彭阳地质灾害论文发表

2008年5月12日14时28分，在青藏高原东缘龙门山地区发生了汶川8级强烈地震，成为继2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震之后在中国大陆发生的又一次强烈地震，造成了惨重的人员伤亡和巨大的财产损失。

面对“5·12”汶川8级地震突发灾害，中国地质科学院组织专家，最先对发震动力学背景进行了科学分析，第一时间奔赴震中地区开展地表破裂变形与地震地质灾害调查。随后组织来自院本部、地质研究所、水文地质环境地质研究所和地球物理地球化学勘查研究所的80余位科学家，系统开展地震科学钻探选址、活动断裂与地震变形观测、地应力测量、地质灾害地面调查、堰塞湖与水工环综合评价。6位专家参加国家汶川地震专家委员会，编辑出版《汶川地震灾区地震—地质灾害图集》，组织召开汶川地震动力学分析研讨会，2位专家参加国土资源部抗震救灾前方指挥部工作。在第33届国际地质大会期间，组织汶川地震大型展览，应邀作汶川地震、地震科学钻、地表破裂等学术报告，受到国际同行的高度关注。组织申报汶川地震断裂带科学钻探工程，2008年11月第一口地震科学钻开工；组织落实国家专项、“973”课题、地质调查项目等科研任务，有效地调整了面向地质灾害的学科结构和人才布局。

在2008年度科技成果汇报交流暨十大科技进展评选会，许志琴院士作汶川大地震发震背景与科学钻探报告，董树文、吴珍汉研究员作汶川大地震中国地质科学院的快速反应报告，评委会将“5·12汶川地震后中国地质科学院的快速反应与调查研究”评选为中国地质科学院2008年度科技特别进展。

中国地质科学院领导为首批赴震区调查组送行

第一时间组织开展发震动力学背景分析和地震地质灾害考察

“5·12”汶川地震发生后，中国地质科学院专家以高度的责任心，最先对发震动力学背景进行了科学分析；5月14日董树文、张岳桥研究员等科学分析了汶川地震发生动力学背景，彭华研究员等报道了汶川地震前地应力异常资料，并通过中国地质调查局《汶川地震简报》（2,3）上报国土资源部。2008年5月15日许志琴、董树文等参加中国地质调查局汶川地震机制会商会，讨论了地震背景和机理。2008年5月18日通过新华社面向国内外发布发震构造背景、地震破裂性质和余震长期活动的科学报告，全国各媒体纷纷转载。

2008年5月16～24日，院组织以董树文副院长为领队，由吴珍汉研究员、张岳桥研究员、张永双研究员、陈正乐研究员、杨农研究员、雷伟志副研究员、石菊松博士、施伟博士共9位专家组成的中国地质科学院地震地质灾害考察队，爬跋山涉水、风餐露宿，冒着生命危险，克服重重困难，深入地震重灾区北川县城、映秀镇、陈家坝、青川县城、关庄镇与红光镇东部，实地考察活动断裂、地震破裂与地震地质灾害，获得汶川8级强烈地震地表变形、地震灾害和地震触发地质灾害第一手宝贵观测资料。6月6日完成第一篇汶川地震地表破裂论文，7月份发表在《地质学报》（英文版）。

中国地质科学院考察队向国土资源部抗震救灾指挥部提交了多份有价值的考察报告，向当地政府和群众提供了及时有效的地震科学知识及抗震救灾建议，积极协助县市抗震救灾指挥部开展地震地质灾害调查和应急排查工作。5月21日，董树文研究员、张岳桥研究员、吴珍汉研究员在广元市接受四川人民广播电台、广元市电视台、广播电台联合采访，科学地解读地震原因，解惑群众惊恐和不安。

