地质灾害预报预警系统怎么设置_地质灾害预报预警系统
1.全国地质灾害监测预警体系建设规划的必要性、指导思想、基本原则和目标
2.什么是地质灾害预警
3.地质灾害气象预警预报理论与方法
4.全国地质灾害防治信息系统建设的总体框架
5.地质灾害信息系统
6.地质灾害监测预警系统辐射大吗
(1)建立健全地质灾害监测的法规、制度和规范体系
建立和完善地质灾害监测管理办法、监测设施保护规定、监测资料共享、监测资料汇交制度。大力宣传《地质灾害防治条例》、《全国生态环境建设规划》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水土保持法》;积极推进《地质环境监测法》、《地质环境保护条例》和《矿山环境保护条例》等的立法进程。
修改完善地下水环境监测技术规范;做好矿山地质环境监测技术要求、地质灾害监测技术要求、地质灾害预报预警技术要求、地面沉降、地裂缝监测规范、地质环境监测数据采集、录入等一系列规程规范和技术标准的编制或修订工作。使地质灾害监测工作走上法制化、规范化的道路。
(2)建立健全地质灾害监测机构、理顺体制关系
建立由中央到地方专门领导机构和专业组织实体,形成覆盖全国的专业与群众相结合的地质灾害监测实体网络(图)。国务院国土资源主管部门负责全国地质灾害防治的组织、协调、指导和监督工作,其他部门按照各自职责负责相关部门的防治工作。县级以上人民政府灾害防治小组应会同水利、交通、城建和气象等部门加强配合对地质灾害险情的实时动态监测,形成既有各专业独立性,又有统一领导的监测预警体系。
建立健全国家、省(市、区)、市(地、州)和县(市)四级地质环境监测机构,明确各级监测机构作为国土资源管理部门的公益性事业单位。按照“站网管理,业务联系,技术指导,资料汇交,成果集成”的原则,理顺各级关系,加强内部机构建设,使其真正承担起各类地质环境监测和地质灾害群测群防的技术指导工作。
(3)健全监测经费保障体系
监测经费实行分级分责任承担。国家、省、地和县等不同级别的监测网点建设、维护、运行和基本建设经费,应纳入各级政府的财政预算,建立地质环境专项经费;由采矿、开采地下水、工程建设等人为因素诱发的地质灾害、环境地质问题等的专门监测网点建设、维护和监测的日常运行以及试验研究经费,应由责任人承担;各类建设项目,建设单位应承担《建设用地地质灾害危险性评估》中所要求的地质环境监测研究经费。
(4)把科技进步放在突出位置,大力推广先进实用的监测设备
重视高素质人才的培养,引进先进的技术设备,加快地质环境监测的自动化进程,推广规范化的技术规程,建设和完善地质环境信息网络,改进监测成果的发布形式,提高监测工作为社会公众服务为政府决策服务的能力。
(5)加强国际交流与合作
加强国际交流与合作,学习和借鉴国外先进技术和经验,提高我国地质环境监测水平和国际影响
总结地质灾害预报预警成功的经验,进一步尝试和推进与其他公益网的合作,实现信息资源共享互为补充和促进,不断拓展监测领域,提高为政府、为社会服务的水平。
(6)加强宣传教育,提高全社会地质灾害防治和地质环境保护意识
利用电视、广播和报纸等多种宣传媒体,结合“世界地球日”、“土地日”、“水日”等社会活动大力宣传我国人口、环境与资源的基本国策,宣传生态环境建设、地质灾害防治、地质环境保护的重要性和迫切性,提高全社会对保护地质环境的重视程度,普及地质环境保护和地质灾害防治知识,提高全民的防灾减灾意识。
全国地质灾害监测预警体系建设规划的必要性、指导思想、基本原则和目标
地质灾害红色预警的意思是特别严重的地质灾害预警。地质灾害预警一般指地质灾害预报预警系统,地质灾害预警信号分为蓝色、**、橙色和红色四个等级,分别代表一般、较重、严重、特别严重。
地质灾害红色预警的意思是特别严重的地质灾害预警。地质灾害预警一般指地质灾害预报预警系统,地质灾害预警信号分为蓝色、**、橙色和红色四个等级,分别代表一般、较重、严重、特别严重。
什么是地质灾害预警
7.2.1 必要性
《中国21世纪议程》提出了我国可持续发展的战略目标。在我国经济和社会快速发展的过程中,人类活动的强度和范围达到前所未有的程度,其对包括地质环境在内的人类生态环境的干扰与破坏也日益增强,在许多地区引发的不同程度的自然地质灾害造成了危害和损失成倍增加的现象,矿产资源和地下水资源等的开发利用以及各种工程活动诱发的地面沉降、崩塌、滑坡、泥石流等人为地质灾害也较为普遍,对城市、公共基础设施和广大人民群众的生命财产安全构成严重威胁。特别是地面沉降多发生在我国经济最发达、人口密度最大、公共基础设施最密集的东部地区,成为这些地区乃至国家可持续发展的重要制约因素。因此,保护生态环境、进行生态环境建设和防灾减灾,已经成为国家长期的目标和任务。为此,加强地质灾害监测,进行全国地质灾害监测与预警体系建设的规划,在监测基础上,实现对地质灾害的治理与对地质环境的保护,不仅是防灾减灾的需要,而且也是国家经济社会可持续发展、保护生态环境和进行生态环境建设的最基本的保障,是一项重要的基础性和公益性的国家地质工作。现就从我国社会经济的发展的几个重要方面,对地质环境与地质灾害监测的必要性,进行简要论述:
(1)保障国家重大工程建设安全与西部大开发战略的需求
全国有20余条铁路干线和所有山区公路不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流的危害或威胁。大型水库岸边,河流傍岸,尤其是峡谷段,常因发生滑坡、崩塌、泥石流而阻塞航道,并引起洪灾。中东部沿海平原和盆地地面沉降、地裂缝和地面塌陷等地质灾害严重威胁和破坏基础工程设施。加强这些基础工程设施和沿大江大河危险地段的地质环境监测,采取科学的分析方法进行预测预报,是一项长期的工作。
西部大开发战略把加快水利、交通、能源和通讯等基础设施建设放在首位,其中包括:长江三峡工程、南水北调工程、大江大河上中游干(支)流控制性水利枢纽工程、内河航运通道、青藏铁路、西电东送工程、西气东输工程等。这些重大工程地域跨度大,多处在或穿越地质灾害易发区,为保障上述工程安全施工和运营,必须加强地质环境监测工作。
(2)城市化发展对地质灾害监测的需求
目前,我国有城市668座。预计2020年左右,我国城镇化水平将提高到45%~50%,我国城市数将达到1000~1100座。城市是人类活动最集中,环境地质问题最突出的地区。为了保障城市化进程,指导城市规划,预防由于不合理的工程活动引发的地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害和其他环境地质问题,必须加强对城市地下水环境和地质灾害的监测。
(3)矿产资源开发对地质灾害监测的需求
我国矿产资源开发带来了很多环境地质问题,产生大量的地质灾害隐患。每年矿石开采量57亿~60亿t,矿山企业每年产生固体废弃物133.8亿t、产生尾矿26.5亿t,处置率仅为6.95%。矿山固体废弃物任意堆放形成了严重的滑坡、泥石流等地质灾害隐患,地下采矿活动诱发的滑坡、地面塌陷等地质灾害十分突出。矿山地质环境监测十分薄弱,矿山地质灾害防治工作任重道远。为了保障矿产资源的安全开发和矿山地质环境的有效治理,必须加强矿山地质环境监测。
7.2.2 指导思想
应坚持以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观和人口、资源、环境协调发展的一系列方针政策。紧密结合经济社会发展规划的总体目标和要求,充分认识地质灾害监测预警体系建设的重要性和紧迫性。动员社会各方面的力量,从我国地质灾害发生发育的实际出发,尊重自然规律和经济规律,正确处理长远与当前、整体与局部的关系,依靠科技进步,运用新思路、新理论、新技术、新方法,实现对地质灾害的有效监控和预报预警,为我国地质灾害防治、地质环境保护和资源环境的可持续利用提供有力支撑。
7.2.3 基本原则
(1)与国家国民经济社会发展进程相适应的原则
建立和完善与全面建设小康社会相适应的、符合可持续发展要求的地质灾害监测预警体系,为国家和地方宏观调控和指导国土资源开发与整治提供依据。
(2)突出“以人为本”
坚持按客观规律办事,从实际出发,讲求实效,山区、平原和不同灾种的监测重点各有侧重的原则。在以突发性地质灾害为重点的地区,应以最大限度地减少人员伤亡、保障社会稳定和人民生命财产安全作为主要目的;缓变性地质灾害应以专业监测为主要手段进行监测与规划。
(3)群、专结合的原则
建立以县、乡、村为基础,全民参与、群专结合的群策群防体系,是多年来地质灾害防治工作中总结出来的宝贵经验,也是避免人员伤亡,把灾害损失降到最低限度的重要保证。
(4)统筹规划、分步实施、分级管理
密切结合生产力布局和人口分布状况,对全国地质灾害监测预警体系建设工作进行统筹规划,制定切实可行的分阶段实施方案,明确各级政府和企(事)业单位在地质灾害监测中的责任和义务,建立统一管理和分级(国家、省、市、县)管理相结合,处理好全部与局部、长远与当前的关系,优先实施重点地区和重要经济区(带)的监测预警体系建设。
(5)监测网建设与保护并重
摈弃重建设、轻保护的观念,严禁边建设、边破坏,通过法律、经济等手段,明确保护责任,落实保护费用,切实保护监测仪器、设备、设施的建设成果。
(6)站网建设与能力建设并举
在不断完善地质灾害监测网基础硬件设施建设的同时,加强机构建设、法规制度建设、技术规范建设、信息系统建设、人力资源建设和研究能力建设。
(7)专业服务功能与公众服务功能并重
地质灾害监测信息既要为国家决策和专业调查评价提供支持,也要为社会公众提供地质灾害现状信息和防灾减灾信息。
(8)依靠科技创新、提高监测工作质量
加强科学研究,改进监测设施,依靠科技进步,全面提升监测能力和服务水平。
(9)建立多渠道筹资机制
各级地质灾害监测机构的监测经费要纳入同级政府财政预算。多渠道筹集监测资金,设立各级地质灾害监测专项经费,确保监测工作的顺利实施。
7.2.4 目标
地质灾害监测预警体系建设的目的是最大限度地减少人民群众的生命财产损失,以保障经济、社会的可持续发展;为国家及地方宏观调控和指导国土资源开发与整治提供依据;从地质环境可持续开发利用角度提出地区发展战略建议;为改善人居环境,保障交通大动脉安全畅通,水电工程正常运行等提供保障;为地区社会经济发展提供决策参考。在基本掌握全国地质灾害分布状况与危害程度的基础上,建立并逐步完善全国地质灾害的监测预警网络体系。
