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第13章 防范未然——泥石流灾害的防治(1)

我国是一个地质灾害多发的国家,地质灾害种类多、分布广、活动频繁、危害严重。每年因崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害造成很大的人员伤亡和数百亿元的经济损失。泥石流的威力既然如此强大,那么应该采取哪些预防措施呢?下面就介绍泥石流灾害的防治知识。

泥石流灾害监测预警

随着城市灾害日益加剧,城市安全引起更广泛的关注,加强防御、控制城市泥石流灾害,增强城市综合减灾抗灾能力是泥石流减灾工作的重点。近几十年来,泥石流预警减灾的作用已得到了高度重视,探讨现代预警技术方法目的在于为城市减灾提供可靠的应急防灾对策。

指出改进目前城市泥石流监测预警状况可以大大减轻泥石流暴发带来的损失。在分析国内外泥石流预警研究进展的基础上,针对目前存在的问题,提出当前城市泥石流防灾研究中应重视开展的预警工作,注重将泥石流预警形成机制、新技术方法和减灾决策系统等相结合,其中要特别加强城市数字减灾系统、城市防灾预案,以及城市风险管理和损失评估系统的综合研究。

英国着名危机管理专家迈克尔·里杰斯特说过,预防是解决突发事件的最好方法。危机管理的最终目的是避免危机发生,减轻危机后果。这就要求把预警放在首位,在危机发生前就采取措施,以防止危机爆发;在危机发生时从容应对,不致使危机发展为致命的灾难。我们应当借鉴当今国内外防治非典和反恐怖行为的做法和经验,建立泥石流灾害危机的预警机制,建立和完善泥石流的监测网络体系,这是刻不容缓的。由于城市泥石流危害数量多、灾情重;而且泥石流灾害发生和成灾机理极其复杂,我国的防灾减灾经验还不足,技术较为落后,相关的高新技术应用和科学研究严重滞后于城市减灾的需要;此外,城市泥石流活动频率低,资料积累少,研究难度很大,但是一次成功的灾害预警其社会效益是难以估计的。因此,强化灾前的预警研究已成为当前地质灾害防灾减灾工作中普遍关注的课题。

1.我国泥石流预警的综合研究

我国学者自20世纪80年代开展了预警的综合研究,探讨了区域泥石流发生的临界雨量作为预报、警报依据的方法;在泥石流预警仪器的研制上,也取得了重大成果,开发出接触式泥石流警报器、地声警报器、超声波泥位报警仪。这些预警成果在铁路系统进行了实质性的防灾应用,在长江上游、长江三峡库区、四川、云南、北京、陕西等泥石流严重地区建成了群测群防网,对部分重大灾害点进行了专门性的监测,预警已在泥石流防灾减灾中发挥了重要作用。此外,遥感技术、地理信息系统、灰色系统理论、专家系统判别技术、信息处理技术、计算机仿真和人工神经网络方法等新技术和方法在泥石流预警中的应用也日益广泛。

近年来,由于泥石流灾害更为严重,对人们的生命财产和生产活动构成了重大威胁,因而对预警防灾的非工程措施进一步引起了政府部门的高度重视,认识到泥石流灾害预警必须实行双轨运行机制,即科学技术专业预警研究与依靠各级地方政府部门组织的群测群防预警工作相结合,共同建立地质灾害预警工程的技术工作体系和组织工作体系。国土资源部提出了建设全国汛期地质灾害预警系统的思路,并深入探讨地质灾害防灾预警系统方案与工程体系。国土资源部门会同气象、水利和地震等部门研究机构参加,紧密依靠各级政府和有关主管部门,由国家建立专业监测研究与群众监测相结合的地质灾害预警工程示范区,由各级地方国土资源部门组织群测群防监测预警工作。

从2003年6月1日起,中国气象局与国土资源部联合开展了地质灾害气象预报警报业务,该业务运行以来,效果良好,仅2006年6月份的这1个月就发布预警信息27次,在中央电视台天气预报节目中发布13次,根据各方面的反馈消息得知,2006年6月份有30起334处地质灾害发生的时间和地点位于预报预警范围内。目前,在地质环境监测部门、气象部门和防汛部门已初步实现了包括泥石流灾害在内的全国灾情的计算机联网及监测数据的网上传输,并启动了相应的应急救援系统。

2.泥石流灾害预警的重点研究方向

泥石流具有影响因素复杂,灾害强度局部趋高的特点;作为承受体的城市易损性高、风险性大;泥石流作为“点”灾害,既有自身特点,又服从于区域性规律;表现在泥石流灾害预警方法和途径上也有其不同之处:

影响城市泥石流形成的因素与城市人类的活动关联更密切,泥石流发生的临界雨量和地面危险性的耦合关系也就更为复杂,导致在实施预警的技术方法上有较高的难度。

城市居民生命安全、城市建筑物和生命线的安全与否至关重要,因此对预警可靠性和准确性的要求更高。

城市经济发达,信息网络、通信设施先进,又为预警提供了远程互操作技术、仿真——虚拟数字技术、网络通信技术等现代技术的应用与实施提供了最有利的条件。.泥石流灾害预警要求与危险区划、应急防灾系统、避难体系与救援系统有更密切的结合,使密集的城市居民安全得到最大限度的保障。

3.泥石流灾害预警的重点工作方向

城市减灾防灾全过程是以一个由灾害的勘查、评价、监测、预报、预警、抗灾、救灾、灾后重建等诸多环节组成的;涉及因素众多,规模庞大,人力财力投入巨大的复杂自然—经济—社会系统工程,自始至终都必须依赖于高水平的减灾研究水平和减灾管理水平。因此,加强对城市防灾减灾指挥决策的科学性以及采用现代化技术的防灾减灾系统的研究和建设就显得尤为重要。

