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地灾防治:每一座山头都是“阵地”

和一线地灾监测人员交谈,经常能听到723、828、812这样的神秘“代号”。

  入11月,奋战在贵州地质灾害一线的巡防员李生松了口气。冬季的黔贵地区以低温凝冻灾害为主,他终于不用再盯着巡区里那几座不安分的山头,寝食难安了。

  2019年前三季度,我国大范围强降雨过程频发,降水分布不均,洪涝和地质灾害总体呈现“南北多、中间少”,而且相对集中。江西、湖南、广西、四川、贵州、黑龙江、陕西、甘肃等省(区)洪涝和地质灾害直接经济损失,占全国总损失的八成以上。

  贵州是全国地质灾害最为严重的省份之一,每年5-9月汛期是当地地灾高发时段。在此期间,10000多名李生这样的地灾群测群防监测员,睡觉都要睁半只眼,他们心中时时刻刻得装着全省12000多处地灾隐患点。

  01难题:何时何地

  2018年,自然资源部召开地灾监测预警科技创新研讨会。陆昊部长在会上指出,地质灾害“防”有两大核心需求——搞清楚 “隐患点在哪里”“什么时间可能发生”。

  目前,全国共查清了28万多处地质灾害隐患点,从上世纪90年代开始,原国土资源部门开展了以县为单元的1:10万的地质灾害调查,2005年以后又做了1:5万的地质灾害详细调查。28万处隐患点,多来自于这两轮以人工为主的地面调查。但实际发生的灾害,只有两三成处于监测范围内。按照这一比例,全国仍有近80万个灾害点隐藏在“冰山”之下。

  有业内人士向泰伯网透露,实际数字可能远不止于此。当然,这些薛定谔的地灾隐患点中,有相当一部分可能处于人烟稀少、鲜有社会经济活动的地区,不用日夜严防死守,也不用过于担忧。

  而“什么时间可能发生”,地质灾害监测预警,更是“防”的“关键领域和薄弱环节”,也最让地灾防治工作者头疼。

  和李生这样的一线监测人员交谈,经常能听到他们口中出现一些特殊的代号。723、828、812,这些“脱口而出”的数字背后,都是一条条鲜活的生命。

  2019年7月23日21时20分许,贵州六盘水市水城县发生特大山体滑坡灾害,最终导致43人死亡,9人失踪。应急管理部和自然资源部联合工作组赶赴现场协助当地政府开展处理工作,贵州省启动了一级地质灾害应急响应。

  对于这场灾难,贵州省地质环境监测院副总工刘秀伟至今耿耿于怀。据他描述,即使是723当天,仍然有百姓在坡上活动,却没有觉察任何端倪。

  “灾后我们也请过很多知名的专家教授,对当时的数据进行分析研究。但到现在为止,哪怕是反推结果,我们也找不到滑坡发生之前任何的变形迹象”。对于这类事故,刘秀伟表示目前技术手段更多是“无能为力”。

  刘秀伟同时也透露,723这样毫无征兆的特大山体滑坡灾害还是少数,大部分地质灾害都会有灾前征兆。陆昊部长就曾经指出,突发性地质灾害大部分发生在雨季特别是强降雨期间的情况,因此可围绕滑坡体降水量、可能滑坡体含水率、岩石应力及位移速度等主要参数展开监测。

  现实条件面前,一方面加紧研究地灾成因的科研攻关,另一方面尽可能地提高灾害隐患监测的广度和精度,积累监测数据,是各地地灾防治的共同思路。灾害领域中,“亡羊补牢”、“事后诸葛亮”是必要的过程。

  中国自然资源航空物探遥感中心遥感技术研究室副主任葛大庆表示,灾害识别是多元观测数据综合分析的过程,隐患识别工作需要长期的数据积累。只要国家能够持续投入,预警预测的准确率和及时性是可以得到提升的。

  目前阶段来看,通过掌握的技术手段和现有的设备,对已知隐患点进行有效监测,就成为地灾防治各方的日常工作重心。

  02转变:“群专结合”

  我国地灾防治的基本面貌是“群测群防”。人命关天,有的监测员是政府安排,有的村庄还会组织自己的巡防小组。贵州就探索出一套乡镇分管领导、国土所长、村干部、专业技术人员和专职监测员组成的“一体五位”群测群防体系。他们尽职尽责,成为了我国地灾防治的中坚力量。

  但人员专业水平层次不齐,让防治工作效果打了折扣。因此自然资源部希望推进群测群防与专业监测结合,实现向“群专结合”的转变。只要能起作用,技术手段可以不拘一格。

  InSAR技术在大范围的地灾排查和监测中得到了广泛的应用。自然资源部此前提出了建设国家级地质灾害隐患识别分析中心的构想,并由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心牵头建设,开展全国地质灾害隐患综合遥感识别工作。

  武汉大学与高分湖北中心相关团队为湖北省“地质灾害防治三年行动计划”提供了技术支持,所用数据来自长波段雷达卫星ALOS-2,由日本空间地理信息公司PASCO发射。2020年,PASCO还将发射搭载70 公里宽幅、0.8 m分辨率的ALOS-3卫星。

  “北斗”系统也开始在地灾监测中发挥能力。2019年,甘肃省永靖县盐锅峡镇党川村发生黄土滑坡,长安大学张勤教授研究团队和成都理工大学许强教授研究团队联合监测预警,利用InSAR监测技术提前发出预警,避免了人员伤亡。

  泰伯网从日前在北京举行的第一届灾害感知新技术国际学术研讨会上了解到,通过地面接收器数据和云平台的连接,长安大学空间定位与灾害监测研究所可以在线监控分析异动数据,实现预警。通过这种上云的方式,这套高精度北斗/GNSS监测系统已经可以实现千元级的低成本生产,并完成了相关算法和软件硬件系统可靠性的初步验证。

  卫星监测也有自身局限。刘秀伟告诉泰伯网,贵州目前全省覆盖InSAR监测,但由于卫星拍摄周期和贵州地理气象条件限制,效果有所折扣。但对于树木稀疏,阴雨天较少的西北等地区,InSAR技术则可以大展拳脚。

  如果说卫星这种大范围的手段是“面”,在地灾隐患区域布设自动化设备就是“点”。泰伯网了解到,很多地灾监测设备往往价格不菲,动辄上百万,大多用于研究和示范应用,真正大规模铺设并不现实。

  今年的全国主汛期地质灾害防治视频会议指出,地质灾害防治的大量资金投入是目前面临的主要问题和挑战之一。设备研发和技术攻关需要人力财力,然而灾情如火,如何在资金有限的前提下保证防灾减灾效果,成为绝大部分地区现阶段面临的最大现实问题。

  为此,“运行可靠、功能简约、精度适当、性价比高、经济实用”的普适型地质灾害监测预警设备的研发,被提升了日程。

  03对策:普适性设备

  陆昊在去年的地灾监测预警科技创新研讨会要求,加强政府、企业、科研院所等各方面力量合作,要鼓励企业独立研发,再通过技术集成合作形成有竞争力的解决方案,公开招标采购推广;也可由部内有关地灾防治技术机构牵头组织专家、企业围绕关键技术开展竞争性研发。

  目前,全国进行自动化监测设备生产的厂家不下百家,多数优势集中在电子制造方面。尽管部分企业在尝试利用收集的数据进行地灾预测,但缺“脑”仍是产业的短板。

  中关村智连灾害感知科学研究院院长谢谟文认为,每一个地灾点都存在差异,甚至每天都不一样,“地灾是活的”。谢谟文告诉泰伯网,地灾防治是一个多学科交叉的领域,通过产学研的结合,才可以真正打通从“天上”到“地下”的防治体系。

  刘秀伟则提出,设备厂家和地灾防治单位、研究机构应该有所分工。厂家负责提供传感数据、控制成本,而预警、判断的工作交由专业机构和团队来进行精准研究。

  泰伯网了解到,目前,中国地质调查局下属的水文地质环境地质调查中心和探矿公益研究所、长安大学、北京科技大学以及华测导航、智感科技等13家企业正在进行联合攻关,研发出了7种普适性仪器设备样机,从降雨和地表形变的角度对隐患点进行监测。

  6月起,设备在西南、东北寒冷山区、西北黄土、库区等地区开展示范应用。中国地质环境监测院技术方法室主任张鸣之介绍,2020年将对这些设备进行完善、示范和产业化,3年内实施5万处以上的安装。

  在设备到位的基础上,地调局还制定了5部相关标准和1个物联网平台,实现数据实时传输,保障多类型设备的接入和“国家-省-市-县”四级数据的联通。

  自然资源部的思路是,通过政府引导、市场化运作的方式,推动具有工业稳定性和较高性价比的实用技术和产品在地质灾害防治中应用。这种政府+企业的合作方式,也是基于我国地灾防治的产业和资金现状“看菜做饭”。

  问题总要解决。为规范和加强特大型地质灾害防治资金管理,今年9月,财政部印发《特大型地质灾害防治资金管理办法》的通知。防治资金主要用于特大型地质灾害险情综合性预防,以及灾害发生后的重大项目治理,分为地质灾害防治重点省份补助资金和一般省份补助资金两部分。

  湖北是全国地质灾害综合防治体系建设重点省份。宜昌市目前已经布设完成监测设备148套,目前各类监测设备均已接入物联网平台。当地计划利用3年时间完成600-800处隐患点的专业监测预警建设。

  贵州近两年也在地灾防治工作中狠下血本。2018年投入资金1.2亿元。泰伯网了解,2019年更是达到近3亿,将建成2000余处自动化监测点,实现全省中高风险点全覆盖。

  拿到资金也不是高枕无忧。财政部将会同自然资源部对防治资金实施预算绩效管理,考核包括计划目标任务完成情况、相关制度建设情况、资金到位使用及项目实施进展情况、经济社会效益情况等内容。

  尽管如此,刘秀伟仍然认为全部依靠自动化方式防控不现实。部分西部省份的地灾治理资金仅有数千万,可以说是杯水车薪,连建设和运维一个地灾信息平台都不够。

  04治本:不立危墙之下

  地质活动成“灾”的一个先决条件就是有人类活动,否则只是单纯的自然现象。从这个角度来看,实现受威胁地区群众的避险移民搬迁是治本之策。但在我国,传统的安土重迁观念为地灾防治工作带来了文化上的挑战。

泰伯网

  前文提到的甘肃省永靖县盐锅峡镇党川村就长期处于地灾威胁之中。2015年、2017年都发生过大规模滑坡,虽然未发生人员伤亡,但都造成了财产损失和严重的生活不便。当地百姓对此完全知情,甚至滑出了“经验”。从现场地形图上可以看到,村庄与隐患区近在咫尺。据参与项目的同学叙述,村民宁愿派专人时刻监测土坡情况,也不愿意搬离这片危险之地。

  这种情况在偏远地区尤为常见。还有一个发生在四川的故事。由于提前得到山体滑坡预警,当地村民撤离及时避免意外。但亲眼看到世代居住的老宅毁于一旦,一位大娘最终因为“想不通”,不久后便郁郁离世。当然,还有因拆迁安置补偿不及预期,不愿搬迁的。

  因此,地灾防治不仅仅是技术问题,更涉及到社会问题的处理。可以预计,相当长一段时间内,由于我国的地灾防治主要还是要依靠完善的群测群防体系,依靠30多万名活跃在地灾隐患点监测员,他们同时也肩负着劝导百姓搬迁的责任。

  刘秀伟估计,如果搬迁工程到位,28万多个隐患点中,真正需要采取自动化手段的,可能只占到三分之一。

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