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序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇地質(zhì)災害預警范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
前言:
相對而言,地質(zhì)災害造成的破壞力是非常強大的,諸如地震、滑坡、泥石流等等,均是目前重點的防災類型。一般而言,絕大部分的地質(zhì)災害均與氣象存在密切的關(guān)系,尤其是在暴雨、狂風等情況下,很容易引發(fā)系列的地質(zhì)災害,給當?shù)氐木用瘛⒅苓?、工程等,造成嚴重的破壞,產(chǎn)生的經(jīng)濟損失和社會損失都是非常嚴重的。結(jié)合地質(zhì)災害的特點,加強氣象預報預警方法,可以提前做好相應的防災工作,減少相關(guān)損失的同時,盡量的實現(xiàn)“地質(zhì)災害疏導”,保持人類社會與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)。
一、地質(zhì)災害氣象預報預警的合理性
與以往工作不同的是,地質(zhì)災害氣象預報預警越來越講究合理性,如果僅僅是將一大堆的數(shù)據(jù)進行呈報,不僅無法達到理想的預警效果,同時還需要花費較多的時間來分析數(shù)據(jù),無法提前做好相關(guān)的防災、減災措施,白白浪費時間的同時,對社會發(fā)展造成了負面影響。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗和當下的工作標準,認為地質(zhì)災害氣象預報預警,必須在合理性方面做出較大的努力。首先,各地方在開展地質(zhì)災害氣象預報預警時,應充分考慮到當?shù)貙Φ刭|(zhì)災害的處理能力。我國雖然幅員遼闊,但很多偏遠地方的地質(zhì)條件都比較復雜,在發(fā)出地質(zhì)災害氣象預報預警信息后,當?shù)厮懿扇〉氖侄?、措施非常有限,基本上無法在客觀上直接達到標準。此時,應結(jié)合地方情況,發(fā)出匹配的信息,同時派遣相應的工作小組前往處理工作,達到雙向減災、抗災的目的。其次,在開展地質(zhì)災害氣象預報預警的過程中,必須對地質(zhì)災害發(fā)生的可能性做出預估?,F(xiàn)下的部分地方,都在積極的建設(shè)綠化工程、環(huán)保工程、植樹造林工程,其對自然災害的抵御能力、協(xié)調(diào)能力均獲得了較大的提升,想要保持地質(zhì)災害氣象預報預警的高度合理,就必須對這些情況進行分析,避免造成無謂的恐慌。
二、地質(zhì)災害氣象預報預警的類型
在技術(shù)快速發(fā)展的今天,我國在地質(zhì)災害氣象預報預警的工作上,開始走向了多元化的道路,針對各區(qū)域、各地方的實際情況,實施相互匹配的預警工作。首先,時間預警。地質(zhì)災害氣象預報預警在日常的工作中,會根據(jù)氣象的整體變化,以及各種氣象的走向,針對地質(zhì)災害的發(fā)生時間進行預警,由此來為各地方的防災、減災工作提供足夠的準備時間。倘若時間相對緊迫,則可以依據(jù)具體的數(shù)據(jù)和信息,劃分出工作的重點,從而最大限度的將災害造成的損失減少。其次,空間預警。該方面的預警信息,覆蓋的范圍比較大,趨向于某一個整體區(qū)域的預警。由于很多地方的植被稀疏,同時是地質(zhì)災害的多發(fā)地區(qū),因此在發(fā)生某一種地質(zhì)災害后,很有可能會引發(fā)連鎖性的災害,這就需要進行空間上的預警。第三,強度預警。相對于前兩種預警而言,強度預警特別符合實際上的需求。根據(jù)地質(zhì)災害的強度評估程度,不僅可以及時的向上級匯報,同時還可以組織多方人員進行協(xié)調(diào)工作,建立最好的防護體系,強化對各種地質(zhì)災害的疏導。
三、地質(zhì)災害氣象預報預警的方法
在現(xiàn)代化建設(shè)快速發(fā)展的今天,很多地方對地質(zhì)災害都是非常重視的。從長遠的角度來分析,地質(zhì)災害的發(fā)生是無法避免的,再強悍的防御體系,也無法阻擋大自然的攻擊。因此,我們在今后的工作中,需要結(jié)合固有的工作成果,將地質(zhì)災害氣象預報預警的方法有效落實,從多個方面出發(fā),運用多元化的措施來提高預報預警的可行性、可靠性,從而為防災、減災工作,提供足夠的幫助。
(一)地質(zhì)災害調(diào)查
在地質(zhì)災害氣象預報預警的方法中,針對地質(zhì)災害的調(diào)查,是一個非常重要的組成部分。擁有足夠的數(shù)據(jù)、信息來源,才能為最終的預報預警,提供最權(quán)威的支持。地質(zhì)災害的發(fā)生主要受制于地層巖性、構(gòu)造展布、植被覆蓋、地形地貌以及降水強度等要素。遙感技術(shù)有宏觀性強、時效性好、信息量豐富等特點。我們可以利用“3S”技術(shù)結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查進行地質(zhì)災害調(diào)查,其方法為首先根據(jù)預報預警區(qū)域范圍和現(xiàn)有的地質(zhì)災害調(diào)查成果選擇合適比例尺的遙感信息源(全色圖像、多光譜圖像、雷達圖像等)、地形地貌圖、地質(zhì)圖,然后進行幾何校正和統(tǒng)一的地理編碼,接著根據(jù)現(xiàn)有的輔助資料對該區(qū)域的地質(zhì)災害進行目視和計算機解譯,最后結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查最終確定該區(qū)域地質(zhì)災害的位置、數(shù)量、大小、強度及其影響范圍和各災種的地質(zhì)環(huán)境。
(二)建立地質(zhì)災害空間數(shù)據(jù)庫和信息管理庫
就地質(zhì)災害氣象預報預警本身而言,其必須要對調(diào)查的地質(zhì)災害做出準確的判斷和分析,給出最符合實際情況的數(shù)據(jù)內(nèi)容,減少與客觀實際的偏差情況。為此,除了要在調(diào)查工作上努力外,還必須建立健全地質(zhì)災害的空間數(shù)據(jù)庫、信息管理庫。通過應用較多的計算機軟件、云計算等方法,對固有的地質(zhì)災害數(shù)據(jù)、信息進行重新整理分析,并且與當下的防災、減災工作相互融合,實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫和信息管理庫的更新。另一方面,在發(fā)生新的地質(zhì)災害時,應將調(diào)查的結(jié)果,及時的錄入到空間數(shù)據(jù)庫、信息管理庫當中,展開詳細的對比分析工作,從而在多方面了解到地質(zhì)災害的嚴重程度、波及范圍、損失強度等等。
總結(jié):
本文對地質(zhì)災害氣象預報預警方法展開討論,從已經(jīng)掌握的情況來看,各地方的地質(zhì)災害氣象預報預警工作表現(xiàn)出很大的進步,各方面的工作未出現(xiàn)惡性循環(huán)的情況,整體工作水準較高。日后,應針對地質(zhì)災害氣象預報預警深入研究,健全技術(shù)體系、操作方案、各類信息庫等,為國家的和諧及社會穩(wěn)定,做出更大的貢獻。
參考文獻
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【中圖分類號】F416.1 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)04-0123-02
1 引言
目前我國自然地質(zhì)災害發(fā)生率較高,受災嚴重程度較大,目前常見的地質(zhì)災害主要包括泥石流、滑坡和崩塌等,造成地質(zhì)災害發(fā)生的主要原因除了自然因素之外,還包括人類的工程建設(shè)和礦產(chǎn)開發(fā)等活動。這些地質(zhì)災害的發(fā)生對人類的生活造成了較大的影響,在嚴重的時候會對人們的生命財產(chǎn)造成較大程度的威脅,針對目前地質(zhì)災害預警方法應用效果不明顯的現(xiàn)狀,在實際的地質(zhì)災害頻發(fā)中,可以利用GIS技術(shù)對地質(zhì)災害多發(fā)地區(qū)的實際地理結(jié)構(gòu)進行分析,并且進行實時監(jiān)控,以此來實現(xiàn)對地質(zhì)災害的有效預警,減少由于地質(zhì)災害對人們所造成的影響。
2 GIS技術(shù)的定義和主要功能
GIS技術(shù)主要指的是地理信息系統(tǒng),是在計算機信息技術(shù)的支持下,采用系統(tǒng)工程技術(shù)和信息技術(shù),來對各個區(qū)域中的空間信息和地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息進行收集、分析、整理和儲存,并且采取相應的方式來將信息展現(xiàn)出來,屬于一種將視覺效果和地理分析功能進行集成運用的系統(tǒng)技術(shù),其主要功能體現(xiàn)在這樣幾個方面:首先是地圖管理功能,GIS技術(shù)具有較大的空間內(nèi)存,能夠?qū)⑹占鴣淼牡貓D資源信息儲存到數(shù)據(jù)庫當中,并且根據(jù)實際情況的變化來進行及時調(diào)整,相比較傳統(tǒng)的地圖來說,具有更高的靈活性和精確性,能夠進一步推動地質(zhì)災害預警工作的發(fā)展;其次是空間分析與查詢功能,GIS技術(shù)具有空間定位功能,通過數(shù)據(jù)庫的建立和對信息資源的收集、整理和處理,并且將其制作處理成地理信息圖像,與原始圖像相比較,兩者的數(shù)據(jù)保持相同,在進行空間轉(zhuǎn)換的過程中,也可以采用GIS技術(shù)來對于地理信息相關(guān)的數(shù)據(jù)進行查詢;再次是地理模型預測功能,GIS技術(shù)的核心為地理信息,在對各個不同區(qū)域進行分析的基礎(chǔ)上,能夠利用當?shù)氐牡乩砜臻g信息來實現(xiàn)地理模型預測功能,這樣的功能主要指的是在對當?shù)氐乩硇畔⑶闆r進行分析的基礎(chǔ)上,來對某個未知結(jié)果進行預測和判斷,也就是說通過對當?shù)氐V產(chǎn)資源、水文地理情況和資源開發(fā)利用情況進行勘察的基礎(chǔ)上,來對不同區(qū)域中發(fā)生地質(zhì)災害的可能性進行預測;復次是三維功能,三維功能是在二維GIS技術(shù)上發(fā)展而來的,與二維空間技術(shù)相比較來說,三維技術(shù)具有更高的精確度和整體性,雖然在整體觀察上可能較為復雜,但是具有較強的可視性,能夠直觀地反映出相關(guān)區(qū)域中各個部分的實際情況,三維功能是建立在三維模型的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)的,比如說結(jié)合地質(zhì)工程的鉆孔信息、剖面圖和工程地質(zhì)圖等信息數(shù)據(jù),能夠建立三維地質(zhì)模型,并且在三維場景中建立相應的圖片信息,在經(jīng)過編輯處理之后,就能夠?qū)Φ刭|(zhì)災害的發(fā)生現(xiàn)場進行模擬[1];最后是自動監(jiān)測功能,自動監(jiān)測功能主要是依靠各種檢測儀器來進行實現(xiàn)的,在地質(zhì)災害發(fā)生的過程中,檢測儀器會發(fā)生不同的變化,并且對相關(guān)檢測區(qū)域的數(shù)據(jù)信息進行采集,并且傳輸?shù)胶笈_數(shù)據(jù)庫中,經(jīng)過對數(shù)據(jù)信息的分析,能夠?qū)Ξ數(shù)貐^(qū)域進行有效監(jiān)測。
3 GIS技術(shù)在地質(zhì)災害預警中的應用
3.1 建立多源信息數(shù)據(jù)庫
