惠州市龍門縣山洪等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警服務(wù)平臺簡介

[摘 要]：廣東省惠州市龍門縣山洪等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警服務(wù)平臺，是為了滿足惠州市龍門縣山洪等由于天氣導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報預(yù)警的需求而開發(fā)的。平臺在windows xp平臺上，實(shí)時顯示多普勒雷達(dá)的強(qiáng)度和速度資料和自動站資料，開發(fā)利用短時臨近預(yù)報系統(tǒng)（SWAN系統(tǒng)），采用人機(jī)交互的方法，實(shí)現(xiàn)對惠州市龍門縣山洪等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警服務(wù)。該系統(tǒng)操作簡便，基本能夠滿足該項(xiàng)業(yè)務(wù)的需要。

[關(guān)鍵詞]：山洪 地質(zhì)災(zāi)害 預(yù)報平臺 天氣學(xué) 龍門縣

引言

每年汛期，山洪泥石流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁，帶來重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。2007 年國家頒布了突發(fā)事件應(yīng)對法，將自然災(zāi)害預(yù)警分為4 個不同的等級[1]。氣象部門積極響應(yīng)，發(fā)布了國家暴雨預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)[2]。許多山地省級氣象部門以國家標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，制訂了地方暴雨預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)[3][4]。由于國家尚沒有明確的山洪泥石流預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，國家暴雨預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)和地方暴雨預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，造成同一紅、橙、黃、藍(lán)4 級預(yù)警分析圖中語義含混，為山洪泥石流預(yù)警氣象服務(wù)帶來困難。提出與國家暴雨預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)相一致，兼顧國家和地方標(biāo)準(zhǔn)的山洪泥石流預(yù)警計算方法研究，可以充分發(fā)揮自動氣象站雨量資料的作用，從宏觀上把握山洪泥石流的發(fā)生發(fā)展趨勢，為山洪泥石流客觀分析和自動預(yù)警奠定基礎(chǔ)。

1惠州市龍門縣山洪等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警服務(wù)平臺的研究內(nèi)容

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民經(jīng)濟(jì)活動的逐步增大，山洪等地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的頻率和造成的損失近年呈增大趨勢。影響山洪等地質(zhì)災(zāi)害的因素主要包括三個方面。

第一是降雨。造成山洪等地質(zhì)災(zāi)害的客觀原因是降雨強(qiáng)度大，范圍集中。降雨特別急和特別大的地方可能形成積水、山洪，泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。天氣類型主要是持續(xù)性強(qiáng)降水和暴洪。

持續(xù)強(qiáng)降水主要是有系統(tǒng)型天氣系統(tǒng)影響，天氣形勢較清楚。在雷達(dá)和衛(wèi)星圖上，比較清晰。預(yù)報經(jīng)驗(yàn)比較充足，服務(wù)比較到位。

暴洪是只強(qiáng)降水在短時間內(nèi)（不超過48小時）造成的局地洪水[3]。她取決于兩方面的條件，一是短時間內(nèi)較大的降水量，另一個是相應(yīng)流域的水文條件，也包括地形、地表類型、過去的降水情況等。在氣象方面，暴洪主要指在短時間（48小時內(nèi)）內(nèi)出現(xiàn)較大的累積雨量，即短時暴雨。

新一代天氣雷達(dá)對暴洪預(yù)報有重要的作用：主要體現(xiàn)在雷達(dá)強(qiáng)度圖上，一般說來反射率因子越大，雨強(qiáng)就越大[3]。在速度圖上：暴雨產(chǎn)生的條件之一是要有充分的水汽供應(yīng)，而低空急流是為暴雨輸送水汽的通道。可以通過多普勒天氣雷達(dá)徑向速度圖監(jiān)視低空急流的變化，同時與其他條件相結(jié)合，可以判斷降雨是否會繼續(xù)。

第二是地形地貌。地勢比較高的地區(qū)不容易形成積水，建設(shè)用地選擇什么樣的地形地貌非常重要，如果選擇在低洼地或是滯洪區(qū)，那降雨積水和山洪等地質(zhì)災(zāi)害的可能性就非常大。

第三有些地區(qū)環(huán)境破壞嚴(yán)重，水土流失情況嚴(yán)峻。有的地方排水設(shè)施不健全，不完善，排水系統(tǒng)建設(shè)滯后是造成山洪等地質(zhì)災(zāi)害的一個重要原因。

考慮這些問題，結(jié)合龍門縣具體實(shí)際，根據(jù)目前的工作情況，第一部做以下跟氣象有關(guān)的工作：

1惠州市龍門縣持續(xù)性強(qiáng)降水進(jìn)行分析；在形勢圖，系統(tǒng)型強(qiáng)降水在華南地區(qū)分為三類暴雨：A兩脊一槽型；B兩脊一槽；C 中緯度多波型。

