通過(guò)模擬降雨建立滑坡臨災(zāi)預(yù)警模型，建立氣象預(yù)警新標(biāo)準(zhǔn)讓預(yù)警更精準(zhǔn)、更及時(shí)，在近海海域建立海洋地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)……科技賦予防災(zāi)減災(zāi)無(wú)窮力量，自然災(zāi)害“技防”領(lǐng)域，江蘇持續(xù)發(fā)力。近日，新華日?qǐng)?bào)·交匯點(diǎn)記者走進(jìn)江蘇各家科研單位，探尋防災(zāi)減災(zāi)新妙招。
模擬實(shí)景降水，讓地質(zhì)防災(zāi)數(shù)據(jù)“活”起來(lái)
自4月中下旬開(kāi)始，江蘇進(jìn)入強(qiáng)對(duì)流天氣高發(fā)期，強(qiáng)對(duì)流天氣引發(fā)的短時(shí)強(qiáng)降水是滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要誘因。近日，記者來(lái)到位于南京的牟尼峰滑坡綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警站，探訪江蘇如何還原歷史現(xiàn)場(chǎng)，追蹤致災(zāi)因子。
江蘇省自然資源廳地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急技術(shù)指導(dǎo)中心負(fù)責(zé)人郝社鋒介紹，“我國(guó)是全世界地質(zhì)災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，滑坡災(zāi)害占到70％以上，江蘇也不例外，滑坡災(zāi)害也是我們防控的重點(diǎn)。與西部大型重力型滑坡不同，江蘇降雨型滑坡具有顯著的周期性降雨擾動(dòng)特征，往往大雨不滑小雨滑，陡坡不變形緩坡卻易滑動(dòng)，傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)理論模型無(wú)法有效預(yù)警。”
對(duì)此，省自然資源廳通過(guò)建立全省地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與防御響應(yīng)體系，組織技術(shù)力量開(kāi)展成災(zāi)機(jī)理研究，并率先組織實(shí)施下蜀土分布區(qū)氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型與滑坡臨災(zāi)預(yù)警模型研究。“2023年，我們?cè)谀暇┠材岱褰ㄔO(shè)了滑坡綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警站，探索氣象風(fēng)險(xiǎn)臨災(zāi)預(yù)警難題的解決方法。”郝社鋒說(shuō)。
跟隨監(jiān)測(cè)站現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人李明的腳步，記者走進(jìn)位于南京江北新區(qū)的牟尼峰，滑坡監(jiān)測(cè)站依山而建。“牟尼峰滑坡是江蘇典型的下蜀土滑坡，下蜀土是一種類似黃土的沉積性土壤，在長(zhǎng)江中下游流域比較多見(jiàn)，是江蘇滑坡災(zāi)害最為多見(jiàn)的一類土層。”李明介紹，牟尼峰南坡曾發(fā)生過(guò)滑坡，因此監(jiān)測(cè)站選址于此，其中模擬降雨區(qū)域在原位坡體上搭建。
監(jiān)測(cè)站將于5月中旬開(kāi)展新一次降雨滑坡試驗(yàn)，其間將模擬2003年鎮(zhèn)江地區(qū)的降水環(huán)境。“2003年6月28日到7月10日時(shí)間段，鎮(zhèn)江地區(qū)共發(fā)生數(shù)十起滑坡。我們計(jì)劃將20多年前的降水?dāng)?shù)據(jù)導(dǎo)入降雨系統(tǒng)，重現(xiàn)一遍進(jìn)行觀測(cè)分析。”李明說(shuō)。
順著小路爬上半山腰，記者看到坡體上安置了各類監(jiān)測(cè)設(shè)備，有雨量計(jì)、土壤濕度計(jì)、位移計(jì)、滲壓計(jì)、數(shù)據(jù)采集儀等等。李明介紹，作為目前江蘇唯一、國(guó)內(nèi)大型單體滑坡野外綜合監(jiān)測(cè)預(yù)警站，130余件專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)特定氣象條件下的滑坡各關(guān)鍵指標(biāo)的響應(yīng)情況，如土壤含水率、孔隙水壓力等，動(dòng)態(tài)掌握降雨過(guò)程的災(zāi)變機(jī)理。
“對(duì)滑坡體以及土體邊坡內(nèi)外部的指標(biāo)進(jìn)行全方位觀測(cè)后，我們可以通過(guò)各項(xiàng)指標(biāo)的響應(yīng)關(guān)系，找到敏感指標(biāo)和數(shù)值，更好地進(jìn)行滑坡監(jiān)測(cè)。我們的初衷就是把防災(zāi)‘關(guān)口’往前推。如果我們能把地質(zhì)災(zāi)害的臨災(zāi)預(yù)警的時(shí)間從十分鐘、半小時(shí)提前到2小時(shí)，就能為受威脅的群眾爭(zhēng)取到更多、更充足的撤離時(shí)間。”郝社鋒表示。
