福建省地质灾害与过程降雨量影响关系探讨

福建省地质灾害与过程降雨量影响关系探讨

罗昌谟①

(福建省地质环境监测中心,三明,365000)

摘　要　通过开展全省地质灾害调查与区划综合研究过程中,对全省十余个县(市)的地质灾害调研,总结出地质灾害点分布特征、形成机制,以及与灾害前的降雨量大小等因素,指出了诱发地质灾害主要与过程降雨量和临灾降雨有密切关系,并建立地质灾害预警判据图和降雨阈值,为全省汛期突发性地质灾害实施气象预警提供科学依据。

关键词　地质灾害　监测预警　过程降雨　判据图　降雨阈值

地质灾害监测预警是文明社会的标志之一,已经越来越受到各级人民政府的高度重视,利用降雨因素开展气象预警是问题的关键所在。开展全省地质灾害与成灾过程降雨关系研究,探讨适合于基层政府可以直观应用的预警判据图和降雨阈值,为全省汛期突发性地质灾害实施气象预警提供科学依据。

地质灾害的发生主要与过程降雨(久雨)和临灾降雨(暴雨)关系密切。基于现有全省地质灾害数据库中有详细记录发生年、月、日等时间的灾点和省气象局提供的距离该灾点最近雨量站的相关降雨资料,就地质灾害与各灾点发生前1d内降雨量及3d内过程降雨量的关系进行探讨,并建立全省降雨预警判据图,提出全省激发不同规模地质灾害的降雨阈值。

1　与1d内降雨量的关系

与1d内降雨量关系一般是指与灾点发生当日降雨量的关系,并不能完全代表各灾点具体发生前24h内的降雨实情。全省灾调工作中,虽然部分灾点记录了发生当天的具体日期,但基本上均缺乏记录发生的精确时间段。而气象部门所提供的降雨量也是以m m/d为统计单位,从气象部门进行每一个灾点某小时段的雨量统计,工作量极大,亦难于操作,所以只能以灾点发生时间相对应的24h内的降雨量来统计,仅是反映一种趋势。

1d降雨量所诱发的地质灾害,一般亦多指暴雨所诱发的地质灾害。据气象局提供距离各灾点最近雨量站的降雨量统计(表1,图1)。

从全省地质灾害点的分布上看,当天降雨量在75mm～150m m时,灾害点累计数与降雨量关系曲线的斜率明显较大;而当天降雨量超过150m m,曲线斜率则较缓。这一现象说明,当天降雨量在75mm～150mm内,地质条件较差、容易发生变形破坏的地段被大气降雨因子诱发而发生地质灾害;而当天降雨量大于150m m,所引发的灾害主要发生在地质条

①收稿日期:2008-07-17

作者简介:罗昌谟(1963-),男,工程师,水文地质工程地质专业。

件相对较好、斜坡稳定性也相对较好的区域,因此增幅有所减缓。

表1　1d降雨量与地质灾害累计点关系

Table1　A relation of the one-day rainfall precipitation with geologic hazard spots 降雨量(mm)<5050～7575～100100～125125～150150～175175～200>200累计点(个)11121392206334054698509854835516

注:参与累加统计的灾点数为5516个。部分灾点发生时间因年代久远或访问不清而缺失;而部分灾点发生时间仅记录到月份,但有些可根据该区群发性灾害发生时段进行推测。

图1　1d降雨量与地质灾害累计点关系曲线图

Fig.1　Diagram showing the relation curves of the one-day rainfall precipitation with geologic hazard spots

2　与前3d内过程降雨量的关系

据省内外预报实例,地质灾害主要与前3d的过程降雨相关,特别是大部分群发性的地质灾害,均在前3d连续中强降雨过程中诱发(包含连续暴雨、连续中强降雨、或暴雨连着中强雨、或中强降雨后再接着下暴雨等情况)。从我省情况来看,这种过程降雨比之一次性暴雨更能诱发滑坡、崩塌、不稳定斜坡等地质灾害,特别是群发性的斜坡类地质灾害(但泥石流和地面塌陷灾害成因较复杂,往往与一次性的特大暴雨关系更密切)。

根据省气象局提供的各灾点前3d内的过程降雨量统计(表2,图2)。从图2可见,当3d过程降雨总量在250mm～350mm时,灾害点与降雨量关系曲线的斜率明显较大,而当3d过程降雨量超过350mm后,曲线的斜率则较缓。这一现象同样说明,当3d过程降雨量在250m m～350mm时,地质条件较差、容易发生变形破坏的地段被大气降雨因子诱发而发生地质灾害(与全省多数县域诱发群发性地质灾害的过程降雨量相吻合)。而当3d过程降雨量大于350m m,所诱发的灾害主要发生在地质条件相对较好、斜坡稳定性也相对较好的区域,因此灾点累计增幅有所减缓,说明虽然大气降雨是地质灾害的重要诱发因素,但

诱发作用相对于其它诱发因子的作用已有所减弱,此时发生的地质灾害主要是叠加了其它诱发因子的作用,如斜坡结构类型及土层抗滑程度的差异等对诱发地质灾害的影响就开始突显出来。

表2　3d内降雨量与地质灾害累计点数量关系

Table2　A relation of the three-day rainfall precipitation with geologic hazard spots

3d雨量(mm)<150<200<250<300<350<400<450<500≥500

累计灾点(个)125114942058318342064502476752875516

图2　3d内降雨量与地质灾害累计点关系曲线图

Fig.2　Diagram showing the relation curves of the three-day rainfall precipitation with geo-logic hazard spots

3　建立全省预警判据图

根据相关规定,全国地质灾害气象预警一般分为5个等级。

一级:可能性很小;

二级:可能性较小;

三级:可能性较大;

四级:可能性大;

五级:可能性很大。

而省级层次的地质灾害气象预警主要发布以下3个等级。

三级:可能性较大,预报级(黄色);

四级:可能性大,预警级(橙色);

五级:可能性很大,警报级(红色)。

作者引进预警判据模板图(刘传正、温铭生等,2003),其基本原理为了确定某区未来1,2,3……nd内气象预报各个等级的降雨量区间值(n一般小于15d),首先建立预警判据图(图3);统一规定α线和β线为2条地质灾害发生的临界降雨量分界线,α线以下的A 区为不预报区(等级为1～2级,地质灾害发生的可能性小或较小),α～β线的B区为预报