浙江省國(guó)土資源廳信息中心 朱興盛

“浙江省地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”成果通過鑒定

浙江省國(guó)土資源廳信息中心 朱興盛

浙江省重大科技專項(xiàng)社會(huì)發(fā)展重點(diǎn)項(xiàng)目《浙江省地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)》于2011年1月14日在杭州通過浙江省科學(xué)技術(shù)廳組織的鑒定。專家一致認(rèn)為，這項(xiàng)研究成果為浙江省預(yù)防和減輕降雨引發(fā)的滑坡、泥石流災(zāi)害提供了有力的技術(shù)支持，在應(yīng)用中取得顯著減災(zāi)成效，對(duì)提高政府和公眾對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的防范能力有重要意義，也為在全國(guó)其它類似地區(qū)的滑坡、泥石流預(yù)報(bào)預(yù)警與應(yīng)急指揮系統(tǒng)建設(shè)提供了系統(tǒng)原型與整體解決方案，該成果總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在采用分形方法評(píng)價(jià)滑坡、泥石流易發(fā)程度等方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)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(cuò)落分布于丘陵山地之間。復(fù)雜的地質(zhì)、地形和獨(dú)特的氣候背景，使浙江成為我國(guó)降雨引發(fā)滑坡、泥石流等突發(fā)地質(zhì)災(zāi)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(qiáng)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(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口稠密，極易出現(xiàn)小滑坡（泥石流）、大災(zāi)害情況。

浙江省政府非常重視對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的防治工作。2006年浙江省科學(xué)技術(shù)廳與浙江省國(guó)土資源廳共同立項(xiàng)，聯(lián)合支持開展“浙江省地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”研究，目的是通過集成創(chuàng)新，建立區(qū)域預(yù)報(bào)與重點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)合的預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，提高對(duì)降雨引發(fā)滑坡、泥石流災(zāi)害的科學(xué)防范能力，最大限度減少人員傷亡。

該項(xiàng)目由李長(zhǎng)江教授級(jí)高級(jí)工程師、李青教授和唐小明博士負(fù)責(zé)，浙江省國(guó)土資源廳信息中心、中國(guó)計(jì)量學(xué)院、浙江省地質(zhì)礦產(chǎn)研究所等單位科技人員組成科研團(tuán)隊(duì)，從2006年至2010年，歷時(shí)4年聯(lián)合攻關(guān)，在對(duì)降雨引發(fā)滑坡、泥石流預(yù)報(bào)的理論、方法、監(jiān)測(cè)儀器及系統(tǒng)建設(shè)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(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)。

無論數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的水平分辨率（格點(diǎn)間的距離）還是雨量監(jiān)測(cè)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(duì)于山區(qū)的極端降雨事件更是如此，對(duì)降雨預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)的空間分辨率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際滑坡（泥石流）的線性尺度。如何在當(dāng)前的區(qū)域降雨預(yù)報(bào)和降雨監(jiān)測(cè)條件下，綜合利用下墊面的地質(zhì)、地形和地貌等信息細(xì)化對(duì)降雨引發(fā)滑坡、泥石流預(yù)報(bào)的空間分辨率，是國(guó)際預(yù)防和減輕地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域長(zhǎng)期未能解決的一個(gè)難題。該項(xiàng)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(zhì)構(gòu)造、地形地貌、植被土壤等）之間的條件概率關(guān)系，提出評(píng)價(jià)給定降雨條件下一個(gè)區(qū)域內(nèi)任一網(wǎng)格單元在給定時(shí)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)與GIS結(jié)合起來發(fā)展了一種不同于傳統(tǒng)方法的滑坡（泥石流）時(shí)空概率預(yù)報(bào)系統(tǒng)（aiNet-GISPSRIL）。該成果在2010年1月的國(guó)際預(yù)防和減輕自然災(zāi)害學(xué)會(huì)核心刊物《自然災(zāi)害》發(fā)表，雜志匿名評(píng)審人認(rèn)為“對(duì)降雨引發(fā)的滑坡進(jìn)行定量預(yù)報(bào)極其重要但也非常困難，困難的原因部分在于缺乏預(yù)報(bào)模型。該論文采用自組織人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估給定降雨條件時(shí)，與地質(zhì)、地形等因素相關(guān)的滑坡概率，對(duì)定量預(yù)報(bào)降雨引發(fā)的滑坡十分重要”。