针对泥石流灾害预警研究与应用现状,泥石流预警的重点研究与工作方向有:

将泥石流灾害预警建立在泥石流起动机理与发生条件的基础上,这需要进一步强化泥石流形成、汇流理论的基础研究,并且在实践中不断提高针对泥石流预报预警的暴雨分析、诊断和预报水平,这是预警成功的关键问题之一。事实上,研究从依赖于降雨强度和持续雨量临界条件的经验值,到一个基于物理力学模型分析系统,再到泥石流灾害分析的预警系统是非常重要的。

目前,降雨预报和监测的能力已取得了显着的进步,拥有一批先进的设备,包括高分辨率的数字气象预报模型、暴雨监测的多普勒天气雷达,以及进行气象数据信息实时共享的互联网。因此,如何充分利用降雨预报的气象雷达、卫星云图数据,结合天气形势,不同尺度的预报模型是实现泥石流灾害早期预警的可靠途径和技术方法,对城市范围的暴雨预报还应着力于高精度数值分析,通过不断地对泥石流灾害实例研究和模型开发,使泥石流灾害预警结果更加准确。降雨与泥石流发生的耦合关系分析是成功预警的关键内容之一,这就依赖于建立时间性强的降雨入渗数据和泥石流源地稳定性的双模型系统,即将降水预报信息输入到的水文模型和地质模型中,通过分析泥石流发生的敏感性、斜坡水文条件和稳定性,从而推断泥石流灾害发生的可能性,在空间和时间上提供泥石流活动的预警信息。如深人探讨泥石流发生的有效降雨量与地面土壤含水量及松散固体物质稳定性的关系,建立其耦合关系的数学模型。土壤湿度的高分辨率对地观测信息和它们与分布式水文模型融合的研究是一个非常活跃的研究领域,为进一步开发基于物理力学意义的区域泥石流发生模型提供了基础条件。这就要求加强不同区域条件下城市泥石流的活动与降雨资料的积累,进行长期定位观测和实验,并构建其空间数据库和预警服务系统。

城市泥石流监测预警仪以其精度高、实时性强的特点成为未来的发展方向,以城市的经济条件和重要地位,应着力开发高、精泥石流监测预警仪器。尽管目前的预警仪器仅能提前十多分钟报警,但以其准确性和可靠性,与制定的避难体系相结合可以大大减少城市居民的伤亡。由中国科学院成都山地灾害与环境研究所研发了新一代的泥石流次声波预警仪,是一种全新概念的警报装置,是从空气中检测到半径10—15千米范围内的泥石流的次声波信号,并作出灾情报警,该仪器可置于远离泥石流源地,避免了人为和自然因素的破坏。

将泥石流预警与城市应急防灾系统相结合,以提高城市泥石流的监测、预警和应急处理能力。对泥石流威胁严重的城市应建设完整的防灾网络及防灾预警系统,制定泥石流预警与救灾避难应急预案;突发性灾害发生后,可以有效指挥管理,使城市居民有充裕时间按应急预案的要求有计划紧急撤离,避难和救灾抗灾,最大限度地减少伤亡和灾情扩大。

建立城市数字减灾系统,为实施泥石流灾害预警提供可靠的技术保障。数字减灾系统是一种以遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、计算机网络技术为主要支撑,采用多维虚拟现实技术,用数学和物理模型来研究泥石流灾害发生、运动、成灾的全过程。数字减灾系统可准确进行泥石流灾害的监测和预警,根据数字城市减灾决策模型所显示的城市防灾减灾薄弱环节和城市泥石流灾害危险性和风险的空间位置,在此基础上,科学合理地部署城市防灾工作,有效地构建城市抗灾救灾工程体系;在灾害预警发出后,可以通过数字城市减灾决策支持系统,迅速计算出灾害活动范围和危险程度,并迅速对灾害可能造成的危害作出正确评估,因此,数字减灾系统已成为国际灾害研究的重要方向,相关领域的研究和技术已较为成熟,通过多学科交叉可在城市泥石流灾害预警中取得新成果。

城市泥石流预警要与危险区划、风险决策和损失评估密切结合,最有效地发挥预警减灾的最终效果。

城市泥石流堆积泛滥危险等级的划分,可为预警预案中的居民撤离路线和避难场所提供可靠的科学依据,也是城市泥石流灾害风险分析、评价和决策的重要内容。在制定城市土地利用规划时,尽可能避免在危险性大和风险大的区域出现人口与资产的过度集中,并确定需要避难的对象和路线,保证在发出灾情预警报后,将城市居民快速和安全地由风险大的地区转移到风险小的地区,也为指挥者提供城市防灾、救灾决策的依据,合理地预先制定出若干应急方案,减少紧急情况发生时的慌乱与失误。城市泥石流灾前的损失与评估的结论作用于防灾、救灾决策系统,并通过防灾、救灾对策和措施系统反馈给承灾系统,构成一个闭合的信息反馈路径而形成防灾预警与损失评估系统,是减轻城市泥石流灾害途径之一。

建立完善的应急预案

1.应急预案

目前,我国的泥石流应急预案体系只是初步形成,与发达国家建立的多层次应急预案体系还存在着不小的差距。如何完善我们的应急预案体系呢?

首先,应该参考历史文献的灾害记载,这对编制应急预案是有帮助的。另外,建立应急预案动态管理机制。俗话说“计划赶不上变化”。

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