并將基于自組織系統(tǒng)的人工神經網絡與GIS結合起來發(fā)展了一種不同于傳統(tǒng)方法的滑坡（泥石流）時空概率預報系統(tǒng)（aiNet-GISPSRIL）。該成果在2010年1月的國際預防和減輕自然災害學會核心刊物《自然災害》發(fā)表，雜志匿名評審人認為“對降雨引發(fā)的滑坡進行定量預報極其重要但也非常困難，困難的原因部分在于缺乏預報模型。該論文采用自組織人工神經網絡評估給定降雨條件時，與地質、地形等因素相關的滑坡概率，對定量預報降雨引發(fā)的滑坡十分重要”。

在滑坡監(jiān)測儀器方面，盡管國內外的研究較多，但多數(shù)集中在單一物理量監(jiān)測方面，有些尚不能國產，價格貴，難以多處安裝形成監(jiān)測網絡。

按照“邊研發(fā)，邊應用，邊完善，邊提升”的思路，項目組研制了滑坡體地表位移、地下位移、降雨量、地下水位、土壤含水率、地音等7種物理量的自動監(jiān)測儀器裝置，在對全省6000余處地質災害進行調查基礎上，選出144處需要監(jiān)測的地質災害隱患，對其中46個主要滑坡災害隱患點安裝監(jiān)測儀器，初步形成了遠程實時監(jiān)測的網絡。

自2006年以來，在每年的汛期（4月－10月），在浙江省國土資源廳和浙江省氣象局聯(lián)合組織的地質災害預報室，值班人員運行aiNet-GISPSRIL，每天下午3點30分通過SDH專線接收省氣象臺的24小時區(qū)域降雨預報數(shù)據(jù)，同時從浙江省氣象臺和省水文局管理的雨量監(jiān)測網獲取小時雨量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)被自動導入系統(tǒng)的預報模塊進行處理，得到對全省區(qū)域的空間分辨率為1x1公里網格單元的24小時滑坡、泥石流發(fā)生概率預報圖（即對每個1x1公里網格單元獲得一個概率為0-1的預報值）。從導入降雨預報和雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)到給出滑坡泥石流預報，運行時間小于15分鐘。

由aiNet-GISPSRIL生成的滑坡、泥石流概率預報圖被劃分成5個概率等級：1級（≤0.2），可能性很?。?級（0.3-0.4），可能性較??；3級（0.5-0.6），可能性較大；4級（0.7-0.8），可能性大；5級(0.9-1.0)，可能性很大。

對3級以上的滑坡、泥石流預報概率，分別用黃色（3級）、橙色（4級）和紅色（5級）表示。當預報中出現(xiàn)滑坡、泥石流可能性在3級以上(含3級)的地區(qū)時，經過浙江省國土資源廳和省氣象臺的有關部門負責人和專家會商后，通常在預報當日下午5點前，滑坡、泥石流預報圖和預報通知就會在浙江省國土資源廳網站(www.zjdlr.gov.cn)和浙江氣象網站(www.zjqx.com)的“地質災害預報”欄目上發(fā)布，并通過手機短信系統(tǒng)發(fā)送給預報有災害可能地區(qū)的國土資源主管部門負責人和相關人員。同時，預報圖也被傳送給浙江省氣象信息中心，由他們將其制作成專題節(jié)目，提交省電視臺和廣播電臺在當天6點30分的天氣預報節(jié)目中向公眾發(fā)布播出。如遇有臺風暴雨時，值班人員通過aiNet-GISPSRIL接收省氣象臺每日多次的雨情預報和來自雨量監(jiān)測網的小時雨量數(shù)據(jù)，并根據(jù)雨情變化，每1－3小時發(fā)布一次預報，及時為可能處于危險地帶的人們提供警示。處于預報區(qū)的政府工作人員和居民只要接通互聯(lián)網就可以接收滑坡、泥石流預報，并查找相關信息。

地質災害預報系統(tǒng)和監(jiān)測網絡的作用主要體現(xiàn)在兩個方面：一是能夠根據(jù)雨情變化，實時、動態(tài)地指示出滑坡、泥石流的高易發(fā)地段，在第一時間發(fā)布預報圖和預報通知，警示危險區(qū)的居民及時撤離到安全地帶，顯著提高了人們對降雨引發(fā)滑坡、泥石流災害的早期發(fā)現(xiàn)與防范能力；二是提高了政府部門對地質災害預防工作的科學技術水平，減少了盲目性。