對于地質(zhì)災害預警工作來說,GIS技術(shù)的應用是一個復雜的過程,其中的每一個部分都需要大量相關(guān)的數(shù)據(jù)信息來進行分析和調(diào)研,這些數(shù)據(jù)信息的來源各不相同,主要包括地形圖、地質(zhì)資料和地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息等,對于地質(zhì)災害來說,其具有不可預測性,但是利用GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫,能夠在對數(shù)據(jù)信息進行分析的基礎(chǔ)上,對地質(zhì)災害發(fā)生的次數(shù)、地點和級別進行預測,并且對地質(zhì)災害發(fā)生而產(chǎn)生的現(xiàn)象及預兆進行了解,以此來達到地質(zhì)災害預測的目的[2]。由于目前人類各種工程建設(shè)活動不斷增多,所以說需要對地質(zhì)災害數(shù)據(jù)庫進行及時更新,以此來提高地質(zhì)災害預測的準確性。
3.2 對地質(zhì)災害多發(fā)區(qū)進行實時監(jiān)控
通過GIS技術(shù),能夠?qū)Φ刭|(zhì)災害發(fā)生的信息進行收集和分析,在此基礎(chǔ)上,能夠?qū)ξ覈刭|(zhì)災害多發(fā)區(qū)的分布情況和發(fā)生頻率進行了解,在對地質(zhì)災害發(fā)生的信息和資料進行收集的基礎(chǔ)上,能夠結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況,建立相應的圖表圖像,并且與GIS多源數(shù)據(jù)庫進行聯(lián)動,實現(xiàn)對地質(zhì)災害發(fā)生區(qū)的有效監(jiān)控,監(jiān)控的主要過程體現(xiàn)在這樣幾個方面:首先是對影響當?shù)匕l(fā)生地質(zhì)災害的因素進行分析和了解,結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況,對這些因素進行控制;另外是在所建立的三維空間模型上對該地區(qū)自然災害的發(fā)生情況進行綜合評價,以此來對地質(zhì)災害預測的準確性進行判斷,并且根據(jù)最終結(jié)果來采取相關(guān)防治措施[2]。
4 GIS技術(shù)在地質(zhì)災害預警中的應用案例
此次研究地區(qū)為靈臺縣,靈臺縣隴東黃土高原南側(cè),在對當?shù)刈匀粸暮φ{(diào)查資料進行分析的基礎(chǔ)上可以發(fā)現(xiàn),該地區(qū)屬于地質(zhì)災害頻發(fā)區(qū),地質(zhì)災害的發(fā)生類型不同,發(fā)生的頻率較高,并且這些地質(zhì)災害多發(fā)生在人們居住密集和工程建設(shè)生產(chǎn)活動較為頻繁的區(qū)域,根據(jù)以上的了解情況,可以對其地質(zhì)災害預警方法進行研究。
引言
我國是一個多山地的國家,特別我們重慶,深受滑坡、崩塌、泥石流等重力地質(zhì)災害的危害。群測群防監(jiān)測手段大多采用人工收集方式,存在數(shù)據(jù)收集不及時、信息覆蓋面不足的缺點。其他傳統(tǒng)地質(zhì)災害監(jiān)測手段存在諸多缺陷,不能滿足社會與工程建設(shè)的基本需求。2012年的《山洪地質(zhì)災害防治規(guī)劃》、《國務院關(guān)于加強地質(zhì)災害防治工作的決定》,明確了在我國地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)建立地質(zhì)災害調(diào)查評價體系、監(jiān)測預警體系、防治工程體系和應急體系的任務,其中,建立專業(yè)監(jiān)測和群測群防相結(jié)合的地質(zhì)災害監(jiān)測預警體系是一項很重要的內(nèi)容,基于傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展監(jiān)測預警體系建設(shè)是未來非常有前景的發(fā)展方向。
1 傳統(tǒng)地質(zhì)災害監(jiān)測手段的不足
傳統(tǒng)的地質(zhì)災害監(jiān)測具備以下幾個缺點:
(1)野外布設(shè)的系統(tǒng)通常無法做到實時智能化的采集數(shù)據(jù)(通常間隔2-4小時進行一次),導致很多時候不能有效地監(jiān)測地質(zhì)不穩(wěn)定體;
(2)對于所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)常會受到條件的限制而無法及時傳回地質(zhì)工作人員手中,大多時候需要專業(yè)人員到現(xiàn)場進行采集;
(3)對動物、風等非地質(zhì)移因素的影響原拉繩式位移監(jiān)測系統(tǒng)無法有效排除干擾,往往造成地質(zhì)人員的誤判[1]。
本文所介紹的系統(tǒng)已經(jīng)做到了對地質(zhì)不穩(wěn)定體進行自動化監(jiān)控和預警,具有30-50次/60min的數(shù)據(jù)監(jiān)測頻率,且采用智能延時處理技術(shù),避免非位移數(shù)據(jù)所帶來的干擾。配合遠程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實現(xiàn)了無區(qū)域性限制、失穩(wěn)智能分析預警。
2 該智能監(jiān)測系統(tǒng)的組成及優(yōu)勢
2.1 系統(tǒng)組成
智能監(jiān)測預警系統(tǒng)包括智能化監(jiān)測設(shè)備和智能化監(jiān)測預警信息平臺。
(1)智能化監(jiān)測設(shè)備
本系統(tǒng)的智能化監(jiān)測設(shè)備由以下四個部分組成:拉繩位式移計、模擬信號預處理模組、GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸模組、太陽能電池模組。
(2)智能化監(jiān)測預警信息平臺
本系統(tǒng)配備遠程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)RDMS(Remote Data Management System)可查看實時數(shù)據(jù)及時進行遠程參數(shù)控制(報警閥值設(shè)置及報警方法、數(shù)據(jù)共享及備份、日期時間及采集發(fā)射時間周期,各種控制參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)查詢及曲線繪制、報表輸出等)。同時設(shè)備擁有整體的超低電能消耗,專為地質(zhì)災害野外實際需求設(shè)計,可長時間、高可靠度工作,實現(xiàn)實時無間斷的監(jiān)控。
2.2 系統(tǒng)優(yōu)勢
本監(jiān)測系統(tǒng)相比其他的地質(zhì)災害智能監(jiān)測設(shè)備實現(xiàn)了24小時不間斷監(jiān)測,并配備了遠程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對所采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理,達到智能預警效果。在設(shè)備抗干擾方面,采用了延時處理技術(shù),對動物、風等非地質(zhì)移因素的影響進行處理。位移數(shù)據(jù)通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端平臺,實現(xiàn)了無區(qū)域性限制的實時監(jiān)控。選用具有低功耗高效率的電子元件,在野外持續(xù)工作7000小時以上。
3 案例分析
2016年1月,本團隊來到了萬盛經(jīng)開區(qū)腰子山不穩(wěn)定斜坡體進行實地測試。在該不穩(wěn)定體后援上下兩側(cè)安裝了拉繩式位移監(jiān)測裝置,其中一側(cè)安裝在后緣上部穩(wěn)定基巖中,另一側(cè)安裝在不穩(wěn)定斜坡體上。
在調(diào)試完畢后,我們成功的在手機終端接收到位移數(shù)據(jù)(見圖1),在之后的時間段內(nèi)通過手機利用覆蓋各地的GSM信號穩(wěn)定的接收到監(jiān)測數(shù)據(jù)。
監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示:在1月8日到10日期間,該觀測點發(fā)生了1.45cm的位移。在1月10日到18日這段時間,位移數(shù)據(jù)持續(xù)增加,最高達2cm。由于該不穩(wěn)定斜坡變形破壞模式為蠕滑-拉裂型破壞模式。在此類不穩(wěn)定體的后緣裂隙如果發(fā)生位移持續(xù)增大的趨勢,則說明該斜坡可能進入滑動階段。根據(jù)遠程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對該變形模式數(shù)據(jù)的預判處理,自動的發(fā)出了滑坡警告。
事實證明,該地于2016年1月21日晚上22:50左右,斜坡后緣局部發(fā)生了表層位移(見圖2)。導致位于后緣處的一處單層居民房墻體損壞。由于該系統(tǒng)及時預報,居民及時的進行了避災準備,減少了危害造成的損失。
此外,我們在重慶市江津區(qū)油溪鎮(zhèn)殺牛洞、云陽渠馬鎮(zhèn)渠馬村、云陽雙土新集鎮(zhèn)、云陽新津鄉(xiāng)老集鎮(zhèn)等地的不穩(wěn)定斜坡體上也安裝了地質(zhì)災害智能監(jiān)測預警系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示以上監(jiān)測點位移沒有發(fā)生明顯變化,這也與以上地點斜坡穩(wěn)定現(xiàn)狀相吻合,且數(shù)據(jù)讀取穩(wěn)定。
4 成果及技術(shù)總結(jié)
(1)本監(jiān)測系統(tǒng)相比其他的地質(zhì)災害智能監(jiān)測設(shè)備實現(xiàn)了整體自動化監(jiān)控位移,所配備的遠程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)RDMS對所采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理,是目前安全監(jiān)測領(lǐng)域較為完善的數(shù)據(jù)管理軟件。
(2)通過配備的遠程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理也實現(xiàn)了整體自動化監(jiān)控地質(zhì)不穩(wěn)定體。
(3)在設(shè)備的抗干擾方面,RDMS采用了延時處理技術(shù)DHS,對動物、風等非地質(zhì)移因素的影響進行處理,保證了地質(zhì)不穩(wěn)定體的位移數(shù)據(jù)的真實性,數(shù)據(jù)通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端平臺,從而實現(xiàn)了無區(qū)域性限制的實時監(jiān)控。
(4)在本系統(tǒng)的內(nèi)部元件選擇方面,選用的是具有低功耗高效率的電子元件,其中包括自主研發(fā)設(shè)計出了專為地質(zhì)災害野外需求的GSM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)透傳模塊,該模塊具有超低功耗的智能數(shù)傳模塊,通過對這類模塊的選用以及兩塊太陽能電池板對蓄電池進行實時充電供能,從而做到了本系統(tǒng)可以安裝在野外持續(xù)工作7000小時以上的先進科技成果。
(5)本團隊研發(fā)的地質(zhì)災害監(jiān)測預警系統(tǒng),現(xiàn)已經(jīng)成功申請了四項實用新型專利。
參考文獻
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[5]國土資源部.關(guān)于印發(fā)《全國地質(zhì)災害防治“十二五”規(guī)劃》的通知國土資發(fā)〔2012〕73號[Z].