(1)总体目标
从现在起到2020年,在逐步查明我国地质灾害分布状况与危害程度的基础上,建成覆盖全国的较完善的突发性地质灾害群测群防网络体系;建成以省(区、市)及部分县(市)地质环境监测站为骨干的突发性地质灾害应急反应体系;建成我国较完善的地质灾害专业监测骨干网络,重点地区及重要经济区(带)达到监测数据的实时采集、分析、预警预报的水平。使地质灾害防治工作以被动救灾为主的局面得到根本性扭转,人为有效控制地质灾害,使损失逐年攀升的趋势得到有效控制。
(2)阶段目标
1)到2010年,地质灾害监测预警体系建设的目标如下:①群测群防监测网络覆盖到全国突发性地质灾害易发区的1400个县(市),形成县、乡、村三级监测体系。②初步建成由各级政府和有关部门参与的全国地质灾害专业监测骨干网络。③初步建成重要交通干线和水利工程区的专业监测预警系统。充分推广高新技术在地质灾害监测中的应用,利用计算机技术、3S技术等先进手段,提高监测预报的自动化水平。④在进一步完善群、专结合,群测群防监测网络的同时,完成分布在全国各省(区、市)重大突发性地质灾害隐患点的监测预警预报示范系统。⑤建成较完善的地质灾害监测信息网络系统,重点地区及重要经济区(带)的专业监测要初步达到监测数据的实时采集、自动分析、自动预警预报的水平。⑥初步建成重点地区及重要经济区(带)地面沉降等缓变性地质灾害监测网络系统。力争使我国地质灾害监测预警预报的仪器、设备达到国际水平。
2)到2020年,在地质灾害监测管理法规、规章的支持下,要使国土资源部门对地质灾害监测监督管理的职能全面到位,并逐步纳入科学化、规范化和法制化的轨道;使地质灾害监测体系的科学理论与技术方法达到国际先进水平,建成覆盖全国的较完善的地质灾害重点防治区突发性地质灾害群专结合的监测预警预报网络;建成全国地面沉降、地裂缝等缓变性地质灾害的实时监控体系;建成完善的地质灾害监测信息网络,实现地质灾害监测数据的自动化采集、传输、存储和信息的实时发布。建成比较完善的地质灾害防灾预警指挥系统。
地质灾害气象预警预报理论与方法
地质灾害预警包括蓝黄橙红四个级别:蓝色预警是指预计发生地质灾害的可能性一般;**预警是预计发生地质灾害的可能性较大;橙色预警是预计发生地质灾害的可能性很大;红色预警是预计发生地质灾害的可能性极大。地质灾害气象预警是指地质和气象部门依据当前环境发布的灾害预警。
地质灾害气象预警预报信息每年汛期(5-9月)在中央电视台天气预报节目中和中国地质环境信息网上发布,目的是提醒被预警区的干部和群众防范滑坡、崩塌和泥石流灾害。
按照未来24小时内,地质灾害发生的可能性大小,地质灾害预警分为五级,分别为:一级:可能性很小;二级:可能性较小;三级:可能性较大(通知监测人员和威胁住户注意);四级:可能性大(预报阶段,停止外业,各岗位人员到岗待命);五级:可能性很大(警报阶段,无条件紧急疏散,密切观测)。
质害是指在自然或者人为因素的作用下形成的,对人类生命财产造成损失、对环境造成破坏的地质作用或地质现象。它在时间和空间上的分布变化规律,既受制于自然环境,又与人类活动有关,往往是人类与自然界相互作用的结果。常见的地质灾害有滑坡、泥石流、地面塌陷等。
全国地质灾害防治信息系统建设的总体框架
一、内容概述
本成果是地质灾害气象预警预报研究与服务工作开展9年来的系统分析与总结,提出了地质灾害区域预警隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法等3种方法,系统开展了两代地质灾害区域气象预警技术方法(隐式统计预报法和显式统计预报法)研究与应用。在全国范围内,分区研究了不同地层、构造、气候等条件下地质灾害的发生规律,并建立了地质灾害预警模型,在区域地质灾害气象预警技术方法研究方面取得了显著性进展和创新性成果,开创了中国大陆地质灾害气象预警的先河,为省级地质灾害气象预警提供了技术指导和借鉴,得到了各级政府和社会公众的认可。
1.地质灾害区域预警原理
提出了地质灾害区域隐式统计预报、显式统计预报和动力预报等三分法,设计并开发完成了地质灾害隐式统计和显式统计预警两类系统。
(1)隐式统计预报法
隐式统计预报法把地质环境因素的作用隐含在降雨参数中,在某地区的预警判据中仅仅考虑临界降雨参数建立模型。隐式统计法可称为第一代预报方法,比较适用于地质环境模式比较单一的小区域。第一代国家级地质灾害预警系统采用该方法设计实现,在2003~2007年应用。
(2)显式统计预报法
显式统计预报法是一种考虑地质环境变化与降雨参数等多因素叠加建立预警判据模型的方法,它是由地质灾害危险性区划与空间预测转化过来的,该方法可以充分反映预警地区地质环境要素的变化,并随着调查研究精度的提高相应地提高地质灾害的空间预警精度。显式统计法可称为第二代预报方法,比较适用于地质环境模式比较复杂的大区域。该方法基于地质环境空间分析,通过网格剖分计算单元的地质灾害“潜势度”、合并单元分析结果后区划实现的,克服了仅仅依据单一临界雨量指标的限制,在临界诱发因素的表达、预警指标的选定与量化分级等方面可进一步升级。第二代国家级地质灾害预警系统采用该方法设计实现,并在2008年以后应用。