中国地质科学院专家第一时间赶赴震中区开展地震地质灾害野外考察

a—在北川县城南郊任家坪测量地表破裂变形；b—在关庄西北观测东河口堰塞湖；c—接受地方电视台和广播电台联合采访，普及地震科学知识

参加国家汶川地震专家委员会和国土资源部抗震救灾工作

5月21日中国地质科学院6位专家被选为国家汶川地震专家委员会委员，许志琴院士任专家委员会副主任，赵文津院士、董树文研究员、廖椿庭研究员、张岳桥研究员、吴树仁研究员为专家委员会成员；5月28日组织召开首次汶川地震动力学分析研讨会，对地震机理、地震预报及相关科学问题进行了深入讨论；6月20日许志琴与董树文等编辑出版《汶川地震灾区地震—地质灾害图集》，为抗震救灾和震后重建提供了重要参考资料；赵文津院士分析了我国大震地质、地球物理数据，对地震工作和地震预报工作提出建设性的意见。9月4日董树文委员作为国土资源部代表出席了国务院新闻办主持的“汶川地震专家委员会汶川地震新闻发布会”，介绍了地震—地质灾害损失与防治工作。5月24日～6月24日，中国地质科学院韩子夜所长和吴珍汉研究员进入国土资源部抗震救灾前方指挥部，在总指挥汪民副部长直接领导下开展工作，协调地震地质灾害应急调查，深入汶川地震重灾区实地考察地质灾害，为抗震救灾工作做出了积极贡献。

6月1～25日，在国土资源部科技与国际合作司支持下，中国地质科学院组织开展了汶川地震综合调查，许志琴院士任组长，龙长兴所长和胡平副所长任副组长，分应急选址、地应力监测、活动断裂与场址稳定性调查、科学钻选址、物化探测量与监测5个小组，分别开展野外调查与观测工作，获得宝贵的多学科综合观测资料。5月23日～6月5日，中国地质科学院水文地质环境地质研究所受国土资源部委派，组织以张发旺副所长为领队专家队伍10余人，奔赴汶川地震灾区，圆满完成了10个堰塞湖的调查评价任务，提交了6份技术报告，受到水利部抗震救灾指挥部和武警水电官兵的充分肯定，为堰塞湖监测和治理工程设计施工提供了重要依据。6月下旬，地质力学研究所组织专家赴汶川地震震中地区，布设天然地震观测台站，为余震精确定位和深部地震构造分析提供了重要的地球物理观测资料；水文地质环境地质研究所根据国土资源部和中国地质调查局相关部署，组织专家赴甘肃陇南市和文县，开展灾后重建规划地质安全与水土资源保障程度综合评估，为灾后重建的宏观决策提供科学依据。

中国地质科学院组织专家积极投入汶川地震地质灾害调查

a—国家汶川地震专家委员会董树文委员出席9月4日汶川地震新闻发布会，介绍地质灾害损失与防治工作；b—地质力学研究所龙长兴所长带领活动断裂与场址稳定性调查骨干成员抵达地震灾区；c—地球物理地球化学勘查研究所技术人员在地震灾区开展物华探野外测量；d—水文地质环境地质研究所张发旺副所长与武警水利专家讨论堰塞湖灾害隐患及治理方案；e—地质研究所地震科学钻选址组专家在野外测量地震变形和同震位移；f—地质力学研究所何长虹副书记带领专家在震中地区了解地震灾情并选择天然地震观测地点

组织实施汶川地震断裂带科学钻探工程

在汶川地震专家委员会和国土资源部指导下，在中国地质调查局直接领导下，中国地质科学院许志琴院士带领有关专家策划并组织申报“汶川地震断裂带科学钻探工程”，得到温家宝总理等领导及时重要批示。2008年11月第一口地震科学钻开工，成为世界上响应地震最快的地震科学钻探工程。汶川地震科学钻探工程将采用先进钻探工艺，对汶川地震和复发微震的源区进行直接取样，开展地质构造、地震地质、岩石力学、化学物理、地震物理、流变学等多学科观测、测试分析和综合研究，揭示控制断裂作用和地震发生的物理过程和化学作用，为地震监测、预报或预警提供基础数据和重要信息，促进地震科学发展。

