關于泥石流預警與實施方法研究

摘 要：隨著信息技術的發展，地質災害預警技術也得到很大提高。泥石流預警在減災實踐工作上已取得到了豐碩的成果和明顯的效益。簡單的說，泥石流預警可以分為泥石流預報和泥石流警報兩種類型，二者的根本區別是預警信息來源與泥石流暴發時間的關系。該文結合自身實踐經驗，詳細探討滑坡泥石流預警技術及其具體的實踐方法，以期有裨益于我國泥石流預警系統的建設與完善。

關鍵詞：泥石流 預警 實施 案例

中圖分類號：X43 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（b）-0033-01

1 泥石流監測警報技術

1.1 接觸式警報儀器

接觸式警報儀器主要有三種，即鋼索監測器、壓力式泥位計以及沖擊力監測器。鋼索監測器具有節能省電、可靠性高、可分級預警等特點，比較的適宜于泥石流流動沖刷階段。

第二種是壓力式泥位計。即通過檢測泥石流對主溝溝床底部造成的壓力變化來對泥石流運動發出預警警告。泥石流一般來說呈現前陡后緩的狀態，并有著陣性的特征，其在進入主溝溝床后，對于溝基地的壓力多以周期性變化表現出來。因此，壓力式泥位計相對來說比較適宜于這種情況。

第三種是沖擊力監測器。這種監測器，不僅可以確定泥石流的時間和大致地點范圍，還可以通過測量泥石流沖擊力的大小來確定泥石流的規模和破壞力，進而對泥石流災害進行規模分級，并根據不同情況發出不同的預警信號。

1.2 非接觸式警報儀器

非接觸性警報器即在不接觸泥石流的狀態下，通過儀器獲取泥石流的聲音、影像、振動、泥位等相關信息，以對泥石流的發生概率及規模進行判定。其主要構建有攝像機、超聲波（激光）泥位報警儀、地聲警報器以及次聲警報器等。影像檢測具有直觀性的效果，我們可以通過影像資料直接獲知關于泥石流的一切信息。數字圖像處理方法可以自動識別數碼攝像機視頻數據中泥石流信息，并對其規模大小進行判別。

2 應用項目實踐

該文以長江中上游的泥石流預警系統為例。該泥石流預警系統項目的建設主要涉及云、貴、川、甘、陜、渝、鄂這七個省。其主要任務是對原有的預警系統各級監測預警機構軟、硬件進行典型配置，并開發研究配套的滑坡泥石流調查GIS系統，使整個預警系統的現代化與信息化水平得到進一步的提升。

2.1 系統設計方案

根據泥石流的實際情況，其應對的系統方案也有不同的選擇。首先是在當前監測地區降雨量比閾值較大時，在這種情況下，用來監控的計算機會根據無限遙感技術接收來自測雨量站傳來的各種數據，并對前方的具體情況進行初步判斷與預報；第二種，當監測器監察到前方監測區泥石流溝中出現泥水時，那么泥水位探測頭就會對泥石流的預計發生時間和規模進行分級預報；第三種是雨水與泥水同時都滿足條件，當這種情況發生時，檢測系統就會將泥石流到來的信息進行分級報警，并馬上啟動高清數碼相機，以泥位標尺為背景采集泥石流相關圖片并傳送給計算機，檢測人員通過認真對這些圖片進行分析，確認泥石流到來信息的準確性和真實性，然后再將報警信息以短信的形式發送到各個相關負責人的手機上。同時，檢控計算機也會將預警信號發送給安裝了預報器的鄉村和城鎮，無線啟動并發出預警。

在泥石流預警監測系統中，除了泥水位預警子系統，其他的設備都是由太陽能供電，在遠離泥石流溝的監測站安裝檢控計算機，然后在可能會被泥石流禍及的鄉村與城鎮安裝泥石流報警器。