(3)动力预报法
动力预报法是一种考虑地质体在降雨过程中在地-气耦合作用下研究对象自身动力变化过程而建立预警判据方程的方法,实质上是一种解析方法。动力方法的预报结果是确定性的,可称为第三代预报方法,因需精密仪器检测,目前该方法只适用于单体试验区域或特别重要的局部区域。该方法主要依据降雨前、降雨中和降雨后降水入渗在斜坡体内的转化机制,具体描述整个过程中斜坡体内地下水动力作用变化与斜坡体稳定状态变化的对应关系。成果第一完成人在四川雅安创建了第一个试验区。
2.第一代国家级地质灾害预警系统
预警区划:根据中国地貌格局、地质环境特征及其与降雨诱发型崩滑流地质灾害关系的统计分析结果,以全国性分水岭、气候带、大地构造单元和区域地质环境条件,进行一级分区;以区域分水岭、历史滑坡泥石流事件分布密度、地形地貌特征、地层岩性、地质构造与新构造运动、年均降雨量分布等,进行二级分区。将全国划分为7个预警大区、74个预警区。
临界降雨判据:采用统计分析方法,开展滑坡泥石流与降雨关系研究,制作滑坡泥石流与不同时段临界降雨量关系散点图,散点集中成带分布,其上界可用β线表示,下界可用α线表示。利用1日、2日、4日、7日、10日和15日等过程降雨量,建立地质灾害预警判据模式图,作为临界降雨判据。
预警专用符号:设计制作了地质灾害气象预警预报专用“符号”。从2005年开始,在中央电视台发布地质灾害气象预警信息时,同时配发崩塌、滑坡和泥石流动画,增强了地质灾害预警信息的视觉冲击力,也提高了地质灾害气象预报预警的社会影响力和全民防灾意识。
预警软件系统:2003~2006年,模型采用第一代临界雨量判据法,基于C语言开发了预警预报软件。2007年,模型仍采用第一代临界雨量判据法,基于ArcGIS开发了第二套预警预报软件。
3.第二代国家级地质灾害预警系统
预警模型建立过程:①地质灾害预警分区,将全国分为7个预警大区,分区建立预警模型;②地质灾害气象预警信息图层编制,充分考虑地质灾害发生的地质环境基础信息、地质灾害历史发生实况等,共编制预警信息图层30个,建立了比较全面的全国地质灾害气象预警预报信息系统,主体图层的精度从第一代的1∶600万提升到1∶100万;③地质灾害潜势度计算;④统计预警模型建立。
(1)显式统计预警模型方法
根据地质灾害区域预警预报理论,显式统计预警方法综合考虑了地质环境因素、降雨因素,即不同于临界降雨模板法,预警模型中既要考虑降雨因素的作用,还需要特别包含地质环境因素的指标。地质环境因素复杂多样,用一个综合指标来衡量,降雨因素选取两个指标进行衡量。
选取“地质灾害潜势度”(G)作为地质环境条件因素的综合指标;当日雨量(Rd)、前期雨量(Rp)作为降雨诱发因素的指标;以G、Rd、Rp 作为输入量,以历史地质灾害点的实际发生情况作为输出量,开展统计分析,建立显式统计的预警模型,通用函数如下:
T=G+Rd+Rp
式中:T为预警指数,据此确定地质灾害气象预警等级;G为地质灾害潜势度,是地质环境条件的量化指标;Rd为日雨量,是地质灾害发生当日的雨量,预警分析时为预报雨量;Rp为前期累计雨量,是地质灾害发生前的累计雨量。
(2)预警专用符号
设计了第二代预警动画符号,在中央电视台(CCTV-1)发布预警产品时,同时配发预警符号动画和播音员播音的形式,第二代预警符号的逼真性和美观效果有显著提高。
(3)预警软件系统
第二代国家级地质灾害预警系统构架于微软Windows操作系统、Office系统和Map-GIS平台,具有方便的图层管理、预警计算、自动成区等功能,能够实现日常预警预报自动服务工作,集成了两代模型方法、地质环境背景、降雨数据等实时查询、便利的交互操作。
二、应用范围及应用实例
2003~2011年,第一代和第二代国家级地质灾害预报预警系统为全国地质灾害气象预报预警工作应用了9年,在中央电视台发布地质灾害预警信息639次,在中国地质环境信息网站发布1133次,在中央人民广播电台发布152次。国家级地质灾害气象预警工作还为2008年“5·12”汶川特大地震、2010年“4·14”玉树地震、2010年“8·8”舟曲特大山洪泥石流等灾害的抢险救灾工作提供了有针对性的预警预报服务。
地质灾害气象预警系统研发与服务9年来,明显提高了突发性地质灾害易发区广大民众的防灾减灾意识,尤其是通过与地质灾害“群测群防”的共同配合应用,对减轻地质灾害造成的经济损失,减少人员伤亡,提高民众防灾减灾意识,促进社会稳定,保护重要基础设施等发挥了重要作用,得到了社会各界比较广泛的认可。此项工作也得到了温家宝总理、曾培炎副总理、回良玉副总理以及孙文盛部长、徐绍史部长等领导的肯定和赞赏。
典型实例检验:
2007年8月19日,国家气象中心降雨预报结果显示:在浙江南部、福建全境、广东东北部有暴雨(50mm);其中,浙江南部局部、福建大部、广东东北局部有大暴雨(100mm),福建东部沿海局部有特大暴雨(250mm)。在综合分析地质灾害“潜势度”、气象预报雨量、气象前期实况雨量后,采用全国地质灾害预报预警软件Prediction,自动生成了预警结果。
根据地质灾害发生情况的反馈,本次预警时段全国共有较重大的地质灾害点105处,其中福建80处、浙江10处、云南5处、湖南10处。其中,90处灾害点在5级预警区范围内,3处灾害点落在4级预警区范围内,6处灾害点在3级预警区范围内,另有6处灾害点落在预警区范围之外。
三、推广转化方式
地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果,已有多篇研究论文在核心、EI等期刊发表,多次进行学术大会交流,专著《中国地质灾害区域预警方法与应用》已出版,且依据显式统计预警模型研发的第二代国家级地质灾害预警软件系统和发布系统取得了2项计算机软件著作权登记证书。
自2003年起至今,地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果,已成功应用于国土资源部和中国气象局联合开展的地质灾害气象预警预报工作中,在国土资源部和中国气象局合作示范的带动下,目前全国已有30个省、223个市、1035个县开展了地质灾害气象预警预报工作。自2003年6月至2010年,通过地质灾害气象预警预报、地质灾害调查和群测群防相结合等方式,全国各地共成功避让地质灾害5356起,避免人员伤亡29.18万人,避免财产损失37.7亿元。鉴于这8年取得的防灾减灾成效显著且得到社会认可,2010年10月14日,国土资源部和中国气象局签订了《关于深化地质灾害气象预警预报工作合作的框架协议》。
因此,随着地质灾害气象预警预报需求的不断提高,地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果,必将持续得到深入研究和应用,并在地质灾害防治事业中发挥更大作用。
技术依托单位:中国地质环境监测院(国土资源部地质灾害应急技术指导中心)
联系人:刘艳辉
通讯地址:北京市海淀区大慧寺20号
邮政编码:100081
联系电话:010-62192513
电子邮件:liuyh@mail.cigem.gov.cn
地质灾害信息系统
11.4.1 系统的组成
地质灾害防治工作是一个复杂的系统工程,因此地质灾害防治信息系统的建设必须贯穿整个地质灾害防治工作的全过程,信息系统的建设支持地质灾害调查、地质灾害治理、地质灾害监测预警等地质灾害防治工作,形成一个从监测数据采集、信息高效传输到提供社会化信息服务的规范化工作流程,实现对地质灾害的有效监控、预警和防治,并为各级政府及有关部门制定减灾防灾预案和为突发性地质灾害防治决策提供支撑。
地质灾害防治信息系统由数据综合一体化管理系统、地质灾害数据采集系统、地质灾害防治决策支持系统、地质灾害防治管理信息系统和地质灾害数据传输系统5个子系统组成(图11.1)。
图11.1 地质灾害防治信息系统的组成图
1)数据综合一体化管理系统:是地质灾害防治信息系统的核心,为整个系统中的其他子系统提供一体化综合数据支持。
2)地质灾害数据采集系统:该系统是实现野外地质灾害调查与监测信息化的重要手段。它可以方便地协助地质人员完成野外数据采集、室内数据处理、成果管理和输出。该系统的有效应用将提高地质灾害调查与监测工作的效率和精度,并为整个系统提供持续、有效的动态数据和基础调查数据。该系统主要由地质灾害调查信息系统和地质灾害监测信息系统两个次一级子系统组成。
3)地质灾害防治决策支持系统:主要由地质灾害评价系统及地质灾害预警预报系统两个次一级子系统组成,该系统是地质灾害防治信息系统的主要应用系统。
4)地质灾害防治管理信息系统:主要由地质灾害防治规划信息管理系统、地质灾害防治实施计划管理信息系统和地质灾害防治工程管理信息系统组成,主要提供对防治规划、实施计划及防治工程的动态跟踪管理,为各级地质灾害管理部门提供地质灾害防治基础信息、决策信息和防治工程信息。
5)地质灾害数据传输系统:该系统主要为整个地质灾害防治信息系统提供快速数据传输和数据共享交换功能,主要包括地质灾害调查和监测数据的传输、应急调查数据的传输,以及地质灾害预警预报信息的发布。该系统是其他子系统数据传输的重要基础支持系统。
11.4.2 系统的总体框架
地质灾害防治信息系统由上述5个子系统组成,各子系统都要按照总体目标的要求,完成各自不同的系统功能。但是,各子系统并不是独立存在的,而是在完整的领域数据模型、统一的信息技术平台、统一的协同工作机制下,实施完成各自的目标,因而各子系统之间是相互协调、相互支持的。
在所有的子系统中,数据综合一体化管理系统是所有地质灾害防治信息数据的综合汇总系统和交换平台,因而是其他功能系统的核心,也是其他功能系统的基础。数据采集系统是保证信息系统数据源,保证系统中数据的完整性、实效性的重要系统。系统的数据主要来源于专业监测、群测群防监测、区域地质灾害调查、突发地质灾害应急调查和遥感调查监测。防治决策支持系统、预警预报系统、电子会商系统、规划管理信息系统等,是为地质灾害防治工作提供的有效、快捷、实用的辅助工具系统。