通過該項目的實施，在浙江基本形成了一套自上而下的群專結合的滑坡、泥石流災害防范機制：一是應用aiNet-GISPSRIL系統(tǒng)，在汛期根據(jù)雨情變化實時發(fā)布預報或警報；二是制定了省、市、縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村五級防災責任制，落實各級地質災害防災預案。處于可能危險地帶的地質災害群測群防監(jiān)測員，在滑坡泥石流預報預警信息的指引下，結合當?shù)赜昵?，通過監(jiān)測網絡隨時密切關注著隱患點的變化；三是針對滑坡、泥石流災害隱患點，為當?shù)孛癖娭贫ū茈U圖（“逃生地圖”），標示出危險區(qū)域范圍和安全撤離路線。

項目成果應用取得了顯著減災效益，最大限度減少了人員傷亡。經實地調查，在2006―2009年期間，浙江區(qū)域發(fā)生的可驗證的滑坡(包括泥石流)共442處，其中283處滑坡在預報的時段內發(fā)生并與預報有滑坡、泥石流的網格單元吻合，預報成功率為64%。由于及時提供較準確的預報預警，政府有關部門能夠及時組織處于危險區(qū)的人員撤離，成功避讓60起滑坡(泥石流)災害，使735人避免了傷亡。特別是在2010年汛期，我省與全國其它許多省區(qū)同樣是處于暖濕氣流活躍，頻繁出現(xiàn)大雨和暴雨，引發(fā)許多滑坡、泥石流。我省成功預報10起滑坡、泥石流，使86人避免傷亡。

在該項目實施中也非常重視人才培養(yǎng)，目前在浙江省已形成了一個多部門聯(lián)合的，包括滑坡（泥石流）地質、計算機、地理信息系統(tǒng)、儀器等多專業(yè)交叉，集野外調查、數(shù)據(jù)處理、綜合研究與應用系統(tǒng)開發(fā)為一體，在國內外有一定影響的科研團隊，為浙江地質災害防治工作的可持續(xù)發(fā)展提供了堅實的人才基礎。

浙江土地資源緊缺，但尚有387萬畝低丘緩坡資源。為緩解建設用地供需緊張矛盾，在今后一段時期，城鎮(zhèn)和新農村建設、經濟開發(fā)將不斷向丘陵山區(qū)擴展，開發(fā)利用低丘緩坡資源。但是，丘陵山區(qū)或丘陵－盆地過渡區(qū)的低丘緩坡地帶往往也是滑坡、泥石流易發(fā)區(qū)，特別是在全球氣候異常導致臺風和極端暴雨活動增強背景下，浙江地質災害防治工作將面臨降雨引發(fā)滑坡、泥石流等加劇的威脅。

為此，要十分重視滑坡、泥石流易發(fā)程度（敏感度）區(qū)劃工作，使政府部門在制定低丘緩坡資源的開發(fā)利用規(guī)劃時可以預先采取有針對性的減災策略，為重要工程建設選址提供依據(jù)，從源頭上控制和減少地質災害的發(fā)生，最大限度地防止災害。為做好這項工作，在該項目成果中，已提出一種快速高效、操作簡單、投入少、可信度高的滑坡敏感度分析和編圖方法。

要采取有力措施加快對項目成果的推廣應用，同時，還需要繼續(xù)深化對降雨引發(fā)滑坡、泥石流的研究，通過信息、智能化技術與非線性理論方法的集成創(chuàng)新與應用，建立貫穿省、市、縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的滑坡、泥石流防災應急保障系統(tǒng)，實現(xiàn)對滑坡、泥石流等突發(fā)地質災害信息的現(xiàn)場發(fā)送與處理，實現(xiàn)監(jiān)測預報可能發(fā)生重大地質災害地區(qū)現(xiàn)場與指揮中心的聯(lián)動，從整體上進一步提升對降雨引發(fā)滑坡、泥石流災害的防范能力。