DZT 0449-2023 地質災害氣象風險預警規(guī)范

中華人民共和國地質礦產(chǎn)行業(yè)標準地質災害氣象風險預警規(guī)范前言 I引言 Ⅱ 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 24.1目標任務 24.2基本要求 2 35.1工作方案 35.2模型和系統(tǒng) 36產(chǎn)品制作與發(fā)布 36.1工作流程 36.2數(shù)據(jù)傳輸 36.3模型計算 46.4會商研判 46.5產(chǎn)品制作 46.6信息發(fā)布 46.7數(shù)據(jù)備份 47預警效果評價 4附錄A(規(guī)范性)地質災害氣象風險預警等級劃分表 6附錄B(資料性)國家級地質災害氣象風險預警業(yè)務合作細則 7附錄C(資料性)國家級地質災害氣象風險預警值班制度 9附錄D(資料性)地質災害氣象風險預警模型 附錄E(資料性)地質災害氣象風險預警產(chǎn)品樣式 附錄F(資料性)地質災害氣象風險預警效果評價模型 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由中華人民共和國自然資源部提出。本文件由全國自然資源與國土空間規(guī)劃標準化技術委員會(SAC/TC93)歸口。本文件起草單位：中國地質環(huán)境監(jiān)測院(自然資源部地質災害技術指導中心)、國家氣象中心(中央氣象臺)、四川省國土空間生態(tài)修復與地質災害防治研究院、福建省地質環(huán)境監(jiān)測中心、陜西省地質環(huán)境監(jiān)測總站(陜西省地質災害中心)。Ⅱ地質災害氣象風險預警業(yè)務自2003年啟動以來，逐步形成了國家級、省級、市級和縣級分級預警機制，對氣象因素引發(fā)的地質災害風險提前發(fā)布預警信息，警示地方政府和當?shù)厝罕娞崆胺罏谋転模瑢Φ刭|災害的防災減災工作起到了重要支撐作用。為規(guī)范地質災害氣象風險預警業(yè)務的工作組織、技術方法、產(chǎn)品制作與發(fā)布、預警效果評價，保障地質災害氣象風險預警業(yè)務有序高效開展，提升預警服務基層防災1地質災害氣象風險預警規(guī)范本文件規(guī)定了地質災害氣象風險預警業(yè)務的工作組織、技術方法、產(chǎn)品制作與發(fā)布、預警效果評價等方面的要求。本文件適用于各級地質災害氣象風險預警業(yè)務工作，預警對象為降水引發(fā)的區(qū)域群發(fā)性崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。地質災害氣象風險預警geologicalhazardriskearlywarningbasedonmeteorologicalfactors基于孕災環(huán)境、前期過程降水量和預報降水量，開展的地質災害發(fā)生可能性及成災風險的預警預報工作。未來一定時段內，某區(qū)域發(fā)生地質災害風險高低的一種量度。未來一定時段內，達到地質災害氣象風險預警等級的區(qū)域。根據(jù)歷史地質災害發(fā)生情況、地質災害孕災背景、氣候特征及人類活動等因素，選取定性、半定量或定量評價方法，對工作區(qū)開展的地質災害氣象風險評價及預警區(qū)域劃分工作。立的降水引發(fā)地質災害的分析評價方法。2引發(fā)地質災害的過程降水量、降水強度或有效降水量等指標的臨界值。自然資源主管部門與氣象、水利、應急管理等相關部門之間或行業(yè)內預警業(yè)務單位之間的相關人員討論、分析預警范圍和預警等級的過程。