云南省山洪地質(zhì)災(zāi)害分布特征及致災(zāi)因子分析*

朱　涯，黃　瑋，李　蒙，張明達(dá)

(1.云南省大氣探測(cè)技術(shù)保障中心，云南 昆明 650034；2.云南省氣候中心，云南 昆明 650034)

云南省是一個(gè)典型的山區(qū)省份，山地面積占全省總面積的94%，云南陡坡地分布廣、溝谷切割強(qiáng)烈。由于地處歐亞板塊與印度洋板塊碰撞帶的東緣，地震頻發(fā)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，活動(dòng)性斷裂帶密集，不穩(wěn)定巖土廣泛，脆弱的地質(zhì)條件為山洪、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的形成和發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，極易引發(fā)山洪、泥石流及滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。“一山分四季，十里不同天”是云南天氣氣候的主要特征，立體氣候明顯，氣候帶交錯(cuò)復(fù)雜。云南作為低緯高原氣候區(qū)的代表，特殊的地理位置受到西南季風(fēng)、西太平洋、孟加拉灣和南海等地生成的熱帶風(fēng)暴共同影響，強(qiáng)降水事件和極端降水事件的時(shí)空分布規(guī)律非常復(fù)雜，并且同國內(nèi)其它地區(qū)也存在明顯的差別[1-2]。云南由強(qiáng)降水誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害表現(xiàn)為點(diǎn)多面廣，地質(zhì)災(zāi)害類型復(fù)雜多樣的特征[3]，尤其是山洪、泥石流及滑坡災(zāi)害，嚴(yán)重威脅山區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，是制約云南發(fā)展的主要因素，防災(zāi)減災(zāi)形式嚴(yán)峻[4]。

云南作為山洪地質(zhì)災(zāi)害的重發(fā)、頻發(fā)省份，全省16個(gè)州(市)129個(gè)縣(市、區(qū))均為地質(zhì)災(zāi)害防治任務(wù)縣。1950-2010年，云南省洪水災(zāi)害受災(zāi)面積達(dá)0.7億hm2，1.2億人受災(zāi)，1.4萬人死亡，損失高達(dá)500億元，山洪災(zāi)害潛在威脅人口400多萬，潛在威脅財(cái)產(chǎn)300多億元[5-6]。云南山區(qū)以變質(zhì)巖、風(fēng)化的石灰?guī)r、花崗巖和中生代紅層所組成，易沖蝕，利于山洪地質(zhì)災(zāi)害的形成。山區(qū)坡陡谷深、地形起伏大、產(chǎn)流快，暴雨、大暴雨多發(fā)頻發(fā)，短歷時(shí)強(qiáng)降水多，過程強(qiáng)度大，導(dǎo)致山洪來勢(shì)兇猛。山洪、泥石流及滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素是強(qiáng)降水[7]，云南強(qiáng)降水事件具有降水強(qiáng)度大、范圍廣、雨量多、持續(xù)久等特點(diǎn)，季節(jié)性、突發(fā)性、并發(fā)性和區(qū)域性特征顯著，加之山區(qū)復(fù)雜地形對(duì)局地降雨的影響，大雨及以上量級(jí)的強(qiáng)降水多發(fā)[8]。隨著氣候變化對(duì)云南極端天氣氣候事件的影響不斷增強(qiáng)[9]，各地強(qiáng)降水的強(qiáng)度和頻次都有所增加，加大了山洪地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是主汛期強(qiáng)降水事件增加，導(dǎo)致山洪、泥石流及滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻次增加[10]。

1　資料與方法

本研究基于2012-2016年連續(xù)五年的云南省山洪地質(zhì)災(zāi)害防治氣象保障工程，在全省范圍內(nèi)分批次開展山洪、滑坡、泥石流精細(xì)化風(fēng)險(xiǎn)普查，并在80多個(gè)縣開展山洪災(zāi)害實(shí)地調(diào)查。本文中氣象資料選用云南125個(gè)氣象觀測(cè)站1971-2016年連續(xù)46年的逐日降水量，累加統(tǒng)計(jì)各站逐年的大雨(50 mm>日降水量≥25 mm)日數(shù)、暴雨(100 mm>日降水量≥50 mm)日數(shù)和大暴雨(日降水量≥100 mm)日數(shù)作為強(qiáng)降水因子。極端降水資料來自云南省125個(gè)觀測(cè)站自建站以來的10 min，30 min，1 h，3 h，6 h和12 h極端降水?dāng)?shù)據(jù)資料作為極端降水因子[11]。

2　山洪、泥石流、滑坡空間分布特征

山洪是指在山洪溝中發(fā)生的洪水暴漲事件，由于山洪溝集水面積上短歷時(shí)強(qiáng)降水超過徑流量而導(dǎo)致的地表徑流。泥石流是在山丘區(qū)或溝谷、深壑以及地形險(xiǎn)峻的區(qū)域，由暴雨或其他災(zāi)害引發(fā)的山體滑坡，并攜帶大量泥沙和石塊的特殊洪流?；率切逼律系耐馏w或巖體，受降雨和地形等因素影響，在重力作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶，整體或分散地順坡向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。山洪地質(zhì)災(zāi)害主要是受到降雨、地形、坡度、坡向、下墊面覆蓋及土地利用等因素的影響。云南省地形、地質(zhì)狀況復(fù)雜多樣，降雨時(shí)空分布不均，山洪災(zāi)害表現(xiàn)出類型多樣，數(shù)量大，分布范圍廣的特點(diǎn)。根據(jù)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查及山洪溝實(shí)地調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)，全省共有山洪溝1 872條，泥石流溝1 266條，滑坡點(diǎn)4 325個(gè)(表1)。從表1中可以看出，臨滄、大理、紅河、保山、玉溪、普洱、麗江分布有較多的山洪溝，文山、楚雄等地山洪溝分布數(shù)量較少；大理、紅河、麗江泥石流溝分布數(shù)量較多，普洱、西雙版納等地泥石流溝分布數(shù)量較少；紅河、大理、臨滄等地滑坡點(diǎn)分布數(shù)量較多，迪慶、楚雄等地滑坡點(diǎn)分布數(shù)量較少。總的來看，大理、紅河、臨滄、麗江是云南省山洪及地質(zhì)點(diǎn)災(zāi)害分布較為密集的州(市)，迪慶、怒江、楚雄、文山等地災(zāi)害種類分布較少。

表1　云南各州(市)山洪溝、泥石流、滑坡數(shù)量分布表

2.1　云南省山洪災(zāi)害分布特征

從圖1可以看出，云南省山洪溝主要分布于怒江、瀾滄江、元江-紅河、金沙江、大盈江等主要河流周邊及河谷地區(qū)，尤其是怒江、瀾滄江和元江-紅河周邊分布的山洪溝較多，這些地區(qū)地勢(shì)海拔高差跨度大，地形起伏度高，支流眾多，容易形成山洪溝[12]。山洪溝分布較密集的片區(qū)為滇西北南部、滇西南北部、滇東南西部等地，滇東高原北部的金沙江河谷區(qū)、滇東南紅河河谷區(qū)、滇西南瀾滄江河谷區(qū)和大盈江支流河谷區(qū)也是山洪溝分布較為集中的區(qū)域。山洪溝分布較為稀疏的區(qū)域?yàn)榈嵛鞅北辈?、滇西南南部、滇中南部及滇東地區(qū)。

圖1　云南省山洪溝及溝口位置分布圖

2.2　云南省滑坡、泥石流災(zāi)害分布特征

云南省泥石流溝多形成于集水面積較小的溝谷，主要發(fā)生在6-11月暴雨季節(jié)，主要分布在高原峽谷山區(qū)(圖2)，溝床地形縱坡在100‰～300‰、溝谷坡度一般在20°～70°。云南省滑坡點(diǎn)主要分布在山原、臺(tái)地與斷陷盆地、谷地等地貌區(qū)的轉(zhuǎn)換部位，滑坡分布相對(duì)密集(圖3)。云南泥石流、滑坡分布密度總體上呈現(xiàn)滇西分布密度高于滇東，滇北分布密度高于滇南的基本特征，但滇西南南部的紅河州分布密度又較大[13-14]。其中麗江、大理、德宏、保山、昭通、紅河是云南省泥石流分布最為密集的區(qū)域，普洱、版納、文山等地分布較少?？偟膩碚f，滇中北部、滇西南北部、滇西北南部等地滑坡和泥石流分布較多，滇南和滇東分布較少。其中，滇東北的巧家-東川發(fā)育帶，滇西南北部的大盈江發(fā)育帶，滇西北的貢山-瑞麗及漾濞江發(fā)育帶、賓川發(fā)育帶，南盤江發(fā)育帶呈現(xiàn)相對(duì)集中的地質(zhì)災(zāi)害密集分布區(qū)。

圖2　云南省泥石流溝分布圖

圖3　云南省滑坡點(diǎn)分布圖

3　云南省極端降水因子特征分析

特殊的地理環(huán)境為山洪、滑坡、泥石流的形成和發(fā)展提供了地形條件，強(qiáng)降水事件多發(fā)又為云南山洪地質(zhì)災(zāi)害形成提供了氣象條件。云南屬氣候帶交錯(cuò)的低緯高原區(qū)，內(nèi)外因的共同作用導(dǎo)致局地性強(qiáng)降水頻繁發(fā)生，山洪及地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)易發(fā)[15]。云南旱、雨季分明，雨季多發(fā)局地暴雨，異常極端降雨過程是山洪、滑坡、泥石流的主要自然激發(fā)因素，進(jìn)一步加劇了山洪及地質(zhì)災(zāi)害的活動(dòng)和危害。由于境內(nèi)河流眾多，比降大，因此，強(qiáng)降雨匯流迅速，洪水漲勢(shì)猛，極易產(chǎn)生山洪地質(zhì)災(zāi)害，從降雨到山洪形成一般只要幾個(gè)小時(shí)，較難預(yù)防。

從各站不同時(shí)間段降水極大值(圖4)來看：10 min極端降水小于12 mm的地區(qū)分布在迪慶和怒江北部，超過28 mm的地區(qū)分布在麗江東部、昭通南部、昆明南部、紅河?xùn)|部、普洱南部和西雙版納東部等地。30 min極端降水小于30 mm的地區(qū)分布在迪慶、怒江北部和昭通北部，超過60 mm的地區(qū)分布在普洱南部和西雙版納東部。1 h極端降水小于40 mm的地區(qū)分布在迪慶、怒江北部、昭通北部、臨滄北部和紅河局部，超過80 mm的地區(qū)分布在滇南邊緣地區(qū)。3 h極端降水小于50 mm的地區(qū)分布在迪慶、怒江北部、大理局部和臨滄局部，超過140 mm的地區(qū)分布在滇南邊緣地區(qū)和昭通中部。6 h極端降水小于60 mm的地區(qū)分布在迪慶、怒江北部，超過150 mm的地區(qū)分布在滇南邊緣地區(qū)、昭通中部和保山局部。12 h極端降水小于70 mm的地區(qū)分布在迪慶、怒江北部和大理局部，超過160 mm的地區(qū)分布在滇南邊緣地區(qū)、昭通中部、保山局部和麗江東部。

圖4　云南省極端降水分布圖

圖5　云南省1971-2016年大雨、暴雨、大暴雨日數(shù)空間分布圖

綜合分析可以看出：從各個(gè)時(shí)段來看，除滇西北和滇東北邊緣地區(qū)以外，其他大部地區(qū)都發(fā)生過短歷時(shí)強(qiáng)降水過程，尤其是10 min以內(nèi)就產(chǎn)生了中到大雨的極端強(qiáng)降水過程在全省絕大多數(shù)地區(qū)均有分布。12 h降水達(dá)到大暴雨級(jí)別的地區(qū)主要分布在滇中北部、滇東北北部、滇西南大部及滇東南大部等地。迪慶和怒江極端強(qiáng)降水過程產(chǎn)生的降雨量與其他各州市相比較小。從空間分布來看，西雙版納南部、普洱南部、昭通南部各時(shí)段極端降水都大于全省其他地區(qū)，德宏、保山、麗江、昆明、玉溪及曲靖等地的各時(shí)段極端降水也較大，迪慶、怒江和昭通北部極端降水量較小，是全省范圍內(nèi)的相對(duì)低值區(qū)。

4　云南省強(qiáng)降水因子條件分析

云南省山洪、滑坡及泥石流主要是由暴雨條件造成的[16-17]，山洪及地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與降水日數(shù)密切相關(guān)(圖5)。從大雨日數(shù)空間分布來看，怒江西部、德宏、保山西部、臨滄、普洱、西雙版納、紅河南部、文山及曲靖東部，大雨日數(shù)超過400 d，迪慶中北部等地大雨日數(shù)較少，不足200 d，昭通、曲靖北部、昆明北部、楚雄北部、大理北部及東部、紅河北部等地介于200～300 d；從暴雨日數(shù)空間分布上看，怒江局部、德宏、保山西部、臨滄西部邊緣、普洱南部、西雙版納、紅河南部、文山南部、曲靖南部等地超過100 d，迪慶、大理、楚雄西部、曲靖北部等地不足50 d；從大暴雨日數(shù)空間分布來看，德宏、普洱南部、西雙版納東部、紅河南部、曲靖南部等地超過10 d，其余全省大部地區(qū)少于5 d。綜合大雨、暴雨、大暴雨日數(shù)分布特征看，大雨及以上量級(jí)降水主要集中在德宏、保山、臨滄西部、普洱南部、西雙版納、紅河南部、文山東部，這些地區(qū)的強(qiáng)降水日數(shù)是全省降水日數(shù)的相對(duì)高值區(qū)，迪慶、大理北部及西部、麗江西部、昭通南部及曲靖北部強(qiáng)降水日數(shù)較少，是相對(duì)低值區(qū)。

5　結(jié)論與建議

5.1　結(jié)論

通過上述分析，可得出以下結(jié)論。

(1)云南省山洪溝主要分布在主要河流及河谷周邊地區(qū)。滇西北南部、滇西南北部、滇東南西部，金沙江河谷區(qū)、紅河河谷區(qū)、瀾滄江河谷區(qū)和大盈江支流河谷區(qū)分布較為集中；滇西北北部、滇西南南部、滇中南部及滇東地區(qū)的分布較稀疏。泥石流、滑坡分布表現(xiàn)為滇西高于滇東、滇北高于滇南，但紅河州分布密度較大；滇中北部、滇西南北部、滇西北南部等地分布較多，滇南和滇東分布較少。巧家-東川，大盈江，貢山-瑞麗及漾濞江、賓川，南盤江六個(gè)發(fā)育帶分布集中。

(2)從極端降水分布來看，除滇西北和滇東北邊緣地區(qū)以外，全省大部地區(qū)都有短歷時(shí)強(qiáng)降水過程，西雙版納南部、普洱南部、昭通南部各時(shí)段極端降水大于其他地區(qū)，德宏、保山、麗江、昆明、玉溪及曲靖的各時(shí)段極端降水也較大，迪慶、怒江和昭通北部極端降水量較小，是相對(duì)低值區(qū)。從強(qiáng)降水日數(shù)分布來看，大雨以上量級(jí)降水主要集中在德宏、保山、臨滄西部、普洱南部、西雙版納、紅河南部、文山東部，是全省強(qiáng)降水日數(shù)的高值區(qū)，迪慶、大理北部及西部、麗江西部、昭通南部、曲靖北部是強(qiáng)降水日數(shù)低值區(qū)。

(3)怒江、大理西部、麗江東部、德宏、保山、臨滄、西雙版納及紅河南部及我省的河谷地帶是山洪、滑坡、泥石流分布最多的地區(qū)，這些地區(qū)海拔跨度大，各時(shí)段的極端降水量均表現(xiàn)較大，且強(qiáng)降水日數(shù)也表現(xiàn)為較多，地形因子、極端降水因子和強(qiáng)降水因子匹配度高，是云南山洪地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)易發(fā)區(qū)[18]。由于降水資料為國家站日值資料，缺少自動(dòng)站及短時(shí)降水資料，局部地區(qū)三因子匹配度較低[19]。

5.2　防災(zāi)減災(zāi)措施建議

(1)基于暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)普查成果開展山洪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃。在山洪地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，探明氣象、水文、地理及承災(zāi)體等多種因子的分布狀況，分析成災(zāi)幾率，制定警戒區(qū)，確定重點(diǎn)防護(hù)區(qū)，極易發(fā)生災(zāi)害的地區(qū)采取搬遷等措施。

(2)加強(qiáng)山地區(qū)河道綜合治理。對(duì)高原山地區(qū)河流實(shí)行疏、防、蓄、調(diào)相結(jié)合的整治，加強(qiáng)山區(qū)避險(xiǎn)能力。

(3)完善山洪地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)。氣象部門應(yīng)聯(lián)合水文、國土等多部門開展山洪地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)，提升短臨天氣預(yù)報(bào)水平和精度，加大氣象觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的建設(shè)力度，尤其是針對(duì)易發(fā)區(qū)作好災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、評(píng)估等工作。

本研究通過在全省范圍內(nèi)開展的精細(xì)化暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)普查和災(zāi)害實(shí)地調(diào)查，綜合氣象站強(qiáng)降水日數(shù)和極端降水極大值資料，分析了云南省山洪、泥石流、滑坡災(zāi)害點(diǎn)的空間分布特征，獲取了云南省受山洪和地質(zhì)災(zāi)害影響較為嚴(yán)重的區(qū)域分布，為今后開展山洪地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃和評(píng)估奠定了基礎(chǔ)，為開展災(zāi)害監(jiān)測(cè)和預(yù)警業(yè)務(wù)提供了數(shù)據(jù)支撐。由于山洪地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生每年都有更新[20]，另外也存在舊的災(zāi)害點(diǎn)整治后災(zāi)害等級(jí)降低或消除的原因，繼續(xù)深入開展精細(xì)化暴雨洪澇風(fēng)險(xiǎn)普查資料的更新和補(bǔ)充完善非常必要。