贵州省强降雨诱发地质灾害气象预警指标及应用研究

李阳春 操丽 崔军辉

1. 贵州省地质环境监测院 贵州 贵阳 550000 ；2. 武汉中地云申科技有限公司 湖北 武汉 430074

1 资料来源及处理

1.1 地质灾害灾情调查资料

研究期间收集的各项资料，来源于2015年到2020年，在贵州省由于强降雨引发的地质灾害，其中房屋倒塌的资料，来源于贵州省民政局和贵州省气象局气象资料年报表备注栏的灾情纪要当中的相关内容。贵州省东靠湖南，南临广西，西接云南，北临四川和重庆，东西长度约595km，南北相距约510km，地处中低纬度是云贵高原东侧斜坡地带，地貌是属于中国西部高原。从贵州省国土总面积以及山地面积丘陵面积等多项指标进行分析，它的总面积为1767km2三地面积占到总体面积的87%，以上丘陵面积占到总面积的10%左右，平均面积仅仅占总面积的3%左右。调查资料可以看出，贵州省，以山地为主，大部分的地区的地表切割密度和深度都非常大。贵州省的土壤面积是1591100km2，占到全省土地面积的90%。它的地带性土壤属于中亚热带常绿阔叶林红壤和黄壤地带。贵州的岩石分布特征表现为以沉积岩的分布最为广泛，而且发育最佳，除此之外火成岩的岩石种类最多，但是分布比较零星，电子眼的设置虽然不多，但相当于主要分布在东南地区。从地质构造的角度进行分析，贵州省的大地构造位置，在贵州省区域地域自治当中，就已经进行了详细的描述。贵州地区在不同的时期，分别位于武陵区造山带内带加里东期造山带内带，外带前陆燕三期造山带前陆的位置，是由此我们可以看出贵州地区的地质特征，地质的演化以及发展都受到武陵旋回气的控制。

1.2 地质灾害信息资料

地质灾害隐患点信息，地质灾害易发区的划分资料，均来源于贵州省水利厅、贵州省气象局。本次项目针对贵州省的地质灾害信息资料的相关内容进行探讨，在研究的过程当中主要研究诱发滑坡的地形条件以及降水的条件等多项内容，并以地形条件，降水条件作为研究的基础，对贵州省的相关土质滑坡和精细化预警模型进行分析。主要针对贵州省强降雨诱发地质灾害气象预警指标的相关内容进行探讨[1]。

1.3 气象资料处理

此次研究过程分析的气象资料，来源于2015年到2020年贵州省境内逐日降水量质量的相关内容，这些数据来源于贵州省气象局以及贵州省气候档案馆。贵州是亚热带地区的一个省份，具有气候温和与凉冲配的特点，而且它光照适中是亚热带湿润季风气候。从贵州的气象水文的角度进行分析，由于贵州省的地形本身具有地势高差大，地形复杂的特点，所以它的气候受其影响，也复杂多变。从平均气温的角度分析，贵州各地年平均气温在12℃到18℃之间。最高气温出现在7月份，最低气温出现在1月份极端最高的气温是在34℃以上。通过对贵州地区的气候条件以及气候特点进行分析，可以发现，贵州降水水汽主要来自孟加拉湾和南海，这两股暖湿气流在贵阳的麻江一带相会并形成非常丰富的教育。所以贵州地区存在与日多的特点而且时空分布不均匀，一般情况下降雨都分布在5月份到7月份之间，主要为阵性降雨以及暴雨，该时间段的降雨量达到全年的75%以上。11月份到4月份的降水量会明显减少，该时间段的降雨量仅占年降水量的5%左右。贵州地区之所以会出现各种气候灾害，其主要原因是它的日照少，阳光资源不充足。而且经常会由于倒春寒，伏旱洪涝，冰雹，秋风，连云雨等自然气候而引发各种类型的灾害，这些由气候引发的灾害主要有泥石流，滑坡，崩塌，水土流失等等。

1.4 数据处理

地质灾害的发生并不是一次强降雨就可以造成，所以工作人员针对一次降雨的相关数据进行分析，不会得到与地质灾害相关的数据，单凭一天或者一次的降雨量，判断地质灾害是否发生是极其不科学的。通过对不同时期地质灾害的发生数据和相关信息进行分析。可以发现在历史上经常出现当天降雨量很小，但也同时出现地质灾害的情况，其主要原因是在降雨量小的前几天已经出现连续强降雨的情况，从而在一定程度上为地质灾害的发生奠定了基础，使得地质灾害发生的概率不断提升，就算当天的降雨量很小，也不能避免地质灾害的出现。所以工作人员在以降雨量作为基础分析和判断地质灾害发生的可能性时，需要采用一段时间的当天降雨量，乘以当天有效降雨系数，从而获得有效降雨量的相关数据之后，再针对地质灾害的相关数据和信息进行判断。以地质灾害发生的次数以及地质灾害发生前降水量，地质灾害发生时间与降水的时间距离等多项数据作为基础，对灾害的相关内容进行分析，可以发现距离灾害发生的时间间距越长，地质灾害就越不可能受降雨量的影响。所以为了客观地反映前期降水量对地质灾害事件发生产生的影响进行探讨，工作人员需要以相关的计算模型作为基础，计算有效降雨量。

2 结果分析

2.1 确定与地质灾害发生密切关系的有效降雨量指标

对国内外众多资料进行收集，并结合贵州省历年地质灾害灾情进行分析，可以发现除人为因素干扰以及地壳运动而引发的地质灾害之外。大部分的地质灾害发生，主要因素就是强降雨。特别是对一些特定的区域或者固定的区域地质环境来说，这些地质环境具有一定的特殊性，所以一旦出现强降雨的情况之后，当有效雨量累积到一定的房子，就会出现不同程度的地质灾害问题。由此我们可以认为对这些特定区域的地质灾害进行预测，可以通过分析有效降雨量和获取准确的分析数据。当然临界有效降雨量的确定还需要相关工作人员通过收集有效降雨日数以及有效降雨系数等多项指标，确定在下为我们针对有效降雨日数和有效降雨系数以字母n和a代表。

选取2015年到2020年以来贵州省重大降雨过程当天和前10天降雨实况和人员伤亡，山体滑坡发生的是数量进行统计和分析，可以发现历年的地质灾害发生时，降水天气过程持续7天以上的数量并不是非常多。而且事实上从影响贵州省历年汛期降水天气的系统来看，降水天气系统维持天数很少有超过8天的情况。

其实在不同的地点和时间，地质灾害在发生之前的7天和8天，9天和10天不同的有效降雨量累积数据存在一定的规律，而且这些规律表现为有效降雨量累计值的差异非常小。所以从这些数据当中，我们也可以看出对贵州省地质灾害造成影响的降雨量，主要是当天以及前7天的降雨量，如果再往7天之前的降雨量进行分析，这些降雨量的数据和信息，对地质灾害的分析作用非常小，可以忽略不计，所以我们可以以n=7对降雨量进行计算[2]。

有效降雨量系数a的确定需要以研究期间的降水天气过程当中，当日降水量以及7天前不同的a值有效降雨量与当时对应的地质灾害数进行分析，将不同的点带入到相应的数值之后，得到a的具体数值。

2.2 强降雨诱发地质灾害有效降雨量预警指标等级划分

通过上面的分析我们可以发现，在对诱发地质灾害的教育指标进行分析时，以有效降雨量作为基础，并将其带入到数据及公式当中，可以获得相应的研究结果。而且通过对研究结果以及数据分析的结果进行分析，可以发现当有效降雨量大于100mm时，会出现地质灾害的问题，当有效降雨量达到346.1mm时，地质灾害问题最为严重，一旦发现有效降雨量达到这一指标，那么现场工作人员就需要进行地质灾害的预报预警，并通过结合气象预报降雨的等级划分之后，将不同的降雨量作为不同地质灾害危险的阈值总额，以有效降雨量作为强降雨诱发地质灾害气象预警指标的相关数据。

将有效降雨量，预警指标等相关内容收集之后，工作人员还需要以这些数据以及强降雨诱发地质灾害的类型进行等级划分。通过对收集到的数据进行研究以及探讨，可以发现以有效剂量的临界法制作为基础，将贵州省地质灾害气象预警的实际发生情况以及设计指标可以分成4个等级，分别为红色预警，橙色预警，黄色预警和蓝色预警。具体如表1所示。

表1 预警指标等级划分

上文已经针对贵州省地质灾害隐患点的分布情况，以及历史上发布灾害的相关资料，进行了简单的探讨，可发现贵州省地质灾害分布的区域具有明显性的特征而且地质灾害的隐患点比较集中，这些隐患点发生地质灾害的概率相对较高。但是一些不易发生地质灾害问题的区域及地质灾害发生的程度不尽相同，统一有效的降雨量指标，在不同容易发生地质灾害的区域发生地质灾害的概率以及危害的程度具有较大的差距，所以为了更好地对不同地区的地质灾害，容易发生区域的预警等级进行反应以及区分工作人员需要对降雨强度下发生地质灾害的可能性大小进行定性判断[3]。

2.3 强降雨诱发地质灾害有效降雨量预警指标的检验与应用

在2016年到2020年期间出现重大天气事故之后，相关工作人员针对强降雨的相关指标进行了检测，共出现12次预警。其中蓝色预警有7次，黄色预警有5次，在7次蓝色预警当中有8处位置出现山体滑坡，共出现8次房屋倒塌的情况，共转移了201人，成功避让给22人出现了直接损失的情况，直接损失金额为247万元，避免财产损失为135万元。黄色预警次数为5次，在黄色预警出现之后共出现10次山体滑坡的情况，期间，有18间房屋倒塌的情况，有2731人紧急转移人数为72人，避免损失财产有127.8万元。从以上数据当中我们可以看出预警指标的应用可以通过气象局部门未来24小时的降雨预警数据以及实际的降雨数据计算出有效降雨量，结合不同地区的地质灾害区域易发的等级判断强降雨诱发地质灾害的空间范围以及可能性的大小，从而避免直接经济损失以及人员伤亡。

3 问题与思考

贵州省地质灾害隐患存在点多面广的情况，因为它的隐患点所处的地形地方变化非常大，再进行实际管理的过程当中，我们通过收集隐患点采集信息之后，可以发现整体的数据收集情况，并不是非常的有效，最终统计的数据由于数据和信息不够，全面部分在其资料没有得到有效的收集，特别是出现的时间也不够准确。除此之外通过对搜集到的数据进行分析，可以发现雨量的分布不够密集，降雨量变化的相关数据差距相对较大。所以本文在进行分析时，雨量资料主要是根据灾害点附近区域的自动降雨数据收集器进行分析，所以具体的数据与灾害点真实的雨量存在一定的出入[4]。

为了获得更加准确的数据以及信息，从而提高强降雨诱发地质灾害气象预警指标及应用研究的效果。在地质灾害隐患点加密建设气象观测站，具有极高的必要性，当然在对各种类型的设备进行安装，以及观测站的建立。除此之外，还需要通过安装雨量观测以及土壤湿度观测的设备对灾情的相关资料进行及时收集，从而了解强降雨诱发地质灾害期的相关因素和指标。