贵州重大气象地质灾害探讨

２０１２年第２期　第３６卷　贵州气象　Ｊｏｕｒｎａｌ　Ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ　ＶｏＬ　３６　Ｎ０．２　文章编号：１００３—６５９８（２０１２）０２—０００７—０４　贵州重大气象地质灾害探讨　杨森林　，毛显后２　（１．贵州省地质环境监测院，贵州贵阳５５０００４；２．贵州省气象台，贵州贵阳５５０００２）　摘要：通过２０００年以来贵州发生的主要重大地质灾害与气象降雨关系的分析，以地质灾害触发因子为概念，建立了　降雨量“阀值”逻辑模型与因子作用分类，并计算了贵州重大地质灾害下的降雨量“阀值”与“阀值”带。按照得出的气象地质　灾害规律性，提出贵州气象地质灾害工作措施建议。　关键词：气象地质灾害；特征；贵州　中图分类号：Ｐ６９４文献标识码：Ｂ　ｌ　引言　贵州是我国地质灾害最严重、受威胁人口最多　的省份之一。为此，在贵州省已展开的地质灾害调　查、勘察、治理等工作的基础上，许多文献＿１　从地　质灾害的区域发育规律、成因机理、防治方法等－】　方面进行了大量的研究，进一步促进了地质灾害防　治工作的发展。但由于贵州地质环境的复杂性，时　有发生造成财产损失和人员伤亡的重大地质灾害，　使我省地质灾害防治形势仍显得严峻。本文从影　响重大地质灾害的气象因素人手，探讨其发生规　律、特征与防治措施。　的关系。运用建立的逻辑数学模型，计算重大地质　灾害下的降雨量“阀值”与“阀值”带，从而探索贵州　气象地质灾害规律。　３重大地质灾害　３．１基本概况　相关资料＿１　显示，贵州的地质灾害在空间上　全省各地均有发生、以中西部较多，在时间上各年　份均有发生、以汛期为高发期。其中滑坡、崩塌、泥　石流、地裂缝是贵州主要地质灾害类型，约占地质　灾害的９５．３１％。　造成较大的财产损失和人员伤亡的重大地质　灾害发生数量在整个地质灾害发生数量的比例约　为０．５７％，但造成人伤亡和直接经济损失的灾情所　２资料与方法　本文所用的地质灾害资料来源于贵州省地质　占比例却高达４２．０３％。这些重大地质灾害中，主　要灾种是崩滑流，占总数的９６．４９％，全省各市（州、　地）均有发生。　通过资料整理，仅２０００年以来主要的２７起重　环境监测院编写的《贵州地质灾害及其防治》、贵　州省国土资源厅发布的２００４－－２０１０年各年度《贵　州省地质环境公报》，日降水资料来源于贵州省气　候中心。　大地质灾害就有３９９人伤亡（详见表１），说明重大　地质灾害造成群死群伤的危害较为严重。　３．２触发与触发因子　通过选取主要有人员伤亡的重大地质灾害点，　提取对应发生时间的当日降雨量和前５　ｄ累计降雨　量。在提出地质灾害触发因子为概念，降雨作用下　发生地质灾害的降雨量“阀值”的基础上，建立触发　降雨量和地质环境条件逻辑数学模型。分析建立　作用因子分类与人类工程活动、地质环境的复杂性　归一，简化逻辑表达式的降雨量触发地质灾害发生　收稿日期：２０１２—０２—２２　在以往的文献中，对地质灾害发生因素的谓称　从诱发一词改用引发，笔者认为对突发性地质灾害　用触发更为恰当。其理由如下：由于造成地质灾害　的因素主要分为内力地质作用和外力地质作用两　大类，其中，内力地质作用包括造山运动形成的斜　第一作者简介：杨森林（１９６２一），男，高工，主要从事水文、工程、环境地质调查与研究工作。　基金项目：贵州省重大科技专项经费《贵州典型地质灾害成灾模式及预警预报关键技术研究》项目：黔科合重大专项字　［２０１１］６００４资助。　・７・　２０１２年第２期　贵州气象　第３６卷　ＪｏｕｍＭ　Ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｍｅｔｅｏｒ０ｌ０　ＶｏＬ．３６　Ｎ０．２　坡地形、构造对岩体完整性的破坏、地震活动以及　稳定过渡，而ｌ　界稳定岩体则有可能发生地质灾　岩石组合等，通常称为地质环境条件；外力地质作　害。当引发因子所给的量没有破坏岩体不稳定的　用包括降雨、地下水活动以及人类工程活动等。　“阀值”时，临界稳定岩体仍然不会发生地质灾害，　一般情况下，内力地质作用是一个漫长的时间　但将会使临界稳定岩体在临界值范围内向更不稳　过程，使已有岩体处于相对稳定或临界稳定状态。　