4目標任務和基本要求4.1.1地質災害氣象風險預警的目標是在區(qū)域尺度上對降水引發(fā)地質災害的可能性及成災風險做出預判，為提前規(guī)避災害風險提供警示。4.1.2地質災害氣象風險預警的任務是根據(jù)地質災害孕災環(huán)境，結合降水等引發(fā)因素的實況和預報情況，預測可能引發(fā)地質災害的時間區(qū)間、空間范圍和預警等級等。4.2基本要求4.2.2地質災害氣象風險預警等級劃分為四個級別，分別為I級(紅色預警)、Ⅱ級(橙色預警)、Ⅲ級(黃色預警)和IV級(藍色預警),分別表示氣象因素致地質災害發(fā)生風險很高、高、較高和有一定風險。按照附錄A執(zhí)行。4.2.3地質災害氣象風險預警產(chǎn)品應由預報詞和預報圖聯(lián)合表達，應包括發(fā)布機關、發(fā)布時間、預警對4.2.4汛期應每日開展預警工作。遇臺風登陸、強降水、地震或重大地質災害過程等應啟動加密預警工作。加密預警的啟動和具體工作時段可根據(jù)實際情況自主協(xié)商確定。4.2.5非汛期遇臺風登陸、強降水、地震或重大地質災害過程等宜啟動應急預警工作。應急預警的啟動和具體工作時段可根據(jù)實際情況自主協(xié)商確定。4.2.6汛期預警時段應為當日20:00時至次日20:00時(24h預警),其他預警時段(如當日08:00時至次日08:00時或未來1h、3h、6h時間尺度的預警等)可根據(jù)業(yè)務需求自行調整。4.2.7國家級預警區(qū)域應具體到省級某個區(qū)域；省級預警區(qū)域應具體到市級某個區(qū)域；市級預警區(qū)域應具體到縣級某個區(qū)域；縣級預警區(qū)域應具體到鄉(xiāng)鎮(zhèn)級某個區(qū)域。35.1.1同級預警業(yè)務單位間應建立預警工作機制，不同部門間應有合作協(xié)議和合作細則。合作協(xié)議應明確各業(yè)務單位的工作職責、工作流程、運維管理、制度保障、經(jīng)費保障等。合作細則應明確數(shù)據(jù)傳輸內容、傳輸方式、傳輸時間、會商機制和工作聯(lián)系人等。預警業(yè)務合作細則可參照附錄B。5.1.2各級預警業(yè)務單位應編制預警值班制度。預警值班制度一般應包含值班時段、值班地點、值班要求、值班流程和人員責任等。預警值班制度可參照附錄C。5.1.3每年年初應編制年度預警工作方案，用于指導全年預警工作。工作方案宜包括年度目標任務、技5.1.4年度預警結束后，應對全年預警工作進行總結，編制年度預警總結報告。工作總結宜包括預警服5.2模型和系統(tǒng)5.2.1預警模型的建立應在掌握轄區(qū)內地質災害調查評價、孕災環(huán)境等成果和降水監(jiān)測數(shù)據(jù)基礎上5.2.2常用預警模型主要包括臨界降水閾值模型、基于地質災害危險性閾值模型和動力預警模型等。地質災害氣象風險預警模型可參照附錄D。預警模型的選擇要求如下：a)預警模型宜采用基于地質災害危險性閾值模型，隨著地質災害調查評價精度的提高，預警模型宜及時更新；b)轄區(qū)面積較小或地質環(huán)境條件較單一時，可采用臨界降水閾值模型；c)轄區(qū)面積較大或地質環(huán)境條件較復雜時，應在預警區(qū)劃的基礎上，分區(qū)建立臨界降水閾值模型；d)轄區(qū)為小流域或特別重要的局部區(qū)域，可在地質災害孕災環(huán)境精細化調查研究基礎上采用動力預警模型。5.2.3預警模型應隨地質災害調查和預警工作的深入及時優(yōu)化完善。5.2.4國家級、省級和市級預警業(yè)務應建設預警系統(tǒng)，縣級預警業(yè)務宜建設預警系統(tǒng)。5.2.5預警系統(tǒng)應包括預警數(shù)據(jù)庫、預警模型和預警系統(tǒng)軟件等。