[科普中國]-泥石流預測預報

泥石流預測預報作為一項重要的非工程減災措施，通過提前判斷其發(fā)生的時間、地點、規(guī)模、危害范圍以及可能造成的損失，使危險區(qū)的居民及時得到預警信息，提前采取預防措施，達到保證人民生命財產(chǎn)安全、減輕災害的目的。因此，泥石流預測預報就是對其可能發(fā)生的地點(區(qū)域、或者溝谷)、時間(未來1小時、1天、1年或者更長時間)和特征(規(guī)模、流量、危害范圍等)進行預先分析判斷和結(jié)果的發(fā)布?，F(xiàn)階段通常也把泥石流預測預報簡稱為預報。

簡介我國是世界上受泥石流災害威脅最為嚴重的國家之一。泥石流災害平均每年導致數(shù)百人死亡，造成多達數(shù)十億元人民幣的直接經(jīng)濟損失，嚴重威脅到國民經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。泥石流成因復雜、量大面廣、治理成本高，目前還無法進行全面的治理。

定義泥石流預測預報作為一項重要的非工程減災措施，通過提前判斷其發(fā)生的時間、地點、規(guī)模、危害范圍以及可能造成的損失，使危險區(qū)的居民及時得到預警信息，提前采取預防措施，達到保證人民生命財產(chǎn)安全、減輕災害的目的。因此，泥石流預測預報就是對其可能發(fā)生的地點(區(qū)域、或者溝谷)、時間(未來1小時、1天、1年或者更長時間)和特征(規(guī)模、流量、危害范圍等)進行預先分析判斷和結(jié)果的發(fā)布?，F(xiàn)階段通常也把泥石流預測預報簡稱為預報。1

類型泥石流預測預報涉及多方面的內(nèi)容，根據(jù)研究的側(cè)重點和預測預報的依據(jù)，可分為區(qū)域預報和單溝預報、機理預報和統(tǒng)計預報、長期預報、中期預報、短期預報和警報等。目前，按時間和按范圍的泥石流預測預報較為普遍，國內(nèi)外研究最多的是單溝短期預警報和大區(qū)域中長期預測。

層次根據(jù)泥石流預測預報結(jié)果的內(nèi)容和預報結(jié)果提供信息的詳細程度，預測預報有不同的層次。初淺的預報僅能提供泥石流發(fā)生可能性的定性描述，進一步的預報可以細化到泥石流發(fā)生的概率，最詳細的預報可以提供泥石流發(fā)生的基本特征(如流速、流量、規(guī)模、破壞力)和可能造成的災害損失等信息，可直接用于泥石流臨災預案的制定。預報結(jié)果的內(nèi)容越豐富，預報所需要的信息越多，難度也越大。

目前，國內(nèi)外主要從以下4個方面進行泥石流預測預報的研究：以泥石流形成背景為主線的敏感性分析，這主要體現(xiàn)在泥石流危險性區(qū)劃研究方面；以泥石流形成的激發(fā)條件為主線進行的預測預報研究，主要是確定泥石流發(fā)生的臨界雨量和建立與降雨相關(guān)的泥石流預報統(tǒng)計模型；以泥石流形成機理為主線的預測預報研究，主要通過對泥石流起動條件和土體物理性質(zhì)的研究來探索泥石流預測方法；以泥石流物理學特征為主線的監(jiān)測預報研究，這方面的工作主要體現(xiàn)在依據(jù)泥石流的泥位、流速、聲發(fā)射特征等研制的泥石流監(jiān)測警報儀器。2

發(fā)展趨勢和研究重點盡管許多國內(nèi)外學者把泥石流預測預報作為本學科的重要方向和前沿科學問題，集中精力開展多方面的研究，取得了諸多可喜的研究成果，在減災中發(fā)揮了積極的作用。然而，由于泥石流現(xiàn)象的復雜性，目前對泥石流形成過程的認識尚不成熟，要達到較為準確的預測預報泥石流災害及其損失的目標，還需要解決一系列科學和技術(shù)問題。在理論上應該進一步深化泥石流形成機理研究，確定不同類型泥石流形成的臨界條件，建立基于泥石流形成機理和起動條件的預測預報模型，實現(xiàn)泥石流預測預報質(zhì)的突破。在技術(shù)方面，要充分利用現(xiàn)代新的數(shù)學方法和技術(shù)手段，快速獲取和分析與泥石流形成相關(guān)的信息，構(gòu)建泥石流預測預報技術(shù)平臺體系，實現(xiàn)預測預報的業(yè)務化和規(guī)范化。建議今后重點開展如下幾方面的工作。

加強預測預報的理論基礎(chǔ)研究只有建立在泥石流形成機理和形成條件基礎(chǔ)上的預測預報模型和方法，才能對泥石流做出科學的和相對準確的預測預報。目前，泥石流形成機理研究非常薄弱，成為限制預測預報發(fā)展瓶頸，必須加強形成理論研究才能有所突破。對單溝泥石流預測預報來說，主要研究泥石流起動過程、起動條件和匯流機理。對區(qū)域泥石流預測預報來說，主要研究泥石流區(qū)域活動規(guī)律和控制區(qū)域泥石流活動的環(huán)境背景條件的耦合機制。進一步確定不同區(qū)域和不同類型泥石流溝谷暴發(fā)泥石流的氣象、水文條件。

采用新理論新技術(shù)，提高預報精度在今后的泥石流預測預報研究中，除了加強泥石流基礎(chǔ)理論研究外，還要注意采用新技術(shù)和新方法，從不同的角度盡可能充分地利用現(xiàn)有對泥石流的認識和相對不完備的信息資料，獲得盡可能好的預報效果。比如，利用可拓數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，盡量發(fā)揮有限數(shù)據(jù)的作用，取得較高的預報精度；利用數(shù)值模擬技術(shù)推演泥石流過程，進行情景設計，優(yōu)化預報結(jié)果；充分利用GIS空間分析功能和遙感技術(shù)及時更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為精細化的預測預報提供動態(tài)數(shù)據(jù)庫。此外，還應注意探索人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)、灰色系統(tǒng)理論、元胞自動機理論等一系列技術(shù)在泥石流預測預報中的作用，開拓新的預報方法和手段。

開發(fā)監(jiān)測預警儀器應進一步充分利用泥石流的物理特性，吸納相關(guān)學科的最新成果，不斷研制開發(fā)性能穩(wěn)定、靈敏度高、誤判率小的泥石流監(jiān)測警報儀器，以滿足對居民點和重大工程周邊泥石流監(jiān)測和報警的需要。

建立預測預報平臺和監(jiān)測預報體系在我國廣闊范圍內(nèi)進行泥石流的短期預測預報，必須建立與氣象預報接軌的國家級預測預報平臺，從宏觀上指導減災工作的開展。同時，還需要開展重點區(qū)域、溝谷的泥石流預測預報工作，構(gòu)建區(qū)域和溝谷相結(jié)合、專業(yè)隊伍和群眾參與相結(jié)合的預測預報體系。進而，還要在對城鎮(zhèn)和重大設施有嚴重威脅的溝谷內(nèi)布設儀器進行監(jiān)測預警，對每條泥石流溝發(fā)生泥石流的可能性進行預報，確定出防災和減災的重點，并提前做好減災預案。從而構(gòu)成一個自上而下、點面結(jié)合的泥石流預測預報和監(jiān)測預警體系。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

張勇 - 副教授 - 西南大學資源環(huán)境學院