意大利：基于先進科技的山洪預警系統

皮埃蒙特（Piedmont）是意大利的第二大行政區，其境內的波河（Po River）是意大利最長的河流，該河發源于阿爾卑斯山，波河的上游連接著許多支流，這些支流位于山谷，河流的降雨徑流響應速度非常快，波河的中游寬闊，河水流速緩慢，因此洪水傳播時間相對較長。

波河流域管理委員會（PRMC）是一個政府內部部門，該部門為皮埃蒙特地區的山洪和泥石流災害制定了可操作的早期預警系統。結合流域內的地形和土地使用類別，波河流域管理委員會（PRMC）制定了流域洪水風險圖，其目的是要確定流域中哪些地區屬于更容易遭受洪水、山洪和泥石流的破壞，從而使每一個地區都與一個風險類別和級別相關聯。例如，他們將波河的洪水風險分為三個級別的區域，分別為A區、B區和C區，C區位于河流的最外側，其洪水發生的頻率為500年一遇。B區位于C區的內部，但仍然屬于河流的外側，其洪水發生的概率為200年一遇，B區還包括一些水庫和堤防。A區則包括河流主河道和容易發生小洪水的地區，在A區不允許有居住人類的建筑存在。在B區，人類的活動受到了一定的限制，只能根據區域規劃的目標進行活動。C區有河堤的保護，是可以居住的。但是，波河的流域洪水風險也只是側重于使用非工程措施來保證人們的防洪安全，例如，制定區域代碼、預案準備和預警系統等。

從公元1800年以來的歷史記錄表明，波河流域幾乎一兩年就要發生一次洪水，這些洪水可能是山洪，也可能是地勢低洼地帶的河流漫岸洪水，且洪水多發生于春季或者秋季。

意大利政府于1978年在皮埃蒙特地區成立了自然災害情報室（SSRN），其主要任務是預測該地區的洪水災害。在自然災害情報室（SSRN），來自水文、地質、氣象和冰雪研究領域的專家們通力合作，以預測可能存在的區域洪水威脅，并采取相應的防御措施。自然災害情報室（SSRN）每天向有關部門發送報告，報告所觀察到的氣象情況和預測可能存在的災害，尤其是降水方面的預報。這些信息分發給那些具有防洪任務的部門，如果有洪水威脅則向公眾進行預警。

社區則需要參與以下行動：制定區域洪水應急預案；研究區域洪水和山坡地形的動態變化，這些區域研究能夠提高對危險洪水的預報和響應能力；在洪水發生時使用志愿者執行應急預案，并且與當地有關部門時刻保持聯系。

意大利皮埃蒙特的洪水早期預警包括調查、警告、報警和緊急搶險4個階段，當條件具備時，各階段的內容被順利執行，執行預警的條件包括主河流洪水水位、山洪和山區流域水范圍內發生的山體滑坡和泥石流。預報人員為每種風險進行編號，例如，1代表無風險，2代表低風險，3代表高風險。洪水管理官員根據該地區歷史上發生洪水的數量來決定洪水風險的等級。

在預警的執行過程中，國家氣象水文部門（NMHS）和區域預報中心連續監控洪水發生的可能性。當他們發布警告信息時，信息只通知到當地的一些洪水防御相關部門，警告信息并不傳達給廣大市民。一旦洪水已經發生，或者判斷有即將發生的危險，立刻向市民廣播警告。由于本系統的中級警告由地方當局掌控，只有當洪水危險確定要發生的時候才向公眾發布，這樣做的目的是最大限度地減少向社會公眾提供虛假警報的幾率。

皮埃蒙特的洪水警報系統，適用于下列情況：洪泛區的面積大于400平方千米；或者局部小面積洪水，但是降雨屬于短歷時、高強度降雨（有效降雨面積小于400平方千米）；強降雪造成的道路封鎖或者其他交通困難。

意大利的皮埃蒙特洪水早期預警系統將所控制的流域劃分為很多子流域，每個子流域有相似的地理條件、降雨模式和洪水特征。該洪水早期預警系統還綜合考慮了應急管理和行政區域劃分等方面的問題，因此，該洪水預警系統是一個基于環境和人文因素的產物。

皮埃蒙特自然災害情報室（SSRN）主要有兩個職能：（1）水文與氣候調查：專家們所撐握的技術要確保洪水預警系統能夠正常運行，并且持續地報送數據。（2）對于局地的水文氣象事件，氣象學家、水文學家、地理學者和冰雪科學家分別作出預測，專家們相互交換警報信息，以改進預報和警報的水準。

自然災害情報室（SSRN）主要運用以下信息系統：水文氣象自動觀測網、氣象雷達系統、自動高空聲波測驗系統（每日兩次）、局地和全范圍的氣象預報的數字模擬系統，以及河流干流的洪水預報數字模擬系統等。

自然災害情報室（SSRN）每天產生預見期為48小時的定量降水預報（QPF），并且對所管轄的11個區域的氣溫進行預報，這有利于水文學家和氣象學家共同預估未來可能發生的天氣情況。預報專家采用兩種手段來評估未來48小時可能的氣象風險等級：第一種方法涉及將48小時的定量降水預報（QPF）與事先定義好的降雨事件進行比較，事先定義好的降雨事件由數學模型對過去的降雨事件進行模擬得到，第二種方法就是采用實時數據進行數字模擬得到。

預報模型采用的定量的降水預報能夠與水文模型相連接，產生洪水的早期預警。由于定量降水預報（QPF）包含著顯著的不確定性，因此，氣象學家也只是在預見期為1到2天的范圍內定性地使用這種預報方式。這種預報系統經常會產生虛假的警報，但是，由于大多數的警報事件只通報給當地的有關部門，因此，公眾很少收到這些警報，這樣就避免了不必要的社會恐慌。

預報模型的管理模塊采用水動模型和實時的水文氣象觀測數據，該系統能夠產生預見期為6到12小時的符合經驗的洪峰預報和傳播時間預報，因此可以廣泛使用，應急管理官員發現這種實時的數據非常有用。

實時模型是由一個決策支持系統來完成，該系統產生一個實時的預報結果，實時系統將先進的數據庫系統與丹麥水文模型MIKE11完美地結合在一起，再結合其他的水動模型共同組成了實時的洪水預報系統（DHI， 2006）。所有的模型都打包于ArcView GIS環境，使抽象的數據與具體的地圖相結合，這種組合對于實時的徑流預報和洪水預警非常有用。在設定了計劃任務以后，決策支持系統能夠自動運行，并且技術人員還能夠隨時進行修改和控制。決策支持系統能夠產生很多信息，包括ArcView圖形的自動顯示，以及預報結果的實時更新。系統也產生水位和徑流的觀測和預報結果。最后，專家組對每個警報區域制定預報文本公告，并且標注災害的風險類別，分為A、B和C三類，分別對應著1、2和3級的風險水平。當洪水造成破壞和降雨造成泥石流，或者發生山體滑坡的時候，會自動觸發洪水數據寫入數據庫的事件，這樣就可以檢驗預報系統的水位和降雨與實際發生的水位和降雨是否符合，以利于預報系統的實時糾正。

意大利最近發展和使用的分布式水文模型結果表明，即使有著明顯的徑流預報誤差，很多洪水預報系統在級別預報方面還是取得了很多經驗性的成功的。

有專家指出，意大利皮埃蒙特的洪水早期預警系統也能應運于其他國家多山地區的山洪預警。然而，該系統的精確性取決于觀測數據的準確度、信息系統的容量和通訊系統的穩定性，并且其背后還有著看不見的不同部門的協調與合作。