1 引言
地質(zhì)災害的形成除與地質(zhì)條件有關(guān)外,降雨和人類工程活動都是很重要的誘發(fā)因素,單九生等研究發(fā)現(xiàn)滑坡的發(fā)生與近3天內(nèi)的降水強度、過程降水總量、降水持續(xù)時間等關(guān)系十分密切(單九生等,2004)。氣象因素誘發(fā)的地質(zhì)災害具有:區(qū)域性、群發(fā)性、同時性、爆發(fā)性、后續(xù)性和成災大等特點(劉傳正等,2004)。黎川縣地質(zhì)環(huán)境較為脆弱,人類工程活動比較頻繁,區(qū)內(nèi)地質(zhì)災害頻發(fā),社會經(jīng)濟發(fā)展與地質(zhì)災害的矛盾日益突出,如何有效預防地質(zhì)災害的發(fā)生并最大限度減少地質(zhì)災害給人類生活及經(jīng)濟發(fā)展造成的損失,正在引起全社會的廣泛關(guān)注。為了更好地推動地質(zhì)災害防治工作,有效減輕和避免地質(zhì)災害造成的生命和財產(chǎn)損失,促進經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。目前研究區(qū)內(nèi)對降水和地質(zhì)災害兩者之間的關(guān)系研究只停留在粗略的統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)之上,并且相關(guān)數(shù)據(jù)年代較久且不全面。本文通過在“黎川縣1/5萬地質(zhì)災害調(diào)查項目”所獲得的大量最新地質(zhì)災害數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開展地質(zhì)災害氣象預警研究工作,建立符合本區(qū)實際情況的突發(fā)性地質(zhì)災害預警預報數(shù)學模型及預警區(qū)劃,可為全縣防災減災提供科學依據(jù),最終達到防災減災的目的。
2 區(qū)內(nèi)地質(zhì)及氣象背景
2.1 地質(zhì)背景
研究區(qū)地處江西省中偏東部,撫州市東南部,武夷山脈中段西麓。位于武夷斷塊隆升區(qū)與撫河谷地的上升區(qū)的交接部位。武夷山呈“弓”形環(huán)繞縣域東部、南部,黎灘河由東向西橫貫全區(qū),形成了東南高,西北低,三面環(huán)山,西北開口的“撮斗”形。受以間歇性上升運動為主的新構(gòu)造運動控制,區(qū)內(nèi)地形起伏、河谷深切,高差顯著,最大高差約1419m。大地構(gòu)造單元為華南褶皺系(Ⅰ2)贛中南褶隆(Ⅱ3)武夷隆起(Ⅲ8)的中段,武夷山隆斷束(Ⅳ21)的東側(cè)(張?zhí)m庭等,1973)。區(qū)內(nèi)地形形態(tài)總體復雜,呈現(xiàn)出地形坡度、坡形、坡向的多變性。由于地質(zhì)環(huán)境條件復雜,地質(zhì)災害防治形勢十分嚴峻,主要地質(zhì)災害類型為滑坡、崩塌、泥石流,其中以土質(zhì)滑坡最為發(fā)育,且具有突發(fā)、頻發(fā)、群發(fā)、點多面廣等特點(聶智??,2015)。
2.2 氣象背景
研究區(qū)地處中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū),氣候溫和濕潤、雨量充沛、光照充足、四季分明。據(jù)黎川縣氣象局提供的有關(guān)資料(1957~2010年),多年年均降雨量1829.9mm。最大年份(1998年)降雨量2462.6mm,最小年份(1963年)降雨量1242.5mm;最大日降雨量320.0mm(1998年7月1日),最大時降雨量70.4mm(2006年6月25日),最大10分鐘降雨量26.4mm;年均暴雨日數(shù)5.0天,最長連續(xù)降雨天數(shù)21天(1998年6月),過程雨量678.2mm,最長無雨日數(shù)37.0天。
大約每年3~6月為豐水期,10~12月為枯水期,其余月份為平水期。降雨量在時間分布上呈現(xiàn)明顯差異,豐水期月均降雨量為枯水期的4.3倍,而豐水年降水量可達枯水年的2.0倍。降雨量在空間分布上受地形作用明顯,東多西少,山區(qū)多平原少,具有隨地形標高增高、降雨量增大的趨勢。
3 預警數(shù)學模型及實際應用
3.1 地質(zhì)災害氣象預警預報模型
地質(zhì)災害氣象預警預報是研究在某一降雨強度作用于某一地質(zhì)環(huán)境單元時發(fā)生地質(zhì)災害的可能性大小。結(jié)合省內(nèi)現(xiàn)有地質(zhì)災害氣象預警預報研究成果,具體方法是將降雨特征(用降雨誘發(fā)指數(shù)表征)與地質(zhì)災害敏感性(以地質(zhì)災害易發(fā)性表征),進行疊加分析,確定預警預報等級,建立群發(fā)型區(qū)域性地質(zhì)災害預警預報模型。
地質(zhì)災害氣象預警級別評價指標采用如下公式:
H = Z×R
H --預警級別評價指數(shù)。用于評價預警級別,綜合反映地質(zhì)災害發(fā)生的可能性與強度。
Z --基于降雨誘發(fā)的地質(zhì)災害敏感性,用地質(zhì)災害易發(fā)性表征,反映在相同降雨作用下各種地質(zhì)環(huán)境條件發(fā)生地質(zhì)災害的可能性差異。
R --降雨誘發(fā)指數(shù)。反映不同降雨過程作用下發(fā)生地質(zhì)災害的可能性差異。
3.2 確定臨界降雨量
地質(zhì)災害氣象預警的臨界降雨量是根據(jù)區(qū)內(nèi)多年來地質(zhì)災害的成災雨強研究確定,采用有效降雨量、當日降雨量2個指標。用有效降雨量綜合表示前期降雨特征。有效降雨量用下式(單九生等,2004)計算:
式中:Pz--為某日有效降雨量;
Po--為當日降雨量;
Pi--為當i日降雨量;
λi--為當i日的影響系數(shù),通過優(yōu)化法取0.75;
以黎川縣1998年、2002年和2010年群發(fā)性地質(zhì)災害的降雨資料為依據(jù),分析有效降雨量和當日降雨量的關(guān)系,并得出相應的臨界降雨量。主要方法為:以降雨特征值為橫坐標,以災害發(fā)生累加頻率值為縱坐標,編制災害發(fā)生累加頻率曲線圖,取累加頻率曲線突變拐點對應的降雨特征值,作為預警狀態(tài)的降雨特征值的臨界值。見圖1和圖2,由此可以得到地質(zhì)災害發(fā)生時的臨界降雨量界值,見表1。
3.3 確定降雨誘發(fā)指數(shù)
降雨誘發(fā)指數(shù)主要反映降雨強度。根據(jù)各降雨特征指標臨界值(有效降雨量和當日降雨量)與各降雨特征指標實際值關(guān)系計算,采用如下公式:
R = n + Pr/LP
H --降雨誘發(fā)指數(shù)。
n --降雨特征指標實際值所處臨界值區(qū)間對應的預警狀態(tài)級別值。
Pr --降雨特征指標實際值。
LP --降雨特征指標實際值所處臨界值區(qū)間的下限。
3.4 地質(zhì)災害氣象預警級別劃分
中國地質(zhì)災害預警級別劃分為五個等級:1級、2級、3級、4級和5級,見表2(國土資源部等,2003)。
3.5 地質(zhì)災害氣象預警區(qū)劃
根據(jù)上述方法,分別計算出區(qū)內(nèi)45mm和95mm日降雨量時的降雨誘發(fā)指數(shù),利用Arcgis的空間分析功能,與地質(zhì)災害易發(fā)性分區(qū)數(shù)據(jù)進行疊加分析,確定3?、4級和5級預警的評價指數(shù)分別為:1.00~1.45、1.45~1.95和1.95~2.55,由此得出相應的地質(zhì)災害氣象預警區(qū)劃分析圖,見圖3和圖4。
3.5.1 日降雨量≥45mm預警區(qū)劃
對圖3進行整合修飾,得出黎川縣日降雨量≥45mm預警區(qū)劃成果圖,見圖5。本降雨量級別在氣象預警中相對降雨強度為最小。各預報區(qū)概況如下:
(1)Ⅴ級預報區(qū)。主要分布在縣境東北部的厚村、華山和東、南部的熊村、德勝、樟溪等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分區(qū)域,分布范圍較小,該區(qū)總面積為322.07km2,占總面積的18.84%。該區(qū)為地質(zhì)災害高易發(fā)區(qū),是區(qū)內(nèi)年降雨量最大區(qū)域。防范地質(zhì)災害類型為滑坡、崩塌及泥石流。
(2)Ⅵ級預報區(qū)。主要分布在華山、洵口中、荷源、湖坊、中田、日峰、潭溪、熊村、社蘋、樟溪、西城鎮(zhèn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域,分布范圍最大,該區(qū)總面積為799.88km2,占總面積的46.80%。該區(qū)主要為地質(zhì)災害高-中易發(fā)區(qū),年降雨量普遍大,是黎川縣滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災害的多發(fā)地段。防范地質(zhì)災害類型為滑坡、崩塌及泥石流。
(3)Ⅲ級預報區(qū)。主要分布在日峰、龍安和荷源、中田及社蘋等鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域,分布范圍較大,該區(qū)總面積為537.72km2,占總面積的31.46%。該區(qū)主要為地質(zhì)災害中易發(fā)區(qū)及低易發(fā)區(qū),是黎川縣境內(nèi)年降雨量總體較小的區(qū)域。
3.5.2 日降雨量 ≥ 95mm預警區(qū)劃
對圖4進行整合修飾,得出黎川縣日降雨量≥95mm預警區(qū)劃成果圖,見圖6。本降雨量級別為95mm≤日降雨量
(1)Ⅴ級預警區(qū)。主要分布華山、厚村、洵口、湖坊、荷源、熊村、德勝、潭溪、社蘋、宏村、樟溪、西城和中田、龍安等鄉(xiāng)鎮(zhèn),分布范圍最大,該區(qū)總面積為1252.16km2,占總面積的73.26%。該區(qū)主要為地質(zhì)災害高易發(fā)區(qū),防范地質(zhì)災害類型為滑坡、崩塌、泥石流。
(2)Ⅵ級預警區(qū)。主要分布在日峰南-龍安南-樟溪南、荷源北、德勝北-熊村西一帶,分布范圍較大,該區(qū)總面積為316.46km2,占總面積的18.52%。該區(qū)主要為地質(zhì)災害中易發(fā)區(qū),防范地質(zhì)災害類型主要為滑坡、崩塌。
(3)Ⅲ級預警區(qū)。主要分布在日峰鎮(zhèn)北西、中田北東一帶,分布范圍最小,該區(qū)總面積為54.89km2,占總面積的4.95%。該區(qū)主要為地質(zhì)災害低易發(fā)區(qū),防范地質(zhì)災害類型主要為滑坡、崩塌。
