四川省泥石流活動與降水因子特征

鐘燕川, 郭海燕, 徐金霞, 徐沅鑫, 馬振峰

(1.四川省氣候中心, 成都 610000； 2.高原與盆地暴雨旱澇災(zāi)害四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 成都 610000)

世界上許多多山國家，泥石流災(zāi)害頻發(fā)，其來勢兇猛、突然爆發(fā)、破壞力強(qiáng)，造成慘重?fù)p失，成為山區(qū)嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。由于四川的地質(zhì)構(gòu)造和自然地理環(huán)境復(fù)雜，泥石流分布廣泛、活動強(qiáng)烈、危害更加嚴(yán)重。隨著山區(qū)經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，人類活動日趨頻繁，特別是全球氣候變暖和強(qiáng)降水極端事件頻率的增加，以及大地震誘發(fā)的大量次生沙地災(zāi)害，致使泥石流危害呈現(xiàn)加劇的趨勢，嚴(yán)重影響四川山區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展。對某一地域而言，在一定時間尺度內(nèi)地形和松散固體物質(zhì)變化不大，激發(fā)泥石流的重要條件是降雨[1-2]。因此，降雨是泥石流預(yù)報模式中最重要的因子，研究降雨特征與泥石流發(fā)生之間的關(guān)系對泥石流形成和臨界降水量研究具有重要意義。關(guān)于泥石流與降水的關(guān)系的研究，目前部分研究[3-4]通過分析引發(fā)泥石流的降水條件確定引發(fā)泥石流的關(guān)鍵因子，部分[5-6]根據(jù)對泥石流災(zāi)害分布特征以及降水時空分布特征探求泥石流災(zāi)害與降水的關(guān)系。四川省是我國遭受泥石流災(zāi)害最嚴(yán)重省份之一，針對四川省某一時期或某局部區(qū)域，也開展過相關(guān)研究工作[7-8]，但受到資料限制，多數(shù)研究僅針對四川省局部地形和地區(qū)，或某一較短年份的過程開展。但四川省地形復(fù)雜，地形包括東部盆地、北西部高原和西南部高山，不同地形下的泥石流災(zāi)害各有其特點(diǎn)，且2008年地震后四川省出現(xiàn)大量新的泥石流點(diǎn)和災(zāi)害記錄，以往研究在全面反映四川省泥石流災(zāi)害及其氣象成因方面已不能滿足現(xiàn)今防災(zāi)工作的需求。

鑒于此，本研究基于四川省(東經(jīng)97°21′—108°31′，北緯26°03′—34°19′ )暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險普查項目，收集較為全面的四川地區(qū)歷史上發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害案例記錄和降水?dāng)?shù)據(jù)，對四川省泥石流時空分布特點(diǎn)以及對應(yīng)的多年氣候降水特征進(jìn)行分析，為四川地區(qū)的泥石流防災(zāi)減災(zāi)工作提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究所采用泥石流災(zāi)害數(shù)據(jù)來源于四川省統(tǒng)計年鑒和四川省中小河流洪水風(fēng)險普查資料，降水資料來源于四川省氣象局。四川省氣象局在2013—2016年組織開展了全省21個市(自治州)各區(qū)縣的中小河流暴雨洪澇災(zāi)害風(fēng)險普查工作，其中包括四川省各市州的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)。泥石流災(zāi)害數(shù)據(jù)采用2008—2015年四川省境內(nèi)發(fā)生的有記錄的2 439起泥石流災(zāi)害，地點(diǎn)精確到縣，其中有經(jīng)緯度記錄的為979起，有規(guī)模紀(jì)錄的泥石流災(zāi)害1 851起，發(fā)生時間精確到小時的泥石流災(zāi)害記錄數(shù)據(jù)為1 182條。因部分災(zāi)害記錄無確切經(jīng)緯度記錄，為更好探究其分布情況，災(zāi)害頻次地理分布分析用各縣發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計。降水資料為四川省同期158個站點(diǎn)降水資料。災(zāi)害點(diǎn)雨量采用離災(zāi)害點(diǎn)最近的氣象站降水作為該災(zāi)害點(diǎn)雨量。

1.2 研究方法

(1) 有效雨量的計算。本研究計算有效前期降雨量的公式為[8]：

CARx=KP1+KP2+…+KPn

(1)

