遼寧省營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警模型應(yīng)用探討

徐 林

(遼寧省地勘局第五地質(zhì)大隊，遼寧 大石橋 115100)

遼寧省營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警模型應(yīng)用探討

徐 林

(遼寧省地勘局第五地質(zhì)大隊，遼寧 大石橋 115100)

總結(jié)營口地區(qū)多年地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警的經(jīng)驗，在深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)營口地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件，結(jié)合多年實際降雨量及受災(zāi)情況等資料，依據(jù)過程降雨量統(tǒng)計數(shù)據(jù)及，采用統(tǒng)計法建立地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警模型。

地質(zhì)災(zāi)害;預(yù)警;模型;營口;小石硼

1 概述

營口地區(qū)位于遼寧省南部遼東灣東岸，營口市區(qū)面積5 401.8 km2，地勢自東南向西北傾斜，海拔自東向西遞減，自然形成低山、丘陵和平原地貌。山區(qū)山勢峻峭、谷地狹窄，最高峰步云山，海拔1 130.7 m。地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，加之礦山采掘業(yè)發(fā)達(dá)，人類工程活動形成的地質(zhì)災(zāi)害隱患較多，且危險性較大。危害性最大的災(zāi)種主要是崩塌、滑坡、泥石流。制災(zāi)因素主要是降雨，汛期地質(zhì)災(zāi)害頻頻發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計近15年已造成328人死亡，164人受傷。直接經(jīng)濟(jì)損失7 000余萬元。為有效防止地質(zhì)災(zāi)害帶來的危害，營口市政府與遼寧省環(huán)境監(jiān)測總站營口分站于2011年簽署了《營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警工作協(xié)議書》。要求加強(qiáng)對營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治的研究，形成一套科學(xué)合理，操作性強(qiáng)的預(yù)防方法和措施，全面提升營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)水平。營口分站編制了》營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警實施方案》，并組織精兵強(qiáng)將與營口市氣象局密切合作，在市國土資源局領(lǐng)導(dǎo)下共同進(jìn)行營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警工作，探討建立營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警模型。

2 預(yù)報預(yù)警模型

以地質(zhì)環(huán)境系數(shù)為基礎(chǔ)，依據(jù)地質(zhì)環(huán)境特征①、②，結(jié)合降雨因素值，將降水量所誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能進(jìn)行合成，得到某一降雨范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的預(yù)報預(yù)警值，根據(jù)不同地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件及以往發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害降雨量經(jīng)驗數(shù)據(jù)，模擬建立預(yù)報預(yù)警模型;

其模型為:M=H+a·T

式中:M為預(yù)報預(yù)警值;H為地質(zhì)環(huán)境系數(shù);T為大氣降雨量值(1、3、5日前期降雨量 +預(yù)報降雨級別);a為降雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害權(quán)重系數(shù)

(注:由于H值為統(tǒng)計模擬數(shù)據(jù)，精度不高，可通過實際驗證進(jìn)一步修正完善以提高精度，力爭更合理化。)

3 模擬參數(shù)的選擇

3.1 地質(zhì)環(huán)境系數(shù)(H)取值原則

地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生以地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)環(huán)境因素起決定作用，降雨是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的誘發(fā)因素。由于地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境條件、實際降雨量關(guān)系密切。所以為了預(yù)報預(yù)警精度趨于更合理化，對《營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)圖》內(nèi)不同區(qū)域匹配地質(zhì)環(huán)境系數(shù)(H);

(1)地質(zhì)災(zāi)害重點防治區(qū)(營口市東南部低山區(qū))匹配系數(shù)(H)15;

(2)地質(zhì)災(zāi)害次重點防治區(qū)(營口市東南部丘陵區(qū))匹配系數(shù)(H)10;

(3)地質(zhì)災(zāi)害一般防治區(qū)(營口市西北部平原區(qū))匹配系數(shù)(H)5。

3.2 降雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害權(quán)重系數(shù)(a)的取值原則