3.6 地質(zhì)災害氣象預警信息
[關(guān)鍵詞]
地質(zhì)災害預警;GIS;數(shù)據(jù)庫;實時監(jiān)測
及時、全面、綜合獲取全面而又可靠的災害信息是完美處理災情的關(guān)鍵。GIS是一種有效地收集、存貯、分析、再現(xiàn)空間信息的信息系統(tǒng)[1-3]。他將空間信息和屬性信息相結(jié)合,通過數(shù)據(jù)整合、管理、圖層疊加、分析,集合遙感學、測繪學、計算機學等學科,融合先進監(jiān)測技術(shù)實現(xiàn)對災害區(qū)域有效掌控,以達到對災情預知、災后科學補救的目的。目前地質(zhì)災害的工作主要依賴于地質(zhì)調(diào)查、野外調(diào)繪、現(xiàn)場觀測等技術(shù),缺乏一種完善的綜合整理利用信息的系統(tǒng),在預警方面也不能第一時間整合有效資源作分析尋找最優(yōu)解決方案。因此,在地質(zhì)災害預警及信息管理工作中,如何讓在短時間內(nèi),有效獲取有用的信息提供給管理部門,理性提出解決方案為越來越多的人所重視[4-7]。本文統(tǒng)籌考慮多方面因素,提出一種基于GIS的管理系統(tǒng),希望在地質(zhì)災害工作中有所幫助。
1GIS在地質(zhì)災害管理上的應用現(xiàn)狀
隨著科學技術(shù)的日新月異,計算機,RS、GPS等技術(shù)也得到迅猛發(fā)展,地質(zhì)災害領(lǐng)域的GIS由于得到新技術(shù)的支持,也使得它的應用越來越廣泛。從上世紀九十年代起,GIS就成為我國研究的一個討論熱題,漸漸的被人們熟知。地理信息系統(tǒng)在我國起步比較晚,經(jīng)過多年的努力,在技術(shù)上和經(jīng)驗上已經(jīng)取得了可人的成績,但也存在一些不足之處。就整體而言,在技術(shù)上和規(guī)模上達到了國際先進水平,但在硬件設(shè)備配套,軟件的商品化,綜合分析模型的使用性和系統(tǒng)更新能力等方面和國際先進水平相比還存在著差距。傳統(tǒng)的系統(tǒng)不足之處在于對空間數(shù)據(jù)的管理比較困難,如空間環(huán)境的模擬機信息的顯示,只能完成一些基本的數(shù)據(jù)查詢、報表處理的工作。但就目前而言,GIS在地質(zhì)災害方面的應用比較單一,只要體現(xiàn)在對災害的監(jiān)測、評價、分析、預警等方面,缺乏一種整合信息綜合管理的應用。GIS在地質(zhì)災害領(lǐng)域的發(fā)展不僅僅取決于GIS技術(shù)的發(fā)展,更取決于地質(zhì)災害領(lǐng)域信息化的進程,隨著現(xiàn)代化、信息化的進一步發(fā)展,GIS將在該領(lǐng)域得到更加廣泛的應用。
2系統(tǒng)設(shè)計
2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)不僅服務相關(guān)部門同時也擁有面向群眾的平臺,主要承擔兩個方面的功能:一是通過計算機網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑災害監(jiān)控與管理實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,利用GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及其它有關(guān)數(shù)據(jù)的采集、交換等;二是通過災害實時監(jiān)控與管理平臺,向社會公眾和災害管理人員提供信息和數(shù)據(jù)處理功能。
2.2應用軟件體系
應用軟件體系采用一種B/S、C/S混合的構(gòu)架模式,充分利用兩種構(gòu)架各自的優(yōu)勢,包含展示、應用、平臺、存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)采集等層。
2.2.1C/S結(jié)構(gòu)
C/S這種共享系統(tǒng)自國外引進經(jīng)過發(fā)展與20世紀九十年代達到成熟[8],這種系統(tǒng)響應速度快并且對服務器造成的負擔較小,在數(shù)據(jù)傳輸速率方面也可以達到很高的要求。C/S的客戶端主要承擔的功能是數(shù)據(jù)的查詢、瀏覽等,服務器接受指令后迅速運作響應客戶端需求,兩個部分分開工作又相互配合實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理,由于問題在不同的構(gòu)建解決,也有利于系統(tǒng)給的安全性。這種分開的工作機制也會帶來相應的局限性[9]。首先,C/S這種構(gòu)架只適用于電腦數(shù)量有限的局域網(wǎng),超過百臺后,即使匹配相符合的版本軟件,也會因為自身工作結(jié)構(gòu)的特殊性難以達到理想效果,且付出的代價很高昂。現(xiàn)在生活節(jié)湊加快,各種信息鋪天蓋地,這就要求大幅度提高各類信息資源獲取的時效性,C/S構(gòu)架也不能通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)移動辦公、視頻會議等現(xiàn)代辦公需求。此外還有一種C/S三層結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)實在常規(guī)客戶機基礎(chǔ)上再添加一個服務器,對數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量、質(zhì)量、頻度要求比較高。
2.2.2B/S結(jié)構(gòu)
B/S在克服C/S存在問題的基礎(chǔ)上進行改進[10],這種結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢是在服務器端處理事務,簡化了電腦載荷也降低了成本,從目前看在局域網(wǎng)使用這種構(gòu)架是最劃算的,在內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)視頻操控的方面也能體現(xiàn)出其強大的功能。B/S包含表示層、處理層、數(shù)據(jù)層三層結(jié)構(gòu)。其顯著特點是能實現(xiàn)客戶端零維護,不需要軟件只要有電腦擁有管理員分配的用戶信息就可以使用[11]。由于其操作只是針對服務器,所以不管用戶規(guī)模有多龐大都不會增加系統(tǒng)工作量。也正是這種工作模式,造成最大的弊端在于服務器負擔過重,web瀏覽器也不能滿足大量數(shù)據(jù)輸入、輸出,數(shù)據(jù)訪問和業(yè)務處理也不在同一頁面,難以實現(xiàn)共享。
2.2.3B/S、C/S混合結(jié)構(gòu)
為了綜合兩種構(gòu)架的優(yōu)勢,本災害預警信息管理系統(tǒng)決定采取一種B/S、C/S相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。可以滿足既可以滿足普通用戶的訪問請求,應用軟件體系如下圖,其中表示層主要承擔信息的瀏覽和輸出、功能層處理用戶請求并執(zhí)行相應的程序?qū)崿F(xiàn)反饋、數(shù)據(jù)層主要滿足數(shù)據(jù)庫服務器提出關(guān)于數(shù)據(jù)操作的請求,執(zhí)行后提交服務器。
2.3災害預警模塊
根據(jù)國內(nèi)外地址分析進程和預警研究的深度,綜合GIS基本功能設(shè)計一種綜合預警系統(tǒng),主要作用體現(xiàn)在通過利用基本信息實現(xiàn)災害區(qū)域三維可視化、場景現(xiàn)場化而實現(xiàn)災害的預警和監(jiān)測。利用GIS分析功能結(jié)合災害區(qū)域基本地理特征,通過數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理綜合遙感影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)等,調(diào)用災害預測分析模型對數(shù)據(jù)進行分析,從而實現(xiàn)成熟的空間預測。系統(tǒng)根據(jù)模型結(jié)合區(qū)域?qū)崟r動態(tài)信息,分析后實現(xiàn)空間和時間的預報。預警系統(tǒng)采用一種三維可視化監(jiān)測方式,可對主要監(jiān)測區(qū)實施可視化管理監(jiān)測[12-13]。
2.4數(shù)據(jù)傳輸模塊
地質(zhì)災害發(fā)生在野外,所以系統(tǒng)主要的應用領(lǐng)域在野外,數(shù)據(jù)由野外直接儲存然后傳給相關(guān)部門,這就對數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量要求比較高,野外地形地貌比較復雜,各種設(shè)施也不完善,電力、網(wǎng)絡(luò)等條件也達不到,這就需要一種具備各種條件的傳輸系統(tǒng)保證數(shù)據(jù)的正常傳輸。在山地、林地等情況下,運用無線傳輸,采用多頻技術(shù)跨頻段傳輸,運用GIS地圖分析功能將研究區(qū)域劃分為多個單元模塊,每個單元模塊設(shè)立一個數(shù)據(jù)接收中轉(zhuǎn)站,在網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)設(shè)立數(shù)據(jù)接收站,中轉(zhuǎn)站的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給接收站,在傳給相關(guān)部門。無網(wǎng)絡(luò)傳輸區(qū)域采用風光互補發(fā)電系統(tǒng)供電,在無指令階段進入休眠調(diào)度管理,提高野外應用周期,以ARM微型處理器為核心,傳輸頻段使用2.4GHz和UHF/VHF頻段,既保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r效性,也提高了遠距離傳輸?shù)目煽啃?,采用多級延伸也可以拉大適用范圍。公共網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域采用移動4G、藍牙、無線wlan等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的正常傳輸[14-15]。
2.5數(shù)據(jù)庫
