甘肃省地质灾害气象预警预报模型和方法

122
56
109
2019
153
83
107
2019
153
101
Leabharlann Baidu
124
2019
163
62
120
2019
162
56
118
18
2019
213
94
176
94
合计
966
452
747
112
地质灾害气象预报预警、地质灾害调查与群测群 防相结合的防灾减灾效益非常明显。 2019－ 2019年，成功避让地质灾害4038起，安全转移 18.7万人。
背景与概况
背景与概况
• 4.1.2 水文
• 本省位于我国湿润区向西部干旱区的过渡地 带，地面水系复杂多样，境内河流分为内陆河、 黄河、长江三大流域，共十二个水系。其中内陆 河流域有苏干湖、疏勒河、黑河、石羊河四个水 系；黄河流域有黄河干流、洮河、湟水、渭河、 泾河、北洛河六个水系；长江流域有嘉陵江、汉 江两个水系。多年平均年径流量大于10亿立方米 的较大江河计有12条，按水量大小排列是：黄河 、白龙江、洮河、湟水、白水江、大通河、渭河 、泾河、西汉水、黑河、嘉陵江、大夏河。
了《关于联合开展地质灾害气象预报预警工作协 议》。
从2019年起，每年汛期（5－9月）在中央电 视台天气预报节目中和中国地质环境信息网发布 地质灾害气象预报预警信息。提醒山区居民和单 位防范地质灾害、注意人身和财产安全。
背景与概况
背景与概况
• 2019年16个省开展预报，2019年全国 30个有滑坡、崩塌、泥石流发生的省 份全部开展地质灾害气象预警预报。
• 据2009年底统计，全国已经有223个 地（市、州）、1035个县（区、市） 也开展了这项工作。
背景与概况
2019年把全国划分为7个一级区，28个二级（预警）区。
背景与概况
2019－2019年地质灾害预警预报信息发布统计
年度
预警产品 （份）
电视台 （次）
信息网 （次）
中国之声 电台（次）
2019
临界降水量（mm） 地名
24 小时 1小时最大降水量/平均 10分钟
最大降水量
雨强
最大降水量
陇南
宕昌、武都、文县、舟曲
40
西和、礼县
50
成县、康县、两当、徽县
60
天水
秦城、北道、甘谷、武山
25
清水、秦安、张家川
定西
漳县、岷县、渭源
白银
陇西、、临洮、定西、通渭、会宁
• 所以主要采用地质灾害环境空间分析预警理论 方法。但考虑地质灾害环境空间分析预警理论 方法“四度”中：地质灾害“危害度”指地质 灾害发生后对其影响区内各类承灾体的伤害或 财产破坏损失程度，它是地质灾害社会属性的 表现形式。重点考虑地质灾害的强度与受灾区 人类生命财产的易损性。不在地质灾害预警技 术应运范围内。所以我省只用运“三度”即“ 历史灾害强度”、“潜在灾害强度”、“危险 度”。
模型与方法
• 3.基本要求
• 3.1地质灾害气象预报预警的对象是降雨 诱发的、区域的、突发性群发型崩塌— —滑坡——泥石流等地质灾害。
模型与方法
• 3.2 地质灾害气象预报预警是对地质 灾害发生的时间和空间进行预警。空间 预警是比较明确地划定在一定条件下、 一定时间段内地质灾害将要发生的地域 或地点；时间预警是在空间预警的基础 上，针对某一具体地域，给出地质灾害 在某一时段内或某一时刻将要发生的可 能性大小。
背景与概况
• 4.2 甘肃省气象预警工作的进展
• 甘肃省地质灾害气象预报预警工作，由甘肃 省国土资源厅和甘肃省气象局合作开展，合作项 目以甘肃省气象局和甘肃省国土资源厅以甘气发 [2019]111号文件《关于开展全省地质灾害气象 预报预警工作的通知》为依据，具体由甘肃省地 质环境监测院和兰州中心气象台负责开展。 自 2019年8月1日正式开始。甘肃省地质灾害气象预 警工作自开展以来，在减灾防灾方面起到了重要 的作用，取得了良好的成效。主要取得了以下进 展和成果：
提纲
• 引言 • 模型与方法 • 效果与作用 • 设想与建议
模型与方法
• 1、地质灾害气象预报预警的主要内容 • 地质灾害气象预报预警：在充分考虑
