重慶市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警問題研究

黎力　朱永亮　陳亮　劉恒博

摘要? 利用重慶市2017年13場(chǎng)暴雨致災(zāi)事件，開展基于水土耦合機(jī)制的重慶市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，并從預(yù)警事件的準(zhǔn)確率和預(yù)警區(qū)域的精確性兩方面與實(shí)際災(zāi)險(xiǎn)情進(jìn)行了對(duì)比分析，指出當(dāng)前重慶市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作存在的不足，并提出了解決問題的相關(guān)建議，為地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作提供參考。

關(guān)鍵詞? 地質(zhì)災(zāi)害;氣象預(yù)警;氣象預(yù)報(bào);準(zhǔn)確率;重慶市

中圖分類號(hào)? P694??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? A

文章編號(hào)? 0517-6611（2019）24-0234-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.24.069

Study on Geological Hazard Meteorological Risk Early Warning in Chongqing

LI Li1，2，ZHU Yong-liang3，CHEN Liang2 et al? （1.School of Geodesy and Geomatics，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430079;2.Chongqing Land and Housing Safety Emergency Dispatch Center，Chongqing 400015;3.School of Civil Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074）

Abstract? Based on 13 rainstorm disaster events in Chongqing in 2017，the meteorological risk early warning of geological disasters in Chongqing based on soil and water coupling mechanism is carried out，and the accuracy of early warning events and the accuracy of early warning area are compared with the actual disaster risk.The paper analyzes the shortcomings of the current early warning of the geological hazards in Chongqing，and puts forward the related suggestions to solve the problems，and provides a reference for the early warning of the geological hazards.

Key words? Geological hazard;Meteorological early warning;Weather forecast;Accuracy rate;Chongqing

基金項(xiàng)目? 2018年重慶市規(guī)劃和自然資源局科技計(jì)劃項(xiàng)目（2018B083）。

作者簡介? 黎力（1982—），男，湖北隨州人，高級(jí)工程師，從事地質(zhì)災(zāi)害防治信息化研究。

收稿日期? 2019-06-28

重慶是全國地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)易發(fā)地區(qū)之一[1]，尤以滑坡和危巖崩塌發(fā)生的頻度最高，造成的災(zāi)害最嚴(yán)重，也是汛期（每年5月初—9月底）全市地質(zhì)災(zāi)害防治的主要對(duì)象。2003年以來，重慶市規(guī)劃和自然資源局、重慶市氣象局聯(lián)合構(gòu)建了地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制[2]，開展了基于降雨的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警預(yù)報(bào)工作[3-4]。該項(xiàng)工作的開展對(duì)于加強(qiáng)政府相關(guān)部門的防災(zāi)減災(zāi)工作起到了積極作用，但也存在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警范圍偏大、預(yù)警不準(zhǔn)等實(shí)際問題。目前，國內(nèi)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的后評(píng)估工作開展得較少，且鮮有報(bào)道;相關(guān)文獻(xiàn)主要側(cè)重于風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的算法、工作機(jī)制等。為此，筆者結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害調(diào)度處置工作實(shí)際，利用重慶市2017年汛期13場(chǎng)暴雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害事件，開展了基于物理機(jī)制的地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作，并與實(shí)際工作相印證，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警效果進(jìn)行評(píng)估，旨在為今后全市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作提供參考。

1? 重慶市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作現(xiàn)狀

1.1? 數(shù)據(jù)來源

當(dāng)前重慶市開展的地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作，充分利用了過去幾天的降雨實(shí)況數(shù)據(jù)和未來24 h的降雨預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，并綜合考量了全市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)信息[5-6]。數(shù)據(jù)使用類型及來源如下：①降雨預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，由重慶市氣象局負(fù)責(zé)生產(chǎn)并提供。應(yīng)用全市及周邊多普勒天氣雷達(dá)和自動(dòng)雨量站資料，綜合運(yùn)用閃電定位、GPS/MET 水汽等非常規(guī)觀測(cè)資料，依托SWAN 系統(tǒng)，生成時(shí)間分辨率為6 min、空間分辨率為5 km×5 km 的降水預(yù)報(bào)產(chǎn)品[7]。預(yù)報(bào)產(chǎn)品經(jīng)預(yù)報(bào)員人工訂正后，正式對(duì)外發(fā)布。

②降雨實(shí)況數(shù)據(jù)，由重慶市氣象局負(fù)責(zé)生產(chǎn)并提供。實(shí)況降雨數(shù)據(jù)主要為全市范圍內(nèi)2 000余個(gè)自動(dòng)雨量監(jiān)測(cè)站站點(diǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)更新頻率為1 h。③地質(zhì)環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，由重慶市國土房管局負(fù)責(zé)生產(chǎn)并提供，主要包括全市地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)分區(qū)數(shù)據(jù)和災(zāi)害隱患點(diǎn)數(shù)據(jù)。

