安陽市地質災害分級預報系統

劉勤娣

摘要 通過分析安陽市地質災害時空分布特征，利用安陽市自動雨量站資料得出降水與安陽市地質災害的關系判別式，運用上級氣象臺的指導預報產品和前期降水，采取計算機程序自動讀取數據制作未來安陽市地質災害分級預報。

關鍵詞 地質災害；時空分布；分級預報；河南安陽

中圖分類號 P694 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）05-0253-02

Abstract Through the analysis of space-time distribution characteristics of geological disasters in Anyang City，using the data of Anyang City automatic precipitation station，the relationship between precipitation and Anyang City geological disasters discriminant was obtained，forecast products and prior precipitation were forcasted guiding by superior meteorological station，geological hazard classification forecast in Anyang City were made taking the computer program automatically read data.

Key words geological disasters；space-time distribution；classification prediction；Anyang Henan

安陽市位于河南省的最北部地區，東部為平原地帶，西部為太行山山系或丘陵地區，東西落差較大，地形和地質構造復雜，其中的林州市和安陽縣西部地區的山丘地區面積3 424 km2（占全市總面積的46%），是地質災害的多發區，每年5—9月因強降水引發的山體滑坡、泥石流、塌陷等都有發生，直接威脅著人民群眾的生命財產安全，同時也給當地經濟發展造成很大損失[1-3]。

能夠造成地質災害的因素很多，包括人為的亂砍濫伐，不規范的采礦，巖石的分化演變等，但主要誘發因素是降水，特別是強降水造成的滲透徑流，使土石抗剪強度降低，極容易造成地質災害[4-6]。

本文主要是通過分析安陽市近20年的地質災害發生情況，找出地質災害發生的多發區和易發區，對誘發地質災害的強降水進行分型，在此基礎上，利用縣局或鄉鎮自動雨量站過去72 h的降水資料及未來24 h的降水預報，對可能發生的地質災害進行定量化預報，并通過《安陽市新一代預報業務流程系統》實現預報結果的自動化輸出。

1 地質災害的分布特征

1.1 空間分布

按照地質勘查部門的調查，將其分為：一是特大型。災害很嚴重，危害程度很大，受威脅人數大于1 000人，預測經濟損失1 000萬元以上。二是大型。災害嚴重，危害程度大，受威脅人數100～1 000人，預測經濟損失500萬～1 000萬元。三是中型。災害較嚴重，危害程度較大，受威脅人數10～100人，預測經濟損失100萬～500萬元。四是小型。災害較輕，危害程度不嚴重，受威脅人數小于10人，預測經濟損失小于100萬元。

統計表明，近20年共發生特大型地質災害2次，占1.6%；大型25次，占20.3%；中型55次，占44.7%；小型39次，占31.7%（圖1）。

大型地質災害分布情況：在發生的25次中，以林州的任村、橫水、河順3個鄉鎮最為顯著，分別為7、5、4次（表1）。

中型地質災害分布情況：中型地質災害發生的次數最多，共發生55次中，占總次數的45%，以林州的任村、橫水、河順、紅旗渠、石板巖、東姚6個鄉鎮最為顯著，分別為10、9、9、7、5、5次（表2），6個鄉鎮合計占83%。

小型地質災害分布情況：在發生的39次中，除林州的原康、河順2個鄉鎮（分別為9、6次）外，其他地區分布非常分散（表3）。

1.2 時間分布

安陽市1991—2010年共發生山體滑坡、泥石流、塌陷等地質災害123次，平均每年發生6.2次，統計結果表明，地質災害的多發時段為每年的5—9月，集中時段為7—8月，這和強降水的分布呈一致性。

2 地質災害與降水

正如前文所述，地質災害的發生有2個最決定性因素，一個是當地的地形和地質構造，一個是降水。對于一個地區而言，地形、地質構造和地表情況無法改變，因此地質災害的預報，就是對觸發條件的預報，也就是說對一個地區（鄉鎮）而言，前期累計降水的正確評價和對未來強降水的正確預報是地質災害預報的關鍵。從1991—2010年林州、安陽縣日降水大于等于30 mm的詳細情況來看，對照地質災害的發生情況，可以發現，大于30 mm的降水日數遠小于地質災害的發生次數，因此說引發地質災害的主要是強降水，一次強降水，能誘發多處（次）地質災害，而同對于一次降水，不同地區發生地質災害的程度也不相同，也就是說不同地區發生地質災害的臨界值不同。例如：1996年8月3—4日，安陽市中西部普降大暴雨，林州市8月4日降水量192.5 mm，林州的紅旗渠等地先后12處發生了山體滑坡，紅旗渠部分渠段被山洪沖毀或被泥石流淤滿，林州市后峪村被山洪沖的面目全非。