在滑坡監(jiān)測(cè)儀器方面，盡管國(guó)內(nèi)外的研究較多，但多數(shù)集中在單一物理量監(jiān)測(cè)方面，有些尚不能國(guó)產(chǎn)，價(jià)格貴，難以多處安裝形成監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

按照“邊研發(fā)，邊應(yīng)用，邊完善，邊提升”的思路，項(xiàng)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(dòng)監(jiān)測(cè)儀器裝置，在對(duì)全省6000余處地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查基礎(chǔ)上，選出144處需要監(jiān)測(cè)的地質(zhì)災(zāi)害隱患，對(duì)其中46個(gè)主要滑坡災(zāi)害隱患點(diǎn)安裝監(jiān)測(cè)儀器，初步形成了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)。

自2006年以來，在每年的汛期（4月－10月），在浙江省國(guó)土資源廳和浙江省氣象局聯(lián)合組織的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)室，值班人員運(yùn)行aiNet-GISPSRIL，每天下午3點(diǎn)30分通過SDH專線接收省氣象臺(tái)的24小時(shí)區(qū)域降雨預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，同時(shí)從浙江省氣象臺(tái)和省水文局管理的雨量監(jiān)測(cè)網(wǎng)獲取小時(shí)雨量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)被自動(dòng)導(dǎo)入系統(tǒng)的預(yù)報(bào)模塊進(jìn)行處理，得到對(duì)全省區(qū)域的空間分辨率為1x1公里網(wǎng)格單元的24小時(shí)滑坡、泥石流發(fā)生概率預(yù)報(bào)圖（即對(duì)每個(gè)1x1公里網(wǎng)格單元獲得一個(gè)概率為0-1的預(yù)報(bào)值）。從導(dǎo)入降雨預(yù)報(bào)和雨量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)到給出滑坡泥石流預(yù)報(bào)，運(yùn)行時(shí)間小于15分鐘。

由aiNet-GISPSRIL生成的滑坡、泥石流概率預(yù)報(bào)圖被劃分成5個(gè)概率等級(jí)：1級(jí)（≤0.2），可能性很小；2級(jí)（0.3-0.4），可能性較??；3級(jí)（0.5-0.6），可能性較大；4級(jí)（0.7-0.8），可能性大；5級(jí)(0.9-1.0)，可能性很大。

對(duì)3級(jí)以上的滑坡、泥石流預(yù)報(bào)概率，分別用黃色（3級(jí)）、橙色（4級(jí)）和紅色（5級(jí)）表示。當(dāng)預(yù)報(bào)中出現(xiàn)滑坡、泥石流可能性在3級(jí)以上(含3級(jí))的地區(qū)時(shí)，經(jīng)過浙江省國(guó)土資源廳和省氣象臺(tái)的有關(guān)部門負(fù)責(zé)人和專家會(huì)商后，通常在預(yù)報(bào)當(dāng)日下午5點(diǎn)前，滑坡、泥石流預(yù)報(bào)圖和預(yù)報(bào)通知就會(huì)在浙江省國(guó)土資源廳網(wǎng)站(www.zjdlr.gov.cn)和浙江氣象網(wǎng)站(www.zjqx.com)的“地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)”欄目上發(fā)布，并通過手機(jī)短信系統(tǒng)發(fā)送給預(yù)報(bào)有災(zāi)害可能地區(qū)的國(guó)土資源主管部門負(fù)責(zé)人和相關(guān)人員。同時(shí)，預(yù)報(bào)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(tái)和廣播電臺(tái)在當(dāng)天6點(diǎn)30分的天氣預(yù)報(bào)節(jié)目中向公眾發(fā)布播出。如遇有臺(tái)風(fēng)暴雨時(shí)，值班人員通過aiNet-GISPSRIL接收省氣象臺(tái)每日多次的雨情預(yù)報(bào)和來自雨量監(jiān)測(cè)網(wǎng)的小時(shí)雨量數(shù)據(jù)，并根據(jù)雨情變化，每1－3小時(shí)發(fā)布一次預(yù)報(bào)，及時(shí)為可能處于危險(xiǎn)地帶的人們提供警示。處于預(yù)報(bào)區(qū)的政府工作人員和居民只要接通互聯(lián)網(wǎng)就可以接收滑坡、泥石流預(yù)報(bào)，并查找相關(guān)信息。

