山地災(zāi)害預(yù)警邁向精細(xì)化精準(zhǔn)化

文／吳家敏 陳 科

日前，位于四川省涼山州德昌縣樂躍鎮(zhèn)群英村的青碉樓、張家坪子溝、老鷹巖溝和王家坡分別發(fā)生規(guī)模不一的泥石流災(zāi)害，導(dǎo)致36戶172人受災(zāi)，經(jīng)濟(jì)損失60余萬元。因預(yù)警及時(shí)和提前組織人員撤離，未造成人員傷亡。

“0”傷亡的背后，中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所（以下簡稱中科院山地所）自主研發(fā)的山地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)模擬與險(xiǎn)情預(yù)報(bào)系統(tǒng)功不可沒。

山地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)模擬與險(xiǎn)情預(yù)報(bào)系統(tǒng)是國內(nèi)首個(gè)山地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)模擬與險(xiǎn)情預(yù)報(bào)平臺，它實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前國際國內(nèi)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域等級預(yù)報(bào)向精細(xì)化險(xiǎn)情預(yù)報(bào)的關(guān)鍵突破。

山地災(zāi)害困擾四川已久

地域性廣、突發(fā)性強(qiáng)、危害性大是四川山地災(zāi)害的特點(diǎn)，長期以來，四川多地備受山地災(zāi)害的困擾，損失十分慘重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，四川現(xiàn)有一定規(guī)模、造成危害的泥石流溝3000余條，有滑坡、崩塌10萬余處，有幾百個(gè)城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)受到威脅，每年造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)億元。

為什么四川山地災(zāi)害頻發(fā)呢？

中科院山地所研究員鄒強(qiáng)介紹，四川盆地處于青藏高原東緣，盆地周緣尤其是四川“三州”地區(qū)主要為高山峽谷地貌，這為山地災(zāi)害發(fā)生提供了地質(zhì)條件。同時(shí)四川盆地內(nèi)廣泛分布著由泥巖和砂巖為主的紅層，這種碎屑巖對水極其敏感，加上頻發(fā)地震對地表巖土的破壞，很容易在強(qiáng)降雨期間發(fā)生泥石流等群發(fā)性山地災(zāi)害。

隨著科技的發(fā)展以及對災(zāi)害發(fā)生特點(diǎn)的掌握，相關(guān)部門也在“預(yù)言”災(zāi)害。

“雖然電視臺會播報(bào)哪個(gè)市有地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)，但沒有考慮災(zāi)害過程，無準(zhǔn)確位置，無險(xiǎn)情信息，難以滿足防災(zāi)減災(zāi)的現(xiàn)實(shí)需求。”鄒強(qiáng)說道。目前，災(zāi)害預(yù)報(bào)以區(qū)域性等級劃分為主，如地質(zhì)災(zāi)害黃色預(yù)警等，亟須突破精細(xì)化、精準(zhǔn)化災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)的瓶頸。

精細(xì)化預(yù)警為安全提供保障

2019年，中國科學(xué)院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“美麗中國生態(tài)文明建設(shè)科技工程”正式啟動。其中，中國科學(xué)院院士、中科院山地所研究員崔鵬承擔(dān)了“氣候變化條件下山地致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)綠色調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)與示范”項(xiàng)目。2019年，依托項(xiàng)目研究，山地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)模擬與險(xiǎn)情預(yù)報(bào)平臺開始搭建，這個(gè)平臺就是要突破精細(xì)化、精準(zhǔn)化災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)的瓶頸。

為了實(shí)現(xiàn)精細(xì)化預(yù)警，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要先進(jìn)行精細(xì)化山洪泥石流小流域數(shù)據(jù)采集，這就包括橫斷山區(qū)約50萬平方千米的數(shù)據(jù)采集，區(qū)域范圍廣、跨度大，這給基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集造成了很大的困難。為了實(shí)現(xiàn)精細(xì)化險(xiǎn)情預(yù)報(bào)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)完成了橫斷山區(qū)28904個(gè)小流域致災(zāi)模擬參數(shù)計(jì)算和建庫工作，并建立了國內(nèi)首個(gè)山地風(fēng)險(xiǎn)本底時(shí)空數(shù)據(jù)庫。除此之外，預(yù)警平臺需要實(shí)現(xiàn)災(zāi)害全過程模擬，精細(xì)化險(xiǎn)情預(yù)報(bào)，由于涉及到的致災(zāi)因素很龐雜，按照常規(guī)算法和設(shè)備，計(jì)算需求巨大，單憑自身的力量很難實(shí)現(xiàn)。因此，中科院山地所與成都超算中心合作，優(yōu)化了預(yù)報(bào)模型，解決科學(xué)計(jì)算、智能計(jì)算領(lǐng)域大型復(fù)雜計(jì)算課題，大大縮短了計(jì)算時(shí)間，滿足災(zāi)害預(yù)警的時(shí)效要求。

山地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)模擬與險(xiǎn)情預(yù)報(bào)系統(tǒng)借助自主提出的區(qū)域山地災(zāi)害危險(xiǎn)性評估模型、小流域閾值法和山洪泥石流動力學(xué)模型等各種模型，基于分級預(yù)測原理，首先初步確定災(zāi)害重點(diǎn)靶區(qū)，進(jìn)而利用山洪泥石流動力模型模擬山洪泥石流形成—運(yùn)動—致災(zāi)全過程，定量風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)和潛在災(zāi)害損失，精準(zhǔn)確定災(zāi)害點(diǎn)位置和險(xiǎn)情情況并發(fā)布預(yù)警。

此次在德昌縣樂躍鎮(zhèn)群發(fā)性泥石流中，山地災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)模擬與險(xiǎn)情預(yù)報(bào)系統(tǒng)提前2小時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，為地方政府組織人員疏散撤離贏得了寶貴時(shí)間。截至目前，該系統(tǒng)通過與四川省氣象局、四川省涼山州自然資源局等政府部門合作，在涼山州業(yè)務(wù)化運(yùn)行過程中，已成功預(yù)警了涼山州西昌市樟木箐鎮(zhèn)、瑯環(huán)鎮(zhèn)等地的多起山洪泥石流災(zāi)害。

（文章來源：《科技日報(bào)》）