省自然資源廳地勘處相關(guān)負(fù)責(zé)人坦言，地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)的道路還很長(zhǎng)。目前，省內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)專業(yè)監(jiān)測(cè)覆蓋率仍較低，大多數(shù)隱患點(diǎn)仍然依靠的是傳統(tǒng)的人力巡查盯防。“相較于人工，設(shè)備可以24小時(shí)工作，但是設(shè)備也會(huì)出問(wèn)題，所以我們一直在推進(jìn)‘人防＋技防’相結(jié)合的監(jiān)測(cè)預(yù)警體系。一方面我們要提高專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備的覆蓋率，另一方面也要發(fā)動(dòng)群眾的力量，參與到我們地質(zhì)災(zāi)害的日常防治工作中。降水期間，每個(gè)隱患點(diǎn)均配備了監(jiān)測(cè)人定期日常巡查，與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的設(shè)備同步協(xié)防。”
新版氣象預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，讓預(yù)警信號(hào)更及時(shí)
在全國(guó)防災(zāi)減災(zāi)日前夕，江蘇省氣象局組織對(duì)《江蘇省災(zāi)害性天氣預(yù)警發(fā)布業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行了修訂升級(jí)，更進(jìn)一步促進(jìn)氣象防災(zāi)減災(zāi)前置，并于今年5月1日正式執(zhí)行。
“出臺(tái)這一新標(biāo)準(zhǔn)是為進(jìn)一步提高氣象預(yù)警信息的精準(zhǔn)性、規(guī)范性和針對(duì)性。”江蘇省氣象臺(tái)高級(jí)工程師王磊解讀說(shuō)，修訂后災(zāi)害性天氣預(yù)警信號(hào)分為臺(tái)風(fēng)、暴雨、強(qiáng)對(duì)流、暴雪、高溫、寒潮、大風(fēng)、霧、霾、道路結(jié)冰、海區(qū)大風(fēng)、海霧等類別。每類預(yù)警信號(hào)最多設(shè)4個(gè)級(jí)別，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)從低到高分別用藍(lán)、黃、橙、紅四種顏色標(biāo)示。新標(biāo)準(zhǔn)增加了“強(qiáng)對(duì)流預(yù)警信號(hào)”，在“強(qiáng)對(duì)流預(yù)警信號(hào)”里包含了“雷電伴有陣風(fēng)，或出現(xiàn)冰雹、龍卷”等強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)警，不再單獨(dú)發(fā)“雷暴大風(fēng)預(yù)警信號(hào)”和“冰雹預(yù)警信號(hào)”。
新標(biāo)準(zhǔn)增加了“強(qiáng)對(duì)流預(yù)警信號(hào)”
新標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)的背景是什么？王磊解釋說(shuō)，過(guò)去，氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)參考全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，存在針對(duì)性弱、多級(jí)重復(fù)、閾值標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)防災(zāi)減災(zāi)需求等現(xiàn)象，也就是預(yù)警信號(hào)“不合身”。針對(duì)不同地形、地貌和不同氣候背景，“一刀切”的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)顯然科學(xué)性不足。近年來(lái)，氣象部門一直在破局，而建立預(yù)警信號(hào)新標(biāo)準(zhǔn)，就是根據(jù)各省份的個(gè)性化特征因地制宜做精準(zhǔn)預(yù)警。
“比如在縣市兩級(jí)氣象臺(tái)，其發(fā)布的是氣象預(yù)警信號(hào)；而在省一級(jí)，發(fā)布的就是氣象預(yù)警，少了信號(hào)兩字。”王磊表示，很多網(wǎng)友分不清預(yù)警和預(yù)警信號(hào)。其實(shí)預(yù)警和預(yù)警信號(hào)是構(gòu)成我省氣象防災(zāi)減災(zāi)預(yù)警體系的關(guān)鍵部分。它們相似之處在于，名字比較相似，且它們都使用藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四個(gè)顏色遞進(jìn)表示災(zāi)害的嚴(yán)重程度，顏色越深，對(duì)應(yīng)的災(zāi)害就越厲害。
預(yù)警和預(yù)警信號(hào)的區(qū)別在哪里？“其實(shí)，預(yù)警和預(yù)警信號(hào)的最大區(qū)別在于針對(duì)的區(qū)域和預(yù)報(bào)時(shí)效上的不同。”王磊告訴記者，省級(jí)發(fā)布的預(yù)警主要面向影響達(dá)到一定范圍的災(zāi)害性天氣過(guò)程，一般最長(zhǎng)提前24小時(shí)，臺(tái)風(fēng)、寒潮、海區(qū)大風(fēng)等可提前48或72小時(shí)，暴雨、強(qiáng)對(duì)流等可依據(jù)天氣發(fā)展情況酌情及時(shí)發(fā)布。預(yù)警信號(hào)則是針對(duì)影響具體區(qū)域的災(zāi)害性天氣進(jìn)行的短時(shí)臨近預(yù)警，即是對(duì)馬上就要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生的災(zāi)害天氣進(jìn)行的預(yù)警，比預(yù)警更加緊急。預(yù)警信號(hào)一般最長(zhǎng)可提前 24小時(shí)發(fā)布，霧、海霧可提前12小時(shí)發(fā)布，強(qiáng)對(duì)流可提前6小時(shí)發(fā)布。