1.2? 工作機(jī)制

重慶市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警目前由該市國土房管局和氣象局分頭協(xié)作，會(huì)商后聯(lián)合發(fā)布。雙方聯(lián)合機(jī)制特別注重對(duì)強(qiáng)降雨天氣事件的聯(lián)合會(huì)商，其具體制作流程為：通過氣象預(yù)報(bào)提前發(fā)現(xiàn)強(qiáng)降雨事件（暴雨及以上災(zāi)害性天氣），由重慶市氣象局啟動(dòng)召開預(yù)警會(huì)商會(huì)議;對(duì)未來24 h的降雨預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行會(huì)商，同時(shí)聯(lián)合重慶市規(guī)劃和自然資源局對(duì)重慶市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合會(huì)商;會(huì)商形成最終成果后，對(duì)外發(fā)布。

2? 2017年汛期風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警評(píng)估

2.1? 基本情況

據(jù)重慶市氣象局統(tǒng)計(jì)資料顯示，2017年汛期全市累計(jì)出現(xiàn)13場(chǎng)暴雨過程，分別是5月2日、5月10日、5月20日、6月3日、6月8日、7月6日、7月13日、8月7日、9月1日、9月8日、9月17日、9月26日、10月3日的區(qū)域暴雨過程。

對(duì)2017年汛期重慶市地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)險(xiǎn)情事件和13場(chǎng)暴雨過程按時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1所示。

通過地理空間分析發(fā)現(xiàn)，2017年汛期重慶市地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)險(xiǎn)情與降雨有以下特征：①暴雨致災(zāi)的關(guān)聯(lián)性、滯后性明顯。有12場(chǎng)暴雨過程，在之后的1～3 d內(nèi)，地質(zhì)災(zāi)害均出現(xiàn)峰值。②暴雨時(shí)段及落區(qū)集中，導(dǎo)致熱點(diǎn)區(qū)形成。通過空間分析發(fā)現(xiàn)，2017年13場(chǎng)暴雨落區(qū)的空間分布相對(duì)集中，誘發(fā)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害集中發(fā)生，先后形成了“合川-主城災(zāi)險(xiǎn)情熱點(diǎn)區(qū)”“梁平-萬州災(zāi)險(xiǎn)情熱點(diǎn)區(qū)”“奉節(jié)-巫山災(zāi)險(xiǎn)情熱點(diǎn)區(qū)”。

2.2? 風(fēng)險(xiǎn)后評(píng)估

根據(jù)2017年汛期重慶市13場(chǎng)暴雨致災(zāi)關(guān)聯(lián)明顯的特點(diǎn)，筆者利用ArcGIS軟件，結(jié)合13場(chǎng)暴雨之前發(fā)布的地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警結(jié)果，疊加預(yù)警對(duì)應(yīng)時(shí)段實(shí)際發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)險(xiǎn)情，以此對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警結(jié)果的準(zhǔn)確率進(jìn)行評(píng)估。

結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害調(diào)度處置的工作需要，評(píng)估主要分為兩方面：①開展風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警事件的準(zhǔn)確率評(píng)估，即對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警4個(gè)等級(jí)范圍內(nèi)的實(shí)際發(fā)生災(zāi)險(xiǎn)情進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以此開展預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率評(píng)估。②開展風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警空間上的精確性評(píng)估，即對(duì)發(fā)出“風(fēng)險(xiǎn)一般”等級(jí)及以上的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警范圍細(xì)分到鄉(xiāng)鎮(zhèn)，并對(duì)實(shí)際發(fā)生了災(zāi)險(xiǎn)情的鄉(xiāng)鎮(zhèn)占比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以此開展預(yù)報(bào)空間精確性的評(píng)估。

2.3? 評(píng)估結(jié)果

2.3.1? 預(yù)警等級(jí)準(zhǔn)確率評(píng)估。由表2可見，13場(chǎng)暴雨過程造成了相應(yīng)區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)險(xiǎn)情發(fā)生。災(zāi)險(xiǎn)情發(fā)生在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警區(qū)域內(nèi)的共計(jì)49起，占實(shí)際發(fā)生地災(zāi)總數(shù)的56%。其中，處于較高及以上風(fēng)險(xiǎn)的地災(zāi)總數(shù)共計(jì)28起，占比42%。

