“浙江省地质灾害隐患监测网络系统”成果通过鉴定

浙江省国土资源厅信息中心 朱兴盛

“浙江省地质灾害隐患监测网络系统”成果通过鉴定

浙江省国土资源厅信息中心 朱兴盛

浙江省重大科技专项社会发展重点项目《浙江省地质灾害隐患监测网络系统》于2011年1月14日在杭州通过浙江省科学技术厅组织的鉴定。专家一致认为，这项研究成果为浙江省预防和减轻降雨引发的滑坡、泥石流灾害提供了有力的技术支持，在应用中取得显著减灾成效，对提高政府和公众对地质灾害的防范能力有重要意义，也为在全国其它类似地区的滑坡、泥石流预报预警与应急指挥系统建设提供了系统原型与整体解决方案，该成果总体上达到国际先进水平，在采用分形方法评价滑坡、泥石流易发程度等方面达到国际领先水平。

浙江“七山一水二分田”，陆域面积的70%为丘陵山区，一些大小不等的盆地错落分布于丘陵山地之间。复杂的地质、地形和独特的气候背景，使浙江成为我国降雨引发滑坡、泥石流等突发地质灾害最频繁的地区之一。在浙江丘陵山区，滑坡和泥石流往往具有群发性，发生概率随着地层岩石、地形地貌等不同而变化，一次强降雨可以引发十几、数十处滑坡或泥石流，危害极大。特别是浙江经济发达，人口稠密，极易出现小滑坡（泥石流）、大灾害情况。

浙江省政府非常重视对地质灾害的防治工作。2006年浙江省科学技术厅与浙江省国土资源厅共同立项，联合支持开展“浙江省地质灾害隐患监测网络系统”研究，目的是通过集成创新，建立区域预报与重点监测结合的预报预警系统，提高对降雨引发滑坡、泥石流灾害的科学防范能力，最大限度减少人员伤亡。

该项目由李长江教授级高级工程师、李青教授和唐小明博士负责，浙江省国土资源厅信息中心、中国计量学院、浙江省地质矿产研究所等单位科技人员组成科研团队，从2006年至2010年，历时4年联合攻关，在对降雨引发滑坡、泥石流预报的理论、方法、监测仪器及系统建设等方面取得系列创新成果，发表论文18篇、出版专著1本，获得授权发明专利4项。

无论数值天气预报模式的水平分辨率（格点间的距离）还是雨量监测站的密度现在都还难以捕捉降雨模式的空间变化，尤其对于山区的极端降雨事件更是如此，对降雨预报和监测的空间分辨率也远远大于实际滑坡（泥石流）的线性尺度。如何在当前的区域降雨预报和降雨监测条件下，综合利用下垫面的地质、地形和地貌等信息细化对降雨引发滑坡、泥石流预报的空间分辨率，是国际预防和减轻地质灾害领域长期未能解决的一个难题。该项目首次阐明了给定降雨条件下，滑坡、泥石流与下垫面因素（地质构造、地形地貌、植被土壤等）之间的条件概率关系，提出评价给定降雨条件下一个区域内任一网格单元在给定时段滑坡、泥石流发生的条件概率模型，并将基于自组织系统的人工神经网络与GIS结合起来发展了一种不同于传统方法的滑坡（泥石流）时空概率预报系统（aiNet-GISPSRIL）。该成果在2010年1月的国际预防和减轻自然灾害学会核心刊物《自然灾害》发表，杂志匿名评审人认为“对降雨引发的滑坡进行定量预报极其重要但也非常困难，困难的原因部分在于缺乏预报模型。该论文采用自组织人工神经网络评估给定降雨条件时，与地质、地形等因素相关的滑坡概率，对定量预报降雨引发的滑坡十分重要”。

在滑坡监测仪器方面，尽管国内外的研究较多，但多数集中在单一物理量监测方面，有些尚不能国产，价格贵，难以多处安装形成监测网络。

按照“边研发，边应用，边完善，边提升”的思路，项目组研制了滑坡体地表位移、地下位移、降雨量、地下水位、土壤含水率、地音等7种物理量的自动监测仪器装置，在对全省6000余处地质灾害进行调查基础上，选出144处需要监测的地质灾害隐患，对其中46个主要滑坡灾害隐患点安装监测仪器，初步形成了远程实时监测的网络。

自2006年以来，在每年的汛期（4月－10月），在浙江省国土资源厅和浙江省气象局联合组织的地质灾害预报室，值班人员运行aiNet-GISPSRIL，每天下午3点30分通过SDH专线接收省气象台的24小时区域降雨预报数据，同时从浙江省气象台和省水文局管理的雨量监测网获取小时雨量数据。数据被自动导入系统的预报模块进行处理，得到对全省区域的空间分辨率为1x1公里网格单元的24小时滑坡、泥石流发生概率预报图（即对每个1x1公里网格单元获得一个概率为0-1的预报值）。从导入降雨预报和雨量监测数据到给出滑坡泥石流预报，运行时间小于15分钟。