地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是能夠根據(jù)雨情變化，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地指示出滑坡、泥石流的高易發(fā)地段，在第一時(shí)間發(fā)布預(yù)報(bào)圖和預(yù)報(bào)通知，警示危險(xiǎn)區(qū)的居民及時(shí)撤離到安全地帶，顯著提高了人們對(duì)降雨引發(fā)滑坡、泥石流災(zāi)害的早期發(fā)現(xiàn)與防范能力；二是提高了政府部門對(duì)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作的科學(xué)技術(shù)水平，減少了盲目性。

通過該項(xiàng)目的實(shí)施，在浙江基本形成了一套自上而下的群專結(jié)合的滑坡、泥石流災(zāi)害防范機(jī)制：一是應(yīng)用aiNet-GISPSRIL系統(tǒng)，在汛期根據(jù)雨情變化實(shí)時(shí)發(fā)布預(yù)報(bào)或警報(bào)；二是制定了省、市、縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村五級(jí)防災(zāi)責(zé)任制，落實(shí)各級(jí)地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)預(yù)案。處于可能危險(xiǎn)地帶的地質(zhì)災(zāi)害群測(cè)群防監(jiān)測(cè)員，在滑坡泥石流預(yù)報(bào)預(yù)警信息的指引下，結(jié)合當(dāng)?shù)赜昵?，通過監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)密切關(guān)注著隱患點(diǎn)的變化；三是針對(duì)滑坡、泥石流災(zāi)害隱患點(diǎn)，為當(dāng)?shù)孛癖娭贫ū茈U(xiǎn)圖（“逃生地圖”），標(biāo)示出危險(xiǎn)區(qū)域范圍和安全撤離路線。

項(xiàng)目成果應(yīng)用取得了顯著減災(zāi)效益，最大限度減少了人員傷亡。經(jīng)實(shí)地調(diào)查，在2006―2009年期間，浙江區(qū)域發(fā)生的可驗(yàn)證的滑坡(包括泥石流)共442處，其中283處滑坡在預(yù)報(bào)的時(shí)段內(nèi)發(fā)生并與預(yù)報(bào)有滑坡、泥石流的網(wǎng)格單元吻合，預(yù)報(bào)成功率為64%。由于及時(shí)提供較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)預(yù)警，政府有關(guān)部門能夠及時(shí)組織處于危險(xiǎn)區(qū)的人員撤離，成功避讓60起滑坡(泥石流)災(zāi)害，使735人避免了傷亡。特別是在2010年汛期，我省與全國(guó)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(yù)報(bào)10起滑坡、泥石流，使86人避免傷亡。

在該項(xiàng)目實(shí)施中也非常重視人才培養(yǎng)，目前在浙江省已形成了一個(gè)多部門聯(lián)合的，包括滑坡（泥石流）地質(zhì)、計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)、儀器等多專業(yè)交叉，集野外調(diào)查、數(shù)據(jù)處理、綜合研究與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)為一體，在國(guó)內(nèi)外有一定影響的科研團(tuán)隊(duì)，為浙江地質(zhì)災(zāi)害防治工作的可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的人才基礎(chǔ)。

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(shè)用地供需緊張矛盾，在今后一段時(shí)期，城鎮(zhèn)和新農(nóng)村建設(shè)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)將不斷向丘陵山區(qū)擴(kuò)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(dǎo)致臺(tái)風(fēng)和極端暴雨活動(dòng)增強(qiáng)背景下，浙江地質(zhì)災(zāi)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(shí)可以預(yù)先采取有針對(duì)性的減災(zāi)策略，為重要工程建設(shè)選址提供依據(jù)，從源頭上控制和減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，最大限度地防止災(zāi)害。為做好這項(xiàng)工作，在該項(xiàng)目成果中，已提出一種快速高效、操作簡(jiǎn)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(duì)項(xiàng)目成果的推廣應(yīng)用，同時(shí)，還需要繼續(xù)深化對(duì)降雨引發(fā)滑坡、泥石流的研究，通過信息、智能化技術(shù)與非線性理論方法的集成創(chuàng)新與應(yīng)用，建立貫穿省、市、縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的滑坡、泥石流防災(zāi)應(yīng)急保障系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡、泥石流等突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害信息的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送與處理，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)可能發(fā)生重大地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)與指揮中心的聯(lián)動(dòng)，從整體上進(jìn)一步提升對(duì)降雨引發(fā)滑坡、泥石流災(zāi)害的防范能力。