2.3.2? 預(yù)警范圍精確性評(píng)估。

將實(shí)際發(fā)生的地災(zāi)點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警區(qū)域范圍，按鄉(xiāng)鎮(zhèn)個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表3。從表3可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前重慶市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的范圍較大，預(yù)報(bào)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)個(gè)數(shù)要遠(yuǎn)高于實(shí)際發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的鄉(xiāng)鎮(zhèn)個(gè)數(shù)，往往導(dǎo)致預(yù)警調(diào)度實(shí)際工作偏差較大。其主要原因：一是氣象降雨預(yù)報(bào)的不確定性和地質(zhì)環(huán)境條件的復(fù)雜性，要做到地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)化預(yù)警，難度較大;二是考慮到地質(zhì)災(zāi)害防治實(shí)際工作受“底線思維”的影響，在預(yù)警范圍劃定時(shí)，往往會(huì)人為調(diào)高預(yù)警級(jí)別、調(diào)大預(yù)警范圍。

3? 當(dāng)前重慶市地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作存在的主要問題

3.1? 對(duì)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警的內(nèi)涵認(rèn)識(shí)存在偏差

從國內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的概念發(fā)展來看，2003年，國土資源部和中國氣象局在“關(guān)于聯(lián)合開展汛期地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警工作的通知”（國土資發(fā)〔2003〕229號(hào)）文件中，首次提出地質(zhì)災(zāi)

害氣象預(yù)警概念，并明確了預(yù)警主體單位，但沒有對(duì)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警的內(nèi)涵加以明確。2009年，國土資源部地質(zhì)環(huán)境司組織中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院制定了《地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)工作要求（試行）》（國土資環(huán)函〔2009〕38號(hào)），該文件首次明確了地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警的定義，但對(duì)“地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律”以及與降雨之間的內(nèi)在關(guān)系等關(guān)鍵問題并未闡述清楚。2013年，中國氣象局應(yīng)急減災(zāi)與公共服務(wù)司和國土資源部地質(zhì)環(huán)境司在《關(guān)于調(diào)整地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)的函》（氣減函〔2013〕39）文件中，明確提出了“依據(jù)實(shí)際調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，確定地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)隱患點(diǎn)或?yàn)?zāi)害點(diǎn)的致災(zāi)臨界雨量”，但對(duì)統(tǒng)計(jì)分析臨界雨量的技術(shù)方法沒有統(tǒng)一和明確[8-9]。

由于缺乏對(duì)地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警關(guān)鍵問題的闡述，以及缺少對(duì)關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，客觀上容易導(dǎo)致人們對(duì)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的內(nèi)涵認(rèn)識(shí)不清，也容易誤導(dǎo)人們認(rèn)為通過氣象降雨就可以判定地質(zhì)災(zāi)害是否會(huì)發(fā)生。受此影響，地方實(shí)際開展地質(zhì)災(zāi)害防治工作人員，往往會(huì)依據(jù)降雨強(qiáng)度和經(jīng)驗(yàn)，人工作出降雨致災(zāi)可能性的判斷，并據(jù)此開展工作。這種工作模式，在當(dāng)前的地質(zhì)災(zāi)害防治實(shí)際工作中，特別是在一線工作中，應(yīng)用較為普遍，實(shí)際也能夠起到一定的效果。但從長期來看，該模式過于依賴人員個(gè)體的主觀經(jīng)驗(yàn)，容易出現(xiàn)“上下認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一，部署打折扣”等工作困境，即上級(jí)主管單位受“底線思維”的影響，預(yù)警范圍往往會(huì)比較大、風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別較高，對(duì)人員物資的調(diào)動(dòng)范圍較大。而一線工作人員和地方群眾，特別是在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警多次發(fā)出后而沒有發(fā)生災(zāi)險(xiǎn)情的情況下，往往會(huì)形成對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指令的抵觸情緒，其實(shí)際防治工作打折扣，反而會(huì)影響防災(zāi)減災(zāi)的實(shí)際效果。

3.2? 基礎(chǔ)科學(xué)研究支撐不足

地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警是一項(xiàng)涉及多學(xué)科交叉、多因素考量的復(fù)雜科學(xué)問題。自2003年，國土、氣象兩部門聯(lián)合開展風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作以來，相繼在預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)方法、業(yè)務(wù)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)區(qū)建設(shè)等領(lǐng)域取得進(jìn)展。目前，我國已基本構(gòu)建從國家級(jí)到省級(jí)的第2代預(yù)警模型[10]。但與此同時(shí)，國內(nèi)各省市的預(yù)警預(yù)報(bào)工作還普遍缺乏從物理機(jī)制上對(duì)區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害與降雨、地質(zhì)環(huán)境因素（地層石、斷裂構(gòu)造、地形地貌、植被土壤等）之間的關(guān)系進(jìn)行深入研究[11]，更多的還是從概率統(tǒng)計(jì)學(xué)上對(duì)基于氣象降雨的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警分析[12]。部分省市受制于基礎(chǔ)資料的不足對(duì)基本的滑坡（泥石流）與降雨強(qiáng)度-歷時(shí)閾值的統(tǒng)計(jì)分析都尚未開展。基礎(chǔ)研究工作的不足也導(dǎo)致了當(dāng)前重慶市的地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作尚達(dá)不到機(jī)理解釋更加科學(xué)、空間分布更加精細(xì)的預(yù)警結(jié)果。