數(shù)據(jù)庫存儲的有屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù),采用集成方法通過編程關(guān)鍵的字符段來避免數(shù)據(jù)類型不一致,屬性數(shù)據(jù)以表格形式展示,包含監(jiān)測區(qū)域名稱、范圍、圖片,影像等信息,空間數(shù)據(jù)依托與專題地圖,包含基本的河流、道路、湖泊、樹木等,以遙感影像為基礎(chǔ)圖像在ArcGIS環(huán)境中對地圖要素進行數(shù)字化等操作,最后存放在數(shù)據(jù)庫中。增加管理員登錄系統(tǒng),實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一分類管理,用戶訪問端擁有上傳功能,可以上傳最新的數(shù)據(jù)信息至數(shù)據(jù)庫,通過這種平臺可以有效節(jié)約更新成本,提高數(shù)據(jù)更新頻率。數(shù)據(jù)庫存儲基本的災害發(fā)生群眾轉(zhuǎn)移信息,通過分析得到轉(zhuǎn)移最優(yōu)路線,提高災害應急能力。
3結(jié)語
基于ArcGIS設(shè)計的地質(zhì)災害預警及信息管理系統(tǒng)可以滿足相關(guān)部門和普通用戶對災害情況的了解以及對災害區(qū)域宏觀的掌控,該系統(tǒng)提高了災害處理的信息化、現(xiàn)代化水平,為進一步利用災害信息處理災情提供了平臺,通過局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng),各級部門各層次用戶可以有針對性獲取信息,大大推動了災情預防處理的進展。災害預警功能的實現(xiàn)需要各類基礎(chǔ)信息,所以不斷地更新完善信息是系統(tǒng)發(fā)揮功能的重要條件。
作者:楊溯 張兵 單位:四川省第一測繪工程院 成都理工大學
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(一)單一性災害
單一性地質(zhì)災害是一種災害的單獨發(fā)生,在進行監(jiān)控的時候可以建立宏觀前兆預警系統(tǒng)以及微觀精密監(jiān)控系統(tǒng),通過對系統(tǒng)的宏觀預警使得人員及時的撤離,避免出現(xiàn)人員傷亡。通過微觀精密監(jiān)控系統(tǒng)可以對地質(zhì)內(nèi)部的一些情況進行及時的了解,掌握地質(zhì)變化,避免出現(xiàn)更加嚴重的災害,對災害進行更加嚴密的控制。
(二)群發(fā)性災害
群發(fā)性的地質(zhì)災害具有鮮明的特點,首先從區(qū)域性方面分析,爆發(fā)面積覆蓋非常大,并且具有很強的區(qū)域性,造成危害波及范圍較廣。群發(fā)性的地質(zhì)災害出現(xiàn)群發(fā)性的特征,影響力巨大,可以在數(shù)小時之內(nèi)造成嚴重的人員財產(chǎn)損失,并且在爆發(fā)方面非常突然。其次,群發(fā)性地質(zhì)災害具有爆發(fā)性,可以在不同的地點同時發(fā)生,嚴重的影響地區(qū)的安全。一般情況下地質(zhì)災害出現(xiàn)的原因可以歸納為以下幾點:在一定時期和區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)大范圍的強降水,造成地質(zhì)運動受到影響。再加上發(fā)生強降水的區(qū)域內(nèi)高山、陡坡和深溝聚集,在強烈暴雨持續(xù)作用下,殘坡積層達到過飽和狀態(tài)后發(fā)生類似瀑布樣的突然“奔流”,形成突發(fā)性災害。同時在這樣的區(qū)域內(nèi)如果植被的覆蓋率較低,地質(zhì)條件特殊,就會出現(xiàn)滲流帶,也會造成突發(fā)性地質(zhì)災害。
二、突發(fā)性地質(zhì)災害的監(jiān)測預警系統(tǒng)
(一)設(shè)計思路
地質(zhì)災害預警系統(tǒng)在設(shè)計過程中需要實行雙軌制,采用預警系統(tǒng)與當?shù)貙嶋H相結(jié)合的方式,政府部門需要發(fā)揮自身的工作積極性進行預配合,做好群測工作,共同建立地質(zhì)災害預警工程技術(shù)工作體系和組織工作系統(tǒng),對技術(shù)進行全面的支持。在進行預警系統(tǒng)建立的過程中要將氣象、水利和地震等研究部門納入到監(jiān)控體系中,特別是群發(fā)性的自然災害,專業(yè)研究方面較少,缺乏研究基礎(chǔ),需要開展預警示范區(qū)研究,在地質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)建立之后,結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況,對技術(shù)進行推廣,及時的對系統(tǒng)進行完善,發(fā)現(xiàn)問題及時進行解決。
(二)預警范圍
預警系統(tǒng)的建立,需要將進行?A警的范圍進行確定,首先是嚴重破壞交通線路地段,將一些威脅到基礎(chǔ)設(shè)施的通訊、電力等方面進行監(jiān)控,避免災害造成通訊的中斷,影響救援工作。其次在一些橋梁和水壩的位置,需要安裝預警設(shè)備,防止突發(fā)性災害對交通的影響。再次需要對水上航運和一些工礦區(qū)進行監(jiān)控,防止造成較大的人員傷亡。其中需要注意因為群發(fā)性災害可能發(fā)生的位置較為特殊,因此進行監(jiān)控的過程中炫耀考慮到當?shù)氐膶嶋H情況,盡量選擇簡單并且易于理解的方式,及時向公眾頒布地質(zhì)環(huán)境情況數(shù)據(jù),在危機時可以盡快的做到后續(xù)的工作安排,和當?shù)貧庀笏块T聯(lián)合預警信息。
三、突發(fā)性地質(zhì)災害的監(jiān)測預警問題
(一)準確性不足
地質(zhì)災害的具有自然和社會雙重屬性,在自然屬性方面,無論是單體和群體,符合自然界的對立規(guī)律性,地質(zhì)災害的發(fā)生這地殼活動的必然結(jié)果,地質(zhì)災害社會屬性研究的根本問題是進行地質(zhì)環(huán)境的探索,特別是突發(fā)性的地質(zhì)災害,本身的發(fā)生時間和破壞程度就難以保證,再加上人類的破壞,造成的突發(fā)性地質(zhì)災害更加無法預測,建立地質(zhì)災害語預警系統(tǒng)的必要性就進一步的凸顯出來,需要建立可續(xù)的預警系統(tǒng),降低自然環(huán)境帶來的問題,減少地質(zhì)災害造成的危害。但是在進行預警系統(tǒng)建立過程中,各個地區(qū)的情況不同,災害產(chǎn)生的原因也不同,再加上人類活動的出現(xiàn)對災害造成的影響無法準確估計,造成預警準確性出現(xiàn)問題。
(二)預警系統(tǒng)不夠全面
突發(fā)性地質(zhì)災害發(fā)生的情況非常的復雜,不僅僅是自然原因,還包括人為的原因,但是預警系統(tǒng)建立的過程中只可能對自然原因進行分析,人為原因方面的分析沒有在系統(tǒng)中現(xiàn)實,而地質(zhì)災害的社會屬性突出的體現(xiàn)人類活動的參與程度,人類對于居住環(huán)境的改造,使得外部環(huán)境出現(xiàn)變化,這一方面也是需要考慮的內(nèi)容,如果沒有全面的進行考慮可能造成預警準確性受到影響。
我國是一個地質(zhì)災害多發(fā)的國家,崩塌、滑坡和泥石流等常見災害發(fā)生的地域廣、頻率高,具有較強的破壞性。研究表明,除地質(zhì)構(gòu)造及人類活動外,氣象條件也是形成地質(zhì)災害的一大原因,暴雨或連續(xù)降雨常常是觸發(fā)地質(zhì)災害的直接因素。因此,如何通過對雨情的監(jiān)測提供可靠的地質(zhì)災害預警信息,成為一項重要工作內(nèi)容。
1地質(zhì)災害預警報系統(tǒng)概述
目前,在氣象部門的協(xié)助下,許多地區(qū)的國土資源部門都相繼建立了地質(zhì)災害預警預報系統(tǒng)。災害的風險預報是指在收集和集中監(jiān)測信息的基礎(chǔ)上,進一步分析地質(zhì)災害及次生、衍生災害等可能對社會經(jīng)濟、群眾生活所造成的影響,提前風險預報,并為政府部門、有關(guān)單位及廣大民眾提供應對的措施和指導。氣象監(jiān)測(特別是雨量監(jiān)測)系統(tǒng)和基于WebGIS的地質(zhì)災害預警系統(tǒng)組成的地質(zhì)災害預警預報平臺,在突發(fā)性地質(zhì)災害的預測和防范中起到了關(guān)鍵性的作用[1]。
1.1預警報系統(tǒng)的建設(shè)目標
預警報系統(tǒng)的目標是建設(shè)一個時效高、預警報信息內(nèi)容全面且準確可靠的地質(zhì)災害預警報體系,為相關(guān)政府部門的決策和災害地區(qū)群眾的減災措施提供科學、及時、有效的信息指導。充分利用現(xiàn)代化建設(shè)的成果,在已獲取的大量氣象探測和災害性天氣監(jiān)測信息的基礎(chǔ)上,對信息進行存貯、處理和分析,建立地質(zhì)災害預警報服務平臺和流程,根據(jù)決策服務的要求,提供連續(xù)無縫隙的地質(zhì)災害預警報信息[2]。
1.2預警報系統(tǒng)的工作流程
地質(zhì)災害預警預報系統(tǒng)主要由監(jiān)測系統(tǒng)和預警報系統(tǒng)2部分組成。啟動氣象信息收集、地質(zhì)災害信息收集以及信息自動生成等模塊后,通過實時監(jiān)控雨情,一旦降水因子達到相應的監(jiān)測指標,系統(tǒng)即可在決策中心進行數(shù)據(jù)分析,生成地質(zhì)災害預警等級,并在確定信息后,利用短信、廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)等媒介按照預警等級對特定部門及相關(guān)群眾警報信息。
2地質(zhì)災害預警報系統(tǒng)的組成及實現(xiàn)
基于WebGIS的地質(zhì)災害預警系統(tǒng)中,災害信息的匯集及預警平臺是數(shù)據(jù)信息處理和服務的核心;氣象監(jiān)測系統(tǒng)具有雨情報汛、預警等功能;群測群防預警系統(tǒng)則包括預警、警報傳輸和信息反饋功能[3]。要實現(xiàn)地質(zhì)災害預警系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn),應注意以下幾個方面:
2.1建立高效穩(wěn)定的應用平臺