在地質(zhì)環(huán)境系數(shù)取值計算中已對地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造受災(zāi)概率等四種地質(zhì)環(huán)境因素進(jìn)行了權(quán)重處理，同理降雨作為一種誘發(fā)因素，同樣需要進(jìn)行權(quán)重處理。在區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報預(yù)警中，累計考慮了五種因素，按等權(quán)取值，降雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害權(quán)重(a)系數(shù)為0.20。

3.3 大氣降雨量值(T)界定取值原則

大氣降雨量因素在不同的地質(zhì)環(huán)境區(qū)域發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警值相差較大，大氣降雨量值(T)受地質(zhì)環(huán)境條件控制，且與前期降雨量關(guān)系密切，故大氣降雨因素(T)界定取值為該區(qū)1、3、5日前期降雨量與次日氣象預(yù)報降雨等級之和。根據(jù)降雨量劃分的四個等級;降水量 ＞150 mm/d為特大暴雨、100～150 mm/d為大暴雨、100～50 mm/d為暴雨、降雨量50～30 mm/d為大雨，降水量≤50 mm/d幾乎不發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害;本區(qū)大氣降雨因素(T)界定取值原則如下:降水量50 mm/d＜T≤100 mm/d時，地質(zhì)災(zāi)害重點防治區(qū)發(fā)布三級黃色氣象預(yù)報預(yù)警，降水量100 mm/d＜T≤150 mm/d時，地質(zhì)災(zāi)害重點防治區(qū)發(fā)布四級橙色氣象預(yù)報預(yù)警，地質(zhì)災(zāi)害次重點防治區(qū)發(fā)布三級黃色氣象預(yù)報預(yù)警;降水量 T＞150 mm/d時，地質(zhì)災(zāi)害重點防治區(qū)發(fā)布五級紅色氣象預(yù)報預(yù)警，地質(zhì)災(zāi)害次重點防治區(qū)發(fā)布四級橙色氣象預(yù)報預(yù)警，地質(zhì)災(zāi)害一般防治區(qū)發(fā)布三級黃色氣象預(yù)報預(yù)警。不同級別降水量及發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)警(M)值見表1。

4 預(yù)報預(yù)警及發(fā)布原則

根據(jù)氣象預(yù)報確定的降雨范圍、降雨量及降水強(qiáng)度結(jié)合該范圍內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境條件，按預(yù)報模型計算評價，求得該范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報預(yù)警值(M)，按以下原則預(yù)報。

(1)預(yù)報預(yù)警值(M)＜25不預(yù)報，預(yù)報預(yù)警值(M)在25～35的，稱為預(yù)報預(yù)警區(qū)由降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害降雨量臨界值，可作為易發(fā)區(qū)預(yù)報，可發(fā)布3級預(yù)報。

(2)預(yù)報預(yù)警值(M)在35～45之間的，稱為預(yù)報預(yù)警區(qū)由降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，可發(fā)布3～4級預(yù)警。

(3)預(yù)警預(yù)報值(M)＞45的，稱為預(yù)報預(yù)警區(qū)由降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害極易發(fā)區(qū)，可發(fā)布3～4～5級預(yù)警。

(4)久旱不雨后突降大到暴雨，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)，此時，可適當(dāng)調(diào)高M(jìn)值進(jìn)行預(yù)報預(yù)警。

(5)氣象預(yù)報為大暴雨，特大暴雨(降雨量 ＞100 mm)，除平原區(qū)外，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害必然發(fā)生，在降雨范圍內(nèi)可作肯定性預(yù)報預(yù)警。

(6)連續(xù)降雨達(dá)3 d以上，日降水量在30 mm以上的，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)，可適當(dāng)提高M(jìn)值進(jìn)行預(yù)報預(yù)警。

(7)對人類工程活動較強(qiáng)烈地區(qū)、歷史曾發(fā)生過地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)可適當(dāng)提高M(jìn)值進(jìn)行預(yù)報預(yù)警。

