“浙江省地質災害隱患監測網絡系統”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測網絡系統”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展重點項目《浙江省地質災害隱患監測網絡系統》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的滑坡、泥石流預報預警與應急指揮系統建設提供了系統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，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滑坡、泥石流等突發地質災害最頻繁的地區之一。在浙江丘陵山區，滑坡和泥石流往往具有群發性，發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十幾、數十處滑坡或泥石流，危害極大。特別是浙江經濟發達，人口稠密，極易出現小滑坡（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，聯合支持開展“浙江省地質災害隱患監測網絡系統”研究，目的是通過集成創新，建立區域預報與重點監測結合的預報預警系統，提高對降雨引發滑坡、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年聯合攻關，在對降雨引發滑坡、泥石流預報的理論、方法、監測儀器及系統建設等方面取得系列創新成果，發表論文18篇、出版專著1本，獲得授權發明專利4項。

無論數值天氣預報模式的水平分辨率（格點間的距離）還是雨量監測站的密度現在都還難以捕捉降雨模式的空間變化，尤其對于山區的極端降雨事件更是如此，對降雨預報和監測的空間分辨率也遠遠大于實際滑坡（泥石流）的線性尺度。如何在當前的區域降雨預報和降雨監測條件下，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域內任一網格單元在給定時段滑坡、泥石流發生的條件概率模型，并將基于自組織系統的人工神經網絡與GIS結合起來發展了一種不同于傳統方法的滑坡（泥石流）時空概率預報系統（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》發表，雜志匿名評審人認為“對降雨引發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的滑坡十分重要”。

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

按照“邊研發，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測儀器，初步形成了遠程實時監測的網絡。

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小時區域降雨預報數據，同時從浙江省氣象臺和省水文局管理的雨量監測網獲取小時雨量數據。數據被自動導入系統的預報模塊進行處理，得到對全省區域的空間分辨率為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測數據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），可能性很小；2級（0.3-0.4），可能性較小；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。當預報中出現滑坡、泥石流可能性在3級以上(含3級)的地區時，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”欄目上發布，并通過手機短信系統發送給預報有災害可能地區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分的天氣預報節目中向公眾發布播出。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測網的小時雨量數據，并根據雨情變化，每1－3小時發布一次預報，及時為可能處于危險地帶的人們提供警示。處于預報區的政府工作人員和居民只要接通互聯網就可以接收滑坡、泥石流預報，并查找相關信息。

地質災害預報系統和監測網絡的作用主要體現在兩個方面：一是能夠根據雨情變化，實時、動態地指示出滑坡、泥石流的高易發地段，在第一時間發布預報圖和預報通知，警示危險區的居民及時撤離到安全地帶，顯著提高了人們對降雨引發滑坡、泥石流災害的早期發現與防范能力；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，在汛期根據雨情變化實時發布預報或警報；二是制定了省、市、縣、鄉（鎮）、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測員，在滑坡泥石流預報預警信息的指引下，結合當地雨情，通過監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，為當地民眾制定避險圖（“逃生地圖”），標示出危險區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，浙江區域發生的可驗證的滑坡(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同樣是處于暖濕氣流活躍，頻繁出現大雨和暴雨，引發許多滑坡、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，目前在浙江省已形成了一個多部門聯合的，包括滑坡（泥石流）地質、計算機、地理信息系統、儀器等多專業交叉，集野外調查、數據處理、綜合研究與應用系統開發為一體，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發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，城鎮和新農村建設、經濟開發將不斷向丘陵山區擴展，開發利用低丘緩坡資源。但是，丘陵山區或丘陵－盆地過渡區的低丘緩坡地帶往往也是滑坡、泥石流易發區，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、泥石流易發程度（敏感度）區劃工作，使政府部門在制定低丘緩坡資源的開發利用規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，從源頭上控制和減少地質災害的發生，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，還需要繼續深化對降雨引發滑坡、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新與應用，建立貫穿省、市、縣、鄉（鎮）的滑坡、泥石流防災應急保障系統，實現對滑坡、泥石流等突發地質災害信息的現場發送與處理，實現監測預報可能發生重大地質災害地區現場與指揮中心的聯動，從整體上進一步提升對降雨引發滑坡、泥石流災害的防范能力。