地质背景条件的基础上，根据降雨条件 ，对降雨诱发的突发性群发型滑坡、崩 塌、泥石流等地质灾害发生的空间范围 和时间范围及其发生的可能性程度进行 预测，并通过电视、电台、互联网等媒 体将预测结果向社会发布。
模型与方法
• 6.工作技术路线和主要内容
• 6.1工作方法 • 以本省的地质灾害易发区划图为基础，结合兰
州中心气象台提供的全省范围内降水预报资料 进行叠加分析，划分地质灾害气象预报等级。
• 6.2技术路线 • 预警单元划分—量化预警指标—建立预警判据
—制作预警产品—发布预警信息
模型与方法
• 6.3基本内容 • 6.3.1.预警单元划分：将全省以县为单元区划
模型与方法
• 4.2 国内研究动态
• 全国各省（市）地质灾害预警研究方法主要有 两种：一种是基于临界过程降雨量判据图的方 法；另一种基于GIS地质灾害环境空间分析预 警理论方法，通过计算预警区的滑坡、泥石流 灾害“发育度”、“潜势度”、“危险度”、 “危害度”来实现。
模型与方法
• 基于临界过程降雨量判据图的方法：主要理论 原理是研究发布预警区滑坡、泥石流预警，分 析致灾地质环境条件和气候因素，划分为预警 区。根据对历史上地质灾害点和灾害发生前36 日内实际降水量及降水过程的统计分析，创建 了地质灾害气象预警等级判据模式图，初步制 作了预警预报判据图。该方法可适用地质环境 条件类似的地区。
甘肃省地质灾害气象预警预报 模型与方法
报告人 谢煜
甘肃省地质环境监测院
提纲
• 背景与概况 • 模型与方法 • 效果与作用 • 设想与建议
背景与概况
• 1、地质灾害的定义与分类
• 地质灾害是包括自然因素或者人为活动引发的 危害人民生命和财产安全的与地质作用有关的 灾害。
• 地质灾害分类就地质环境或地质体变化的速度 而言，可分突发性地质灾害与缓变性地质灾害 两大类。前者如崩塌、滑坡、泥石流、地面塌 陷、地裂缝等，即习惯上的狭义地质灾害；后 者如水土流失、土地沙漠化等。
模型与方法
• 4.3 我省地质灾害预警研究方法 • 基于以上两种方法的分析，根据我省地质环境
多样性、复杂性情况，采用临界过程降雨量判 据图的方法精确度不高，且分析地质灾害发生 有关的有效降雨量、临界降雨量、降雨强度需 要大量的历史气象资料来统计分析，收集历史 气象资料存在比较大的困难。
模型与方法
背景与概况
• 1、成立了甘肃省地质灾害气象预警预报课题组。 • 2、编制了甘肃省地质灾害气象预警实施方案。 • 3、建成了地质灾害气象预警预报平台。 • 4、开发了地质灾害气象预警预报系统软件。 • 5、编制年度《甘肃省地质灾害趋势预报报告》，
自2019年至今已完成6份地质灾害趋势预报报告， 有效指导了地质灾害的防治。
分标准，地质灾害气象预报可划分为五 个等级。 • 一级：发生灾害的可能性很小，天气以 无降水或小于5mm的降水。 • 二级：发生灾害的可能性较小，由5— 10mm的稳定性降水引起遇年久的房屋或 工程，有可能发生灾害。
模型与方法
• 三级：发生灾害的可能性中等，由大于 10mm混合性降水引起，部分山体滑坡， 造成灾害。
• 4.1 国外研究动态 • 国外在地质灾害预报预警方面的研究大体分为
两种类型：一类是以地质灾害位移监测数据为 基础，结合室内模型实验而开展的模型预警预 报研究，最早的研究由日本学者Saito在20 世 纪60年代提出，后由Fukuzono、Voight等研究 得到进一步深化。
模型与方法
• 另一类是基于大气降雨的观测，研究降雨量、 降雨强度和降雨过程与地质灾害的空间分布、 时间上的对应关系，建立地质灾害时空分布与 降雨过程的统计关系，以达到预警预报之目的 。这两种研究途径各有侧重，前者强调地质灾 害位移机理研究，后者则强调地质灾害受外界 触发因素影响的统计学研究。1985年，美国地 质调查局和美国国家气象服务中心联合建立一 套地质灾害实时预警预报系统，该系统是基于 1982年2月3-5日在该地区发生的一次特大暴雨 所引起的地质灾害数据，建立了地质灾害与降 雨强度和持续时间的临界关系曲线。