把引發地質災害的降水分為當日強降水型（前72 h降水不足10 mm）和累計降水型，表4給出了兩型降水與地質災害的統計關系。

3 地質災害等級劃分及預報

3.1 地質災害的等級劃分

按照國家氣象中心關于地質災害預報預報等級的劃分標準，將安陽地質災害分為5個等級：1級為可能性很小；2級為可能性較?。?級為可能性較大；4級為可能性大；5級為可能性很大。同時考慮到前文中對地質災害的分型，特大型在20年中僅發生了2次，當作小概率事件，在預報中不予考慮；大型對應5級；中型對應4級；小型對應3級；而3級以上為對外發布級別，1級和2級只在預報時作參考。也就是說，在預報5級時，要考慮大型地質災害出現的可能性較大，預報4級時中型地質災害出現的可能性較大，預報3級時小型地質災害出現的可能性較大。

3.2 地質災害的預報判別和流程

引發地質災害需要充足的水源動力將泥土運走，同時考慮到前期降水量達到一定值，水分的滲透使地表變得疏松，一次再發性中等強度的降水也會引發地質災害。因此，將地質災害分為當日強降水型和累計降水型。建立地質災害預報判別式：

z=∑R+（R12+R12-24）

其中，z為地質災害預報等級；∑R為前72 h累積雨量（從前期站點報文中提?。?；R12為未來12 h降水預報編碼（從當日本站對省臺所發指導報文中提取，下同）；R12-24為未來12～24 h降水預報編碼（提取方法同上）。判別式中各變量由程序自動識別，運算結果直接輸出為地質災害等級。并規定，一是未來無降水不報；二是未來有降水時只考慮報文中的04、08、09、10、11、12（說明：03和07為穩定的陣雨和小雨，不考慮，04為雷陣雨，時空分布不均勻，有可能產生局地的強降水，雖然范圍可能不大，但考慮到服務效果應盡量不漏報，所以適當考慮）；三是前72 h累計雨量不足10 mm（當日強降水型）時前期雨量不考慮，只考慮未來的預報；四是前72 h累計雨量大于等于10 mm時（累計降水型），2項綜合相加判別z=∑R+（R12+R12-24），其中，z為地質災害等級；∑R為前72 h累計雨量（從前期站點報文中提?。?；R12為未來12 h降水預報量，R12-24為未來12～24 h降水量。

4 程序設計

實現在《安陽新一代天氣預報業務流程系統》下資料自動提取，自動運行，預報結果自動化化輸出。一是從前期各站報文中自動提取前54 h雨量（或手工輸入鄉鎮自動雨量站點前72 h雨量資料）并求合計。二是校對前期雨量，缺報或網絡不通時人為的手工補齊資料。三是從當日對省臺的指導報報文中提取未來12、12～24 h降水預報報文，提取遇故障時手工輸入。四是綜合判別運算。五是輸出地質災害預報結果。六是把預報結果在相應的地理位置上閃動警示（圖2）。

說明：如果輸入的過去雨量和預報是縣局的資料，程序輸出的結果為大型地質災害多發區的預報級別，對外發布時對中型和小型地質災害多發區的預報應逐級遞減一個級別。如果輸入的為鄉鎮自動雨量站的資料，程序輸出的結果即為那個鄉鎮的預報結果。

5 預報檢驗

2011年5—9月，預報無3級以上地質災害，實況安陽區域內未出現3級以上地質災害。

2012年7月29日發布林州和安陽縣西部4級地質災害預警。實況是7月30日至8月1日，林州地區出現暴雨，局部大暴雨天氣過程。大部分鄉鎮雨量都超過了100 mm，達到大暴雨量級，最大降雨中心出現在臨淇、茶店、五龍3個鄉鎮，雨量分別為236.6、231.7、212.0 mm。實況是林州臨期、五龍和安陽縣銅業發生不同程度山體滑坡災害。

2013年7月7日預報8—14日林州和安陽縣西部3級地質災害預警，實況是從8日20：00至9日6：00，林州的五龍鎮和馬安腦降水分別達到74.0、62.3 mm，林州市馬安腦發生山體滑坡，部分路段被毀壞。

2014年未預報3級以上地質災害，實況是安陽區域內未發生3級以上地質災害。

6 結語

系統應用了鄉鎮自動雨量站的降水資料，使預報更精細化；運行后能夠直接輸出地質災害的分級預報結果，使預報定量化，減少了每個預報員之間的人為預報偏差；系統運行方便快捷，為預報員節約了時間。

7 參考文獻

[1] 林孝松，郭躍.滑坡與降雨的耦合關系研究[J].災害學，2001，16（2）：87-92.

[2] 陳百煉.降水誘發地質災害的氣象預警方法研究[J].貴州氣象，2002，26（4）：4-7.

[3] 劉傳正.區域地質災害預警的理論與方法研究[J].水文地質工程地質，2004（3）：1-6.

[4] 靳冰凌.鶴壁市地質災害預報預警系統[J].河南氣象，2005（2）：23-24.

[5] 賀為民.地質災害危險性評估分級因素的探討[J].災害學，2013，28（3）：112-116.

[6] 張國平，宋建洋，邵小路，等.近期我國大型地質災害預報與避險案例分析[J].自然災害學報，2015（3）：20-27.