地质灾害防治信息系统建设的总体框架如图11.2所示。
图11.2 地质灾害防治信息系统建设的总体框架图
11.4.3 系统的分级体系
地质灾害防治信息系统,构建在多级分布的数据传输网络系统之上,依托于地质灾害防治的工作体系,以地理分布为基准,形成分级管理体系(图11.3)。各级系统采用数据库支持下的应用结构,各系统按照不同的软、硬件层次级别进行组合,各级系统按照统一标准存储和管理数据。信息源所产生的数据先在基层系统按照统一的数据指标体系和标准加工整理,根据需求传递给上一层,以保证数据快速采集和不断更新,以及不同的应用系统存储应用。
图11.3 地质灾害防治信息系统的分级体系图
地质灾害防治信息系统的建立,主要以大型地理信息系统(GIS)为基础平台,按照多层体系结构,建立决策支持系统及预警预报系统,各级系统由具有不同功能的应用服务器组成,它可以调用多个应用服务器提供的功能,而这些应用服务器可以是针对某个专题的专用服务器,也可以是针对多应用目标的集成服务器;应用服务器与不同的专题数据库服务器相连接,根据要求获取、更新专题数据库中的数据,并实现相应的功能。
地质灾害监测预警系统辐射大吗
整理集成全国地质环境与地质灾害调查、监测和研究成果,编制全国地质灾害气象预警预报信息图层30个,建立全国地质灾害气象预警预报信息系统。
5.2.1 信息图层编制原则
在地质灾害气象预警信息图层编制过程中,充分考虑到影响地质灾害发生的各种地质环境背景条件因子、历史地质灾害点分布、社会经济条件、人类工程设施等因素。依据如下几个原则:
1)全面性。将目前能够收集到的影响地质灾害发生的各种因素,尽可能地考虑全面,至于每种因素的影响贡献大小在权重计算部分考虑。
2)时效性。每个信息图层的编制中,尽可能以最新最翔实的数据资料为基础,从而保证对最新资料信息和研究成果的及时利用和更新。
3)适用性。收集到的数据资料,根据全国地质灾害气象预警预报的具体工作实际需要,进行相应的改编处理。
4)最大可能使用数据。全国地质灾害气象预警预报的基本比例尺定位为1∶100万,一些关键的图层数据,如地理底图、地质底图、土地利用底图均可达到1∶100万的比例尺需求,但部分信息图层无法达到1∶100万的比例尺,本项目本着最大可能使用数据的原则,暂且采用小比例尺的图层直接投影变换代替,以后工作中再逐步更新。
5.2.2 信息图层概况
信息图层的投影参数如下:
比例尺:1∶100万
投影类型:亚尔博斯等积圆锥投影坐标系;坐标单位:mm
第一标准纬度:25°00'00″;第二标准纬度:47°00'00″
中央子午线经度:105°00'00″;投影原点纬度:0°00'00″
地质灾害气象预警预报信息图层基本情况见表5.1。
5.2.3 信息图层说明
各信息图层编制按照各因子的分布特点进行分级。
5.2.3.1 年均雨量
全国年均雨量分为11个级别,各级别年均雨量分段:<50mm,50~100mm,100~200mm,200~400mm,400~600mm,600~800mm,800~1000mm,1000~1200mm,1200~1600mm,1600~2000mm,>2000mm。
5.2.3.2 年均气温
根据《中国自然地理图集》(2004),将全国年均气温分为9个级别,各级别年均气温分段如下:<-4℃,-4~0℃,0~4℃,4~8℃,8~12℃,12~16℃,16~20℃,20~24℃,>24℃。
5.2.3.3 年蒸发量
根据《地下水资源与环境图集》(2004),将全国年蒸发量分为10个级别,各级别分段如下:<500mm,500~600mm,600~800mm,800~1000mm,1000~1200mm,1200~1400mm,1400~1600mm,1600~2000mm,2000~2400mm,>2400mm。
表5.1 全国地质灾害气象预警预报信息图层简表
5.2.3.4 年干燥度
干燥度,又称干燥指数或干燥因子。描述气候干燥程度的指数,与湿润系数互为倒数,一般用水分的可能消耗量与收入量的比值表示。它是表征一个地区干湿程度的指标。
根据《地下水资源与环境图集》(2004),将全国年干燥度分为12个级别,各级别分段如下:<0.5,0.5~0.75,0.75~1.0,1.0~1.5,1.5~2.0,2.0~3.0,3.0~5.0,5.0~10,10~25,25~50,50~100,>100。
5.2.3.5 地震烈度
采用第三代《中国地震烈度区划图》(1990),将全国地震烈度按5级区划:Ⅴ度区、Ⅵ度区、Ⅶ度区、Ⅷ度区、Ⅸ度区。
5.2.3.6 历史地震点
来源于科学数据共享工程,中国地震局共享数据网,近年来(1999年1月1日至2006年11月2日)的已发地震点数据,共203个。
5.2.3.7 地层岩性
根据“中国地质科学院地质研究所,1∶100万地质图”重新进行编制划分。
(1)划分原则