預警數(shù)據(jù)庫應包括基礎資料庫、預警6產(chǎn)品制作與發(fā)布6.1工作流程產(chǎn)品制作與發(fā)布的工作流程宜包括數(shù)據(jù)傳輸、模型計算、會商研判、產(chǎn)品制作、信息發(fā)布、數(shù)據(jù)備份。工作流程見圖1。6.2數(shù)據(jù)傳輸6.2.1數(shù)據(jù)傳輸時間可由自然資源部門和氣象部門預警業(yè)務單位根據(jù)實際情況自行約定。6.2.2數(shù)據(jù)傳輸內容應包括前期實況降水量、預報降水量、預警產(chǎn)品等內容。6.2.3數(shù)據(jù)傳輸格式應為矢量數(shù)據(jù)及相關文字說明等。46.4.3會商時間可根據(jù)本地實際情況由同級預警業(yè)務單位協(xié)商確定，一般在每日14:00至17:306.5產(chǎn)品制作6.5.2預警產(chǎn)品表達形式宜具有圖片、符號和文字說錄E。6.6.1預警產(chǎn)品應及時發(fā)布。當預警結果達到Ⅲ級(黃色預警)及以上預警等級時，發(fā)布機關應向社會6.6.2公開發(fā)布的預警產(chǎn)品形式宜以圖57.2預警效果評價內容宜包括單次預警效果和某時段預警效果。7.3預警效果評價指標宜包括準確率、漏報率、空報率或時間效果、空間效果和強度效果等。具體評價方法可參照附錄F。7.4預警效果評價結果宜作為預警模型優(yōu)化的參考。6(規(guī)范性)地質災害氣象風險預警等級劃分表地質災害氣象風險預警的等級、色標和圖標見表A.1。表A.1地質災害氣象風險預警等級劃分表預警等級風險等級圖標I級紅色紅色預警橙色預警黃色預警IV級藍色預警7(資料性)國家級地質災害氣象風險預警業(yè)務合作細則B.1氣象部門為自然資源部門提供的信息及傳送方式具體要求如下：a)數(shù)據(jù)傳輸方式如下：E-Mail方式(備用):吳關關*;傳真方式(備用):*頭號關吳*。b)傳送內容如下：1)每日16:00前將下列數(shù)據(jù)以ftp方式傳送給自然資源部門地質災害氣象風險預警業(yè)務單位“c氣象局\a預報\mmdd”目錄中(yymmdd或mmdd為當天日期，yy為年份，mm為月·當天預報的未來24h地質災害氣象風險等級客觀預報數(shù)據(jù)文件，文件名為yymmdd20.024,時界為20時，內容包括雨量站點編號、經(jīng)度、緯度和預報等級?！ぎ斕?8:00時24h降水量實況數(shù)據(jù)文件，文件名為yymmdd08.000,時界為08:00時。該文件所存降水量值為前一天08:00時至當天08:00時的24h累計降水量，內容包括·當天預報的未來24h降水量數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)文件名為rrmmdd20.024,時界為20:00時。該文件所存信息為當天預報的未來24h降水量，內容包括經(jīng)度、緯度和預報降·當天預報的未來24h地質災害氣象風險等級和降水量預報圖形文件，圖形文件名為24小時地質災害氣象風險等級和降水量預報.doc。該文件所存信息為當天預報的未來24h地質災害氣象風險等級客觀預報和降水量預報圖形。量值為當天08:00時至當天14:00時的6h累計降水量，內容包括雨量站點編號、經(jīng)2)18:00前將當日19:30在氣象臺正式發(fā)布的地質災害氣象風險預警文件通過ftp方式傳送給自然資源部門地質災害氣象風險預警業(yè)務單位“c氣象局\a預報\yymmdd”目錄中。數(shù)據(jù)文件名為hvyymmdd.doc,該數(shù)據(jù)文件是當日19:30在氣象臺正式發(fā)布的地質災害氣象風險預警文件。