汶川地震科学钻探工程一号孔开钻仪式

徐绍史部长向汶川地震断裂带科学钻探工程中心主任王学龙副局长和首席科学家许志琴院士授牌

组织第33届国际地质大会汶川地震大型展览与专题报告

2008年8月中国地质代表团参加在挪威奥斯陆举行的第33届国际地质大会上应组委会特邀作汶川地震学术报告，举办了汶川地震大型展览，展版面积18m×3m（图3）；董树文研究员在“地质灾害”每日主题会上作了题为“汶川地震灾情与中国地质科学家反应”的报告，许志琴院士在专题会议上作汶川地震科学钻探学术报告，张岳桥研究员在国际岩石圈研究专题会上作有关汶川地震破裂与变形学术问题的报告，受到各国代表的高度关注。

副院长董树文研究员在地质灾害“每日专题”作汶川地震学术报告

第33届国际地质大会汶川地震大型展览

地质力学研究所全力以赴抗震救灾

“5·12”汶川大地震，震撼了中国，震撼了世界。在祖国面临大灾大难的关键时刻，地质力学研究所没有观望，没有等待，更没有退缩，立即组织有关专家，无条件投入抗震救灾行动，连夜展开震源机制分析，震情迁移分析，灾情分析。在老所长董树文副院长的组织领导下，紧急组成了调查组，第一时间奔赴灾区，冒着生命危险，开展活动断裂、地质灾害调查，收集掌握宝贵的第一手科学资料，发挥专业优势，为抗震救灾提供科技支撑。随后又多次派出专家组，前往灾区开展相关工作；同时组织多名专家、研究生组成专家组，在局的统一部署下，紧急展开地质灾害遥感解译以及环境承载力评估等方面工作，他们不分昼夜地坚守在自己的岗位上。

地质力学研究所先后直接参加抗震救灾一线工作的人员有62人，其中赴震区前线的人员有35人，坚守在后方的人员有27人；有3位专家进入国务院汶川地震专家委员会，有7位专家进入科技部专家组，为全国抗震救灾工作提供科技支撑。在整个抗震救灾行动中，地质力学研究所干部职工无私无畏的精神，坚强有力的行动，卓有成效的工作，得到了各级领导和同行们的肯定和认可，得到了各种方式的表彰。地质力学专业委员会荣获中国科协“抗震救灾先进集体”称号，张岳桥、杨农、雷伟志、施玮分别获得有组织评选的抗震救灾先进个人光荣称号。

地质力学研究所专家在地震灾区开展地震变形与地质灾害现场调查

地应力观测站5月12日观测到的地壳应力应变变化曲线

地壳应力应变变化曲线

地质力学研究所天然地震台网观测的余震震中分布图

水文地质环境地质研究所专家赴四川灾区调查堰塞湖险情

2008水文地质环境地质研究所专家赴四川灾区调查堰塞湖险情年5月23日～6月2日，受中国地质调查局委派，水文地质环境地质研究所党委、所领导抽调精干力量张发旺、张兆吉、王贵玲、王建中、韩双平、韩占涛、聂振龙、侯宏冰、蔺文静、钱永等10位同志，与水环地调中心的孙建平等5位同志、天津地调中心肖国强等3位同志一起到四川灾区的绵阳、德阳两个重灾区调查堰塞湖险情。

震后的灾区一片疮痍，加之堰塞湖出现的地方均处于位于发震断裂附近的深山中，是震灾最严重的地方，道路山体滑坡、坍塌等非常严重，有些地段，山体松动，地势险峻，随时都有继续垮塌的危险。

面对如此艰难险境，调查组成员不畏艰险，不顾劳累，连续作战，只要天气情况允许就出发。山里道路往往已经被巨石堵塞，调查组只能徒步前进，沿途河谷狭窄，两侧山体陡峭，许多地段岩体松动，摇摇欲坠，随时有滚落的可能。如遇到余震发生，后果不堪设想。5月25日下午，在四川青川县又发生了震后的最大一次余震，震级高达6.4级，此时，调查队员刚刚从山中出来不到2个小时。