式中：CARx表示第x天的前期有效降雨量；P1表示x天前一天的日降雨量；Pn表示x天前n天的降雨量；K為衰減參數(shù)，是一個經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般選取K值為0.8。

(2) 主成分分析。本研究利用主成分分析[8]，對降水因子進(jìn)行降維處理。計算步驟為：將原有的變量標(biāo)準(zhǔn)化，計算各變量之間的相關(guān)矩陣、該矩陣的特征根和特征向量，最后將特征根由大到小排列，分別計算出對應(yīng)的主成分。主成分計算公式為：

(2)

式中：Zi為方差貢獻(xiàn)率；λi表示主成分Zi的方差在全部方差中的比重。比值越大，表明主成分Zi綜合原始變量信息的能力越強(qiáng)；Xi為第i個樣品值；p為樣品總數(shù)。

(3) K-means聚類。本研究采用K-means聚類算法[9]對降水因子進(jìn)行聚類分析。假設(shè)n個子類的初始質(zhì)心(均值)均勻或隨機(jī)分布在屬性空間，根據(jù)聚類中心最小歐氏距離原則將其余樣品代表點(diǎn)向類中心聚集。計算點(diǎn)集每一個點(diǎn)與n個子類質(zhì)心的距離(歐氏距離)，將每一個點(diǎn)歸到與其距離最小的子類，使用計算出的中心位置重新進(jìn)行聚類直到凝聚點(diǎn)變動很小，達(dá)到收斂標(biāo)準(zhǔn)。歐氏距離計算方法為：

(3)

式中：Dik為任兩個樣品i和k的歐氏距離；Xij為第i個樣品的第j個變量；Xkj為第k個樣品的第j個變量；m為樣品總數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 泥石流災(zāi)害空間分布特征

四川省泥石流災(zāi)害點(diǎn)和發(fā)生頻次分布情況如圖1所示。泥石流災(zāi)害在四川盆地周邊山地均有發(fā)生，主要聚集區(qū)沿四川盆地與川西高原的交界處，在龍門山斷裂帶沿線密集分布。盆地以北以汶川為中心的阿壩州南部和中部，以及什邡、黑水、綿竹等相鄰盆地邊緣區(qū)縣，是全省泥石流災(zāi)害次數(shù)發(fā)生最多的地區(qū)；災(zāi)害次數(shù)大于100次，其中汶川縣多達(dá)215次，為全省泥石流發(fā)生次數(shù)之最；盆地以西的甘孜州南部，以鄉(xiāng)城為中心也為災(zāi)害次數(shù)較大區(qū)域，鄉(xiāng)城縣發(fā)生的泥石流達(dá)87次；盆地以西南的攀西地區(qū)也是泥石流災(zāi)害高發(fā)地區(qū)，其中雷波和寧南縣災(zāi)害較重，大于50次；盆地以東山區(qū)也有泥石流發(fā)生，其中東部萬源市和宣漢縣泥石流災(zāi)害達(dá)20次以上。

選取全省發(fā)生泥石流災(zāi)害次數(shù)排名前10的縣，其泥石流災(zāi)害類型構(gòu)成如表1所示。本研究中小、中、大、特大型泥石流來自普查資料中對其類型的記載，根據(jù)泥石流的固體物質(zhì)而劃分，固體物質(zhì)<2萬m3為小型泥石流，固體物質(zhì)[2萬m3，20萬m3)為中型泥石流，固體物質(zhì)[20萬m3，50萬m3)為大型泥石流，固體物質(zhì)>50萬m3為特大型泥石流。所得資料中，并非每次災(zāi)害都有類型記錄。從結(jié)果來看，小型泥石流占發(fā)生泥石流的70%，是四川省泥石流災(zāi)害的主要類型；盆地和高原地形交界處，沿橫斷山脈沿線所在縣(區(qū))是大型和特大型泥石流的主要發(fā)生地區(qū)。

圖1 四川省泥石流災(zāi)害特征分布

表1 部分縣泥石流發(fā)生次數(shù)