3.3? 數(shù)據(jù)共享渠道不暢、聯(lián)合發(fā)布機(jī)制不完善

早在2005年，重慶市氣象局與重慶市規(guī)劃和自然資源局就嘗試在數(shù)據(jù)共享渠道和聯(lián)合會(huì)商等方面進(jìn)行探索，并取得了一些進(jìn)展。但整體來看，雙方在數(shù)據(jù)共享機(jī)制及具體渠道上尚未固化，共享度不高。氣象部門豐富的實(shí)況降雨數(shù)據(jù)和氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，與國土部門完整的地質(zhì)環(huán)境資料和地災(zāi)隱患點(diǎn)資料尚未形成暢通有效的共享、交流，“信息孤島”現(xiàn)象客觀存在。而現(xiàn)有的預(yù)警會(huì)商機(jī)制，雙方更多的是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警結(jié)果的相互會(huì)商、修正，還缺乏對(duì)地質(zhì)環(huán)境因素（地層巖性、斷裂構(gòu)造、地形地貌、植被土壤等）、氣象預(yù)報(bào)、降雨實(shí)況等數(shù)據(jù)融合處理的研究。

3.4? 缺乏風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警結(jié)果的事后評(píng)估

當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害防治工作中，氣象部門開展風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的人員，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)險(xiǎn)情信息掌握不全。而國土部門開展風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的工作人員，也存在受崗位限制并未實(shí)際參與地質(zhì)災(zāi)害處置工作，客觀上造成了預(yù)警分析工作“重預(yù)警、輕評(píng)估”的現(xiàn)象。由于缺乏事后評(píng)估分析，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模式的不足無法有效的暴露，客觀上制約了地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警的發(fā)展和完善。

4? 對(duì)策和建議

4.1? 建立完善國土氣象部門的聯(lián)合發(fā)布和數(shù)據(jù)共享機(jī)制

進(jìn)一步明確風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作職責(zé)，固化數(shù)據(jù)共享渠道及模式。在數(shù)據(jù)共享方面，要注重統(tǒng)一數(shù)據(jù)的精度、格式、時(shí)效性，以及數(shù)據(jù)共享的渠道，促進(jìn)雙方信息數(shù)據(jù)的交流利用。在定期會(huì)商和緊急會(huì)商機(jī)制上，注重氣象雨情數(shù)據(jù)與地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)等專業(yè)分析的深度融合，市級(jí)國土主管部門要充分利用已有的地質(zhì)環(huán)境資料和災(zāi)害點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，開展基于地質(zhì)環(huán)境因素的氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作，并主動(dòng)向氣象部門推送相關(guān)成果，促進(jìn)雙方聯(lián)合發(fā)布工作的深入。

4.2? 盡快開展重慶市地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)下墊面精細(xì)化工作

配套開展氣象地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警關(guān)鍵算法研究。氣象地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警工作關(guān)鍵在于預(yù)警模型及算法。國土部門和氣象部門應(yīng)加強(qiáng)聯(lián)合科研攻關(guān)，盡快開展適用于地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警算法研究，精化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警預(yù)報(bào)結(jié)果，為地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)度工作提供針對(duì)性強(qiáng)的預(yù)警信息。

4.3? 積極開展預(yù)警結(jié)果分析評(píng)價(jià)工作

收集地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生信息和成功預(yù)報(bào)信息，建立反饋信息數(shù)據(jù)庫;對(duì)預(yù)警工作期發(fā)生的典型地質(zhì)災(zāi)害須組織有關(guān)人員及時(shí)開展地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)的野外調(diào)研和驗(yàn)證工作，檢驗(yàn)預(yù)報(bào)效果，調(diào)整預(yù)警判據(jù)。

每年汛期結(jié)束后，必須從技術(shù)和社會(huì)效果等角度對(duì)整個(gè)汛期預(yù)報(bào)預(yù)警工作進(jìn)行全面總結(jié)，主要總結(jié)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警獲得的成功經(jīng)驗(yàn)、值得吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及改進(jìn)工作之處，對(duì)于預(yù)報(bào)預(yù)警工作中存在的問題，提出解決的辦法，以便改進(jìn)和完善預(yù)報(bào)預(yù)警方法、提高預(yù)報(bào)水平。

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