(8)當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害預(yù)防經(jīng)驗積累到一定程度后，還可根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整M值進(jìn)行預(yù)報預(yù)警。

表1 不同降雨等級地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)警參數(shù)(M)值表

圖1 營口地區(qū)雨量分布圖

5 案例分析

蓋州市小石硼、徐屯地區(qū)位于《營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)圖》內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害重點防治區(qū)(地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā))，在2011年8月份臺風(fēng)“梅花”臨近我區(qū)之時，營口市政府立即啟動《營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警實施方案》，有關(guān)部門24 h值班，營口市氣象局、營口分站、營口市國土資源局半小時會商一次，密切關(guān)注營口地區(qū)50個鄉(xiāng)鎮(zhèn)降雨量情況及未來大氣降雨趨勢。

2011年8月08－09日營口地區(qū)普遍發(fā)生一次強(qiáng)降雨過程，營口分站依據(jù)預(yù)警模型在2011年8月8日早08時發(fā)布營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害三級黃色氣象預(yù)報預(yù)警1次，下午16時和22時隨著降雨的持續(xù)又相繼發(fā)布了2次四級橙色氣象預(yù)報預(yù)警，8月09日凌晨06時營口氣象局傳來信息，營口地區(qū)受“梅花”臺風(fēng)影響將再有一次強(qiáng)降雨過程，我站果斷地在07時10分發(fā)布了五級紅色氣象預(yù)報預(yù)警。2011年8月9日上午7時30分－8時30分，蓋州市小石棚鄉(xiāng)小石棚南溝、楊樹房南溝、大鍋峪溝和雙嶺溝同時暴發(fā)大型山洪泥石流災(zāi)害，由于在災(zāi)前預(yù)警的成功發(fā)布，為地方政府決策提供了主動權(quán)，為抗災(zāi)搶險贏得了時間。蓋州市小石棚地區(qū)雖遭受“梅花”襲擊，發(fā)生了百年不遇的特大泥石流地質(zhì)災(zāi)害，但由于人員撤離的及時，成功避險4 520人，無一人死亡，減輕了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

6 結(jié)語

綜上所述，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)共預(yù)報系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)是一項長期工作，涉及的部門多、范圍廣，須參考的因素多而復(fù)雜。因此，必須在工作中不斷地總結(jié)經(jīng)驗，并在各部門的積極配合下，建立順暢的信息鏈.為相關(guān)部門和群眾捉供即時的、權(quán)威的、人性化的信息指導(dǎo)，將地質(zhì)災(zāi)害的影響降到最低。這次成功的預(yù)報預(yù)警更加堅定了我們工作信心，預(yù)警的成功不但是我們單位工作的榮譽(yù)，也是我市科技成果的一個亮點。它標(biāo)志著我市地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警工作進(jìn)入了更科學(xué)領(lǐng)域。我們要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗，加強(qiáng)營口地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報預(yù)警工作研究，更加完善預(yù)警模型，將地質(zhì)災(zāi)害的影響破壞降到最低。為營口政府部門防災(zāi)減災(zāi)提供技術(shù)支撐，為營口地區(qū)科技進(jìn)步經(jīng)濟(jì)騰飛而努力奮斗。

［1］遼寧省蓋州市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報告.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊.2005.9

［2］遼寧省大石橋市及老邊區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報告.遼寧水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院.2005.9.

［3］遼寧省營口市氣象局.水利局20個水文年氣象.水文資料.

［4］馬文瀚，陳建平.突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報研究綜述［1］.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù).2007.18(1):6－9.

［5］楊順泉.突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)方案研究［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報.2002.13(2):109 －111.

X141

B

1004－1184(2012)05－0124－02

2012－04－23

徐林(1954－)男，遼寧大石橋人，高級工程師，主要從事水、工、環(huán)地質(zhì)工作。