高效穩(wěn)定的應用平臺為整個地質(zhì)災害預警系統(tǒng)的正常運作提供強有力的支撐,對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的作用。良好的應用平臺依賴于完善的數(shù)據(jù)信息、高科技的硬件設(shè)備、成熟的先進軟件環(huán)境及規(guī)劃合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
數(shù)據(jù)庫是地質(zhì)災害預警報系統(tǒng)的核心部分,除實時采集和的雨量數(shù)據(jù)、預報雨量數(shù)據(jù)、雷達圖、衛(wèi)星云圖和臺風信息等氣象數(shù)據(jù)外,當?shù)匦姓^(qū)域圖、區(qū)域地理信息及區(qū)域內(nèi)的群眾信息等,都是數(shù)據(jù)庫的重要組成部分。軟件系統(tǒng)應由用戶界面、后臺管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換平臺(EAI)、后臺管理應用核心構(gòu)件群、WebGIS組件、Microsoft.NET應用服務器平臺及其他系統(tǒng)組成。先進、靈活、適用的軟件架構(gòu)符合管理信息化的要求,以構(gòu)件化設(shè)計為核心,實現(xiàn)事件觸發(fā)、數(shù)據(jù)驅(qū)動、參數(shù)設(shè)置的開放可行的地質(zhì)災害預警預報系統(tǒng)管理平臺。
2.2科學合理的災害等級劃分
災害等級的劃分關(guān)系到預警報啟動的決策、預警報信息的范圍及對象等,在地質(zhì)災害預警報系統(tǒng)中,需要給予特別的重視[4]。依照國土資源部制定的地質(zhì)災害預報等級標準,預報等級可分為5級:一級為可能性很小;二級為可能性較小;三級(注意級)為可能性較大;四級(預警級)為可能性大;五級(警報級)為可能性很大。從預警報系統(tǒng)的角度分析,一級和二級災害沒有實際預警意義,預警工作由三級開始啟動,應圍繞三至五級地質(zhì)災害開展防災減災工作。
2.3保證系統(tǒng)的安全性
預警預報系統(tǒng)將為防災減災的決策提供重要的依據(jù)和指導,因此,必須保證其安全性和權(quán)威性,安全是系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵[5-6]。首先,在設(shè)計中要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)安全的問題;其次,注重系統(tǒng)的整體維護是延長系統(tǒng)使用壽命的重要保障。此外,地質(zhì)災害預警預報系統(tǒng)與其他相關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)系均以特定的接口程序來實現(xiàn),當?shù)刭|(zhì)災害預警預報系統(tǒng)或相關(guān)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,不會出現(xiàn)系統(tǒng)間的相互影響。在系統(tǒng)的運行中,應保留詳細的操作日志,出現(xiàn)問題可以查明錯誤原因,及時恢復,并為系統(tǒng)的科學評價提供依據(jù)。
3小結(jié)
綜上所述,地質(zhì)災害預警預報系統(tǒng)的建設(shè)和維護是一項長期工作,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)部門和群眾提供即時的、權(quán)威的、人性化的信息指導,將地質(zhì)災害的影響降到最低。
4參考文獻
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二、實時監(jiān)測
1、監(jiān)測內(nèi)容
街道指揮機構(gòu)負責監(jiān)測、收集本轄區(qū)內(nèi)降雨、水位、泥石流等信息,接受傳遞上報。按照“政府負責、站點預警、群策群防”和“誰受威脅、誰負責監(jiān)測”的原則,對本轄區(qū)內(nèi)主要隱患點建立山洪災害防御的群測群防體系和日常監(jiān)測制度。
2、監(jiān)測要求
結(jié)合街道具體情況,主要以雨量監(jiān)測為主,群防群測為主,專業(yè)監(jiān)測為輔。
三、通信
當災害來臨時,應立即采用電話及時進行報告。一旦通訊線路遭到破壞,應立即采取措施并派人向指揮部報告。一旦出現(xiàn)汛情,防汛指揮部指派專車、專人承擔信息的傳遞,以保證搶險物資、隊伍及時到位。
四、預報預警
1、預報內(nèi)容
氣象預報(天氣、降雨量)、山洪—泥石流水(泥)位預報。
氣象預報按照氣象部門提供的預報進行預報;山洪—泥石流水(泥)位預報應按國土資源部門提供的預報信息進行預報。
2、預警內(nèi)容
降雨是否達到臨界雨量值、可能出現(xiàn)大的暴雨等氣象監(jiān)測和預報信息;山洪水雨情監(jiān)測和預報信息;可能發(fā)生泥石流的監(jiān)測和預報信息等。
3、預警啟用時機
(1)當接到暴雨天氣預報,防汛指揮部負責人和各工作組人員應引起高度注意和重視,值班、值勤和監(jiān)測人員必須在崗。當預報或監(jiān)測所發(fā)生的降雨接近或達到相應的臨界雨量值(臨界雨量值及
預警標準劃分表)時,應即時相應的暴雨預警信息。
(2)當洪道出山口水位接近或達到臨界水位時,應當即時預警信息,街道防指啟動預案將危險區(qū)人員向安全區(qū)轉(zhuǎn)移撤離。
4、預警信息處理辦法
(1)街道防汛辦:
A、在收到區(qū)防汛辦的信息后,處理辦法:
三級預警:將信息通知至街道防指全體成員和社區(qū)防御工作組,街道防指副指揮上崗指揮。街道防指監(jiān)測組、信息組投入工作,其他各應急組集結(jié)待命。同時將防災組織及準備情況及時上報區(qū)防汛辦。
二級預警:將信息通知到街道防指全體成員和社區(qū)防御工作組,街道防指指揮長上崗指揮。街道防指成員全部在崗,監(jiān)測組、信息組密切掌握情況,其他各應急組進入社區(qū),與指定安全區(qū)所在街道防指及時溝通協(xié)調(diào),并組織危險區(qū)居民隨時準備轉(zhuǎn)移撤離到指定的安全區(qū),為轉(zhuǎn)移撤離和搶險救災做好一切準備工作。同時將防災組織及準備情況上報區(qū)防汛辦。
一級預警:將信息通知到社區(qū)、戶,街道防指各成員、各防汛工作組及各部門和單位負責人全部按崗就位,按指揮部統(tǒng)一指揮安排,以最快的速度開展防災救災行動。按既定的撤離路線和安全區(qū)安全轉(zhuǎn)移群眾,全面投入搶險救災工作。同時將防災救災組織及準備情況及時準確地上報區(qū)防汛辦。
B、與區(qū)信息中斷后,處理辦法:
街道根據(jù)當?shù)氐慕涤昵闆r,自行啟動預案,并設(shè)法從相鄰街道與區(qū)防汛指揮部取得聯(lián)系。
C、與社區(qū)信息中斷后,處理方法:
各責任人直接下到社區(qū),組織指揮避災、救災。
(2)社區(qū)防御工作組:
A、在收到區(qū)、街道防汛辦信息后,處理辦法:
三級預警:將信息及時通知至社區(qū)主要干部。社區(qū)防御工作組指導員、組長及各成員上崗指揮;巡查信息員密切注意天氣變化,加強巡查和信息聯(lián)系;其他各應急隊人員進崗待命。同時將防災組織及準備情況及時準確地上報街道防汛辦。
二級預警:將信息及時通知到所有社區(qū)干部、各應急隊和危險區(qū)、警戒區(qū)內(nèi)各住房,巡查信息隊加大巡查密度和信息聯(lián)系,做好人員轉(zhuǎn)移等各項準備工作。同時將防災組織及準備情況及時準確地上報區(qū)、街道防汛辦。
中圖分類號:TV122文獻標識碼: A
0 引言
萬安縣位于江西中南部,吉安市南緣,羅霄山脈東麓。按地形地貌分,萬安縣城以北屬吉泰盆地,縣城以南屬贛南山地丘陵區(qū)。萬安縣地處亞熱帶濕潤氣候區(qū),雨量充沛,雨期集中,3-6月份是該縣主要降雨期,占年總雨量的70%,常發(fā)生強降雨或暴雨;7-9月份受臺風影響,也非常容易產(chǎn)生臺風暴雨,同時,該縣地形復雜,地勢相差大,暴雨形成的山洪災害時有發(fā)生,產(chǎn)生的災害損失也非常大。
1分析降雨量監(jiān)測的設(shè)備
萬安縣氣象局于2012年4月30日已在全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村布設(shè)了30套山洪雨量監(jiān)測站,雨量站設(shè)備利用SIM卡每5分鐘傳輸一次數(shù)據(jù)傳輸至萬安縣山洪地質(zhì)災害預警中心信息平臺;每年安排專業(yè)技術(shù)人員對儀器進行巡檢和校準;并且每天24小時對全縣降水信息進行監(jiān)測;萬安縣水利局水文站依托先進的水位監(jiān)測儀器對棟背、林坑水位站和萬安水庫實時監(jiān)測,每天能傳輸數(shù)據(jù)至信息平臺。并且每天24小時對全縣水位信息進行監(jiān)測;都保障了數(shù)據(jù)的及時和準確性。
2降雨區(qū)劃標準和方法
降雨區(qū)劃著重從降雨的角度對規(guī)劃區(qū)域進行區(qū)劃,能反映全縣降雨與山洪地質(zhì)災害之間的關(guān)系,其目的是為山洪地質(zhì)災害防御提供基礎(chǔ)資料,同時為山洪災害重點防御區(qū)和一般防御區(qū)劃分提供依據(jù)。
(l)以年降雨量大小確定一級分區(qū)
一級分區(qū)以年降雨量大小來區(qū)分。年降雨量≥1600mm的地區(qū)為I級區(qū);年降雨量∠1600mm且≥1380mm的地區(qū)為Ⅱ級區(qū);年降雨量∠1380mm的地區(qū)為Ⅲ級區(qū)。I、Ⅱ、Ⅲ級區(qū)又分別稱為年降水量高值區(qū)、中值區(qū)、低值區(qū)。它們分別分布在萬安縣南部、中部和北部。
(2)以時段年最大降雨量均值大小確定二級分區(qū)
二級分區(qū)以24小時年最大降雨量均值大小來區(qū)分。24小時年最大降雨量均值≥150mm的地區(qū)為多降雨區(qū),主要分布在萬安縣南部鄉(xiāng)鎮(zhèn);24小時年最大降雨量均值∠150mm且≥100mm的地區(qū)為中降雨區(qū),主要分布在萬安縣中東部鄉(xiāng)鎮(zhèn);24小時年最大降雨量均值∠100mm的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為低降雨區(qū),主要分布在萬安縣北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
3 山洪災害雨量臨界值
在集中降水時段,當連續(xù)降水達到100mm或日降水80mm以上或3小時降水40mm以上時,山洪災害可能發(fā)生概率較高;