B.2自然資源部門為氣象部門提供的信息及傳送方式具體要求如下：a)數(shù)據(jù)傳輸方式如下：登錄用戶名：***頭**;登錄密碼：*興關關關關；E-Mail方式(備用):為關頭頭興*;8傳真方式(備用):**頭***。b)傳送內容如下：1)每日18:00前將下列數(shù)據(jù)通過ftp方式傳送給氣象部門“a環(huán)境院\a預報\mmdd”目錄中?！ぎ斕斓牡刭|災害氣象風險預警結果數(shù)據(jù)文件，文件名為gtyymmdd.txt,內容包括預警·當天的地質災害氣象風險預警結果圖片文件，文件名為gtyymmdd.doc,內容包括預警區(qū)域圖形和文字描述信息。2)不定期將調查的最新地質災害反饋信息文件通過ftp方式傳送給氣象部門“a環(huán)境院\f反·“地質災害信息反饋表”文件名為dzzhmm.xls(mm為月份),直接存放到“a環(huán)境院\f反饋”目錄中。該表每周更新一次，最新災情信息隨到隨傳?！ぷ钚聻那樾畔⒌奈淖謭蟾?word文檔)存放到“a環(huán)境院\f反饋\yyyymm”目錄中。B.3自然資源部門與氣象部門的會商機制。當雙方確定的預警區(qū)域和等級不同時，應開展會商并達成一致意見。a)會商時間。日常業(yè)務為每日14:00至17:30會商，有特殊需要時，可隨時通過電話或視頻會議b)會商聯(lián)系電話。1)自然資源部門地質災害氣象風險預警聯(lián)系電話：略。2)氣象部門地質災害氣象風險預警聯(lián)系電話：略。B.4業(yè)務緊急聯(lián)系人及電話。a)自然資源部門地質災害氣象風險預警緊急聯(lián)系人及電話：略。b)氣象部門地質災害氣象風險預警緊急聯(lián)系人及電話：略。9(資料性)國家級地質災害氣象風險預警值班制度C.1值班時間如下：××××年汛期(5月1日至9月30日)每日14:00至17:30。C.2值班工作任務應包括如下內容：b)與相關省級地質災害氣象預警業(yè)務單位就初步預警產(chǎn)品開展會商，并依據(jù)會商結果對初步預警c)填寫預警產(chǎn)品簽發(fā)單，報預警業(yè)務負責人審批；達紅色預警標準的，報主管領導審批。e)采用手機群發(fā)短信形式，向主管部門、相關省份發(fā)送預警信息。g)備份降水及預警產(chǎn)品數(shù)據(jù)。C.3值班責任應包括如下內容：a)人員組織。5月1日至9月30日，安排專人值班，每日設預報員1名，校核員1名。c)值班員分工職責。預報員對預警產(chǎn)品制作全過程負責，具體主要負責C.2a)、b)、c)、d)項工作；校核員對預警產(chǎn)品制作過程中的有關數(shù)據(jù)和結果進行校驗，并主要負責C.2c)、d)、e)、f)、g)項d)預報員和校核員按時換班，并做好交接記錄，提醒接班人員注意事項。e)值班員應做好安全、保密工作，遵照業(yè)務單位安全、保密相關規(guī)定開展工作。C.4及時討論工作中發(fā)現(xiàn)的問題，并研究解決辦法。(資料性)地質災害氣象風險預警模型D.1臨界降水閾值模型把地質環(huán)境的作用隱含在降水參數(shù)中，某地區(qū)的預警判據(jù)中僅僅考慮降水參數(shù)建立模型，該模型一般適用于地質環(huán)境模式比較單一的小區(qū)域，區(qū)域較大時可先進行預警區(qū)劃。a)臨界降水閾值模型考慮的降水參數(shù)包括年降水量、季度降水量、月降水量、多日降水量、日降水量、小時降水量和10min降水量等。