氣象地質災害降水閾值分析

王坤 宛晨露 阮迪陳 胡濤

摘要：自然或人為因素都將誘發地質災害的發生，其中降水是誘發地質災害的自然因素之一，為減少若爾蓋地區地質災害對人民生命健康與財產安全的威脅，該文選取2007—2020年四川若爾蓋地面常規氣象觀測站逐日降水資料，24個自動觀測逐時的降水資料，若爾蓋地區地質災害災情信息統計資料，運用統計分析方法，分析若爾蓋地區地質災害降水閾值。

關鍵詞：若爾蓋地質災害降水閾值

中圖分類號：P694 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2022）04（a）-0000-00

Analysis of Precipitation Threshold of Meteorological and Geological Disasters

—A Case Study of Ruoergai Area

WANG Kun1WAN Chenlu2 RUAN Chendi2 HU Tao1*

（1.Meteorological Bureau of Ruoergai County， Aba Prefecture， ABA，Sichuan Province， 624500 China; 2.School of Atmospheric Sciences， Chengdu University of Information Engineering， Chengdu， Sichuan Province，610225 China）

Abstract： Both natural and human factors will induce geological disasters， and precipitation is one of the natural factors inducing geological disasters. In order to reduce the threat of geological disasters to people's life， health and property safety in Ruoergai area， this paper selects the daily precipitation data of Sichuan Ruoergai ground routine meteorological observation station from 2007 to 2020 and the hourly precipitation data of 24 automatic observation stations， According to the statistical data of geological disaster information in Ruoergai area， the precipitation threshold of geological disaster in Ruoergai area is analyzed by using statistical analysis method.

Key Words： Zoige; Geological hazards; Precipitation; Threshold

自然或人為因素都將誘發地質災害的發生，其中降水是誘發地質災害的自然因素之一，在山地、高原地區，常有泥石流、滑坡等地質災害發生，其具有突發性、超強破壞力等特點[1-4]。該文選取的若爾蓋地區，位于102°08′～103°39′E，32°56′～34°19′N，隸屬四川省阿壩藏族羌族自治州，地處青藏高原東北邊緣，系四川通往西北省區的北大門。若爾蓋地形復雜，黃河與長江流域的分水嶺將其劃分為兩個截然不同的地理單元和自然經濟區。

1 資料來源與研究方法

1.1 資料來源

該文使用的氣象資料來源于四川省若爾蓋縣氣象局，包括2007—2020年若爾蓋地面常規氣象站測站逐日降水數據;從建站開始到2020年24個區域自動氣象站（阿西鎮、阿西鎮牙弄、阿西鎮團結、紅星鎮、鐵布鎮、鐵布鎮八瑪、鐵布鎮熱蓋、鐵布鎮德瑪、鐵布鎮凍列、巴西鎮、巴西鎮上巴西、巴西鎮下巴西、降扎鄉、降扎鄉熱隴、降扎鄉茍繞、求吉鄉、求吉鄉下黃寨、占哇鄉、包座鄉、包座鄉嘎子、包座鄉俄若、唐克鎮、轄曼鎮、麥溪鄉）逐時降水資料。

該文使用的地質災害災情信息來自四川省若爾蓋縣氣象局提供的2015—2020年若爾蓋地區地質災害災情信息共50條。

1.2 研究方法

1.2.1累積頻數法

累積頻數法是指按某一標準對數據進行分組后，分布在各組內的數據個數稱為頻數，為了統計分析的需要，有時需要觀察某一數值以下或某一數值以上的頻數之和，叫累積頻數。該文依據國家氣象局頒布的降雨等級，對24h的降水量進行劃分，再按照累積頻數法統計若爾蓋縣2007—2020年的降水數據。

1.2.2.頻率統計法

該文將地質災害發生數據中某一地質災害的發生總樣本數記為N，地質災害在某年發生樣本數記為y，某月發生樣本數記為m，將該年、該月地質災害發生頻率記為F，即

F=y/N×100%或F=m/N×100%F

2 若爾蓋地區降水和地質災害分析

若爾蓋地區地貌復雜，地勢陡峭，是地質災害頻發的地區之一，而降水是誘發地質災害發生的主要因素。該文首先對若爾蓋地區降水的時間變化進行研究，結合地質災害的時空分布，從而對通過若爾蓋地區地質災害的發生進行研究。

2.1若爾蓋地區降水時間變化

若爾蓋位于川西北，地貌復雜，經常發生泥石流滑坡、洪澇等地質災害，其中由降水引起的地質災害較多。

由若爾蓋縣2007—2020年各降水類型的發生次數年變化圖可以看出，小雨發生次數最多是在2014年，為166次，最少是在2007年，為114次;中雨發生次數最多是在2010年，為24次，最少是在2008年，為10次;大雨發生次數最多是在2020年，為8次，2008和2015年無大雨發生，暴雨僅在2020年有發生且為1次。2014年間發生小雨、中雨、大雨、暴雨的總次數最多，為187次，由此預測2014年若爾蓋縣發生地質災害的可能性最大。

由若爾蓋縣2007—2020年各降水類型的發生次數月變化圖可以看出，小雨發生次數最多是在5月和6月，均為245次，最少是在12月，為46次;中雨發生次數最多是在6月和7月，均為50次，最少是在1月和12月，均無中雨發生;大雨僅在5～9月間有發生，這與每年汛期發生時間一致，大雨次數最多是在7月，為7次，2008和2015年無大雨發生，暴雨僅在8月有發生且為1次。6月發生小雨、中雨、大雨、暴雨的總次數最多，為299次，由此預測6月若爾蓋縣發生地質災害的可能性最大[1-4]。