定方向发展，即这些因素仍然是引发因素，也是一　同时在外力地质作用下，相对稳定的岩体将向临界　个过程深化的引发。　表１　２０ｏ０年以来主要重大地质灾害人员伤亡情况一览表　往往当某一因素起主要作用，在较短时间内推　３．３气象地质灾害　动了临界稳定岩体向不稳定的迅速发展，造成突发　通常有显著作用的地质灾害触发因素可分为　性地质灾害的发生。其发展过程时间短，并主要体　降雨和人类工程活动两类。而贵州属于亚热带湿　现了这一因素对临界稳定岩体平衡的破坏，即“一　润季风气候，雨热同季、雨量充沛、降水分布和时段　触即发”的现象。故对突发性地质灾害发生的因子　极不均匀，特别是中部苗岭东西两段的迎风坡，是２　的作用，本文称其为触发。　个多雨区。由于持续降雨，大雨、暴雨触发的突发　通过２００４年以来的突发地质灾害资料统计［６］，　性、灾害性地质灾害所占比例在７０％以上　ｊ。在发　贵州每年汛期（５＿＿９月）的地质灾害数量分布明显　生造成较大的财产损失和人员伤亡的重大地质灾　较多（如图１），汛期也是贵州省降水集中的时期，即　害时，是社会所关注、政府重视的突出事件，也是地　降雨是贵州地质灾害的主要触发因子之一，并代表　质灾害研究的重点对象。　年度时间发生分布规律。　．８．　２０１２年第１期　第３６卷　杨森林，等：贵州重大气象地质灾害探讨Ｖ０Ｌ　３６　ＮＯ．１　起３５０　口２００４年一２００５年口２００６年口２００７年一２００８￣口２００９￣－２０１０年　图１　２００４－－２０１０突发性地质灾害发生时间分布图　本文统计计算了２７处重大气象地质灾害的当　律可循，本文以触发降雨量和地质环境条件为基　日降水及前５　ｄ降水，如图２所示。其中有８１．５％　础，选取当日（当场）降雨量、前第ｉ日累计降雨、人　｜；　｛毫　ｌ暑　伽　∞　ｏ　的灾点降雨量强度与２００４－－２０１０年突发性地质灾　类工程活动对稳定岩体平衡的影响、灾前地质环境　目喜雌｝｝砥Ⅲ１』鞋　害高发时间分布具有很好的一致性，且造成的人员　条件状况等４项，按照影响地质灾害发生因素关系，　伤亡占总数的７３．４％。　列出其间的逻辑关系表达为：　１４０　Ｆ＝　＋∑　＋　＋Ｘ　（１）　１２０　１００　式中：　触发临界值　——当日（当场）降雨量　世６０　——｛ｆｎ　４０　前第ｉ日降雨（ｉ＝１，２，３…）　２０　产＿人类工程活动对稳定岩体平衡的　１　３　５　７　９　１１　ｌ３　１５　１７　ｌ９　２ｌ　２３　２５　２７　影响　序号　—一灾前地质环境条件状况　图２　２０００年以来主要重大地质灾害降水情况　仅从降雨作用地质灾害时间上来说，笔者认为　４重大气象地质灾害　可将地质灾害发生的触发作用分为直接型、迭加　型、滞后型、扰动型４类，各指标的贡献作用列于　４．１　降雨参与地质灾害模型　表２。　由于岩层组合、地形坡度、裂隙发育、降雨作用　按照上述标准，将本文所述的２７处重大地质灾　等诸多地质环境的复杂性和多样性，各类地质灾害　害结合贵州降雨型地质灾害发生规律，以中雨降雨　各自的引发因素、发生机理、种类组合、灾情状况等　量（＞１０ｍｍ）为降雨作用起点分类于表３，共计２２　的差异性，故不能用某种解析方程求出降雨作用下　处。而没有降雨作用的地质灾害主要为人类工程　触发的临界值。但降雨作用下触发的临界值有规　活动影响，不参加统计。　表２气象地质灾害因子作用分类表　注：表中数字为表Ｉ中的序号　・９・　２０１２年第２期　贵州气象　第３６卷　Ｊｏｕｍ￣Ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ　ＶｏＬ　３６　ＮＯ．２　４．２　降雨量“阀值”与“阀值”带　动与地质环境的复杂性归一，用气象降雨量的叠加　在贵州的降雨作用于地质灾害研究中，陈百炼　得出降雨作用下触发的临界值，将（１）式简化逻辑　等　提及的滑坡等地质灾害的发生并不完全与单　关系表达为：　日降雨过程同步，存在一定的滞后性，主要集中在　：　＋∑　（２）　降雨后７２　ｈ内发生，得出灾害发生与前３　ｄ、前５　ｄ　式中：　：降雨量触发临界值；Ｖａ：当日（当场）　累积雨量也有较好的相关性。并在汛期贵州地质　降雨量；　：前第ｉ日降雨量（ｉ＝１，２，３，４，５）。　