四川省泥石流分布特點(diǎn)和地形地貌有著密切的關(guān)系。四川省地形由東向西依次為大巴山區(qū)、盆地、橫斷山區(qū)(龍門山斷裂帶)、青藏高原。其中龍門山斷裂帶是由青藏高原變形向東的延伸受到四川盆地下堅硬巖石圈的阻擋，在四川盆地的西緣形成。龍門山斷裂帶經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)演化，具有復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和演化歷史，是控制四川省泥石流多發(fā)區(qū)的主要構(gòu)造帶，其主斷裂間斷層密布，褶皺裂隙非常發(fā)育、巖石破碎，對所發(fā)育的泥石流溝的固體物儲備量、補(bǔ)給方式以及泥石流性質(zhì)都有很大影響。該區(qū)地質(zhì)地貌對于泥石流形成的影響表現(xiàn)為以下三點(diǎn)：一是地質(zhì)基礎(chǔ)的不穩(wěn)定性，即新構(gòu)造運(yùn)動的階段性，對泥石流活動周期起著控制作用。斷裂帶吸收了地殼變形，若完全以彈性能形式積累，則可能主要以地震來釋放[10]。在新構(gòu)造運(yùn)動的每個階段，發(fā)育和加大了許多不良地質(zhì)體，伴生頻繁的泥石流，成為泥石流的活躍階段。5.12汶川地震形成了長300 km、深30 km大斷裂,形成大規(guī)模的崩塌、滑坡也為泥石流活動提供了陡峻山地和豐富的松散固體物質(zhì)[1]，在5.12汶川地震以后，以汶川為中心的地區(qū)泥石流災(zāi)害進(jìn)入高發(fā)育階段。從此次統(tǒng)計資料看來，汶川縣作為四川省泥石流發(fā)生頻次之首的縣，其99%的泥石流記錄發(fā)生在2008年5月12日以后。二是地貌基礎(chǔ)的不穩(wěn)定性。作為泥石流多發(fā)區(qū)的橫斷山脈沿線，其構(gòu)造地貌主要表現(xiàn)為山體強(qiáng)烈隆起，河流快速切割的高、中山深谷類型。如岷江是一條典型的深切割的構(gòu)造性河谷，河谷兩岸地形陡峻，地面高差懸殊，致使兩岸支溝以較大的溝谷縱坡與岷江交匯，為泥石流的活動提供了有利地形條件。在泥石流活動多發(fā)的攀南地區(qū)，地處地質(zhì)環(huán)境脆弱的橫斷山區(qū)位于青藏高原的東南隅的川滇活動地塊，向南南東方向的總體運(yùn)動和繞東喜馬拉雅構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的順時針旋轉(zhuǎn),是中國大陸地震活動最強(qiáng)烈的地區(qū)之一[11]，該地區(qū)斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造十分發(fā)達(dá)，其中安寧河深大斷裂帶從北向南縱貫全境，在地震的作用下大量處于穩(wěn)定或亞穩(wěn)定的山體受到破壞,產(chǎn)生眾多的崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,并導(dǎo)致大面積的巖土體松動,在未來暴雨和人類工程活動的影響下，可能產(chǎn)生新的地質(zhì)災(zāi)害，所產(chǎn)生的大量松散固體物質(zhì)為泥石流活動提供了豐富的物源，為將來泥石流活躍奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)[12]。三是巖土物質(zhì)基礎(chǔ)的不穩(wěn)定性。該地區(qū)的第四紀(jì)為殘積、坡積、洪積層分布于河谷山坡和山麓溝口，其巖性的孔隙度和裂隙性大，強(qiáng)度和穩(wěn)定性差，易被沖蝕，是泥石流流體中黏粒的主要來源。由于成巖時代不同，巖石的物理力學(xué)性質(zhì)也有較大差異。一般說來，成巖時代較晚的，質(zhì)地松散，抗剪強(qiáng)度低，易崩解，直接影響坡面穩(wěn)定，易于產(chǎn)生滑坡、崩塌，并在暴雨洪水掏蝕下轉(zhuǎn)化成泥石流。四川省泥石流多發(fā)區(qū)自然環(huán)境脆弱性本質(zhì)促使生態(tài)環(huán)境組成物質(zhì)與能量基礎(chǔ)處于接近失衡的臨界狀態(tài)，表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，對外力干預(yù)具有敏感性的特點(diǎn)，因此降水是泥石流易發(fā)區(qū)重要的災(zāi)害誘發(fā)因子。

2.2 氣候降水因子空間分布特征

四川省多年平均降雨量、平均雨日、暴雨雨量和暴雨日數(shù)分布如圖2所示。在泥石流災(zāi)害較為密集的龍門山斷裂帶，年均降雨量、暴雨雨日、暴雨量均在較大值區(qū)，龍門山斷裂地震帶區(qū)域，經(jīng)過地震后巖層較為破碎，加上降雨量較大，形成了泥石流多發(fā)區(qū)。在泥石流發(fā)生頻次最高的以汶川縣為中心的地區(qū)，雨日數(shù)較長，其中川西高原上汶川為中心的區(qū)域，雖多年平均雨量多在800 mm以下，但大部分地區(qū)雨日數(shù)均在140 d以上，以汶川、理縣、黑水、松潘等泥石流高發(fā)區(qū)年均雨日均在160 d以上；與汶川震區(qū)鄰近的什邡、綿竹、都江堰和安縣等盆地內(nèi)泥石流高發(fā)區(qū)域，年均降水在1 000 mm以下，但多年平均雨日均在140 d以上。暴雨雨量和雨日分布特征相似，最大值區(qū)為四川省盆地東部以達(dá)州市為中心的大巴山暴雨區(qū)、中部以雅安市為中心的青衣江暴雨區(qū)和甘孜州以九龍縣為中心的龍門山暴雨區(qū)，年均暴雨量在200 mm以上。四川省中部雅安市多年平均雨量和雨日分別在1 200 mm和160 d以上，為盆地暴雨中心，但其泥石流災(zāi)害發(fā)生頻次遠(yuǎn)小于汶川地區(qū)，究其原因，一是5.18大地震為汶川地區(qū)提供了大量松散的固體物質(zhì)，二是高原與盆地標(biāo)準(zhǔn)降雨等級不一致，如日降雨25 mm在盆地為大雨，在高原為暴雨，這使得汶川地區(qū)泥石流在擁有更豐富物源的情況下，也擁有良好的降水觸變液化。

圖2 四川省多年平均降雨因子分布

降水與泥石流關(guān)系極為密切，是泥石流形成過程中最活躍的一個因素。而四川省降水特點(diǎn)，有利于泥石流的觸變液化作用。一是降水集中，四川省降水集中在4—9月6個月的降水更為集中，占全年降水量的85%(圖3B)，也恰好是泥石流暴發(fā)的高峰期；二是橫斷山區(qū)即龍門山斷裂帶多雨區(qū)與泥石流形成區(qū)吻合一致。而最大暴雨帶的形成，乃是岷江兩岸泥石流頻頻暴發(fā)的最活躍的水動力激發(fā)因素。三是多局地性暴雨。在季風(fēng)氣候影響下形成的控制面積小、歷時短、強(qiáng)度大的局地性暴雨(或稱點(diǎn)暴雨)，是形成本區(qū)災(zāi)難性泥石流的主要激發(fā)因素。四是多夜雨，導(dǎo)致泥石流具有常以夜發(fā)性特點(diǎn)。人們在夜間因?yàn)殡y以防泛和緊急避險而釀成更大災(zāi)難(圖3D)。

2.3 泥石流災(zāi)害與降水因子時間分布特征

本研究在年際、月際、月內(nèi)的時間分布上選擇年均暴雨次數(shù)和泥石流災(zāi)害發(fā)生頻次進(jìn)行比較分析，在日內(nèi)的時間分布上選擇暴雨次數(shù)與之進(jìn)行比較。

泥石流災(zāi)害發(fā)生和降水在年變化分布上則各有特點(diǎn)。川西地區(qū)的降水自2008年開始略有增加[13]，但夏季降水整體呈減少趨勢[14]；泥石流災(zāi)害頻率自2008年后陡然增加，于2012年達(dá)到最大值，占2008—2015年泥石流災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的23%。究其原因，一是因?yàn)樵摰貐^(qū)人類活動的增強(qiáng)，社會經(jīng)濟(jì)活動范圍增大，容易引發(fā)泥石流災(zāi)害；二是地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)計工作隨著時間發(fā)展逐漸更為客觀全面；三是2008年5.12大地震主震之后，在相當(dāng)長時間內(nèi)余震的反復(fù)發(fā)生，強(qiáng)烈破壞了災(zāi)區(qū)地表結(jié)構(gòu)和山坡穩(wěn)定性，持續(xù)不斷誘發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害，極大增加了該區(qū)域山區(qū)溝道內(nèi)松散固體物質(zhì)質(zhì)量，為泥石流災(zāi)害發(fā)生增強(qiáng)條件。這使得部分長時間沒泥石流災(zāi)害發(fā)生的溝內(nèi)泥石流重新活動，易受降水激發(fā)[1]。

圖3 泥石流與降雨因子時間分布

在同一條泥石流溝中，陡峭的地形和松散的固體物質(zhì)來源在一定時間尺度內(nèi)，可以認(rèn)為是相對不變的，因此泥石流發(fā)生、發(fā)展的規(guī)模和頻率主要受降雨的周期性、季節(jié)性和突發(fā)性等因素的控制和制約[1]。四川省泥石流的發(fā)生與降水在月和旬分布情況如圖3B—3C所示，顯示出較高的對應(yīng)關(guān)系。四川的泥石流和降水多發(fā)于4—9月，在夏季7月最高；約占總數(shù)1/4的泥石流災(zāi)害都發(fā)生在7月上旬，達(dá)744起。其次是8月中旬和7月中旬，與暴雨頻次旬發(fā)生情況一致。日內(nèi)小時分布情況上(圖3D)，暴雨頻次與泥石流的日內(nèi)分布趨勢一致，多發(fā)于夜間，近70%的泥石流發(fā)生在夜間和凌晨(20：00—8：00時間段)，其中0：00時間段發(fā)生記錄數(shù)最多，占總發(fā)生數(shù)的14%。但泥石流災(zāi)害的激發(fā)除了1 h雨強(qiáng)，前期降雨量也有重要作用，且降雨入滲土體的空間與深度存在滯后期，故在小時分布上泥石流災(zāi)害與小時降雨對應(yīng)關(guān)系不如月和旬分布。

2.4 泥石流災(zāi)害短期降水特征分析

(1) 泥石流前期降水特點(diǎn)分析。研究表明對泥石流災(zāi)害有影響的降雨一般在泥石流災(zāi)害發(fā)生前9日內(nèi)[15]。統(tǒng)計泥石流災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日至前9日雨量(圖4A)。結(jié)果表明，92%的泥石流災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日有降雨發(fā)生，且當(dāng)日平均雨量最高，隨著泥石流災(zāi)害發(fā)生前推0～3日逐漸降低，災(zāi)害發(fā)生第3日前推日均雨量無明顯趨勢。盡管仍有13%的泥石流災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日無降水發(fā)生，隨著發(fā)生日數(shù)前推，尤其是降水發(fā)生前1～3日內(nèi)，無降雨發(fā)生的災(zāi)害數(shù)量比例陡然減少。說明多數(shù)泥石流事件的發(fā)生與災(zāi)害前3日降水密切相關(guān)。

(2) 分級別降水與泥石流的關(guān)系。選取與泥石流相關(guān)性最高的前3日有效雨量作為分析對象，按每5 mm一個量級對泥石流前3日的有效雨量進(jìn)行分組，得到泥石流災(zāi)害頻次在各量級有效雨量分布，結(jié)果見圖4B。幾乎各雨量段泥石流災(zāi)害均有發(fā)生。18%的泥石流災(zāi)害在前3日有效雨量達(dá)到在0～5 mm時便已發(fā)生，前3日有效雨量達(dá)到15 mm時，有44%的泥石流災(zāi)害發(fā)生；達(dá)到25 mm時，有59%的泥石流災(zāi)害發(fā)生；達(dá)到50 mm，83%的泥石流災(zāi)害已發(fā)生。

2.5 泥石流和降水特征分析

(1) 降雨指標(biāo)主成分分析。以年均雨量(x1)、年均雨日(x2)、年均暴雨量(x3)、年均暴雨次數(shù)(x4)、災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日(0 d)降雨量(x5)、災(zāi)害發(fā)生前3日降雨(x6)、P0(x7)(P0為前3日降水與前9日降水比值)為8個因子參數(shù)，利用抽取主成分法進(jìn)行主成分分析。在解釋的總方差中，第一和第二主成分的累計貢獻(xiàn)率達(dá)72%，且特征值均大于1，說明可將7個因子參數(shù)通過降維減為長期氣候降水因子(因子1)和短期(災(zāi)害發(fā)生前0～9日)降水因子(因子2)兩個主成分，來解釋降水因素對泥石流災(zāi)害的影響。通過系數(shù)矩陣，因子1，2表達(dá)式分別為：