2.2 若爾蓋地區地質災害點時空分布

2.2.1 若爾蓋地區地質災害點時間變化

根據若爾蓋地區2015—2020年地質災害災情信息，按照年和月的時間變化分別統計了若爾蓋地區地質災害發生次數，繪制若爾蓋地區地質災害時間變化圖。

分析若爾蓋地區地質災害年變化，發現在2015—2020年若爾蓋地區共發生了50次泥石流滑坡和洪澇災害，其中2018年發生次數達到最多，為27次，占這期間發生總數的54%，其次是2020年，為13次，占發生總數的26%，2017年未發生地質災害。根究若爾蓋地區地質災害月變化，可以看出地質災害在6月、7月和8月發生較多，3個月累計發生42次，占地質災害發生總數的84%，7月份發生次數最多，達到22次，占地質災害發生總數的44%，6月份次之，地質災害發生了11次，發生頻率為22%，8月份地質災害發生了9次，發生頻率為18%，其他月份地質災害發生次數很少甚至沒有發生過，其主要原因是6～8月份若爾蓋地區的主汛期，在此期間，大雨、暴雨及以上次數發生較多，降水量較大，故容易發生降水型地質災害[5-7]。

2.2.2 若爾蓋地區地質災害空間分布

若爾蓋縣包含了7個鎮（達扎寺鎮、轄曼鎮、阿西鎮、紅星鎮、唐克鎮、巴西鎮、鐵布鎮），6個鄉（嫩哇鄉、求吉鄉、占哇鄉、包座鄉、麥溪鄉、降扎鄉），1個牧場（白河牧場），地勢傾斜，地形復雜。根據若爾蓋地區地質災害災情信息，繪制出若爾蓋地區地質災害空間分布圖和若爾蓋各鄉鎮地質災害發生次數。

研究發現，若爾蓋地區地質災害分布較為密集，但分布不均勻，呈現出北部和西部多，東部和南部少的分布規律，研究認為發生地質災害的地點大多位于山區，坡度較大，地貌復雜，地勢由南向北傾斜，降雨量較多，因此該地地質災害易發。

2.3若爾蓋地區地質災害發生區降水閾值分析

2.3.1誘發若爾蓋地區地質災害的閾值因素

（1）災害發生當日降水量。

日降雨量對于降水型泥石流的發生起著主要作用，將其與降雨強度結合一起考慮，一場降雨強度越大，對應的泥石流滑坡的延后時間越短。由于不同地區的地質災害發生的延后時間不同，該文根據若爾蓋地區由降水引起的地質災害發生的情況，反查災害發生當日該地的降水量，采用若爾蓋地區地質災害發生當日的24小時降水量來進行研究，統計得到地質災害發生當日降水量達小雨量級占36.4%，中雨量級占54.5%，大雨量級占9.1%。當災害發生當日的降水量達到35mm時，地質災害發生頻率為90.9%。由于降水對泥石流、滑坡等地質災害具有延遲作用，當災害發生日降雨量達到40mm時，地質災害通常發生在降雨第二天，災害發生日通常為小雨量級。

（2）前期有效累計降雨量。

前期累積降水量指的在地質災害發生之前的一段時間內的累積總雨量，當前期累積降雨量增加時，土壤里的含水量也會增加，使得土壤縫隙受到的壓力也會變大，土壤泥沙結構不穩定，地質災害發生的可能性增大。由于地表徑流產生、水體蒸發等過程，進入到土壤中的水會小于實際記錄的降雨量，故該文采用前期有效降水量來研究降水與地質災害發生概率的關系，將前期有效降水定義為在地質災害發生前的一段時間內的降水量，會對土壤結構穩定性產生作用的降水量，該文利用經驗公式計算。

目前有關學者通常采用前1天、前3天、前5天、前7天、前10天。該文根據若爾蓋2007—2020年各地區發生的地質災害點的降水數據，分析其與地質災害發生頻率的相關程度，得到的結果如表1所示：結果發現前7天的Pearson的相關系數為0.9565816，與地質災害發生的相關性最好。故該研究選取地質災害發生前7天的有效累計降雨量作為前期有效累積降雨量。

結合目前現有的地質災害等級的劃分主要依據降水數據和2020年若爾蓋地區地質災害災情信息數據，綜合地質災害誘發因子、若爾蓋地區地質災害時空分布和降水特征，確定適合若爾蓋地區的地質災害的預警等級。

3 結論與討論

（1）若爾蓋地區在2007年發生地質災害的次數最多，達到22次，且易在每年6～9月的汛期發生。研究發現災害點分布較為密集，主要集中在占哇鄉、鐵布鎮、包座鄉、降扎鄉等地區，這些地方位于山區，坡度較大，地貌復雜，地勢由南向北傾斜，降雨量較大，有利于地質災害發生。而其他地方誘發地質災害較少，是因為這些地區地勢較為平坦。

（2）由于若爾蓋地區的地形差異大，不同地區發生地質災害降水閾值存在差異，在鐵布鎮、降扎鄉的降水閾值較大達70mm以，而在若爾蓋西南部地區，轄曼鎮等地的閾值較小為40mm以下。

參考文獻

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