气象风险预警的地质灾害论文范文

1云南省地质灾害气象风险预警模型

通过对发生的地质灾害、降雨等资料的分析，崩塌滑坡泥石流灾害发生的原因是地质环境条件、降雨、人类工程活动等因素的相互交织，自然与社会因素相互叠加的结果。地质灾害系统是一个复杂的开放系统和耗散体系，具有高度非线性和复杂性，其系统行为具有非确定性和突发性［9］。在诸多因素中，地形、岩土体类型、活动断裂等为控制性因素，对地质灾害的分布、形成、发展起着控制性作用。降雨、人类工程活动、地震为诱发因素。本文将影响地质灾害的因素归纳为控制因素和诱发因素。控制因素有表征地质环境条件的地形、岩土体类型、活动断裂、水网密度、构造及人类工程活动;云南省降雨诱发型地质灾害约占90%，因此将降雨作为诱发因素来考虑。

1.1滑坡泥石流灾害与地质环境的关系本文在总结前人研究成果的基础上进一步深入研究，提出以下几点看法。

1.1.1滑坡泥石流与地形地貌(1)崩塌滑坡泥石流主要发育于海拔500～2500m区域，3000m以上分布数量少;其中1000～2500m区域内滑坡最为集中，占滑坡总数的86%。(2)云南省地貌以元阳河谷和云岭山脉一线为界，可将全省分为滇东高原盆地区、滇西山地峡谷区，根据地貌特征细分地貌亚区。不同地貌区灾害发育分布特征不同。

1.1.2崩塌滑坡泥石流与岩土体类型岩土体作为地质灾害的活动主体，是地质灾害产生的物质基础，岩土体类型、性质、结构及构造特征对地质灾害的形成发育产生重要影响。薄-中层状极软-较硬含煤砂岩、泥岩岩组易发生塑性变形破坏导致滑坡泥石流灾害;块状坚硬片麻岩、混合岩、变粒岩岩组由于风化层厚，容易沿强/弱风化界面产生滑动;中-厚层状强岩溶化较硬-坚硬灰岩、白云岩岩组中滑坡泥石流地质灾害很少发生。

1.1.3崩塌滑坡泥石流与地质构造构造控制着地形地貌及大地构造分区并进一步影响微地貌和岩土体类型，从而影响地质灾害的发育。活动性断裂构造密集的区域，岩土体破碎，斜坡较为陡峻，较易发生地质灾害。

1.1.4崩塌滑坡泥石流与地震云南省地震活动频繁，地震发生的同时，常常诱发滑坡、崩塌和地裂缝等次生地质灾害，同时导致岩土体破碎，斜坡物质失稳，为泥石流提供大量物质来源。

1.1.5崩塌滑坡泥石流与水系密度云南省地质灾害与水系关系比较密切，地质灾害沿河流两侧呈带状分布，山区河流两侧一般为交通要道，人类工程活动对岩土体产生扰动，加剧地质灾害的形成。

1.2降雨与崩塌滑坡泥石流灾害的关系云南具有“一山分四季、十里不同天”的气候特征，小尺度单点性强降水经常发生［8］。依据最新的气候区划，云南大致可分为北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、温带和高原气候带等6个气候带。因气候类型不同，不同区域降雨时空分布特征差异明显，对地质灾害的诱发作用不同。云南省降雨与地质灾害关系具有以下几个特点:(1)降雨对地质灾害发育发生具有明显的分带特征，不同区域诱发地质灾害的临界雨量差异明显。(2)在降雨发生当天及前几天，大部分地质灾害的发生都会伴随有降雨的发生，并且规律性非常明显。因此，短时强降雨对地质灾害具有明显的诱发效应。(3)将滑坡、崩塌和泥石流灾害发生当天、前3d、前5d、前7d、前10d、前15d的累计有效降雨情况进行统计分析，结果表明累计有效降雨量随时间推移与地质灾害相关性逐渐减弱，前7d累计有效降雨量与地质灾害相关性较明显。

1.3地质灾害预警区划通过对地质环境条件、气候特征、地质灾害发育特征等分析，对云南省进行预警区域划分，将全省划分为11个预警区:哀牢山地区、大理丽江地区、大盈江地区、滇东北地区、滇南地区、滇西北地区、滇中高原湖盆区、滇中红层地区、金沙江中下游地区、临沧地区、文山岩溶地区。不同预警区域，对降雨量诱发地质灾害的敏感程度不同，因此根据预警区特征设置不同的降雨阈值;不同预警区，地质环境条件因子对地质灾害敏感性不同，因此根据预警区特征设置因子权值。

