厄尔尼诺年的地质灾害监测预警怎么做:从雨情预报到形变响应

2026-10-14


厄尔尼诺改变的不是要不要监测,而是雨的分布与节奏。把气象趋势翻译成工程语言,就是让雨情、响应、判定、处置、复盘这五步在汛期闭环跑起来。

一、为什么要在厄尔尼诺年里专门谈汛期监测

据国家气候中心 2026 年 9 月监测,赤道中东太平洋已正式形成一次超强厄尔尼诺事件,预计 11—12 月前后达到峰值;世界气象组织 10 月 8 日的口径亦预计本轮事件于 12 月前后达峰。与这条海温曲线相伴的,是官方对今年秋季的判断:中东部大部降水偏多,极端降水及山洪、滑坡、泥石流等风险偏高。

更需要工程设计者留意的是滞后效应。多方公开口径都指出,厄尔尼诺的影响常常在次年才达到顶峰,也就是说,风险窗口被拉长到跨年度,而不是随着海温回落就结束。

这决定了今年汛期监测工作的性质:它不是一次常规的值班轮换,而是一次在特定气候情景下对既有体系的调档运行。设备、平台与预警流程在非汛期就已经定型,汛期要做的是根据雨情节奏,把采集频次、判定口径、处置路径和复盘机制调整到与之匹配的档位。

二、驱动量的三个变化:总量、形态与前期条件

厄尔尼诺对监测的含义,可以拆成三个方向的变化来看。

其一,总量与落区。据国家气候中心对今年秋季的判断,江南大部和西南地区东部局部降水偏多五至八成;同期内蒙古西南部、西北地区东北部降水偏少超过二至五成。这不是整体变多或变少,而是同一季节内两种极端并存——既有要按累积入渗量级重新校准的坡体,也有要按干旱条件单独设窗口的区域。

其二,过程形态。今年夏季已观察到的特征是多雨带分布、暴雨过程面广点强、落区重叠、致灾复合。翻译成监测语言,就是连续降雨过程容易在时间上叠加、在空间上重叠,同一坡体在一个汛期里可能被反复加载,累积效应比单场暴雨更重要。

其三,前期条件。降水偏少的干旱区,坡体处于低含水率状态,裂隙与土岩界面的优先入渗通道可能已经发育。当这类区域迎来首场强降雨时,入渗路径与孔压响应都与常规状态不同,需要单独识别。

把这三条合起来看,得到的是一句很实际的话:今年汛期的重点不是把每一处坡都盯得更紧,而是根据雨落在哪、下多久、落几次、落之前坡是什么状态,去安排监测的重点与节奏。

这三个变化落到具体工作上,指向的其实是同一件事:监测的重点要从固定不变转为随雨情移动。落区偏多的坡体,要把累积雨量与位移响应的关系重新对一遍;落区重叠的地段,要把连续过程当作一个整体来记录;前期偏旱的区域,则要在首场强降雨前后单独设一个观察窗口。设备的位置未必改变,但判定的关注点、加密的触发条件与复盘的颗粒度,都要跟着今年的气候情景一起调整。

三、响应侧:雨怎么作用到坡体上

驱动量只有通过坡体内部的力学与水文过程,才会转化为可测的形变。这条链条,行业公开研究已有较一致的描述:降雨入渗使湿润峰持续下移,基质吸力降低、孔隙水压力上升,有效应力随之下降,抗剪强度减弱,变形启动并加速。变形不是雨的即刻回声,而是孔压重分布之后的响应。

坡体的结构决定了这条链条的长短。含裂隙的岩土二元结构坡体,降雨大部分进入坡体内部,形成土岩界面流与裂隙渗流,响应更快也更剧烈;完整岩体则以结构面控制为主,响应相对平缓。这也是同一场雨落在两处坡、结果不同的原因。

行业公开研究口径还提示了两个容易被忽略的规律:其一,降雨总量不变时,降雨强度与降雨时长都会降低坡体稳定性,初期强度影响更大,持续阶段时长影响更大;其二,峰值型降雨的稳定性最小值不一定出现在降雨结束时,峰值位置越靠后,稳定系数往往越低。这意味着雨渐渐小下去的那段时间,未必是坡体最安全的时候。

也正因为响应存在时间差,判断坡体状态时只看一个量往往不够。位移滞后于降雨,单看位移容易错过前期的雨情信号;只看雨量,又无法确认坡体是否已经产生响应。把同一特征点上的雨量、位移、孔隙水压力与深部位移放在一起看,才能既拿到驱动量,又拿到响应量,还能解释响应为什么快或为什么慢。

▲ 图注:雨情是汛期监测的驱动量

四、监测内容与布设

在厄尔尼诺情景下谈监测内容,前提是承认不同监测量在判断链里扮演的角色不同:雨量是驱动量、也是可以提前预报的量;位移是响应量;孔隙水压力与含水率是解释响应快慢的中间量;泥(水)位、次声与视频则服务于泥石流这类以流通为主要特征的场景。

监测内容与布设要点,可概括如下。

监测内容布设要点(依据行业方案通行口径)
降雨量雨量站宜布设在泥石流沟后缘及其暴雨带内,特别是形成区内崩塌、滑坡与松散物质储量最大的区域;中高山区以形成区和流通区段为主。
表面位移采用卫星定位终端,布设于变形具有代表性的位置,能控制坡体前、中、后缘。
深部位移在深部裂缝、滑带、软弱带布设监测点,形成多层次的立体监测体系。
裂缝用裂缝计监测相对位移;推移式坡体重点中、后部,牵引式重点中、前部。
孔隙水压力与含水率布设在形成区内强降雨下较易启动的物源区坡体 20cm 以深土体内,选粗大颗粒较少、细颗粒较多的斜坡体。
泥(水)位一般布设 1~3 个,宜设在危险区上游 1.5 千米以上的流通区段,为下游危险区留出 5 分钟以上撤离时间。
次声与振动宜布设在流域中下游较安全、便于安装维护与预警的区域;点位与流通、形成区之间应无遮挡。
视频站址宜位于安全高程(历史最高泥石流、洪水位或 20 年一遇洪水位以上)的巨砾、基岩、堤坝、拦砂坝、桥梁等处。

布设上还有一条通用原则:为便于分析不同监测内容与变形诱发因素之间的相关性,应尽可能把不同监测内容布置在主测线的同一特征点位。这样雨量与位移才能一一对应,而不是各说各话。

▲ 图注:入渗—孔压—变形的响应链

五、判定与分级:单因子与多因子的取舍

有了数据,接下来是判断。工程上常见的两种取向各有用处:单因子阈值直观、便于现场执行,适合雨量或位移这类单项量快速触发;多因子联合判断考虑的因素更全,适合在复杂坡体上降低误判。二者并非替代关系,通常以单因子做触发、以多因子做确认。

降雨量进入判断链时,宜同时纳入三类:历史降雨量、实时降雨量与预报降雨量。历史降雨量提供本地响应的背景参照,实时降雨量反映当下驱动强度,预报降雨量则给了提前量。三类一起进模型,判断才不是对既成事实的追认。

分级预警与响应动作的对应关系,可以按强度梯度建立。

级别判定取向(示例)典型响应动作
蓝色单项量接近关注区间提高采集频次,进入观察状态
黄色雨量或位移出现响应迹象加强值守,安排数据复核
橙色多因子共同指向异常上报管理方,组织现场核查
红色判定为高风险状态启动现场核查与处置流程,按预案上报

需要强调的是,表中的判定取向为示例,实际阈值应依据本地历史数据回归、行业通行做法并结合工况(施工、库水位、冻融)标定,不宜直接套用外部数值。

判断过程中还要留出排除误判的余地。施工扰动、基准点漂移、解算异常、单点跳变,都可能被误读为变形响应;雨量站的代表性不足,也会让判断依据本身失真。这类情况下,单因子阈值容易给出错误信号,需要借助同点位其他参量的交叉印证来识别,再决定是升级还是回归观察。

▲ 图注:多参量布设于同一特征点

六、汛期运行的四个动作

把方案从纸面推进到汛期现场,日常要盯的是四件事。

第一,加密采集。预警一旦触发,系统应自动提高采集频次,把过程记录做密,而不是靠人工临时改配置。雨下得急,数据的时间分辨率就得更细。

第二,值班与告警确认。告警发出不等于处置开始,中间隔着一条"确认到人"的路径。值班人员需要明确告警来源、级别与时间,再决定下一步。

第三,数据完整率与在线率。连续降雨过程中,供电与通信最容易出问题。汛期对这两个指标的要求应高于平时,缺数据时要按既定规则判定,宁可留白,也不要用推测值填补。

第四,雨后复核窗口。不是雨停就收工。位移往往滞后于降雨,过程结束后仍需保留一段观察窗口,确认位移速率是否收敛、是否出现二次抬头,再决定解除或维持观察。

七、处置与复盘:把一次过程变成下次的依据

告警之后是处置,处置之后是复盘,这条闭环决定了监测系统是一年比一年准,还是年年重来。

处置侧要解决两件事:路径与留痕。告警到人的路径宜多通道并行,现场声光预警装置面向受威胁区域,平台推送面向管理人员,短信等通道面向责任人,让不同场景下都有人收到。处置过程需要记录留痕——谁在什么时间做了什么判断、采取了什么动作,既是责任依据,也是后续分析的一手材料。

复盘侧要解决的问题是回填。一次降雨过程结束后,把实际的雨量过程与位移响应一一对应,回填进模型,纳入历史降雨量与本地响应关系的样本库。这样下一个汛期到来时,判断依据里就多了一次本坡体自己的记录,而不是继续依赖外部区间。厄尔尼诺把风险窗口拉长到跨年度,恰恰给了这种累积以时间——只要每次过程都做了回填。

回到开头那条主线:雨情是驱动量,响应是形变量,判定靠阈值与分级,处置靠值班与上报,复盘把结果留给下一次。这五步在汛期跑成闭环,气象趋势才真正落到了监测上。

▲ 图注:过程结束后的复核与回填
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*注:本文所涉气候数据引自国家气候中心、世界气象组织等机构的公开通报(引用处已标注发布机构与时点),预测性表述均为原机构口径,不代表确定性结论;监测内容、手段与布点原则参考行业公开资料与相关技术规范,文中阈值与精度示例均为示例口径。具体项目的监测内容、点位布设与预警阈值须结合现场地质条件、设计文件与专项设计确定。*


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