浙江宁波市地质灾害的雨量阈值及预报分析

朱佳敏，姚素香，顾小丽，胡 波

（1.南京信息工程大学，江苏 南京 210044；2.宁波市气象局，浙江 宁波 315012）

0 引言

由强降水引发的山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害极大地威胁着人民生命财产的安全，如2010年8月7日甘肃舟曲特大山洪、泥石流灾害造成1400多人的遇难，300多人失踪，2011年汛期强降水又使我国南方湖南、江西等地出现山洪、泥石流灾害，有100多人遇难。对此，我国各级政府部门都非常重视，目前地质灾害气象预报预警已被列入各地汛期的主要工作任务之一。由于地质灾害的形成受地质条件、气象条件、人类活动等诸多因素控制，具有较大的随机性，地质灾害监测预警的研究目前在国际上还是一个难题［1］，据统计由局地暴雨引发的泥石流、滑波等灾害占这类灾害总数的95％和90％以上［2］。为了做好对地质灾害气象预报预警及防范，减轻地质灾害的危害程度，许多地质工作者和气象工作者在泥石流、滑坡等地质灾害的气象预报预警研究中取得一定的成效［3］。由于各地的地质灾害发育现状及地质环境条件不尽相同，科学分析各地地质灾害的雨量阈值对做好地质灾害气象预报预警及减轻地质灾害的损失是非常有意义的。宁波市国土资源局和宁波市气象台于2004年开始合作，七年多来在联合制作宁波市地质灾害气象预报预警进行了许多工作，并在每年汛期为“平安宁波”发挥积极作用，积累了许多宝贵的资料。据此，分析研究区域地质灾害的雨量阈值对以后地质灾害预报预警工作会有所帮助。

1 地质灾害概况

宁波地处华东沿海，位于亚热带季风气候区，全市年平均降水量约1600mm，其中汛期中主要强降水是由台风、梅雨和强对流等引起［4］。根据宁波市国土资源局地质环境监测站提供的地质灾害资料统计，从2004～2010年的汛期中，宁波市境内共有28d发生地质灾害，共发生山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害159处，平均每年汛期发生地质灾害约4天23处，表1为2004～2010年宁波市地质灾害实况及部分地质灾害等级预报，表1中的WRF预报雨量、实况雨量及地质灾害实况的时间尺度是指预报当日20时至次日20时。

2 地质灾害与降水系统

统计2004～2010年汛期地质灾害日，宁波市境内共出现地质灾害28d，其中有16d地质灾害是由8个热带气旋强降水引起的，占57％（16/28），有3天地质灾害是由强对流或连续性降水引起，系统预报了4级地质灾害等级，占1％（3/28），另有9d未预报地质灾害，占32％（9/28）。

若按地质灾害点统计，在7年 28d里发生的159处地质灾害中，其中由热带气旋强降水引发产生的地质灾害点有142处，占89.0％（142/159），强对流短时强降水或梅汛期等连续性降水引发产生的地质灾害点有3处，占2％（3/159），系统预报了4级地质灾害等级，另有14处未预报地质灾害等级，地质灾害漏报点占9％（14/159）。

表1 2004～2010年宁波市地质灾害实况及部分气象等级预报统计Table1 ThestatisticofNingbogeo-hazardsandweatherlevelforecast

可见宁波地质灾害绝大多数是由热带气旋强降水引发产生，仅少部分属于强对流或梅汛期等连续性降水引发。上述地质灾害由于有效雨量明显，故属于可预报范围。另有14处（9％）地质灾害由于有效雨量不明显，预报难度大。统计数据表明，宁波在汛期地质灾害气象预报预警中首先要做好由热带气旋强降水引发的地质灾害，其次是做好强对流短时强降水和连续性较大降水引发的地质灾害。在近7年出现的159处地质灾害中，系统对145处地质灾害进行了3级或以上等级的预报，预报击中率为91％（145/159），漏报14处，漏报率占9％（14/159），因此，做好强降水预报是做好地质灾害预报的关键。

由表1统计的雨量资料可知，当热带气旋或强对流等天气系统的过程雨量超过100mm，宁波境内就有地质灾害出现，当过程雨量超过200mm，宁波境内多处出现地质灾害，如2005年的“麦莎”、“卡努”强台风和2009年的“莫拉克”强台风，宁波过程雨量均超过200mm，宁波市境内出现地质灾害点均超过30处，这一统计数据为以后宁波市地质灾害预报预警提供了参考依据。

3 雨量预报及订正

宁波市地质灾害气象预报预警系统［5］的基本原理是基于李长江［6］等提出的人工神经网络模型（ANN）与地理信息系统（GIS）高度结合，系统把非降雨因子看作相对固定的静态因子（如自然地理、地质环境、地质灾害特征、人类活动等因素），把降雨作为诱发地质灾害的动态因子来考虑，该系统使用7年多来效果较好，地质灾害预报预警系统应用7天有效雨量，并计算出地质灾害的发生概率。