建立海洋地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)，讓地震定位更精準(zhǔn)
江蘇海岸線近千公里，海域面積廣闊，黃海海域地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，相距鹽城海岸線20公里至30公里處育有蘇北－濱海斷裂，全長(zhǎng)達(dá)270公里。
“根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年1月至今，江蘇陸地及海域發(fā)生2.0級(jí)以上地震134次，其中海域地震89次，占比達(dá)到66％。”江蘇地震臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)、研究員鄭江蓉介紹。 2021年11月17日，鹽城大豐區(qū)海域發(fā)生5.0級(jí)地震，地震不僅造成附近的陸地大范圍有感，還使海上運(yùn)行的重要設(shè)施受到影響。
受到經(jīng)費(fèi)投入、觀測(cè)條件、后期運(yùn)維等因素限制，長(zhǎng)期以來(lái)，海洋地震監(jiān)測(cè)一向是地震監(jiān)測(cè)工作中難啃的“硬骨頭”。
在海上風(fēng)電平臺(tái)安裝調(diào)試監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備
海洋地震監(jiān)測(cè)面臨的主要挑戰(zhàn)之一，就是海上監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的供電問(wèn)題。“由于海上沒(méi)有穩(wěn)定的電源，傳統(tǒng)的陸地供電方式不適用于海上環(huán)境。隨著近年來(lái)海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，海上風(fēng)電平臺(tái)逐漸建立起來(lái)，我們通過(guò)與風(fēng)電企業(yè)合作，利用海上風(fēng)電平臺(tái)作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為地震監(jiān)測(cè)設(shè)備提供穩(wěn)定的電力支持。”江蘇地震臺(tái)高級(jí)工程師王恒知介紹。
在海洋風(fēng)電企業(yè)的支持下，省地震局選取距離大豐海岸線45公里的海上風(fēng)電場(chǎng)，在風(fēng)電平臺(tái)和風(fēng)力基樁分別安裝了地震儀和強(qiáng)震儀。2022年11月14日，架設(shè)在海上風(fēng)電平臺(tái)的地震儀清晰記錄到105公里遠(yuǎn)的鹽城射陽(yáng)海域3.8級(jí)地震?；诤Ｉ巷L(fēng)電平臺(tái)開(kāi)展地震監(jiān)測(cè)的可行性得到了實(shí)際印證。
截至2024年4月，江蘇省地震局已建成7個(gè)海上風(fēng)電平臺(tái)觀測(cè)站點(diǎn)，與江蘇原有的3個(gè)海島觀測(cè)站點(diǎn)，共同組成了江蘇海洋地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)。
“海洋地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)建成后，江蘇海洋地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)孔徑向海域擴(kuò)展70公里，海域地震定位精度由四類提升至二類，對(duì)黃海海域地震監(jiān)測(cè)能力大幅提升。”鄭江蓉介紹。
近年來(lái)，江蘇省地震局成立了海洋地震監(jiān)測(cè)與重大工程地震安全服務(wù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展海上風(fēng)電重大工程地震預(yù)警及安全監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范應(yīng)用科研攻關(guān)。下一步，省地震局還將建設(shè)江蘇海洋地震綜合觀測(cè)系統(tǒng)，擬在鹽城大豐海域70公里處的海上風(fēng)電平臺(tái)附近海底，建設(shè)兩個(gè)涵蓋測(cè)震、形變、地磁等多種觀測(cè)手段的海底地震綜合觀測(cè)站，同時(shí)沿蘇北-濱海斷裂建設(shè)3套基于分布式光纖的振動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)，形成光纖地震觀測(cè)臺(tái)陣。
“隨著江蘇海洋地震綜合觀測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，將會(huì)獲得海量的測(cè)震、地磁、形變、地振動(dòng)等多樣化數(shù)據(jù)。我們還要研發(fā)基于人工智能技術(shù)的海洋綜合觀測(cè)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，從海量的觀測(cè)數(shù)據(jù)中提取來(lái)自海洋深處的有用信息。”江蘇地震臺(tái)高級(jí)工程師宮杰說(shuō)。
