關(guān)于泥石流預(yù)警與實施方法研究

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)也得到很大提高。泥石流預(yù)警在減災(zāi)實踐工作上已取得到了豐碩的成果和明顯的效益。簡單的說，泥石流預(yù)警可以分為泥石流預(yù)報和泥石流警報兩種類型，二者的根本區(qū)別是預(yù)警信息來源與泥石流暴發(fā)時間的關(guān)系。該文結(jié)合自身實踐經(jīng)驗，詳細探討滑坡泥石流預(yù)警技術(shù)及其具體的實踐方法，以期有裨益于我國泥石流預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)與完善。

關(guān)鍵詞：泥石流 預(yù)警 實施 案例

中圖分類號：X43 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（b）-0033-01

1 泥石流監(jiān)測警報技術(shù)

1.1 接觸式警報儀器

接觸式警報儀器主要有三種，即鋼索監(jiān)測器、壓力式泥位計以及沖擊力監(jiān)測器。鋼索監(jiān)測器具有節(jié)能省電、可靠性高、可分級預(yù)警等特點，比較的適宜于泥石流流動沖刷階段。

第二種是壓力式泥位計。即通過檢測泥石流對主溝溝床底部造成的壓力變化來對泥石流運動發(fā)出預(yù)警警告。泥石流一般來說呈現(xiàn)前陡后緩的狀態(tài)，并有著陣性的特征，其在進入主溝溝床后，對于溝基地的壓力多以周期性變化表現(xiàn)出來。因此，壓力式泥位計相對來說比較適宜于這種情況。

第三種是沖擊力監(jiān)測器。這種監(jiān)測器，不僅可以確定泥石流的時間和大致地點范圍，還可以通過測量泥石流沖擊力的大小來確定泥石流的規(guī)模和破壞力，進而對泥石流災(zāi)害進行規(guī)模分級，并根據(jù)不同情況發(fā)出不同的預(yù)警信號。

1.2 非接觸式警報儀器

非接觸性警報器即在不接觸泥石流的狀態(tài)下，通過儀器獲取泥石流的聲音、影像、振動、泥位等相關(guān)信息，以對泥石流的發(fā)生概率及規(guī)模進行判定。其主要構(gòu)建有攝像機、超聲波（激光）泥位報警儀、地聲警報器以及次聲警報器等。影像檢測具有直觀性的效果，我們可以通過影像資料直接獲知關(guān)于泥石流的一切信息。數(shù)字圖像處理方法可以自動識別數(shù)碼攝像機視頻數(shù)據(jù)中泥石流信息，并對其規(guī)模大小進行判別。

2 應(yīng)用項目實踐

該文以長江中上游的泥石流預(yù)警系統(tǒng)為例。該泥石流預(yù)警系統(tǒng)項目的建設(shè)主要涉及云、貴、川、甘、陜、渝、鄂這七個省。其主要任務(wù)是對原有的預(yù)警系統(tǒng)各級監(jiān)測預(yù)警機構(gòu)軟、硬件進行典型配置，并開發(fā)研究配套的滑坡泥石流調(diào)查GIS系統(tǒng)，使整個預(yù)警系統(tǒng)的現(xiàn)代化與信息化水平得到進一步的提升。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計方案

根據(jù)泥石流的實際情況，其應(yīng)對的系統(tǒng)方案也有不同的選擇。首先是在當(dāng)前監(jiān)測地區(qū)降雨量比閾值較大時，在這種情況下，用來監(jiān)控的計算機會根據(jù)無限遙感技術(shù)接收來自測雨量站傳來的各種數(shù)據(jù)，并對前方的具體情況進行初步判斷與預(yù)報；第二種，當(dāng)監(jiān)測器監(jiān)察到前方監(jiān)測區(qū)泥石流溝中出現(xiàn)泥水時，那么泥水位探測頭就會對泥石流的預(yù)計發(fā)生時間和規(guī)模進行分級預(yù)報；第三種是雨水與泥水同時都滿足條件，當(dāng)這種情況發(fā)生時，檢測系統(tǒng)就會將泥石流到來的信息進行分級報警，并馬上啟動高清數(shù)碼相機，以泥位標(biāo)尺為背景采集泥石流相關(guān)圖片并傳送給計算機，檢測人員通過認真對這些圖片進行分析，確認泥石流到來信息的準(zhǔn)確性和真實性，然后再將報警信息以短信的形式發(fā)送到各個相關(guān)負責(zé)人的手機上。同時，檢控計算機也會將預(yù)警信號發(fā)送給安裝了預(yù)報器的鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)，無線啟動并發(fā)出預(yù)警。

在泥石流預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)中，除了泥水位預(yù)警子系統(tǒng)，其他的設(shè)備都是由太陽能供電，在遠離泥石流溝的監(jiān)測站安裝檢控計算機，然后在可能會被泥石流禍及的鄉(xiāng)村與城鎮(zhèn)安裝泥石流報警器。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