2惠州市龍門縣暴洪進(jìn)行分型和雷達(dá)資料進(jìn)行分析；

在雷達(dá)強(qiáng)度圖上，一般說來反射率因子越大，雨強(qiáng)就越大。（2）在速度圖上：暴雨產(chǎn)生的條件之一是要有充分的水汽供應(yīng)，而低空急流是為暴雨輸送水汽的通道。

3利用歷史資料，對山洪等地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警分級，同時確定惠州市龍門縣進(jìn)行山洪地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行風(fēng)險區(qū)規(guī)劃；

考慮實(shí)際情況，山洪等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警分為四級：（1）一級（大雨，降水30厘米以下）；（2）二級（暴雨，降水50厘米以下）；（3）三級（大暴雨，降水100厘米以下）（4）四級（特大暴雨，降水100厘米以上）。同時利用惠州市龍門縣山洪等地質(zhì)災(zāi)害實(shí)況，對惠州市龍門縣不同區(qū)域山洪等地質(zhì)災(zāi)害情況進(jìn)行分級評估，進(jìn)行惠州市了龍門縣山洪等地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險規(guī)劃。

2建立山洪等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報預(yù)警的工作模式

提取下午日常預(yù)報的前48小時的降水預(yù)報，如果量級在大雨以上時候，平臺將自動發(fā)短信給相關(guān)單位的同志，提醒他們注意做好防御城市山洪等地質(zhì)災(zāi)害的準(zhǔn)備工作，同時和氣象臺一起加強(qiáng)值守班工作。

完善新一代天氣雷達(dá)強(qiáng)度報警系統(tǒng)和利用短時臨近預(yù)報系統(tǒng)SWAN產(chǎn)品，建立預(yù)報和報警短信系統(tǒng)；

當(dāng)降雨臨近時，啟動雷達(dá)和SWAN系統(tǒng)，同時提起雷達(dá)強(qiáng)度圖和SWAN系統(tǒng)產(chǎn)品的1小時內(nèi)的預(yù)報產(chǎn)品，對山洪等地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報，向氣象臺領(lǐng)導(dǎo)、預(yù)報員和相關(guān)單位值班人員發(fā)短信，提請注意短時強(qiáng)降水的量級、區(qū)域及預(yù)警。

綜合上述系統(tǒng)和分析，建立具有地方特色的惠州市龍門縣山洪等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警服務(wù)平臺，力爭解決像龍門這樣小型城市的山洪等地質(zhì)災(zāi)害問題。

2.重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)問題

從圖像處理的角度出發(fā)，運(yùn)用模式識別與計算機(jī)視覺的方法對新一代雷達(dá)的強(qiáng)度圖和徑向速度圖進(jìn)行研究；同時對SWAN系統(tǒng)的降雨產(chǎn)品進(jìn)行分析，并在平臺中加以處理和運(yùn)用。工作主要涉及：對圖像進(jìn)行預(yù)處理。區(qū)域裁剪限定了圖像處理的范圍（惠州市龍門縣），并提取SWAN系統(tǒng)的同一區(qū)域的預(yù)報數(shù)據(jù)，并根據(jù)強(qiáng)度圖對應(yīng)的徑向速度圖的信息，結(jié)合SWAN產(chǎn)品，嘗試對惠州市龍門縣進(jìn)行預(yù)報；最后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。

該系統(tǒng)采用的是B/S結(jié)構(gòu)。

3小結(jié)

在基于雷達(dá)和SWAN等山洪地質(zhì)災(zāi)害防治預(yù)報平臺的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，建設(shè)中小河流域山洪地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺，集成山洪溝、地質(zhì)隱患點(diǎn)、水庫基礎(chǔ)地理信息，提供氣象精細(xì)化監(jiān)測、預(yù)報、報警產(chǎn)品服務(wù)，具有產(chǎn)品顯示、自動報警和預(yù)警制作功能，為預(yù)報員開展精細(xì)化的山洪地質(zhì)災(zāi)害防治氣象業(yè)務(wù)及服務(wù)提供技術(shù)支撐。在市氣象局下屬縣氣象局推進(jìn)中小河流域山洪地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)報預(yù)警服務(wù)業(yè)務(wù)化，充分發(fā)揮氣象風(fēng)險預(yù)警服務(wù)業(yè)務(wù)在實(shí)時氣象災(zāi)害防御中的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜海如.關(guān)于實(shí)施公共氣象服務(wù)體系戰(zhàn)略任務(wù)的思考[G].氣象軟科學(xué)，2004（4）：22-23.

[2]劉英金.中國氣象事業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[M].北京：氣象出版社，2005（1）：10-11，43-15，77-78，66-67，109-112.

[3]俞小挺，吳洪，周小剛，等.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2006：170-171.

[4]中國氣象局《綜合氣象觀測系統(tǒng)保障規(guī)劃》，2009年6月.

[5]石碩.計算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.