地质灾害的产生与地层岩性关系密切。地层岩性是地质灾害形成的内在因素,对地质灾害的产生起着主导和控制作用,岩性及其组合特征的控制作用决定着地质灾害的区域分布。从沿海向内陆,地层岩石由火成岩为主变为变质岩、碎屑岩相间分布,进而变为碳酸盐岩、碎屑岩、变质岩相间分布。
斜坡岩土体的性质及其结构是形成滑坡、崩塌的物质基础。一般易形成滑坡、崩塌的岩体,大都是碎屑岩、软弱的片状变质岩,岩性多为泥岩、页岩、板岩、含碳酸盐类软弱岩层、泥化层、构造破碎岩层。这些软弱岩层经水的软化作用后,抗剪强度降低,容易出现软弱滑动面,形成崩滑体。
黏性土滑坡在四川分布密集,在中南、闽、浙、晋西、陕南、河南等地也较密集,在长江中下游、东北等地也有一定分布;半成岩类粘土岩滑坡在青海、甘肃、川滇地带、山西几个断陷盆地中分布密集;黄土滑坡在黄河中游、青海等省较密集;泥岩、千枚岩、砂质板岩形成的滑坡在湖南、湖北、西藏、云南、四川、甘肃等地十分发育。
泥石流主要发育在变质岩区和黄土区,火成岩区和碎屑岩地区次之,碳酸盐岩地区泥石流相对不发育。
根据全国地质灾害发育的普遍规律并结合不同地区地质灾害发育的特殊性,主要考虑以下几个方面的原则划分地质灾害敏感性岩组。
1)地层岩性与地质灾害分布的关系;
2)地层岩性的成因、物质组成与空间分布特征;
3)地层岩性的时代;
4)岩土体(不同时代地层)的工程地质性质;
5)水岩相互作用的敏感性;
6)1∶100万中国地质图的精度。
(2)划分方案
根据地质灾害发育的普遍规律以及地层岩性对地质灾害的敏感程度,将地质灾害敏感性岩组划分为10种类型。敏感性指数值越高,则相应的岩组对地质灾害的发生也越敏感。
Ⅰ类:主要为水体、粉砂质食盐、食盐壳、盐碱壳、风积物砂等区域,这些区域不会发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。
Ⅱ类:主要是火成岩类。岩性为闪长岩、石英闪长岩、辉长岩、花岗岩、辉绿岩等,岩性坚硬,力学强度大,是很好的地基和建筑材料。
Ⅲ类:主要是火成岩类。岩性为钾长花岗岩、二长花岗岩、碱长花岗岩、片麻状花岗岩、斜长花岗岩、紫苏花岗岩、正长岩、石英正长岩、煌斑岩、白岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩、辉石闪长岩、辉长闪长岩、花岗斑岩、英安斑岩、辉绿岩、橄榄岩、橄榄辉绿岩、玄武岩、橄榄玄武岩、苦橄玄武岩、石英二长岩、石英二长斑岩、辉石岩、角闪正长岩、闪长玢岩、英安玢岩、辉绿玢岩、苦橄玢岩、安山玢岩、超基性岩、安山岩、碱性岩、英安岩、粗面岩、科马提岩、云辉二长岩、白榴岩、霓霞岩、碎斑熔岩、细碧岩、石英钠长斑岩、霏细斑岩、辉长苏长岩等,岩性坚硬,力学强度较大。
Ⅳ类:主要是变质岩类和部分火成岩及沉积岩。岩性为白云质灰岩、灰岩、白云岩、黑云母花岗岩、白云母花岗岩、黑云斜长花岗岩、二云母花岗岩、流纹岩、变粒岩、片麻岩、角闪岩、砂砾岩、砾岩、变质橄榄辉长岩、糜棱岩、蛇纹岩、大理岩、珍珠岩、硅质岩、蛇绿岩、浅粒岩、岩溶角砾岩、铝铁岩系、黑云角闪闪长岩、斑状云母橄榄岩、榴辉岩、黑云母霞石白榴岩、霏细岩等,岩性较坚硬,力学强度较大。
Ⅴ类:主要是沉积岩类。岩性为页岩、夹页岩、火山碎屑岩、生物碎屑岩、片岩、千枚岩、板岩、砂岩、粉砂岩、碳酸盐岩、凝灰岩、糜棱岩等,半坚硬岩组,力学强度较低,易风化,遇水软化,是地质灾害较易发生的地层。
Ⅵ类:主要是沉积岩类。岩性为泥岩、钙质泥岩、泥灰岩、夹泥岩、粘土岩、泥页岩、煤系、泥质粉砂岩、冰碛泥砾岩等,半坚硬岩组,力学强度低,遇水泥化,是地质灾害容易发生的地层。
Ⅶ类:岩性为黄土、黄土状土,黄土的地层年代为Q1p,Q2p,渗透性弱、抗剪强度高。
Ⅷ类:主要为冲海积物、海积物、冲湖积、湖积、沼泽堆积、石英斑岩风化层、花岗斑岩风化层等松散层。
Ⅸ类:主要是冲积物、冲洪积物、洪冲积物、残坡积物、坡冲积物、冰碛物、苦橄玄武岩风化层、辉绿岩风化层、花岗岩风化层、冰积物等松散堆积物,是产生地质灾害的主要物源。
Ⅹ类:岩性为黄土,地层年代为Q3p,Qh,疏松、大孔隙,垂直节理发育,渗透性强、抗剪强度低、具湿陷性(表5.2)。
5.2.3.8 断裂分布
根据“中国地质科学院地质研究所,1∶100万地质图”编制。考虑到网格单元的大小和断层断裂的影响范围,计算时采用网格区内断层断裂的密度进行计算。
5.2.3.9 第四系成因时代
根据1∶250万第四纪地质图编制,将第四系的成因时代分为7类:N2-Q1p,Q,Qp,Q1p,Q2p,Q3p,Qh。
5.2.3.10 岩土体类型
来源于1∶400万岩土体类型图,将岩土体类型分为7类:火成岩、变质岩、碎屑岩、碳酸盐岩、砂质土、黄土、其他土。
5.2.3.11 第四系成因类型
根据1∶250万第四纪地质图编制,将第四系成因类型分为19类:冰碛、冰水沉积、冰水-洪积、冰水-湖积、洪积、残积、残坡积、冲积、冲积-洪积、冲积-湖积、寒冻风化残坡积、红土化残积、黄土堆积、风积、湖积、坡积、岩溶化残坡积、火山堆积、海陆交互相及海相堆积。
表5.2 中国工程地质岩组划分表
5.2.3.12 水文地质类型
将水文地质类型分为5大类、18亚类:
1)松散沉积孔隙水(滨河平原冲海积层孔隙水、堆积平原冲洪积层孔隙水、黄土高原黄土层孔隙水、内陆盆地冲洪积层孔隙水、沙漠风积沙丘孔隙水、山间盆地冲积层孔隙水);
2)基岩裂隙水(丘陵高原碎屑岩裂隙水、熔岩孔隙裂隙水、山地丘陵岩浆岩裂隙水、山地变质岩裂隙水);
3)多年冻土冻结层上水(高纬度山地基岩冻结层上水、中低纬度高原基岩冻结层上水、中低纬度高原松散沉积冻结层上水);
4)碳酸盐岩裂隙溶洞水(峰丛峰林裂隙溶洞水、岩溶丘陵裂隙溶洞水、岩溶山地裂隙溶洞水);
5)其他(湖泊、雪被)。
5.2.3.13 海拔高度
从1∶100万地理地貌底图中提取,将海拔高程分为6类:极高海拔(>6000m)、高海拔(4000~6000m)、中高海拔(2000~4000m)、中海拔(1000~2000m)、低海拔(<1000m)、其他(非山地丘陵)。
5.2.3.14 起伏程度
从1∶100万地理地貌底图中提取,将地形起伏分为6类:极大起伏(>2500m)、大起伏(1000~2500m)、中起伏(500~1000m)、小起伏(200~500m)、丘陵(<200m)、其他(非山地丘陵)。
5.2.3.15 地貌类型
从1∶100万地理地貌底图中提取,并重新归类,将地貌类型分为11类:山地、黄土梁峁、黄土台塬、黄土塬、风蚀地貌、台地、平原、冲积扇平原、低河漫滩、现代冰川、湖泊。
5.2.3.16 土壤侵蚀
根据“中国土壤侵蚀图”,将土壤侵蚀类型及侵蚀强度分为3大类、15亚类:
1)水力侵蚀(剧烈侵蚀、极强度侵蚀、强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、无明显侵蚀、微度侵蚀);
2)冻融侵蚀及冰川侵蚀(强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、微度侵蚀);
3)风力侵蚀(极强度侵蚀、强度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀)。
5.2.3.17 水系
从1∶100万地理底图中提取的线形河流。实际计算时,采用网格单元内水系密度参加计算。
5.2.3.18 植被
从1∶100万地理地貌底图中提取,将植被覆盖分为6类:红树林滩、森林、经济林与竹林、灌木林、草地、其他。
5.2.3.19 土地利用
根据“1∶100万土地利用类型图”编制,将土地利用类型分为6大类、13亚类。分别是:①耕地(水田、旱地);②林地(有林地、灌木林、疏林地、其他林地);③草地(高覆盖度草地、中覆盖度草地、低覆盖度草地);④水域;⑤城乡工矿居民用地(城镇用地、农村居民点、其他建设用地);⑥未利用土地。
5.2.3.20 公路
从1∶100万地理底图中提取的线形公路,又分为5类,即高速公路、主要公路、一般公路、大路、小路。实际计算时,采用网格单元内所有公路密度参加计算。
5.2.3.21 铁路
从1∶100万地理底图中提取的线形铁路,补充青藏铁路线路。实际计算时,采用网格单元内铁路密度参加计算。
5.2.3.22 矿山点
全国矿山调查点共11万多个。
5.2.3.23 分县人口密度
根据2003年人口普查数据,分县计算人口密度,分为5类:>750,450~750,150~450,50~150,<50。单位:人/km2。
5.2.3.24 水坝分布
从1∶100万地理底图中提取,水坝工程点共885个。
5.2.3.25 塔庙宇文化要素分布
从1∶100万地理底图中提取,包括塔、庙宇和其他文化设施,计193个点。
5.2.3.26 灾害点—滑坡
2005年以前的数据来源于700个县市调查数据,2004~2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的滑坡灾害点数据。合计45917个点。随着更新的数据成果,将继续更新。
5.2.3.27 灾害点—泥石流
2005年以前的数据来源于700个县市调查数据,2004~2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的泥石流灾害点数据。合计9253个点。随着更新的数据成果,下一步将继续更新。
5.2.3.28 灾害点—崩塌
2005年以前的数据来源于700个县市调查数据,2004~2007年数据来源于地质灾害气象预警收集的较大的崩塌灾害点数据。合计13094个点。随着更新的数据成果,下一步将继续更新。
5.2.3.29 地震动参数
根据“中国地震动参数图GB18306-2001”,分为7个级别:≥0.40,0.30,0.20,0.15,0.10,0.05,<0.05。单位:g。
5.2.3.30 中国第四纪岩性图
根据1∶250万第四纪地质图编制,将第四系岩性分为11类:
砾质土;砂质土;黏质土;黄土类土;盐类为主;砾质土、黄土类土;黏质土、砂质土、砾质土;砂质土、黏质土;黏质土、砾质土;砂质土、砾质土。
不大。
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