就是在这样的条件下，调查组通过一星期的辛苦工作，配合水利部出色地完成了调查任务，提交了7个堰塞湖的调查报告，受到水利部抗震救灾指挥部绵阳堰塞湖前沿指挥部的充分肯定，提出的建议已经被采纳，用于堰塞湖的治理工程设计和施工中。

中国地质科学院年报.2008

水文地质环境地质研究所专家在地震灾区调查评价堰塞湖险情

地球物理地球化学勘查研究所积极投入抗震救灾及调查研究工作

“5·12”汶川8级地震突发之后，在国土资源部和中国地质调查局统一部署下，地球物理地球化学勘查研究所以高度的责任心和使命感，积极投入到抗震救灾工作中去。

五月下旬，国土资源部选派人员组建部抗震救灾前线指挥部，韩子夜所长受汪民副部长指派，担任前线指挥部办公室主任，除了办公室的日常工作外，还负责指挥部的后勤工作。在韩子夜所长的带领下，前线指挥部办公室高效运转，为部领导决策、统领所属各单位在灾区井然有序地工作提供了有力的支撑。

汪民副部长、韩子夜所长及科研人员在至四川前线指挥部研讨抗灾工作

选址物探测量组在现场工作

物探测量组在布设测线

六月初经国土资源部再次统一调遣，地球物理地球化学勘查研究所先后派出两批专家前往灾区第一线参加抗震救灾工作。由胡平副所长亲自带队，统一指挥，两批专家一行12人，携带7台套物化探设备，四辆越野车以及其它有关装备，分成两组积极投入到“汶川强震活动断裂调查与灾区重建场址稳定性评价”工作当中去。第一组即物化探监测组，主要进行了天然电磁场、地磁场和地气监测工作，为余震活动趋势分析和活动断裂调查提供了重要的数据。第二组即应急选址地球物理测量组，主要开展了EH4电磁测深和高密度电阻率法测量工作，为探明擂鼓盆地基岩埋深及构造发育情况和灾后重建选址提供了重要依据。

另外，在此期间，地球物理地球化学勘查研究所分别派遣两名同志前往灾区参加了抗震救灾捐赠仪器的验收工作和国土资源作家协会的撰稿工作；还有三名同志被派驻京参加了部局机关抗震救灾的保障和宣传工作。

国家地质测试中心参加汶川地震断裂带科学钻探（WFSD）—地下流体异常及地震前兆关系研究

目前已建设WFSD现场流体实验室，利用在线脱气装置、质谱仪等，进行了实时流体监测，主要测定组分包括He,CH4,CO2,Ar,H2,O2,N2和氡。正随钻建立流体地球化学剖面，开展流体变化与地震前兆的相关性研究。

WFSD现场流体实验室

WFSD现场在线脱气装置

一、内容概述

本成果是地质灾害气象预警预报研究与服务工作开展9年来的系统分析与总结，提出了地质灾害区域预警隐式统计预报法、显式统计预报法和动力预报法等3种方法，系统开展了两代地质灾害区域气象预警技术方法（隐式统计预报法和显式统计预报法）研究与应用。在全国范围内，分区研究了不同地层、构造、气候等条件下地质灾害的发生规律，并建立了地质灾害预警模型，在区域地质灾害气象预警技术方法研究方面取得了显著性进展和创新性成果，开创了中国大陆地质灾害气象预警的先河，为省级地质灾害气象预警提供了技术指导和借鉴，得到了各级政府和社会公众的认可。

1.地质灾害区域预警原理

提出了地质灾害区域隐式统计预报、显式统计预报和动力预报等三分法，设计并开发完成了地质灾害隐式统计和显式统计预警两类系统。

（1）隐式统计预报法

隐式统计预报法把地质环境因素的作用隐含在降雨参数中，在某地区的预警判据中仅仅考虑临界降雨参数建立模型。隐式统计法可称为第一代预报方法，比较适用于地质环境模式比较单一的小区域。第一代国家级地质灾害预警系统采用该方法设计实现，在2003～2007年应用。