灾害预警预报中应用效果较好　］，验证了贵州的降　通过筛选的２２处降雨作用的地质灾害，由式　雨作用于地质灾害一般规律，因此本文涉及的地质　（２）计算出降雨作用下的地质灾害发生降雨量“阀　灾害累积降雨量选取了前５　ｄ作分析。　值”于表４中。　在主要考虑气象因素的情况下，将人类工程活　表４　２０００年以来主要重大地质灾害降雨量“阀值”表（单位：ｍｍ｝　序号１　２　３　４　５　６　７　８　１０　Ｉ１　１２　１３　１４　１７　１８　１９　２０　２３　２４　２５　２６　２７　１９．２　１９．５　１９１．８１４１．２１２０．１１４５．４ｌ１６．７１３８．３　２０．８　１１４．７　４０．１　４３．６　２３．４　２８．１　４８．５　３６．３　１３．７　：７　１８５．７　＿３１．乏　注：表中序号与表１中的序号相同　从表４中看出：　的最小值为１３．７、最大值为　径。深化气象地质灾害预警预报方法研究，开展短　３３１，平均值为８６．８１。说明贵州地质灾害所处地质环　时（临近）气象地质灾害预警运用，对于已发现的重　境的复杂性和极大的差异性，各种地质灾害的降雨量　大地质灾害隐患点实行监测预警与气象预报相结　“阀值”组成降雨量“阀值”带，即１３．７～３３１区间均有　合，与地质灾害群测群防有机地联系起来，进一步　可能在特定的地质环境条件下发生不同的地质灾害。　提高防灾减灾有效性。　４．３　其他因素与降雨量“阀值”带讨论　建立全省统一地质灾害数据库与数据服务器，　表４反映出　区间值跨度极大，除说明贵州地　实现重大地质灾害预测视频会商，提高群测群防能　质灾害所处地质环境的复杂性和极大的差异性外，　力。采用专用服务器，加强纵向沟通与联合，建立　可能还与本文引用的日降雨量等因素有关。　与省内各市（州、地）和县链接的地质灾害信息网　由于贵州山地气候条件，降雨量的不均匀性不　络，进行实时数据交换，及时验证地质灾害发生的　仅表现在年度各月降雨量的较大差异，而且在２４　ｈ　情况，进行预测预警的趋势调整，通过视频会商系　的降雨也极不均匀。由于降水时空分布的不均匀　统研修预报预警产品，提高预测预警的可信度。　性，在本文引用的地质灾害降雨量中，虽以最近的　结合地质灾害趋势预测，将年度趋势预测作为中　降雨量站点取值，但也可能存在一定的差别。故所　长期预警预报，未来２４　ｈ地质灾害预警为短期，短时　求的降雨量“阀值”带区间下限可能偏小，而上限受　（临近）地质灾害预警为灾前预报。与地质灾害监测　地质灾害选点所制，应无限值。　预警、群测群防网络组成了地质灾害预警预报体系。　此外，山地气候的小时的降雨量会出现很大的　差异，甚至可能出现统计２４　ｈ的降雨量就是某小时　参考文献　的降雨量，即小时降雨强度对地质灾害的发生有较　［１］　贵州省地质环境监测院．贵州地质灾害及其防治［Ｍ］．　大影响。因此，如果将（２）式中的　值用小时降雨　贵阳：贵州科技出版社，２００９．　［２］　杨森林，等．贵州地质灾害发育分区［Ｊ］．贵州地质，２０１１　强度替代，可以得出与实际更相近的地质灾害降雨　（２）：１３１—１３４．　量“阀值”带。　【３］　郭振春．贵州地质灾害的主要类型和诱因及其预防建议　若再结合人类工程活动与地质环境因素分类　［Ｊ］．贵州地质，２００３（２）：１０３—１０５．　［４］杨森林，等．贵州省地质灾害气象预警预报［Ｊ］．贵州地　进行定量区划，将式（１）进一步确立定量关系，就可　质，２０１０（４）：３０２—３０５．　以得出贵州地质灾害降雨量“阀值”带分布图，有待　［５］杨凌云．贵州地质灾害的防治对策［Ｊ］．西部探矿工程，　将气象地质灾害预警预报成功率进一步提高。　２００５（１Ｏ）：２０３—２０４．　［６］　贵州省国土资源厅．贵州省地质灾害趋势预测报告　５气象地质灾害防治建议　［Ｒ］．２０１１．　［７］　陈百炼，等．基于ＧＩＳ的地质灾害气象预警方法初探　由于贵州地质环境的脆弱性，以降雨为主要因　［Ｊ］．中国地质灾害与防治学报，２００５（５）：９３—９６．　［８］贵州省国土资源厅．贵州省地质环境公报［Ｒ］．２００５　素的突发性地质灾害多发，气象地质灾害预警预报　—２００９．　工作已成为地质灾害减灾防灾工作的一条重要途　・１０・