由aiNet-GISPSRIL生成的滑坡、泥石流概率预报图被划分成5个概率等级：1级（≤0.2），可能性很小；2级（0.3-0.4），可能性较小；3级（0.5-0.6），可能性较大；4级（0.7-0.8），可能性大；5级(0.9-1.0)，可能性很大。

对3级以上的滑坡、泥石流预报概率，分别用黄色（3级）、橙色（4级）和红色（5级）表示。当预报中出现滑坡、泥石流可能性在3级以上(含3级)的地区时，经过浙江省国土资源厅和省气象台的有关部门负责人和专家会商后，通常在预报当日下午5点前，滑坡、泥石流预报图和预报通知就会在浙江省国土资源厅网站(www.zjdlr.gov.cn)和浙江气象网站(www.zjqx.com)的“地质灾害预报”栏目上发布，并通过手机短信系统发送给预报有灾害可能地区的国土资源主管部门负责人和相关人员。同时，预报图也被传送给浙江省气象信息中心，由他们将其制作成专题节目，提交省电视台和广播电台在当天6点30分的天气预报节目中向公众发布播出。如遇有台风暴雨时，值班人员通过aiNet-GISPSRIL接收省气象台每日多次的雨情预报和来自雨量监测网的小时雨量数据，并根据雨情变化，每1－3小时发布一次预报，及时为可能处于危险地带的人们提供警示。处于预报区的政府工作人员和居民只要接通互联网就可以接收滑坡、泥石流预报，并查找相关信息。

地质灾害预报系统和监测网络的作用主要体现在两个方面：一是能够根据雨情变化，实时、动态地指示出滑坡、泥石流的高易发地段，在第一时间发布预报图和预报通知，警示危险区的居民及时撤离到安全地带，显著提高了人们对降雨引发滑坡、泥石流灾害的早期发现与防范能力；二是提高了政府部门对地质灾害预防工作的科学技术水平，减少了盲目性。

通过该项目的实施，在浙江基本形成了一套自上而下的群专结合的滑坡、泥石流灾害防范机制：一是应用aiNet-GISPSRIL系统，在汛期根据雨情变化实时发布预报或警报；二是制定了省、市、县、乡（镇）、村五级防灾责任制，落实各级地质灾害防灾预案。处于可能危险地带的地质灾害群测群防监测员，在滑坡泥石流预报预警信息的指引下，结合当地雨情，通过监测网络随时密切关注着隐患点的变化；三是针对滑坡、泥石流灾害隐患点，为当地民众制定避险图（“逃生地图”），标示出危险区域范围和安全撤离路线。

项目成果应用取得了显著减灾效益，最大限度减少了人员伤亡。经实地调查，在2006―2009年期间，浙江区域发生的可验证的滑坡(包括泥石流)共442处，其中283处滑坡在预报的时段内发生并与预报有滑坡、泥石流的网格单元吻合，预报成功率为64%。由于及时提供较准确的预报预警，政府有关部门能够及时组织处于危险区的人员撤离，成功避让60起滑坡(泥石流)灾害，使735人避免了伤亡。特别是在2010年汛期，我省与全国其它许多省区同样是处于暖湿气流活跃，频繁出现大雨和暴雨，引发许多滑坡、泥石流。我省成功预报10起滑坡、泥石流，使86人避免伤亡。

在该项目实施中也非常重视人才培养，目前在浙江省已形成了一个多部门联合的，包括滑坡（泥石流）地质、计算机、地理信息系统、仪器等多专业交叉，集野外调查、数据处理、综合研究与应用系统开发为一体，在国内外有一定影响的科研团队，为浙江地质灾害防治工作的可持续发展提供了坚实的人才基础。

浙江土地资源紧缺，但尚有387万亩低丘缓坡资源。为缓解建设用地供需紧张矛盾，在今后一段时期，城镇和新农村建设、经济开发将不断向丘陵山区扩展，开发利用低丘缓坡资源。但是，丘陵山区或丘陵－盆地过渡区的低丘缓坡地带往往也是滑坡、泥石流易发区，特别是在全球气候异常导致台风和极端暴雨活动增强背景下，浙江地质灾害防治工作将面临降雨引发滑坡、泥石流等加剧的威胁。

为此，要十分重视滑坡、泥石流易发程度（敏感度）区划工作，使政府部门在制定低丘缓坡资源的开发利用规划时可以预先采取有针对性的减灾策略，为重要工程建设选址提供依据，从源头上控制和减少地质灾害的发生，最大限度地防止灾害。为做好这项工作，在该项目成果中，已提出一种快速高效、操作简单、投入少、可信度高的滑坡敏感度分析和编图方法。

要采取有力措施加快对项目成果的推广应用，同时，还需要继续深化对降雨引发滑坡、泥石流的研究，通过信息、智能化技术与非线性理论方法的集成创新与应用，建立贯穿省、市、县、乡（镇）的滑坡、泥石流防灾应急保障系统，实现对滑坡、泥石流等突发地质灾害信息的现场发送与处理，实现监测预报可能发生重大地质灾害地区现场与指挥中心的联动，从整体上进一步提升对降雨引发滑坡、泥石流灾害的防范能力。