（2）显式统计预报法

显式统计预报法是一种考虑地质环境变化与降雨参数等多因素叠加建立预警判据模型的方法，它是由地质灾害危险性区划与空间预测转化过来的，该方法可以充分反映预警地区地质环境要素的变化，并随着调查研究精度的提高相应地提高地质灾害的空间预警精度。显式统计法可称为第二代预报方法，比较适用于地质环境模式比较复杂的大区域。该方法基于地质环境空间分析，通过网格剖分计算单元的地质灾害“潜势度”、合并单元分析结果后区划实现的，克服了仅仅依据单一临界雨量指标的限制，在临界诱发因素的表达、预警指标的选定与量化分级等方面可进一步升级。第二代国家级地质灾害预警系统采用该方法设计实现，并在2008年以后应用。

（3）动力预报法

动力预报法是一种考虑地质体在降雨过程中在地-气耦合作用下研究对象自身动力变化过程而建立预警判据方程的方法，实质上是一种解析方法。动力方法的预报结果是确定性的，可称为第三代预报方法，因需精密仪器检测，目前该方法只适用于单体试验区域或特别重要的局部区域。该方法主要依据降雨前、降雨中和降雨后降水入渗在斜坡体内的转化机制，具体描述整个过程中斜坡体内地下水动力作用变化与斜坡体稳定状态变化的对应关系。成果第一完成人在四川雅安创建了第一个试验区。

2.第一代国家级地质灾害预警系统

预警区划：根据中国地貌格局、地质环境特征及其与降雨诱发型崩滑流地质灾害关系的统计分析结果，以全国性分水岭、气候带、大地构造单元和区域地质环境条件，进行一级分区；以区域分水岭、历史滑坡泥石流事件分布密度、地形地貌特征、地层岩性、地质构造与新构造运动、年均降雨量分布等，进行二级分区。将全国划分为7个预警大区、74个预警区。

临界降雨判据：采用统计分析方法，开展滑坡泥石流与降雨关系研究，制作滑坡泥石流与不同时段临界降雨量关系散点图，散点集中成带分布，其上界可用β线表示，下界可用α线表示。利用1日、2日、4日、7日、10日和15日等过程降雨量，建立地质灾害预警判据模式图，作为临界降雨判据。

预警专用符号：设计制作了地质灾害气象预警预报专用“符号”。从2005年开始，在中央电视台发布地质灾害气象预警信息图片时，同时配发崩塌、滑坡和泥石流动画，增强了地质灾害预警信息的视觉冲击力，也提高了地质灾害气象预报预警的社会影响力和全民防灾意识。

预警软件系统：2003～2006年，模型采用第一代临界雨量判据法，基于C语言开发了预警预报软件。2007年，模型仍采用第一代临界雨量判据法，基于ArcGIS开发了第二套预警预报软件。

3.第二代国家级地质灾害预警系统

预警模型建立过程：①地质灾害预警分区，将全国分为7个预警大区，分区建立预警模型；②地质灾害气象预警信息图层编制，充分考虑地质灾害发生的地质环境基础信息、地质灾害历史发生实况等，共编制预警信息图层30个，建立了比较全面的全国地质灾害气象预警预报信息系统，主体图层的精度从第一代的1∶600万提升到1∶100万；③地质灾害潜势度计算；④统计预警模型建立。

（1）显式统计预警模型方法

根据地质灾害区域预警预报理论，显式统计预警方法综合考虑了地质环境因素、降雨因素，即不同于临界降雨模板法，预警模型中既要考虑降雨因素的作用，还需要特别包含地质环境因素的指标。地质环境因素复杂多样，用一个综合指标来衡量，降雨因素选取两个指标进行衡量。

选取“地质灾害潜势度”（G）作为地质环境条件因素的综合指标；当日雨量（Rd）、前期雨量（Rp）作为降雨诱发因素的指标；以G、Rd、Rp 作为输入量，以历史地质灾害点的实际发生情况作为输出量，开展统计分析，建立显式统计的预警模型，通用函数如下：