提供给地质灾害预报预警系统的雨量是非常关键的因子，在日常情况下，预报雨量由WRF中尺度区域模式提供的24h或48h格点雨量预报产品，宁波陆域面积 9365km2，使用400个雨量格点值（20×20），格距15km×15km，根据天气系统的变化及影响情况，再进行人工雨量订正。

实况雨量取自区域中尺度地面自动观测站网资料，系统可随时调用区域内156个自动观测站的实况雨量资料，特别是当实况出现短时强降水并与预报雨量量级不相符合时，即可进行临近雨量订正。根据以往经验并结合资料统计，宁波地质灾害重点应注意做好以下天气系统的雨量订正：（1）台风强降水；（2）强对流降水（过程雨量≥100mm）；（3）梅汛期等连续性强降水，7d有效雨量≥100mm。

3.1 热带气旋雨量订正

根据气候资料统计，宁波年平均受3～4个热带气旋影响，但平均每年有一个热带气旋引发产生地质灾害，可见，能引发生产地质灾害的影响热带气旋只占小部分（约占30％左右）。当有热带气旋影响时，WRF格点雨量预报可能会有一定的误差，这时，预报人员应根据天气会商结论对WRF预报的雨量格点产品进行人工订正。

（1）WRF对热带气旋的路径预报误差，热带气旋路径准确与否是雨量预报的关键，因此，特别应注意WRF对热带气旋的路径预报是否出现偏差。

（2）WRF对热带气旋雨量落点的预报误差，如历史上0509号“麦莎”台风于2005年8月6日凌晨3：40分在浙江省台州玉环县干江镇登陆并向西北偏北移，若按常规台风登陆后12h波沿海地区雨势减弱，但当时WRF预报6日夜里东海仍有大的雨量中心，经预报会商后将雨量中心移至沿海地区，系统预报4级地质灾害，事后证明订正预报效果是好的。

（3）地形作用与WRF的雨量误差，宁波地形呈西南高东北低，宁波西部四明山区海拔高度约在800～1000m，山脉呈南北走向，而东北部平原地区相对平坦，平原的海拔高度仅10m左右，当热带气旋影响时，东北气流经南北走向的四明山区及偏东走向的象山港喇叭口地形的辐合抬升作用，地形往往能使雨量产生2～3倍的增幅［7］，此时，应对 WRF格点雨量产品进行人工订正。

3.2 短时强降水的雨量订正

强对流降水具有突发性，WRF往往难以预报，目前通过新一代天气雷达和自动雨量站，能够对强对流降水进行临近监测与订正。如表1所列的2004年9月18日14时至15时，鄞州东钱湖镇韩岭村1小时出现102mm的雷雨，并出现山体滑坡，此类强对流雨量事先预报难度较大，目前主要依靠雷达和自动站的监测资料进行临近订正，当发现雷达强回波的实况雨量达到50mm以上时，应重点进行临近监测，随时准备通过手机短信等发布短时强降水信息及地质灾害预警，往往能产生较好的效果。

3.3 连续性降水

宁波地处长江下游，梅汛期容易出现连续性降水，当连续性降水的累计雨量达到一定程度即能诱发产生地质灾害。在地质灾害预报系统中使用了7d有效雨量，即前5d有效雨量Ra加上当天实况雨量与未来24h预报雨量的总和。

而前5d有效雨量是指：

Ra= ∑0.8LRL，

式中：Ra——有效雨量；

RL——灾害发生当日的前1d到前5d的雨量，灾害发生当日L=0，灾害发生前一天L=1，依次类推。

因此，在梅讯期雨量的累积效应下，当有效雨量超过100mm，也能诱发地质灾害发生，如2011年梅雨期，有6月12日至16日，不少自动站的有效雨量超过100mm，因此系统连续发布3或4级地质灾害预报。

4 总结与讨论

（1）最近7年统计资料表明，宁波有89％地质灾害点是由热带气旋强降水诱发产生的，因此，热带气旋强降水是宁波地质灾害重点预报预警的天气系统。

（2）宁波地质灾害重点应防御：台风强降水；强对流降水（过程雨量≥100mm）；梅汛期连续降水，7天有效雨量≥100mm。

（3）诱发宁波市地质灾害的有效雨量多数在100mm以上，可将100mm的有效雨量作为宁波地质灾害气象预报预警的阈值；当遇有效雨量≥200mm的热带气旋等降水，应重点防范群发性地质灾害的产生。

（4）由于分析的样本资料有限，本文提出的观点还有待于今后工作中进一步检验。

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