分为若干个地质灾害预报预警单元，图幅比例 尺暂定为1:25万。 • 6.3.2.预警指标量化与预警判据 • 根据以往资料总结的各地参考的滑坡、泥石流 发生的临界降水量指标如下表,表中所列数据 是在没有前期降水的情况下，如前期有降水则 临界雨量一般会降低5—10mm。
模型与方法
模型与方法
各地滑坡、泥石流参考临界降水量指标
模型与方法
• 2、地质灾害气象预报预警的目的 • 地质灾害气象预报预警的目的：建立符
合甘肃省实际情况的山区高原突发性地 质灾害预警预报数学模型和预警预报系 统、预警信息发布平台，灾害发生前24 小时能够进行预警识别，并通过有关渠 道及时发布预警信息，研究成果应用于 甘肃省地质灾害监测和预警预报实际工 作中。
模型与方法
采用小流域网格剖分，其优点是针对性较强且 可以比较详细的针对到单个泥石流沟点，但不 适用于区域面型评估系统。如采用小流域，其 基础因子物质储量不能够定量分析，误差较大 。计算机自动化速度较慢，不能够快速的进行 预报预警。全国其他省市均没有用运小流域网 格剖分，只有县（市）采用小流域精细到点状 。
背景与概况
• 4.3 甘肃省气象预警工作不足
• 1.原有的预警预报模板采用单一的临界雨量判据 法，此法未考虑预警精度还受到所预警地区面积 大小、突发性地质事件样本数量、地质环境复杂 程度和地质环境稳定性及区域社会活动状况等诸 多限制；
• 2.单一临界雨量指标难于解释地质环境变化及地 质灾害成因对预警工作的影响，因此很难更新判 据、提高预警准确性。
模型与方法
• 3.3本省地质灾害气象预报预警的空间范 围为我省所辖的行政辖区面积，重点区 域为兰州、陇南、天水、甘南、临夏、 定西、平凉、庆阳等。
• 3.4地质灾害气象预报预警的时间段为每 年的主汛，即每年的6月1日至9月31日。
模型与方法
• 3.5地质灾害气象预报等级划分。 • 根据国土资源部和中国气象局的联合划
模型与方法
区划地质灾害综合调查
地质灾害信息系统GIS （数据库 图形库）
地质环境与灾害图层因子分析
历史灾害强度 回应因子
危险度
潜在灾害强度 基础因子 响应因子
区域地质灾害预警与防治区划
模型与方法
• 5.以往开展的基础性工作 • 县（市）地质灾害调查与区划 • 地质灾害应急调查报告 • 甘肃省地质灾害调查研究报告 • 甘肃省山洪灾害防治规划报告
背景与概况
2.气象因素在诱发地质灾
害中的作用
多年的研究和经验
其他诱发
37%
降雨诱发
63%
表明，超过三分之二的
突发性地质灾害是由于
大气降雨直接诱发或与
大气因素相关的。每年
汛期地质灾害造成的人
员伤亡和经济损失占全
年的70-80%以上。
背景与概况
3.我国地质灾害 气象预警现状 2019年4月7日国土资源部和中国气象局签订
模型与方法
• 基于GIS地质灾害环境空间分析预警理论方法 ，本研究采用从低到高的方法，即图斑合并的 方法（聚类法），根据滑坡泥石流灾害“发育 度”、“潜势度”、“危险度”和“危害度” 等的计算结果，合并相邻的同级别或接近同级 别的单元，形成相应的区划图。
• 此方法是根据单元分析结果又合成实现的，克 服了仅仅依据单一临界雨量指标的限制，但对 临界诱发因素的表达和预警指标的选定与分级 ，尚存在需要进一步研究的诸多问题。
• 四级：发生灾害的可能性较大，暴雨、 强对流天气造成山体滑坡、局地引发泥 石流，造成人员伤亡，经济损失严重。
• 五级：发生灾害的可能性很大，由局地 大或特大暴雨、强对流天气造成大范围 山体滑坡、引发泥石流，造成人员伤亡 ，特大经济损失。
• （发布3—6小时的地质灾害警报）。
模型与方法
• 4.模型的探讨与研究
背景与概况
• 4、甘肃省地质灾害气象预警现状
• 4.1 甘肃省地质环境概况
• 4.1.1 气象
• 本省大多数地区降水较少，有72％的地方年 降水量少于500毫米，58%的地方年降水量在300 毫米以下。全省城市年降水量在38—560毫米之 间，总的分布趋势由东南向西北递减，地区差异 性大，其中敦煌降水最少，年降水量在40毫米以 下；庆阳降水最多，在560毫米以上；其余地区 年降水量为80—520毫米。自兰州、定西、陇南 市区为一个相对少雨带，在其两侧各有一个相对 多雨区。