T＝G＋Rd＋Rp

式中：T为预警指数，据此确定地质灾害气象预警等级；G为地质灾害潜势度，是地质环境条件的量化指标；Rd为日雨量，是地质灾害发生当日的雨量，预警分析时为预报雨量；Rp为前期累计雨量，是地质灾害发生前的累计雨量。

（2）预警专用符号

设计了第二代预警动画符号，在中央电视台（CCTV-1）发布预警产品图片时，同时配发预警符号动画和播音员播音的形式，第二代预警符号的逼真性和美观效果有显著提高。

（3）预警软件系统

第二代国家级地质灾害预警系统构架于微软Windows操作系统、Office系统和Map-GIS平台，具有方便的图层管理、预警计算、自动成区等功能，能够实现日常预警预报自动服务工作，集成了两代模型方法、地质环境背景、降雨数据等实时查询、便利的交互操作。

二、应用范围及应用实例

2003～2011年，第一代和第二代国家级地质灾害预报预警系统为全国地质灾害气象预报预警工作应用了9年，在中央电视台发布地质灾害预警信息639次，在中国地质环境信息网站发布1133次，在中央人民广播电台发布152次。国家级地质灾害气象预警工作还为2008年“5·12”汶川特大地震、2010年“4·14”玉树地震、2010年“8·8”舟曲特大山洪泥石流等灾害的抢险救灾工作提供了有针对性的预警预报服务。

地质灾害气象预警系统研发与服务9年来，明显提高了突发性地质灾害易发区广大民众的防灾减灾意识，尤其是通过与地质灾害“群测群防”的共同配合应用，对减轻地质灾害造成的经济损失，减少人员伤亡，提高民众防灾减灾意识，促进社会稳定，保护重要基础设施等发挥了重要作用，得到了社会各界比较广泛的认可。此项工作也得到了温家宝总理、曾培炎副总理、回良玉副总理以及孙文盛部长、徐绍史部长等领导的肯定和赞赏。

典型实例检验：

2007年8月19日，国家气象中心降雨预报结果显示：在浙江南部、福建全境、广东东北部有暴雨（50mm）；其中，浙江南部局部、福建大部、广东东北局部有大暴雨（100mm），福建东部沿海局部有特大暴雨（250mm）。在综合分析地质灾害“潜势度”、气象预报雨量、气象前期实况雨量后，采用全国地质灾害预报预警软件Prediction，自动生成了预警结果。

根据地质灾害发生情况的反馈，本次预警时段全国共有较重大的地质灾害点105处，其中福建80处、浙江10处、云南5处、湖南10处。其中，90处灾害点在5级预警区范围内，3处灾害点落在4级预警区范围内，6处灾害点在3级预警区范围内，另有6处灾害点落在预警区范围之外。

三、推广转化方式

地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果，已有多篇研究论文在核心、EI等期刊发表，多次进行学术大会交流，专著《中国地质灾害区域预警方法与应用》已出版，且依据显式统计预警模型研发的第二代国家级地质灾害预警软件系统和发布系统取得了2项计算机软件著作权登记证书。

自2003年起至今，地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果，已成功应用于国土资源部和中国气象局联合开展的地质灾害气象预警预报工作中，在国土资源部和中国气象局合作示范的带动下，目前全国已有30个省、223个市、1035个县开展了地质灾害气象预警预报工作。自2003年6月至2010年，通过地质灾害气象预警预报、地质灾害调查和群测群防相结合等方式，全国各地共成功避让地质灾害5356起，避免人员伤亡29.18万人，避免财产损失37.7亿元。鉴于这8年取得的防灾减灾成效显著且得到社会认可，2010年10月14日，国土资源部和中国气象局签订了《关于深化地质灾害气象预警预报工作合作的框架协议》。

因此，随着地质灾害气象预警预报需求的不断提高，地质灾害气象预警预报理论与方法的相关研究成果，必将持续得到深入研究和应用，并在地质灾害防治事业中发挥更大作用。

技术依托单位：中国地质环境监测院（国土资源部地质灾害应急技术指导中心）

联系人：刘艳辉

通讯地址：北京市海淀区大慧寺20号

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