滑坡预警型降雨特征及危险雨型研究

刘 朝 程圣国

(三峡大学地质灾害重点实验室，湖北 宜昌 443002)

降雨是诱发滑坡的一个重要因素，降雨又涉及到降雨的雨强、雨型、降雨历时等多个方面。实验室传统设计雨型有五种即增大型、减弱型、中间大型、中间小型、均匀型。而实际降雨过程不一定是单纯的一种，可能是两种或多种组合出现。很多学者用不同的方法研究了各地雨型。殷水清等[1]利用动态K均值聚类方法，将降雨过程分为前期型、中期型、后期型和均匀型4类雨型，并给出各雨型雨强随历时的变化关系。岑国平等[2],采用模糊识别法,建立7种雨型的模式矩阵,再分别计算每场实际降雨与7种模式的贴近度,根据择近原则,判断该场降雨属于哪种雨型。范泽华[3]基于Huff雨型曲线推导了天津市的设计雨型，并按1 h,3 h,6 h,12 h和24 h等5个不同的降雨历时对降雨过程进行分类，分别绘制其Huff雨型曲线，得到更为精细的降雨时程分布特征。本文通过统计宜昌市2017年两个时段的降雨特征对危险降雨的组合情况进行了探索，为滑坡的预防提供参考。

1 降雨特征

1.1 8月16日～9月5日日降雨类型随时间分布特征

1)共统计461个站点，21 d内，小雨[4][0 mm，10 mm)，中雨[10 mm,25 mm)，大雨[25 mm,50 mm)，暴雨[50 mm,100 mm)，大暴雨[100 mm)，五种降雨类型随时间分布，见图1。

由图1可以看出，宜昌市8月16日～9月5日以小雨为主，中雨次之，大雨以上较少，只在8月20日出现全部五种降雨。

2)统计日内，连阴雨分布见表1。连阴雨[5]定义如下：

a.连阴雨过程持续5 d；b.连阴雨过程持续6 d～7 d，允许有1个无雨日；c.连阴雨过程持续8 d～10 d，中间允许有2个间隔无雨日；d.连阴雨持续时间大于11 d，不严格规定非连续降水间隔天数。

连续2 d或以上没有出现降水，视为连阴雨过程结束。

1.2 10月10日～18日日降雨类型随时间分布特征

1)462个站点，9 d内，五种降雨类型随时间分布见图2。

表1 站点连阴雨占比

由图2可以看出：宜昌10月10日～18日仍以小雨为主，尤其在12日、18日小雨站点达90%以上。中雨站点平均达22%。大雨只有在8月11日达64%，其他时段大雨以上极少。

2)统计日内462个站点连阴雨分布见表2。

表2 站点连阴雨占比

2 危险雨型研究

2.1 8月16日～9月5日危险雨型分析

根据获得的湖北省滑坡预警资料，为了研究最危险降雨，现挑出这三个县的4个站点：染坊坪(长阳)、穿心店(秭归)、小溪口(夷陵)、古坪村(夷陵)根据择近原则判断与五种传统雨型贴近度分析其雨型。

1)染坊坪为累计降雨量最大(377.5 mm)，且单日出现过最大降雨量(209 mm)的站点，其降雨特征见图3。

2)小溪口为统计日内历史降雨天数达21 d，且连阴雨天数最长的站点。古坪村、穿心店历史降雨天数、连阴雨天数均为20 d，仅次于小溪口，降雨特征见图4。

由图3,图4可知：

1)染坊坪和小溪口有共同处，均为中间大型降雨，并在23日出现转折接着经历一次中间大的峰值型降雨，其中染坊坪是在23日即大暴雨过后出现转折又经历一次暴雨，记为Ⅰ型雨(中间大+中间大组合雨型)。

2)古坪村先出现大雨然后减弱，并在23日出现转折经历一次中间大型降雨，记为Ⅱ型(减弱型+中间大组合雨型)。

3)秭归县的穿心店前期基本是均匀稳定的小雨，在9月1日转为中间大型降雨，记为Ⅲ型(均匀型+中间大组合雨型)。

结合湖北省地质环境信息网发出的预警，在雨型转折点或暴雨过后处存在滑坡风险三级预警，即可能发生暴雨诱发型[6]滑坡，故将这三类雨型记为危险雨型。

2.2 10月10日～18日危险雨型分析

1)根据湖北省滑坡预警资料，选取摊坪水库和湘坪(兴山)、堡子(长阳)具有滑坡风险的县市站点分析其降雨特征：

摊坪水库和湘坪为单日出现最大降雨量(60.5 mm)的站点，堡子站为累计降雨量最大(145 mm)的站点，其降雨特征见图5。

由图5可知摊坪水库、湘坪和堡子站具有非常相似的降雨特征，均为Ⅰ型(中间大+中间大组合雨型)，且在12日即大雨或暴雨过后出现转折，在转折日有滑坡三级预警。故将Ⅰ型雨记为危险降雨，易产生暴雨诱发型滑坡。

2)根据三峡宜昌网—三峡日报获得信息，在10月份秭归县郭家坝镇王家岭滑坡和兴山县峡口镇彭家槽滑坡灾情最为严重，现选取统计数据内秭归郭家坝镇的4个站点和兴山峡口镇的6个站点分别分析其降雨特征见图6，图7。

由图6,图7可知，两县的10个站点降雨特征极其相似，且都在12日(大雨过后)、15日(组合雨型转折处)发出滑坡三级预警，均为Ⅰ型(中间大+中间大组合雨型)循环出现。

3 结论与展望

1)Ⅰ型(中间大+中间大)、Ⅱ型(减弱+中间大)、Ⅲ型(均匀+中间大)三种组合雨型为滑坡危险降雨雨型，当组合雨型的降雨峰值在中雨以上时，在每种降雨结束的时间段要加强滑坡防范工作，尤其是Ⅰ型雨循环降雨最为危险，易发生暴雨诱发型滑坡。连阴雨情况下，Ⅱ型、Ⅲ型雨也容易产生滑坡，连阴雨持续过久即使是连续小雨也可能发生滑坡。

2)根据降雨特征结合滑坡预警以及滑坡资料对危险雨型进行初步研究，为滑坡预测提供参考，对于最危险雨型的定义和判别还需结合大量已经发生的滑坡真实资料和实验来进一步探索。