2.2 關鍵技術

泥石流預警這一系統集成了多項高科技技術，綜合運用了統計學上的模糊綜合分析法和主成分分析法等方法，模糊數據統計法和抽樣統計法，并利用GIS、RS以及水文地質信息綜合分析算法，與當地氣象、地質、水情歷史信息結合，建立決策子系統。這一系統的建立不僅可以準確地將當地報警限制值的預警值分析出來，還可以準確地判斷出泥石流預計發生的時間，并科學的判斷出最佳的人員轉移路線，且為下一步的系統研發打下基礎。

3 預警監測系統組成及功能

3.1 雨量計子系統

雨量計子系統主要依靠雨量計運轉，這一系統主要包括以下部分：即雨量計、雨量自報系統及軟件。雨量計子系統一般安裝在泥石流監測范圍內，其大概運行程序首先是通過雨量計子系統監測降雨，然后再把相關降雨信息傳輸給數據采集報警儀，報警儀在收到信息后把累計的雨量計算后傳給計算機，計算機把當天的雨量繪制成雨量柱狀圖，同時監測實事雨量以及日降雨量，并參照閾值進行對比，看是否超過限制。若超過限制，計算機音頻便會發出報警信號，并將報警信息以短信形式發送給提前預訂了此信息的人員。雨量計子系統屬于無線傳輸。

引發泥石流的重要原因之一就是長期且連續的強降雨或者暴雨。而雨量計能準確地檢測單位時間內的降雨強度以及每天的累積降雨量。如果計算出來的雨量高出了設定的警戒閾值，系統會先將其與數據庫中的歷史數據進行比較，判定警報等級并同時發出泥石流可能會出現的警報。

3.2 泥水位報警儀子系統

泥水位報警儀子系統主要依靠泥水位探頭等主要儀器采集數據。泥水位報警儀子系統的運轉過程如下，首先將泥水位報警儀探頭按泥水導溝邊緣側壁的高度進行均勻分布，傳感器在遇到水或者飽和的泥水后便會將信號傳至數據采集報警儀，報警儀發出報警信號并把信號傳輸給泥水位報警儀子系統，系統會在收到后會將警報進行儲存、顯示，并繪制出狀態圖然后通過計算機發出相應的報警音，最后將報警信號以短信形式發至指定手機。不同于雨量計子系統，泥水位報警儀子系統屬于有線傳輸。

泥水位探頭主要對泥石流發生初期的泥水位變化進行檢測，其探頭有著探針傾斜的作用，這種系統很好地實現了分級對導渠內水位或飽和泥水位進行報警的目的。數據采集報警儀通過傳感器對不同高度的泥水位進行傳感，并顯示相應高度的報警燈，進而啟動報警信號，向計算機傳輸報文。當采集報警儀發出報警時，計算機也會在同一時間將報警信息以短信形式發送給預定手機，同時，值班人員會在第一時間開啟搜索探照燈，檢查視頻系統信息，以再次對泥石流預警信號的準確性進行確認，并最終將預警信號發出，然后引導下游民眾安全撤離，減少泥石流造成的損害。

3.3 視頻監測子系統

這一系統主要包括搜索探照燈、攝像機、圖像采集卡及軟件等。這一系統可以人工判別關于泥石流的相關信息，然后根據章程發出預報，引導下游民眾安全撤離。

4 結語

綜上所述，泥石流預警是一項極具重要意義的非工程性減災措施，其主要是通過各種科學手段先對泥石流可能會發生的時間、地點、規模、危害范圍以及潛在的損失等進行相關的推測，然后再及時將預警信息告知危險區的居民，并積極地采取各種避災措施，以有效地降低自然災害的破壞程度，進而保障人民的生命財產安全。

參考文獻

[1]劉傳正，張明霞，孟暉.論地質災害群測群防體系[J].防災減災工程學報，2006（2）：175-179.

[2]王雁林.陜南地區滑坡災害氣象預報預警及其防范對策探析[J].地質災害與環境保護，2012（4）：345-349.