意大利：现代科技应对山洪泥石流

过去50年的资料表明，意大利山洪泥石流灾害主要集中在北地中海地区。当最大日降雨量达到年降雨量的30%~40%，就会出现山洪泥石流灾害。

山洪泥石流监测系统

波河是意大利最大的河流，流域面积70000平方公里，上游流域面积在2000~16000平方公里之间，因此，流域的洪水响应时间很短。此外，因为输沙率较高，特大山洪会造成下游短期的侵蚀和冲刷，下游河槽经常处于不断变化之中，河流态势极不稳定。

在山区，泥石流会给主干河流带来巨量的泥沙，泥沙沿着河流沉积，随着河流形态变化。各河段的输沙能力不同，在河流交汇处或水流较缓处，泥沙沉积较大，容易形成沙坝，阻碍河道行洪，降低河流的排洪能力。淤积的泥沙导致了河床的抬高，不仅升高了水位，也使附近的建筑和基础设施沉积在厚厚的沙土中。

为了应对山洪泥石流灾害，意大利在很多河流上设立了遥测站，并建设了一套基于遥测站的实时山洪泥石流预报地面监测系统。

降雨径流模型的预报表明，从降雨到洪峰的产生再到山区汇流，时间一般为4~5小时，山洪的预见期很短。意大利的雨量站分布很稠密，更有雷达进行实时校核，水文预报可在洪峰出现前一两个小时完成。

意大利常常使用气象雷达进行降雨径流分析。例如在佛罗伦萨市城市洪水分析中，就需要观察卡森提诺、维尔达诺和塞沃山区的降雨。这些山区的降雨径流是佛罗伦萨洪水的主要来源。

意大利拉尔夫·帕尔森实验室是麻省理工学院与佛罗伦萨大学合作研究山洪泥石流预警预报的重要平台。实验室专家们尝试使用雷达、卫星图像与地面观测来进行降雨径流预报。在山洪洪水预报模型的研制中，对历史洪水进行研究，将具有高时间密度的数据集成到数据库中，利用雨量统计模型很好地解释山区与平原降雨的不同。

自然灾害情报室

意大利有一个灾害防御机构叫自然灾害情报室。主要有两方面职能：一是水文与气候调查，专家们所掌握的技术要确保洪水预警系统能够正常运行，并且持续地报送数据；二是对于局部水文气象事件，气象学家、水文学家、地理学者和冰雪科学家分别做出预测，专家们相互交换警报信息，以改进预报和警报的水准。

自然灾害情报室主要运用到的信息系统有水文气象自动观测网、气象雷达系统、自动高空声波测验系统、局地和全范围的气象预报的数字模拟系统以及河流干流的洪水预报数字模拟系统等。

自然灾害情报室每天产生预见期为48小时的定量降水预报，并且对所管辖的11个区域的气温进行预报，这有利于水文学家和气象学家共同预估未来可能发生的天气情况。预报专家采用两种手段来评估未来48小时可能的气象风险等级：第一种方法是将48小时的定量降水预报与事先定义好的降雨事件进行比较，事先定义好的降雨事件由数学模型对过去的降雨事件进行模拟；第二种方法就是采用实时数据进行数字模拟。

早期预警系统

意大利山区洪水早期预警系统将所控制的流域划分为很多子流域，每个子流域有相似的地理条件、降雨模式和洪水特征。该洪水早期预警系统还综合考虑了

早期预警系统的预报模型管理模块采用水动模型和实时的水文气象观测数据。系统能够产生预见期为6~12小时的符合经验的洪峰预报和传播时间预报。但是由于定量降水预报包含着显著的不确定性，因此，气象学家也只是在预见期为1~2天的范围内定性地使用这种预报方式。这种预报系统经常会产生虚假的警报。但是，由于大多数的警报事件只通报给当地的有关部门，公众却很少收到这些警报，这样就避免了不必要的社会恐慌。

早期预警决策支持系统将所有的山洪预报预警模型都建立在地理信息系统环境上，使抽象的数据与具体的地图相结合，对水位、径流的观测，以及实时预报和洪水预警非常有用。在设定了计划任务以后，决策支持系统能够自动运行，技术人员还能够随时进行修改和控制。专家组对每个警报区域制定预报文本公告，并且标注灾害的风险类别，分为A、B、C三类，分别对应着1、2、3级的风险水平。洪水造成破坏和降雨造成泥石流会自动触发洪水数据写入数据库，这样就可以检验预报系统的水位和降雨与实际发生的水位和降雨是否符合，利于预报系统的实时纠正。

意大利山区洪水早期预警系统也能应运于其他国家多山地区的山洪预警。然而，这个系统的精确性取决于观测数据的准确度、信息系统的容量和通信系统的稳定性，并且其背后还有着看不见的不同部门的协调与合作。

作者：童国庆