一种用于泥石流灾害预防和报警的实时移动多媒体通信系统

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1、一种用于泥石流灾害预防和报警的实时移动多媒体通信系统李蕊吴宣罗超1.系统设计的背景及必要性1.1系统设计背景山洪是山区河流（溪沟或荒溪）的洪水，特别是指山区小河（沟）和周期性水流上的洪水。泥石流不同于山洪，泥石流是指发生在沟谷和坡地上的饱含小至粘土、大至巨砾的I古1液两相流，也是山区介于挟沙水流和滑坡之间的土（泛指I古I体松散物质）、水、气混合流。泥石流灾害是指山洪泥石流暴发而给人类社会经济系统所带来的危害，并不是所有的泥石流都造成灾害，譬如发生在荒芜人烟的高山地区，无论规模多大，由于没有承灾体，并不形成灾害。泥石流具有突发性强、来势凶猛、破坏性大、预测难度大等特

2、点，极易造成重大的人员伤亡和财产损失。因此泥石流是威胁城镇居民安全的主要自然灾害之一。泥石流灾害预报和报警的研究一直是国内外研究的热点，目前为止关于山洪泥石流灾害预报预警技术的研究成果不少。目前国际上公认的比较科学而实用的空间预报方法是奥地利H•奥里茨基提岀的荒溪分类及危险区制图指数法，即通过在沟道里或沟口冲积锥上根据危险性质（山洪或泥石流危害）与等级划分岀红色区、黄色区及白色区，以便政府和人们采取必要的针对措施，从而达到预警预报的目的。H本也是国际上较早涉及泥石流危险范围预测的国家，池谷浩、高桥保、水山高久等人通过研究泥石流冲出量、冲岀长度和堆积范围，建立了不同

3、类型的泥石流危险范围预测模型。足立胜治等开展了泥石流发生危险度的判定研究，主要从地貌条件、泥石流形态和降用三方面判定泥石流发生率。其中各个方面又分若干要素，每个耍素又分若干等级,每个等级给出相应的判别得分，然后统计计算泥石流发生的可能性，从而确定泥石流沟的危险等级。此外美国、徳国等国家也完成了山洪泥石流灾害的制图工作,但灾害制图与奥地利不同，具体到该区域内某条沟谷是否会有山洪泥石流发生的可能，只是把山洪泥石流沟划分出来，或者把具有山洪泥石流沟的大范围区划分开。实际上并不是山洪泥石流沟的所有沟道一定都处在危险区，也不是有山洪泥石流沟的整个区域都会有山洪泥石流的发生。

4、因此除奥地利外，其他国家的危险区制图（划分）只是宏观意义上的标定。尽管如此，危险区划分与制图在大尺度泥石流空间预测方面起着重要的作用，并已广泛用于灾害保险、灾害预防和灾害求援等方面。国内也有不少学者研究山洪泥石流危险区的空间范围划分。我国泥石流危险区区划的工作开始于1985年，其代表性成果为1991年出版的《中国泥石流灾害分布与危险区划图》。类似的成果还有唐邦兴和刘希林所著的“中国泥石流危险区划的探讨”，“长江上游泥石流危险度区划研究”等。其研究方法有很多，但具代表性的方法有三种：第一种方法是以判断泥石流沟与非泥石流沟为依据，以综合指数法确定泥石流沟的危险程度，这

5、种方法是目前我国判断泥石流沟应用最为广泛的一种方法，在我国11条铁路干线377条沟进行了综合评判和组织专家现场调查评判进行对比，结果表明85%以上评判结论一致，证实了此种方法的科学实用性；第二种方法是根据通过对泥石流沟危险度评价和泥石流沟的分布进行危险区的划分；第三种方法是针对每一条溪沟（沟道）选取一定的指标进行荒溪分类，在荒溪分类的基础上，对各种每条溪沟（沟道）采用不同的危险区划分模型，把整条沟的危险区与非危险区划分开来。如王礼先等对北京山区2280条溪沟，选取6种评价指标24个评价因子，利用综合指数法通过对每条溪沟进行了分类。此种方法最突岀的特点是对山区山洪泥

6、石流沟潜在易发区的每条沟道进行实地调查，保证了沟道类型判别的科学性，并对不同类型荒溪进行危险制图，对山洪泥石流的准确定位预报作用明显，但工作量是三种方法中最大的一种。1.2系统设计的必要性尽管泥石流灾害的预警研究与应用己经取得了显著的成果，但还远远不能满足当前减灾防灾的需求，由于泥石流形成环境和成灾机理的复杂性，许多理论、技术、方法仍处于资料积累、试验探索阶段，因此，在泥石流灾害发牛机制、预警技术、预警数据处理、灾情诊断、新仪器研发、数字决策系统、预警体系，特别是针对城市的早期预警等方面有待于深入的研究。目前，泥石流灾害预警研究与应用存在的主要问题如下：（1）泥石

7、流灾害的发生在时空上存在明显的不确定性不同环境背景下的泥石流发牛的临界雨量和雨强难以定量表达，泥石流灾害预警是在对降雨天气分析诊断基础上做出的“二次预报”，很大程度上依赖于暴雨的预报精度，这就使泥石流灾害预警的准确程度不可能超过暴雨预报的准确率。此外，在泥石流灾害监测预警实施中，仍没有充分挖掘气象部门提供的实时性较强的卫星云图和气象雷达信息，并且缺乏对“天气形势与泥石流发生关系”的深入分析，气象部门开发的较为成熟的暴雨预警预报模型也没有充分利用。（2）泥石流形成的天上因素与地面因素耦合模型是预警研究的薄弱环节尽管通过长期定点观测总结了泥石流多发地区的灾情模式，但是

8、对于低频率