泥石流，预警比预报更靠谱(2)
次声波预警
次声波是頻率低于20赫兹的声波，在自然界中广泛存在，地震、火山、海啸、极光、雷击、闪电、流星、雪崩、龙卷风、冰川运动等自然现象以及核爆炸、火炮发射、车船行驶等人类活动都会发出次声波，大象、鲸鱼、老虎等动物也能发出一定频率的次声波。由于次声波的波长很长，可以绕开大型障碍物发生衍射，而且在传播过程中不易被水和大气吸收，能量耗散少，所以可以传播到很远的地方。但是，人类所能听到的声音频率范围是20～20000赫兹，超出这个范围就不易察觉了，而某些动物可以听到的声音频率范围非常广。2004年12月26日，印度洋发生大地震并引发海啸，奇怪的是，在海啸达到亚洲海岸的前几个小时，很多动物就已经逃离了这一地区。有科学家认为，正是因为它们提前感受到了次声波才逃之夭夭。
人们根据次声波的特点，发明了多种灵敏的次声监测仪，可以用来监测风暴、地震以及核爆炸等，其应用领域十分广泛。
, 百拇医药 那么，该怎么使用次声监测仪来监测泥石流的发生呢？
泥石流在流动过程中，由于岩石破裂、相互碰撞以及流动物质与沟道之间的撞击和摩擦，会产生具有特定频率、振幅、波形的次声波，使用专业的次声监测仪来捕获到这些次声信号，就可以提前知晓泥石流已经暴发，从而达到预警的目的。
中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所学者章书成等人经研究发现，泥石流发出的次声波的卓越频率(随机振动过程中出现概率最多的频率)为5～15赫兹，其在空气中的传播速度约为344米每秒，远大于泥石流5～15米每秒的运动速度，这意味着报警器能够在泥石流到达之前首先接收到次声信号，从而为人们防灾避险争取到数分钟乃至数十分钟的宝贵时间。
根据这样的基本原理，人们开发了国内首台泥石流次声警报器，并在云南、四川、西藏以及国外多地的实际应用中获得成功。其中，在云南东川蒋家沟监测了5次泥石流，其警报提前量都超过半个小时。不要小看这半个小时，它可以挽救很多人的生命与财产安全。
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尽管利用泥石流次声波监测实现对泥石流灾害的预警是可行的，不过，由于次声波的来源十分复杂，为避免发出错报，如何正确区分警报信号和环境噪声干扰显得至关重要。我国学者钟敦伦等人认为，相对稳定持续时长超过30秒的泥石流次声和地声信息， 应作为泥石流形成性警报的临界指标，这也意味着泥石流在此时已经形成，应立即发出警告。
群测群防的作用
除了上述方法之外，人们还可以通过监测泥石流沟中的土壤含水量、泥水位等因素，或者通过视频监控观察泥石流的运动状况，来获知泥石流的发生与发展情况。对于由高原冰川诱发的泥石流，气温也是监测和预警的重要指标之一。
需要说明的是，对泥石流灾害进行预警是一项十分复杂的工作，仅仅依靠单一的监测方法难以取得理想效果，所以，在实际工作中，人们通常需要在同一条泥石流沟内同时安装雨量监测仪、次声监测仪、泥位监测仪、土壤含水量监测仪、视频监测仪等多种仪器，以实现对泥石流全方位、多因素的监测，从而提高预警的准确度。此外，在每年汛期，还需要专业的地质队员在泥石流易发区进行巡查，以便及时发现潜在的灾害征兆。
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▲ 云南蒋家沟
由于受目前调查精度和研究水平的制约，加之极端气候的影响造成的灾害的动态变化，使得一部分可能存在泥石流隐患的地区尚未被人们发现，也没有被纳入监测预警网络之中，“技防”存在不足之处。并且，由于专业的地质人员数量有限，“人防”也难以做到全天候巡查，所以还需要“群防”的支持。我国学者李傲雯等人对陕西省2003—2018年成功预报的553起地质灾害进行统计后发现，通过专业监测预警体系自动发出警报信号的案例仅占2%左右，有70%左右的案例是由群测群防员最早发出预警信息的，这充分突显了群测群防的重要性。
▲ 蒋家沟观测仪器
除了采用更先进的预报预警避免泥石流造成的巨大危害之外，居住在山谷里的村民，也需要对泥石流灾害有基本的认识。通常情况下，暴雨或连续降雨数日之后，如果出现洪水突然增大，水体变浑，或者河道突然断流，沟谷深处有巨大的轰鸣声或震动感，即是泥石流暴发的前兆。2017年7月5日晚，云南省贡山独龙族怒族自治县普拉底乡腊咱村遭遇了强降雨。一位细心的村民发现，原本流水的腊咱河竟然在暴雨之夜突然断流，这种奇怪的现象引起了他的注意。他怀疑这很可能是泥石流灾害发生的前兆，于是迅速将情况报告给有关部门，并由政府紧急疏散河道两边的村民。果不其然，河道断流大约50分钟后，大量洪水携带着泥沙冲进河道，堵塞桥涵并冲出桥面，造成道路中断、几十间房屋受损。由于发现及时，该村庄50户181名村民被安全转移，成功躲过一劫。事后分析不难发现，腊咱河突然断流，是由于强降雨引发的山体滑坡堵塞了河道，并在上游形成了堰塞湖，而后，堰塞湖溃决导致泥石流灾害发生。如果村民缺乏这些基本常识，那么后果不堪设想。
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▲ “技防+人防+群防”的防灾减灾体系
我国《地质灾害防治条例》明确规定：“国家鼓励单位和个人提供地质灾害前兆信息。”只有充分发挥村民的群测群防作用，建设一种“人人都是监测员”的防灾预警网络，才能有效弥补专业地质调查和监测预警工作的不足，构建起适合我国国情的全方位、全天候、立体化的“技防+人防+群防”的防灾减灾体系。
泥石流预警的几种方法
泥石流预警方法目前主要有泥位法、地声法、视频监测和次声法等几种，它们各有特点。
泥位法能同时对泥石流的发生和规模进行预警，但布设断面的选择会直接影响泥位法的有效性、实用性和长期性。地声法通过捕捉地层传播而来的泥石流与沟道作用所产生的振动波判识并发出警报，对传感器的埋设要求很高。视频监测的最大优点是能实时掌握灾害发展的图像信息。与泥位法、地声法相同，视频监测通过将设备安装在流通区以上来获得足够的预警提前量，设备极易因灾情而受损。次声法是通过捕捉空气传播而来的泥石流次声波实现预警，属于非接触式，由于次声波速度约为344米每秒，远大于泥石流的运动速度，因此能获得足够长的预警提前量，同时次声波穿透能力强，仪器可置于室内，设备不易受损，是目前国内外泥石流预警中采取的主要方式之一。
(根据资料整理), 百拇医药(骥伏枥)