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地质气象灾害预报发展趋势 |
发布时间:2014-06-18 |
以滑坡预报为例。滑坡的预报研究虽已有数十年的历史,取得了较大的进展,但至今尚有许多关键问题没有解决,滑坡滑动时间预测预报理论和方法还不成熟。根据已有研究中存在的问题及目前学科的发展现状,预计滑坡预报的发展研究将集中于以下几方面: 1、基于非线性动力学的滑坡滑动时间预测预报研究。滑坡系统是在开放和远离平衡的条件下,在与外界环境交换物质和能量的过程中,通过能量耗散过程和内部的非线性力学机制来形成和维持的宏观时序“耗散结构”。它是在没有外界特定干预的情况下,获得时空有序的“自组织系统”。而非线性动力学理论的研究对象正是具有上述特征的开放复杂系统,它较好地解决了地质灾害预测中确定性和不确定性模型的统一问题,可以很好地刻画滑坡运动的复杂性特征和规律,在滑坡预测中具有重要的意义。这种观点和方法将滑坡预报研究从经验预报和统计预报引入物理预报,是认识上的一个飞跃, |但目前仍处于起步阶段,因而将来的工作应着重加强非线性动力学理论的研究,使之与目前的系统论、信息论等的研究成果构成系统的滑坡预测理论体系。 2、智能学预测方法的发展。现代科技为滑坡预测的定量研究包括复杂烦琐的计算模型提供了先进的计算手段,推进了预测科学的研究进程。然而进一步的研究表明,专家的经验知识在科学研究中特别是在预测科学中起着举足轻重的作用。专家往往典有不可思议的预见能力,而这种经验直觉几乎不可能用一般的数学方法建立定量模型。将专家的经验知识、直觉判断力建立成专家系统,并与严密的科学理论、数学模型有机结合即成为探索应用滑坡预测的最佳途径之一。 3、多因子综合预测预报研究。滑坡系统是一个十分复杂的非线性动态系统,影响其稳定性的因素很多,尤其是一些影响滑坡的动态因素,如降雨量、地下水、地震力、动态外载等。这些因素往往在滑坡发展到一定阶段就变成了主要因素,因此若只考虑某单一因素建立模型,即使是最主要的因素也势必影响其预测的可信度。这样在选取参数作为滑坡预报的因子时,如何 选取能够反映滑坡动态过程的最佳因子,描述滑坡变形过程的物理、化学规律就成为滑坡预报的关键。 4、GIS 在滑坡预报中的应用研究。滑坡演化发展所反映的信息具有地域性、多层次性、时效性的特征。滑坡预测预报必须同时考虑众多的时、空变化因素。这样庞大的数据信息的获取、地质环境条件的确定以及巨大的运算量等都限制了滑坡定量预测的发展。近年来发展起来的GIS技术是一个可以使数据库和地理信息体化,并可提供空间模拟能力的计算机系统,利用GIS技术能详细、直观地掌握研究医地质背景资料和滑坡发育特征,为管理决策者提供丰富的定量信息和图像、图形信息,其收集、分析空间数据的强 大功能也减少了人为因素在预报中的影响作用,并且可以利用进行复杂的空间模拟,进而方便、及时地将空间模拟评价过程中暴露的问题予以改正, 反馈到新的模拟过程中,可大大提高工作效率。随着GIS技术在我国的发展,这必将成为地质灾害进行定量预测的有效方法之一。 5、水在滑坡演变过程中的作用和定量评价研究。水在滑坡变形破坏过程中作用极大,它虽不是斜坡变形破坏的本质特征参数,却是诱发滑坡的主要因素,特别是降雨量与滑坡的关系更为密切。一定的雨量和雨强可缩短滑坡的演变历程,使滑边提前发生破坏失稳。然而水在滑坡变形破坏中的作用机理及其定量表现,一直是滑坡预报研究中的难点,在今后研究中仍将是重点课题之一〈许强等2004〉。 5、人类活动在滑坡演变过程中的作用和定量评价的研究。随着大规模的土地开发利用和重大建设工程活动的日益增加,因不合理人类活动诱发的滑坡越来越多,所以人类活动在滑坡演变过程中的作用机理及其表现,将是滑坡滑动时间预报研究的重要方向之一。 滑坡预报涉及滑坡稳定问题研究的许多理论和方法,是滑坡研究领域难度最大的课题。尽管国内外学者在滑坡预报方法、滑坡变形破坏机制分析及其相关问题的研究中,进行许多有重要意义的探索和尝试,但准确预报的实例仍很少。许多成功的预报大都是通过监测工作,根据临滑现象作出的经验预报,而运用什么样的理论,建立何种理论模型进行预报,并没有完全解决。许多预报系统都是以已发生滑坡的检验性预报来论证其可行性,没有真正经受工程实践的检验。滑坡预报还是一个处在探索研究中的问题。 近些年来,滑坡预报研究发展较快,在研究方法和手段上都在不断地创 新,随着一些新的、先进的技术手段的应用与发展,一些相邻学科的渗透和新学科的兴起,为滑坡预报研究提供了新的理论方法和观测、实验、计算手段,这必将推动滑坡预报研究的迅速发展。来源:《地质气象灾害》 |