在集中降水時段,當連續(xù)降水達到120mm或日降水100mm以上或3小時降水60mm以上時,山洪災害將可能發(fā)生概率高;
當連續(xù)降水達到150mm、日降水120mm以上或3小時降水80mm以上時,山洪災害將可能發(fā)生概率極高。
圖1萬安縣山洪雨量站9次暴雨或強降水天氣降雨量圖
2012年6月21-24日萬安縣出現(xiàn)連續(xù)性暴雨,萬安水庫水位猛漲,并實施泄放洪水;23日凌晨該縣窯頭鎮(zhèn)通津河堤出現(xiàn)決堤。剡溪小學山洪站及時提供雨情信息,工作人員及時采取氣象服務,為堤壩搶險提供準確及時的信息。2012年8月4-5日受今9號臺風“蘇拉”影響,8月4日8時到5日8時白天我縣大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)暴雨天氣,全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均雨量99.7mm,達100mm以上站點有21個,暴雨站點17個。
2013年5月8-9日、2013年5月20- 21日受強降水天氣影響,2013年6月5 -6日受暴雨天氣影響,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)或行政村出現(xiàn)山洪;但未出現(xiàn)災害。2013年5月15-16日該縣普降暴雨,部分大暴雨(有28個站點出現(xiàn)暴雨,10個出現(xiàn)大暴雨。)有35戶房屋嚴重受損,100間雜間受損,216畝農(nóng)田受損,1處公里設(shè)施、1處水利設(shè)施受損。2013年7月14受“蘇力”臺風影響,萬安寶山、澗田、武術(shù)、順峰等鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受特大的洪水災害,據(jù)統(tǒng)計,此次暴雨天氣過程給我縣造成1.3141萬人受災,轉(zhuǎn)移6250人,倒塌房屋60間,農(nóng)作物受災面積為1.0594萬畝,造成直接經(jīng)濟總損失3118.5萬元,其中水利設(shè)施直接經(jīng)濟損失953.8萬元。2013年7月前期連續(xù)干旱少雨,突如奇來的大暴雨對暴曬的山體造成特大的洪水,南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)新建的水利設(shè)施受損失。
2014年5月21-22日受暴雨天氣影響,據(jù)統(tǒng)計此次暴雨過程造成了5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度的災害,受災人數(shù)1120人,經(jīng)濟總損失840萬元。2014年6月21 -22日受暴雨天氣影響,據(jù)統(tǒng)計此次暴雨過程造成11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度受災,受災人口33764人,倒塌房屋107間,農(nóng)作物受災面積3.714萬畝,沖毀塘壩7座,損壞灌溉設(shè)施229處,造成直接經(jīng)濟損失1872.8萬元。
4山洪災害水情臨界值
在集中降水時段,當遂川江、蜀水上游水位在24小時內(nèi)上漲2米以上或3小時上漲1米以上時,通津河、澗田河等河流在24小時內(nèi)上漲2.5米以上或3小時上漲1.5米以上時,山洪災害可能發(fā)生;
在集中降水時段,當遂川江、蜀水上游水位在24小時內(nèi)上漲3米以上或3小時上漲1.5米以上時,通津河、澗田河等河流在24小時內(nèi)上漲3米以上或3小時上漲2米以上時,山洪災害將可能大量發(fā)生。
圖2萬安棟背 林坑 萬安水庫水位圖 圖3林坑站水位與降雨量關(guān)系圖
從圖2分析萬安水庫水位在87-96m區(qū)間,幅差9m;萬安水庫水位影響主要受其上游贛州各縣降雨量的影響,尤其是2012年受“蘇拉”和2013年受“蘇力”臺風影響明顯林坑站水位在84-87m區(qū)間,幅差7m;棟背站水位在63-66m區(qū)間,幅差3m。
從圖3分析林坑站水位(11次強降水或暴雨天氣過程)呈先遞增后遞減趨勢;隨萬安縣城降雨量(2012.6.21-23期間3次暴雨天氣過程)遞增而遞減;隨萬安縣城降雨量(2012.8.4-2013.5.8期間2次暴雨天氣過程)遞減而遞增;隨萬安縣城降雨量(2013.5.15-2014.6.21期間6次暴雨天氣過程)遞增而遞減。
圖4棟背站水位與降雨量關(guān)系圖圖5萬安水庫、棟背、林坑站水位與降雨量關(guān)系圖
從圖4分析棟背站水位(11次強降水或暴雨天氣過程)呈先遞增后遞減趨勢;隨萬安縣城降雨量(2012.6.21-2013.5.8期間5次暴雨天氣過程)遞減而遞增;隨萬安縣城降雨量(2013.5.15-2013.5.20期間2次暴雨天氣過程)呈遞增;隨萬安縣城降雨量(2013.6.5-2014.6.21期間4次暴雨天氣過程)遞增而遞減。
從圖5分析萬安水庫水位與萬安縣城降雨量成正相關(guān),萬安水庫水位與鄉(xiāng)鎮(zhèn)最大降雨量呈遞增趨勢(2012.6.21-2012.08.04期間4次暴雨或強降水過程),2012.8.4-2013.05.08期間2次暴雨或強降水過程萬安水庫水位與鄉(xiāng)鎮(zhèn)最大降雨量遞減趨勢;2013.5.15-2013.06.05期間3次暴雨或強降水天氣過程萬安水庫水位與鄉(xiāng)鎮(zhèn)最大降雨量隨其遞增遞減;2013.06.05
-2014.06.21期間4次暴雨過程萬安水庫水位與鄉(xiāng)鎮(zhèn)最大降雨量成正相關(guān)。
5 臨界雨量推算
以“水位反推法”來確定萬安縣小流域的臨界雨量?!八环赐品ā钡闹饕襟E如下:
(I)在小流域內(nèi),通過水力計算確定斷面水深H與流量Q的關(guān)系,并確定控制斷面在警戒水位、保證水位和最高水位下的流量,即Qjj、Qbz和Qzg。
(Ⅱ)進行洪水計算,確定各暴雨頻率下lh、3h、6h降雨形成的斷面洪水過程線。
(Ⅲ)繪制各頻率洪水洪峰流量與暴雨頻率的關(guān)系曲線圖,即P~Qmax,p的關(guān)系。
(Ⅳ)根據(jù)Qjj、Qbz和Qzg,從P~Qmax,p的關(guān)系曲線上得到Pjj、Pbz和Pzg;
(V)繪出各頻率lh、3h、6h降雨量與暴雨頻率關(guān)系曲線圖;
(Ⅵ)根據(jù)Pjj、Pbz和Pzg,從lh、3h、6h降雨量與暴雨頻率關(guān)系曲線圖中查得lh、3h、6h臨界雨量。
根據(jù)控制斷面情況,確定A斷面Hjj、Hbz、Hzg分別為85.1m、85.9m、86.5m,相應的Qjj、Qbz、Qzg為422.73m3/s,602.27 m3/s,788.01 m3/s。3h設(shè)計洪水計算得到P~Qmax,p的關(guān)系見圖6-2。根據(jù)Qjj、Qbz、Qzg,從圖中查得Pjj、Pbz和Pzg分別為為60%、30%、5%。由暴雨頻率曲線求臨界雨量某控制斷面最大3h暴雨頻率曲線圖見圖6-4。由圖6-3可得頻率為60%、30%、5%對應的最大3h暴雨分別為40mm,60mm和80mm。
在綜合考慮前期土壤飽和情況下, A斷面的臨界雨量值:警戒水深下臨界降雨量:3h臨界降雨量40mm;保證水深下臨界降雨量:3h臨界降雨量60mm;最高水深下臨界降雨量:3h臨界降雨量80mm。
H(m) A(m2) X(m) R
R=A/X C
C=1/n R1/6 V
V=c√RJ Q
(Q=AV)
84.1 0 0
85.1 152.72 73 2.092 36.49 2.768 422.73
85.9 190.17 75 2.536 37.83 3.167 602.27
86.5 227.55 78 2.917 38.63 3.463 788.01
表1-1澗田河A斷面H~Q關(guān)系計算表
圖6-1 A斷面剖面圖
圖6-2 P~Qmax,p關(guān)系圖圖6-3 A控制斷面最大3小時暴雨頻率曲線圖
萬安縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)1小時臨界雨量在35~50mm之間;3小時臨界雨量在45~60mm之間;6小時臨界雨量在60~100mm之間;24小時臨界雨量在80~120mm之間。
通過分析發(fā)現(xiàn)臨界雨量系數(shù)越大,山洪災害發(fā)生的可能性越大,因此用臨界雨量系數(shù)作為三級區(qū)的分區(qū)指標。臨界雨量系數(shù)可用下式表達:
(式中:時段年最大降雨量多年平均值;:時段長為的臨界雨量。)
根據(jù)臨界雨量系數(shù)大小劃分3個級別:一級區(qū):臨界雨量系數(shù)較大區(qū)域,為山洪災害高易發(fā)降雨區(qū);二級區(qū):臨界雨量系數(shù)居中區(qū)域,為山洪災害中易發(fā)降雨區(qū);三級區(qū):臨界雨量系數(shù)較小區(qū)域,為山洪災害低易發(fā)降雨區(qū)。
六、結(jié)論
1、萬安縣小流域山洪災害具有鮮明的季節(jié)性,具有突發(fā)性強,可預見性小,暴漲暴落,破壞性大等特點。泥石流、滑坡等災害在地域分布上具有廣泛性特征,萬安縣南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)為多發(fā)區(qū)。
2、萬安縣山洪災害主要發(fā)生在中低山丘陵區(qū),主要表現(xiàn)為由降水引發(fā)的溪河洪水及誘發(fā)的滑坡泥石流影響。降水是引發(fā)山洪災害的最直接原因,地形地質(zhì)條件是導致山洪災害的基礎(chǔ)因素,人類活動是加劇山洪災害發(fā)生的重要原因。
3、臨界雨量的確定采用“水位反推法”,確定了萬安縣小流域lh、3h、6h、24h臨界雨量:萬安縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)1小時臨界雨量在35~50mm之間;3小時臨界雨量在45~60mm之間;6小時臨界雨量在60~100mm之間;24小時臨界雨量在80~120mm之間。
4、監(jiān)測預警系統(tǒng)通過對降雨、水位等預警指標的監(jiān)測,分析發(fā)生山洪災害的可能性,當上述預警指標達到臨界值且降雨還在繼續(xù)時,山洪預警責任人就必須根據(jù)預警程序進行預警,轉(zhuǎn)移危險地區(qū)的人員。
參考文獻:
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[2]全國山洪災害防治規(guī)劃領(lǐng)導小組.山洪災害臨界雨量分析計算細則[Z].2003:9-10.