泥石流預(yù)警這一系統(tǒng)集成了多項高科技技術(shù)，綜合運用了統(tǒng)計學(xué)上的模糊綜合分析法和主成分分析法等方法，模糊數(shù)據(jù)統(tǒng)計法和抽樣統(tǒng)計法，并利用GIS、RS以及水文地質(zhì)信息綜合分析算法，與當(dāng)?shù)貧庀?、地質(zhì)、水情歷史信息結(jié)合，建立決策子系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的建立不僅可以準(zhǔn)確地將當(dāng)?shù)貓缶拗浦档念A(yù)警值分析出來，還可以準(zhǔn)確地判斷出泥石流預(yù)計發(fā)生的時間，并科學(xué)的判斷出最佳的人員轉(zhuǎn)移路線，且為下一步的系統(tǒng)研發(fā)打下基礎(chǔ)。

3 預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)組成及功能

3.1 雨量計子系統(tǒng)

雨量計子系統(tǒng)主要依靠雨量計運轉(zhuǎn)，這一系統(tǒng)主要包括以下部分：即雨量計、雨量自報系統(tǒng)及軟件。雨量計子系統(tǒng)一般安裝在泥石流監(jiān)測范圍內(nèi)，其大概運行程序首先是通過雨量計子系統(tǒng)監(jiān)測降雨，然后再把相關(guān)降雨信息傳輸給數(shù)據(jù)采集報警儀，報警儀在收到信息后把累計的雨量計算后傳給計算機，計算機把當(dāng)天的雨量繪制成雨量柱狀圖，同時監(jiān)測實事雨量以及日降雨量，并參照閾值進行對比，看是否超過限制。若超過限制，計算機音頻便會發(fā)出報警信號，并將報警信息以短信形式發(fā)送給提前預(yù)訂了此信息的人員。雨量計子系統(tǒng)屬于無線傳輸。

引發(fā)泥石流的重要原因之一就是長期且連續(xù)的強降雨或者暴雨。而雨量計能準(zhǔn)確地檢測單位時間內(nèi)的降雨強度以及每天的累積降雨量。如果計算出來的雨量高出了設(shè)定的警戒閾值，系統(tǒng)會先將其與數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)進行比較，判定警報等級并同時發(fā)出泥石流可能會出現(xiàn)的警報。

3.2 泥水位報警儀子系統(tǒng)

泥水位報警儀子系統(tǒng)主要依靠泥水位探頭等主要儀器采集數(shù)據(jù)。泥水位報警儀子系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)過程如下，首先將泥水位報警儀探頭按泥水導(dǎo)溝邊緣側(cè)壁的高度進行均勻分布，傳感器在遇到水或者飽和的泥水后便會將信號傳至數(shù)據(jù)采集報警儀，報警儀發(fā)出報警信號并把信號傳輸給泥水位報警儀子系統(tǒng)，系統(tǒng)會在收到后會將警報進行儲存、顯示，并繪制出狀態(tài)圖然后通過計算機發(fā)出相應(yīng)的報警音，最后將報警信號以短信形式發(fā)至指定手機。不同于雨量計子系統(tǒng)，泥水位報警儀子系統(tǒng)屬于有線傳輸。

泥水位探頭主要對泥石流發(fā)生初期的泥水位變化進行檢測，其探頭有著探針傾斜的作用，這種系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了分級對導(dǎo)渠內(nèi)水位或飽和泥水位進行報警的目的。數(shù)據(jù)采集報警儀通過傳感器對不同高度的泥水位進行傳感，并顯示相應(yīng)高度的報警燈，進而啟動報警信號，向計算機傳輸報文。當(dāng)采集報警儀發(fā)出報警時，計算機也會在同一時間將報警信息以短信形式發(fā)送給預(yù)定手機，同時，值班人員會在第一時間開啟搜索探照燈，檢查視頻系統(tǒng)信息，以再次對泥石流預(yù)警信號的準(zhǔn)確性進行確認，并最終將預(yù)警信號發(fā)出，然后引導(dǎo)下游民眾安全撤離，減少泥石流造成的損害。

3.3 視頻監(jiān)測子系統(tǒng)

這一系統(tǒng)主要包括搜索探照燈、攝像機、圖像采集卡及軟件等。這一系統(tǒng)可以人工判別關(guān)于泥石流的相關(guān)信息，然后根據(jù)章程發(fā)出預(yù)報，引導(dǎo)下游民眾安全撤離。

4 結(jié)語

綜上所述，泥石流預(yù)警是一項極具重要意義的非工程性減災(zāi)措施，其主要是通過各種科學(xué)手段先對泥石流可能會發(fā)生的時間、地點、規(guī)模、危害范圍以及潛在的損失等進行相關(guān)的推測，然后再及時將預(yù)警信息告知危險區(qū)的居民，并積極地采取各種避災(zāi)措施，以有效地降低自然災(zāi)害的破壞程度，進而保障人民的生命財產(chǎn)安全。

參考文獻

[1]劉傳正，張明霞，孟暉.論地質(zhì)災(zāi)害群測群防體系[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報，2006（2）：175-179.

[2]王雁林.陜南地區(qū)滑坡災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警及其防范對策探析[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護，2012（4）：345-349.