實際應用時，一般只涉及1個～3個參數(shù)作為預報判據(jù)，如b)常用臨界降水閾值模型包括降水強度一歷時臨界降水判據(jù)、累計降水量一歷時臨界降水判據(jù)和激發(fā)降水量一前期有效降水量臨界降水判據(jù)。具體模型方法如下。1)降水強度一歷時臨界降水判據(jù)模型是國際上使用最廣泛的模型，見圖D.1。模型通式見式I降水強度，單位為毫米每時(mm/h);1圖D.1降水強度一歷時臨界降水判據(jù)2)累計降水量一歷時臨界降水判據(jù)是在各預警區(qū)范圍內，根據(jù)地質災害與降水關系的研究，采用統(tǒng)計分析方法，繪制地質災害與降水量之間的關系圖，散點常集中成帶分布，其上界表示為β線，下界表示為α線，據(jù)此建立了地質災害氣象風險預警判據(jù)，見圖3)激發(fā)降水量一前期有效降水量臨界降水判據(jù)見圖D.3。前期有效降水量/mm前期有效降水量/mm圖D.2累計降水量一歷時臨界降水判據(jù)圖D.3激發(fā)降水量一前期有效降水量臨界降水判據(jù)按照災害點的群發(fā)程度進行預警等級的劃分，一般黃色預警為災害點單點發(fā)生；橙色預警為災害點少量群發(fā)；紅色預警為災害點大量群發(fā)。根據(jù)其臨界降水量線，選擇其臨界下線進行可用指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、線性函數(shù)或多項式函數(shù)表示。判據(jù)通式見式(D.2):z——災害點個數(shù)，表示災害群發(fā)情況；Ra——激發(fā)降水量，單位為毫米(mm),一般為災害發(fā)生當日24h降水量；Rp——前期有效降水量，單位為毫米(mm),是指在地質災害發(fā)生前的降水過程，對災害有影響的有效降水量。前期有效降水量計算可采取如下兩種方法。方法一見式(D.3):R前i日的日降水量，單位為毫米(mm);n——有效降水日數(shù)，單位為天(d),據(jù)實踐經(jīng)驗，一般n=6,即主要受到一周內降水量的影響，建議各轄區(qū)可結合實際降水模式特征優(yōu)化調整取值。方法二見式(D.4):n—有效降水日數(shù)，單位為天(d),據(jù)實踐經(jīng)驗，一般n=6,即主要受到一周內降水量的影響，建議各轄區(qū)可結合實際降水模式特征優(yōu)化調整取值；D.2基于地質災害危險性的預警模型是一種考慮地質環(huán)境變化與降水參數(shù)等多因素疊加建立預警判據(jù)的方法，由地質災害危險性區(qū)劃與空間預測轉化而成，該方法可以隨著調查研究精度的提高相應地提高地質災害的空間預警精度。a)基于地質災害危險性的預警模型，一般適用于地質環(huán)境模式比較復雜的大區(qū)域。b)基于地質災害危險性的預警模型的模型通式見式(D.5):T=G×(Ra+Rp)………………(D.5)T——預警指數(shù)，據(jù)此確定地質災害氣象風險預警等級；G——地質災害危險性指標，地質環(huán)境條件的量化指標；Ra——地質災害發(fā)生的激發(fā)降水量，預警分析時為預報降水量，單位為毫米(mm);R。前期有效降水量，單位為毫米(mm),在地質災害發(fā)生前的降水過程，對災害有影響的有效降水量。c)地質災害危險性計算公式見式(D.6):G——地質災害危險性指標；a,——各評價因子的定量化取值；b;——各評價因子的權重；j——評價因子編號；d)地質災害預警等級確定依據(jù)如下：紅色預警臨界值；i為預警單元編號。D.3動力預警模型是一種考慮地質體在降水過程中氣象、水文和地質耦合作用下研究對象自身動力變化過程而建立預警判據(jù)方程的方法，實質上是一種解析方法，預警結果是確定性的。a)動力預警模型一般適用于單體試驗區(qū)或特別重要的局部區(qū)域。