[3]陳桂亞,袁雅鳴.山洪災害臨界雨量分析計算方法研究[J].水資源研究,2004,25(4): 36-40.
1 引言
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國西部雖然存在著地質(zhì)背景復雜的特點,但是我國將在西部地區(qū)的鐵路、跨流域調(diào)水、公路等領(lǐng)域修建隧道工程,隧道工程越長與修建面積越寬在技術(shù)上困難越多,并且存在著涌水涌泥地質(zhì)災害,甚至會發(fā)生塌方的災害,這給施工人員人身安全帶來重大災難,因此,為了確保隧道施工安全減少災害的發(fā)生,施工中超前預報和監(jiān)控測量工作必須做好,并要求工作人員對隧道信息化施工地質(zhì)災害預警技術(shù)深入研究,促進施工人員施工中的人身安全保障。
2 隧道信息化施工地質(zhì)災害預警技術(shù)分析
2.1 綜合超前預報方法
在隧道信息化施工地質(zhì)災害預警技術(shù)中,目前我國已經(jīng)有很多方法對隧道開挖之前的地質(zhì)進行探測,一般使用綜合超前預報地質(zhì)分析方法與地球物理方法,而綜合超前地質(zhì)預報方法主要對地質(zhì)進行考察分析地質(zhì)中包含的風險,隧道不同地段需要結(jié)合隧道地質(zhì)實際情況運用綜合超前預報分析方法采用不同物探的手段對地質(zhì)情況進行預報,同時,由于預報方法不同的特點,在高風險隧道地質(zhì)災害預測中都會使用綜合超前預報。地球物理方法主要使用隧道地震探測方法、瞬間電瓷方法、地質(zhì)雷達探測方法與紅外線探測方法等,每一種探測方法都有其優(yōu)勢與不足之處,因此,想要提高預警預報具備良好的準確性,對于隧道信息化綜合超前預報技術(shù)必須深入研究[1]。
2.2 變形監(jiān)控測量技術(shù)
在隧道信息化施工質(zhì)量災害預警技術(shù)中,變形監(jiān)控測量技術(shù)是不可或缺的,主要作用是決定隧道圍巖與支護結(jié)構(gòu)需要的承載、變形、時間,做好隧道變形監(jiān)控測量技術(shù)不僅可以對隧道施工進行有效指導,還能測量到圍巖的動態(tài)變化,為圍巖襯砌與支護提供了大量信息,并未隧道工程設(shè)計和施工積累到一定的技術(shù)性資料,隧道施工中會使用到一些精密的儀器,對圍巖支護與襯砌所進行的力學行為關(guān)系進行測量,測量后對其穩(wěn)定性給予評估,并對圍巖與襯砌的穩(wěn)定性進行判斷,只有這樣才能保證施工人員在施工中人身安全,另外,隧道變形監(jiān)控測量技術(shù)主要包括應力應變檢測與位移監(jiān)測,近年來,位移測量技術(shù)的進步非常大,正在往全面自動化的方向發(fā)展,目前大量應用在隧道施工中,位移測量主要包括兩個方面,一方面是水平收斂,一方面是拱頂下沉,研究人員經(jīng)過不斷努力又發(fā)明了光纖位移傳感器技術(shù),這種技術(shù)的靈敏度非常高,但是,也存在一定問題,光纖位移傳感器技術(shù)在制造技術(shù)上難度非常大,并且結(jié)構(gòu)非常復雜,在隧道施工中目前沒有普遍對光纖位移傳感器進行應用。
3 施工地質(zhì)災害超前預警
3.1 地質(zhì)災害超前預報系統(tǒng)
在隧道信息化施工質(zhì)量災害預警技術(shù)中,隧道地質(zhì)災害超前預報系統(tǒng)具有非常高的靈敏度,靈敏度可以將地震波成功接受,并轉(zhuǎn)換成信號進行加大處理,當電腦接受到預報系統(tǒng)傳達的信號時,會做一定的信號處理,進而形成對相關(guān)界面做出反應,其主要反映出隧道的平面與影響點圖[2]。另外,一部分信號會被接收器所接受,接收器會把接受的信號用來計算波速,這是地質(zhì)災害超前預報系統(tǒng)對于地質(zhì)災害進行預報的方法,可以有效對隧道地質(zhì)災害進行預警,防止施工人員在施工過程中受到地質(zhì)災害的威脅,為施工人員的安全提供一層有效保障,促使隧道建設(shè)的成功與高質(zhì)量施工。
3.2 紅外線地質(zhì)災害探測
紅外線探測儀在隧道地質(zhì)災害中起到預測作用,主要是由掌子面向隧道洞口的墻部與拱部按順序進行測量,每隔固定的距離就要測取一組數(shù)據(jù),一共需要測取到十組的數(shù)據(jù),當工作人員測取到數(shù)據(jù)后,由相關(guān)專業(yè)人員根據(jù)測取的數(shù)據(jù)繪制紅外線輻射曲線圖,根據(jù)曲線圖可以分析出隧道前方有無水,同時,紅外線場強值和距離掌子面的距離關(guān)系圖,可以有利于工作人員了解到隧道內(nèi)溫度變化與隧道內(nèi)含水情況,這對隧道施工而言非常有利,有利于工作人員了解隧道內(nèi)的相關(guān)情況,在施工中根據(jù)隧道不同情況采用不同施工方法,即有利于隧道施工的順利性也有利于施工人員的人生安全,因此,在隧道施工地質(zhì)災害預警技術(shù)中使用紅外線測探儀具有良好的測量效果,起到預警預報的測量作用[3]。
4 隧道地質(zhì)災害原因分析
在隧道地質(zhì)災害中,一般包括隧道塌方與涌水涌泥地質(zhì)災害,隧道塌方事故主要是由于地質(zhì)情況復雜,包括洞穴內(nèi)存在破碎灰?guī)r、存在顆粒狀碳質(zhì)頁巖、存在黃土夾碎碎灰?guī)r,這些都會引起隧道塌方事故,而涌水涌泥地質(zhì)災害主要是由于地下水水位過高,高于隧道底板一定距離,產(chǎn)生的水壓非常大,涌水的來源是巖溶裂隙水與斷層裂隙水,所涌出來的水也會導隧道坍塌,因此,必須避免這兩個種事故的發(fā)生,需要技術(shù)人員使用隧道地質(zhì)災害預警技術(shù)對隧道進行勘察,及時了解隧道內(nèi)的具體情況,避免在施工中發(fā)生隧道塌方與涌水涌泥事故,保證施工人員的人身安全。
5 總結(jié)
通過以上對隧道信息化施工地質(zhì)災害預警技術(shù)的分析與研究,可以看出,在隧道施工中想要避免發(fā)生地質(zhì)災害,必須使用預警技術(shù),對洞穴中的情況進行全面了解,在此過程中,必須使用專用的技術(shù)人員與具有一定工作經(jīng)驗的人員,在勘察地質(zhì)情況時才能保證勘察出的數(shù)據(jù)具備專業(yè)性與科學性,并保證數(shù)據(jù)具有準確性,為施工人員提供洞穴內(nèi)的具體情況,施工人員在施工中才能根據(jù)不同情況進行不同施工方法,進而保證施工的安全性與有效性,促進我國隧道建設(shè)的順利與施工高質(zhì)量。
參考文獻: