科技在防灾救灾中的力量有多大？

张雨刘志杰王付永

2019-07-25 10:56:51　来源：四川日报

　　四川是全国自然灾害最严重最频繁的省份之一。做好防灾救灾工作，事关人民群众生命财产安全，事关全省经济社会发展大局。当前正值主汛期，各地严阵以待，应对可能发生的各种自然灾害。在继续强调“人”在防灾救灾中重要作用的同时，专家建议四川立足科研等方面的优势和现实条件，更好发挥科学技术在防灾救灾中的作用，弥补“人”的短板和弱项，全面提升防灾救灾水平。本期《问计高质量发展》邀请分别来自水利、地质和气象领域的三位权威专家，共同探讨科技在防灾救灾中的作用。

专家名单
黄尔四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室河流研究所所长
许强成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室常务副主任
李国平中国科学院大气物理研究所博士生导师

　　为什么需要科技力量？
　　有没有使用高科技手段，不仅关系防灾救灾效率和效果，也关系到群众的防灾信心和对政府相关工作的评价
　　一到汛期，各级政府相关工作人员压力很大，重视科技力量可以说是“被逼的”，科技可以把人解放出来
　　新技术研发分轻重缓急，比如，地灾防范技术首先要瞄准两个问题——“隐患点在哪里？”“什么时候可能发生？”

　　记者：每到汛期，全国各地的防灾救灾“神器”都要刷屏。
　　黄尔：各地使用防灾救灾“神器”，体现了科技的不断进步。就防汛而言，近年出现不少新技术，有的可以提高效率，比如用计算机模型进行洪水预报，比传统手工计算方便快捷，而且更为精准；长江中下游等地区使用过的装配式防洪墙，比堆沙包快十倍。有的可以减少风险，比如水上救援机器人的使用，减少了救援人员的风险。有的偏重用于决策参考、后期分析等，比如洪水淹没过程的三维动态演示，可以根据模型预测，形象展现山洪暴发时的洪水走向，为计算洪灾损失、划分洪灾等级提供准确、可靠的灾情指标。
　　具体来讲，新技术主要涉及两方面：一是防汛抢险方面的新技术，比如，用于防汛应急监测的无人机，可以快速搭建的充气式防洪堤，可拆卸式防洪金属挡板，用于水下搜寻的多波束及声呐系统等。二是防汛信息化建设方面的新技术，比如，用于检测河道水情的雷达测流、表面影像测流等技术，用于传输防汛信息的专用网、无线网、短波及卫星通信技术，还有用于应急培训与演练的虚拟现实技术等。
　　李国平：从气象来讲，新技术主要包括，以自动气象站、新一代雷达和卫星、无人机为代表的稠密、智能感知的“天空地一体化”立体监测网络技术；以人工智能、云计算、超算为代表的无缝隙、全覆盖、智能化、精细化网格数值预报技术；以互联网、5G通信、大数据、新媒体、机器人为代表的高效预警、定量模型评估与智慧气象服务技术。
记者：近年防灾救灾新技术发展为何如此迅速？黄尔：除了科技本身的进步外，更重要的是需求倒逼。随着经济发展和城镇化进程加快，一旦发生灾害，损失会更重。科技能让我们对灾害的预测更加精准，处置更加高效，大大降低灾害损失，对各类防灾救灾“神器”的需求因此特别旺盛。另外，随着“神器”在互联网上的传播，舆论也在倒逼各地各部门提高防灾救灾的科技含量。从某种意义上讲，防灾救灾中，有没有使用高科技手段，不仅事关效率和效果，也关系到群众的信心和对政府工作的评价。
　　许强：重视科技力量也可以说是“被逼的”。进入主汛期，各级政府和相关管理部门尤其是基层群测群防人员的压力很大，24小时不敢关手机，神经全都绷紧了，这种情况下，很容易因为疲惫心态而造成效率不高，甚至疏忽大意引发一些严重问题。科技可以把人解放出来。
　　记者：需求多，科研是否要分轻重缓解？

　　许强：是的。我国自上世纪九十年代起，便开展了针对地质灾害隐患的“拉网式、地毯式”排查，已查明隐患点近30万处。但是调查发现，近年来我国发生的灾难性地质灾害事件中，有近70%并不在已查明的隐患点范围内。因此，就地质灾害防范而言，科技首先要解决两个问题——“隐患点在哪里？”“什么时候可能发生？”。近年来，一些新技术的出现为地质灾害隐患早期识别和监测预警提供了条件。
　　例如，在灾害隐患早期识别方面，搭载于卫星的合成孔径雷达干涉测量（InSAR）具有大范围持续跟踪观测地面微小形变的能力，而机载激光雷达（LiDAR）不仅能够提供厘米甚至毫米级分辨率的地形影像，更能通过多次回波技术“穿透”植被，通过滤波算法有效去除地表植被，获取真实的地面高程信息，清楚地识别和发现历史上已发生过的古老滑坡、崩塌和泥石流灾害，以及地震过程中的震裂山体、地表变形裂缝等山体“损伤”。此外，利用无人机三维摄影测量，容易发现正在或已经出现明显变形的区域。这些新技术的出现，既节约了人力物力等成本、提高了效率，又最大限度减少了人工调查可能出现的“盲区”和漏判。

　　科技力量有何局限？
　　水是流动的，降雨不会限定在某个管辖范围内，目前防灾救灾新技术的信息流通度有待提升
　　借助科技的同时，不能放弃人的主观判断，要把个人的思维、知识和科技带来的情报、信息有机结合起来
　　要从“控制洪水”转向“洪水风险管理”，城市规划时可以考虑将广场等风险低、损失相对小的地区作为“滞洪区”

　　记者：从实践看，防灾救灾新技术运用遇到了什么问题？
　　黄尔：总体而言，我省防汛技术是比较完备的，但信息流通度有待提升。水是流动的，降雨不会限定在某个管辖范围内。目前的防汛系统是通过不同建设项目，在不同时间内建成的，技术标准不统一，“信息孤岛”及“业务孤岛”问题突出，影响了工作效率。具体而言，一方面，因为不同软件开发系统的标准不一致，工作需要来回切换不同软件，影响效率；另一方面，江河的降雨数据与城市内涝等相关数据和监测，是不同部门负责，比如在水利部门做模型预警的时候，只能看到河流数据，看不到城市等其他地区的情况。海南在这方面做得不错，各部门各行业的信息，全部打通共享，道路的信息、下水道的视频、河流的视频都能看到。四川需要进一步做好系统顶层设计，统一数据标准，更好实现信息高度共享、决策科学智能。
　许强：跨部门的信息共享问题更棘手。在西部山区的同一区域，往往同时存在地震、滑坡、崩塌、山洪、泥石流、暴雨、冰崩、雪崩、山火等多种自然灾害，这些灾害具有一定的关联性，都需监测一些相同的背景参数。同一技术手段可监测不同类型灾害。如用InSAR和光学遥感就可同时监测断层活动、滑坡崩塌区的变形、冰川的移动等；地震台网可以监测与预警地震，监测和速报大型地质灾害和冰崩雪崩。并且，同一区域各灾种监测数据的传输设备、网络以及预警系统更是可以共享共用。建立各部门协同共建共享机制，既大幅降低监测预警费用，又可全面提升自然灾害综合监测预警的能力。
　　记者：新技术本身有无适应性的问题？

　　许强：也有。比如之前提到的InSAR、LiDAR和无人机三维摄影测量“三查”体系，受卫星数量、重访周期、航空飞行条件等多种因素影响，再加上地质灾害具有很强的隐蔽性、突发性、随机性、动态性等特征，“三查”对地灾隐患依然有遗漏。目前在地灾监测预警方面，还出现了一些新技术新设备。如监测山体变形、力、水文、气象、地声、震动等的各种传感器，利用它们可实现对孕灾背景和成灾过程相关信息的现场实时自动采集；又如，移动通信和北斗等，可以实现监测数据的远程无线传输……但这些新技术新设备，也存在一些问题。一是现场监测仪器设备和维护成本较高，全面推广应用还存在困难；二是对预警的研究还很薄弱。不同灾害的阈值并不一样，甚至差别很大，这就导致了“阈值预警法”的预警准确率很低，容易误报和漏报。
　　自然资源部正着手研发价廉物美、易于安装的“普适型”地质灾害监测仪器，希望能将常用的变形、雨量等仪器的单台价格控制在1万元以内，将每个灾害点的监测设备平均费用控制在10万元以内，这样便有望对高风险隐患点全面实施“低成本”的专业监测预警。
黄尔：防汛新技术的主要特点是高效、便捷，但也存在可靠性、耐用性方面的不足，在相当长的时期内还必须坚持新老技术结合。比如，在“防”的阶段，山区主要就是靠一种自记雨量计监测实际降雨情况，技术原理简单，就是画一条警戒线，超过了雨量警戒就赶紧预警避灾。还有沙袋，虽然很慢，但是比起那种可以拆卸的墙，能够应对流量更大、流速更快的洪水。
　　有些老技术虽然“老”，但是理念却很新。都江堰看起来没什么高科技，但它的治水理念很新，即人水和谐的现代理念。
　　记者：科技不断进步，人的作用是不是在弱化？
　　李国平：无论新老科技，真正起关键作用的，还是科技背后的人。目前，人类对于灾害性天气机理的认知还很薄弱，科学理论和技术的发展，还无法满足人类天气预报的需求。比如，科学仪器对于风的判断。由于风向常常是摇摆不定的，风速也是一阵大一阵小的，科学仪器就很容易产生误判。还有一些预报软件参数设置不规范，也会出现问题。所以，解决相应问题，不能全部交给科技。科技把理论变为产品，再运用到具体问题中去是一个很实际的问题，特别对于防灾救灾而言，很多时候需要迅速决策。如此，我们借助科技的同时，不能放弃人的主观判断。以天气预报员为例，他们必须根据天气学理论和长久以来在实践中积累的经验，对科技运算结果进行订正，把自己的思维、知识和科技带来的情报、信息结合起来，做到人机结合。
　黄尔：防汛是巨大的系统工程，防汛组织体系，控制性水利工程等起着决定性作用，这些都不是新技术的应用能够替代的。比如，大多数时间可通过移动终端发布雨水情况及预警信息，但暴雨洪水灾害期间常发生通信、电力中断等情况，传统的通过人力敲锣打鼓、挨家挨户通知的老办法还是很有必要的。再比如，水库水情及工情检测，平时通过自动测报系统收集信息，但暴雨期间的巡查仍然也是必不可少的，群测群防的非工程措施能发挥很大作用。
　　此外，防灾救灾效果的提升还涉及一个重要因素——人的理念，特别是相关决策者的理念。
　　近年，防汛有一个重要的理念转变，从“控制洪水”到“洪水风险管理”。要想完全控制洪水不现实，也不科学。通过体制机制建设防范风险，通过工程建设适度承担风险，通过科学调度分担风险，通过补偿救助化解风险是新时期的防汛方略。
　　何为风险管理？比如，防止城市内涝方面，除了要监控、救灾，更要在建设的时候，就考虑到相关风险。比如日本等地在地下规划出“泄洪池”，洪峰来临，可以有效引导。此外，东北、长江中下游一些地区，也设置有“滞洪区”，理念就是把洪水引到损失较小、地广人稀的地方，保住人口稠密的地区。不过，四川地形和人口聚集形态来说，都比较密集，设立“滞洪区”难度大，城市规划时可以适当考虑将一些广场、停车场等风险低、损失相对小的地区作为“滞洪区”。除了“滞洪区”，建筑也有学问，比如宜家商场，一楼是停车场，二楼三楼才是最重要的物品，这其实也是一种风险管控的理念。
许强：地质灾害防治领域也应该强化风险管理。建议尽快开展地质灾害隐患点的风险评估排序和针对性防控。若能尽快对我省已发现的地灾隐患点进行定量风险评估和排序，然后对高风险隐患点逐步实施工程治理或避让搬迁消除隐患，同时对于较高风险的隐患点通过专业监测预警防止人员伤亡，如此，估计用上十年左右的时间，便可使我省地质灾害风险全面降低。

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编辑：迟语洋

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