b)動力預警模型主要依據(jù)降水前、降水過程中和降水后降水入滲在斜坡體內的轉化機制，具體描述整個過程斜坡體內地下水動力作用變化與斜坡體狀態(tài)及其穩(wěn)定性的對應關系。通過鉆孔監(jiān)測地下水位動態(tài)、滲透壓力、孔隙水壓力和斜坡應力一位移等，揭示降水前、降水過程中和降水后斜坡體內地下水的實時動態(tài)響應變化規(guī)律、整個斜坡體物理性狀變化及其變形破壞過程的關系。在充分考慮含水量、基質吸力、孔隙水壓力、滲透水壓力、飽水帶形成和滑坡一泥石流轉化因素條件下，選用數(shù)學物理方程研究解析斜坡體內地下水動力場變化規(guī)律與斜坡穩(wěn)定性的關系，確定多參數(shù)的預警閾值，從而實現(xiàn)地質災害的實時動力預警。c)動力預警模型的選取可參考目前常用方法，如基于無限斜坡模型的穩(wěn)定性分析方法等。(資料性)地質災害氣象風險預警產(chǎn)品樣式國家級地質災害氣象風險預警簽批單樣式見表E.1。國家級地質災害氣象風險預警簽批單附圖見表E.1國家級地質災害氣象風險預警簽批單樣式收到氣象資料時間××時×X分發(fā)送地質災害預警產(chǎn)品時間××時XX分××月××日××時至××月××日××時自然資源部與中國氣象局××××年××月××日××時聯(lián)合發(fā)布地質災害氣象風險預警：××月××日××時至××月××日××時，××地區(qū)發(fā)生地質災害的風險較高(黃色預警);××地區(qū)發(fā)生地質災害的風險高(橙色預警);X×地區(qū)發(fā)生地質災害的風險很高(紅色預警)。建議X×××。預報員校核員帶班領導(資料性)地質災害氣象風險預警效果評價模型F.1預警準確率評價可參考如下方法：a)根據(jù)各地質災害點具體的發(fā)生時間、地點，對照各地質災害點是否落入預警區(qū)范圍內，將落入預警區(qū)范圍內的地質災害點數(shù)除以總的地質災害點數(shù)即為預警準確率，計算公式見式(F.1):式中：m——落入預警區(qū)的地質災害點數(shù)；b)根據(jù)地質災害點的發(fā)生情況確定，如果有地質災害點落入預警區(qū)范圍內，則表示此次預警準確，如果無地質災害點落入預警區(qū)范圍內，則表示此次預警不準確。將預警準確的次數(shù)除以預警總次數(shù)即為預警準確率，計算公式見式(F.2):M——預警準確次數(shù)；N——預警總次數(shù)。c)這種計算方法首先確定一個目標值，然后計算實際值，根據(jù)目標值與實際值的比較確定預警準確性。例如，給定目標值為30%,根據(jù)計算，某一天總的地質災害點數(shù)中如有大于或等于30%的地質災害點落入預警區(qū)范圍內，則表示這次的預警準確，否則預警失敗。根據(jù)預警準確的次數(shù)與預警總次數(shù)的對比得出預警準確率，計算公式與F.2相似。F.2基于時間、空間、強度三指標的預警效果評價可參考如下方法：a)預警效果評價是預警時間效果評價、預警空間效果評價、預警強度效果評價的綜合，理論上應該是時間、空間、強度三者均準確時才認為是準確，三者并非簡單的相加或者相乘的關系，鑒于目前的工作程度和研究程度，建立預警準確率評價公式見式(F.3):p——預警準確率，是預警時間準確率p時、預警空間準確率p空和預警強度準確率p強的平均b)時間效果評價模型公式見式(F.4):式中：p時——預警時間準確率，數(shù)值以“%”表示；72;——某預警時段(i=1,2,3,…,n)預警區(qū)內災害點數(shù)；度為天，則T為1d,如果預警時間尺度為3h,則T為3h;t災害發(fā)生時間；[to,t;]——預警時段