1.4地质灾害气象风险预警模型(1)地质灾害敏感性指数在不同的地质环境背景条件下，由控制因素影响发生地质灾害的可能性差异用地质灾害敏感性指数(Z)表示，根据云南省滑坡泥石流形成机理及特点，选取与崩滑流地质灾害密切相关的地形地貌、地震、水网密度、岩土体类型、构造、人类工程活动共6个因子，用信息量模型［10］来计算地质灾害敏感性指数。(2)降雨诱发指数本文引用了岳建伟［4］等在地质灾害预警预报及信息管理系统应用研究中提出的前期累计降雨量对地质灾害影响的降雨诱发指数计算方法。根据云南省降雨与地质灾害关系特征，将有效累计降雨天数修正为7d，选取当日降雨量，1d、3d、5d、7d累计有效降雨量为特征值，设置降雨阈值。参考李铁峰等在哀牢山地区的研究成果，α取值0.75。(3)地质灾害气象风险预警单元按云南省气象局预报雨量网格划分方法将全省划分为0.5°×0.5°网格单元。(4)气象风险预警指数气象风险预警指数(H)=地质灾害敏感性指数(Z)×降雨诱发指数(R)。(5)地质灾害气象预报预警等级划分地质灾害气象预报预警级别按全国统一要求划分为5级，根据预警指数计算结果，进行预警级别划分。

2地质灾害气象风险预警系统实现

2.1基于WebGIS的地质灾害预警系统的设计云南省地质灾害气象风险预警系统基于GIS空间分析技术和WebGIS技术，实现对地质灾害数据、雨量数据、地图数据进行存储与集成管理、预警分析等，系统包含预警分析子系统、雨量管理子系统、灾害数据管理子系统、地图管理子系统。预警分析流程:首先导入地质环境背景因子，设置各预警区因子权值，通过GIS空间分析计算地质环境敏感指数;然后对各预警区设置降雨量临界值雨量，导入前7d及预报降雨量，计算出当日地质灾害降雨诱发指数，再计算预警指数并按划分的预警等级，对预警结果进行分析，最后预警产品(图1)。

2.2地质灾害气象风险预警系统特点云南省人民政府确定的地质灾害防治“以预防滑坡泥石流为主、以预测预报为主、以灾前避让为主”的“三为主”方针，突出了地质灾害预报预警对地质灾害防治的重要性。2011年8月26日，云南省国土资源厅与云南省气象局签订了《深化地质灾害气象预警预报工作合作协议》。从如何利用好现有资源为地质灾害防灾减灾服务为出发点，研发了云南省地质灾害气象风险预警系统。该系统具有以下特点:(1)系统预警单元为0.5°×0.5°网格，精度可达乡镇级，且预警精度可以随气象局雨量站加密而提高，提升了云南省地质灾害气象风险预警水平。(2)系统模型中因子权值、降雨阈值等参数可根据预警结果反馈情况和地质灾害发生机理研究结果进行调整，预警方法具有可优化性。为后期雨量数据加密后分析地质灾害与降雨量、地质环境条件的关系提供模型优化接口，提高模型的实用性和可靠性。(3)系统应用关系数据库SQLServer管理属性数据，用MAPGISK9的空间数据库管理空间数据，数据管理方式更加安全、高效。(4)通过对州(市)级行政区划内地质环境条件对地质灾害的控制作用特征、降雨对地质灾害的诱发特征研究，构建适合各州、市的预警区划及降雨阈值，本模型方法及预警系统具有可推广性。随着气象部门雨量监测站网及监测手段迅速提高，州(市)国土资源部门承担辖区内地质灾害气象风险预警预报将成为新的发展方向。

3地质灾害气象风险预警成果检验

系统于2013年汛期试运行，通过新老系统预警结果对比、地质灾害灾情信息反馈，不断调整、修正模型因子权值及降雨阈值。2014年系统投入正式运行。对2014年汛期大型以上地质灾害灾情所在预警区域进行统计，在3级预警区的地质灾害约占60%、在2级预警区的约占30%、另外10%大型以上地质灾害未在预警区内。新系统在缩小预警面积、减少空报的同时提高了成功预警率。

4结语

通过分析地质环境背景条件对地质灾害的控制作用特征和降雨对地质灾害的诱发作用特征，构建云南省地质灾害气象风险预警模型，并开发了应用系统。系统投入正式使用并取得良好的效果。本模型和系统还可推广到州、市应用，通过构建适合各州、市的预警区划及降雨阈值，可为各级国土资源管理部门提供更高精细度的地质灾害气象风险预警成果。

作者：王裕琴杨迎冬周翠琼晏祥省单位：云南省地质环境监测院