Z1=0.110Stdx1+0.313Stdx2+0.322Stdx3+0.298Stdx4+0.194Stdx5-0.033Stdx6-0.033Stdx7

Z2=-0.007Stdx1-0.076Stdx2-0.065Stdx3-0.073Stdx4-0.184SStdx5+0.456Stdx6+0.456Stdx7

式中：Z1和Z2分別為降維后的因子1和因子2；Stdxi(i=1，2，…，7)為指標(biāo)變量，其表達(dá)式分別為：

Stdx1=(x1-149.89)/18.65

Stdx2=(x2-159.76)/63.58

Stdx3=(x3-2.28)/1.30

Stdx4=(x4-747.25)/215.68

Stdx5=(x5-39.79)/55.93

Stdx6=(x6-0.75)/0.25

Stdx7=(x7-0.75)/0.25

圖4 泥石流災(zāi)害與前期降水的關(guān)系

因子1因子2年均雨量0.3200.016年均雨日0.914-0.164年均暴雨量0.940-0.139年均暴雨日0.871-0.156發(fā)生當(dāng)日降雨0.5670.395前3日有效降雨0.0950.980P00.0950.980

(2) 泥石流降水特征聚類分析。通過K-means中心聚類，根據(jù)降水因子將發(fā)生泥石流災(zāi)害類型分為5類。各類泥石流相應(yīng)降水因子情況見表3，各縣的泥石流主要分類情況見圖5。

表3 泥石流降水因子劃分情況

第1類泥石流所在地區(qū)降水不多；泥石流發(fā)生當(dāng)日雨量小，僅為6.48 mm，泥石流發(fā)生當(dāng)日降水較少，但災(zāi)害發(fā)生前3日有效雨量比重較大，為64.69%；該類型泥石流占泥石流總數(shù)的14%，在川西高原上的阿壩州北部、甘孜州北部以及攀南地區(qū)的部分縣發(fā)生的泥石流主要為該類型。

圖5 四川省各類型泥石流分布

第2類泥石流發(fā)生地區(qū)年均降雨量不多在800 mm左右，泥石流災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日降水量和前3日降水量在前期降水中比重極小，僅為21%；該類型泥石流占災(zāi)害總數(shù)的13%，僅川西高原北部的九寨溝和松潘縣、攀南地區(qū)南部的西昌市和鹽源縣發(fā)生的泥石流屬于該類型。

第3類泥石流發(fā)生地區(qū)降雨量、降雨日數(shù)、暴雨次數(shù)和暴雨雨量為5種類型中最大，泥石流發(fā)生當(dāng)日降水均值高達(dá)109.99 mm，前3日降水占前期降水比重最大，達(dá)91.86%；該類型泥石流占泥石流災(zāi)害總數(shù)的35%；以該類型泥石流為主的縣分布于盆地東部、中部和西南部山區(qū)的大巴山暴雨區(qū)、龍門山暴雨區(qū)和青衣江暴雨區(qū)。

第4類泥石流發(fā)生地區(qū)年均降水和暴雨最少，但泥石流災(zāi)害發(fā)生的前3日降水量不高，但在前期降水中比重極高；該類型泥石流占泥石流災(zāi)害總數(shù)的9%，是川西高原大部分縣和攀南北部地區(qū)所發(fā)生泥石流的主要類型。

第5類泥石流發(fā)生地區(qū)年均降水和暴雨較多，泥石流災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日雨量26.62 mm，前3日有效降雨量比重較大；此類泥石流占災(zāi)害總數(shù)的30%；以該類型泥石流為主的縣主要分布于盆地西北部和西南部、川西高原中部和南部以及攀南地區(qū)南部。

3 討論與結(jié)論

(1) 四川省高原和山地地區(qū)地質(zhì)、地貌和巖土物質(zhì)基礎(chǔ)的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致降水是泥石流易發(fā)區(qū)重要的災(zāi)害誘發(fā)因子。四川省泥石流災(zāi)害分布和地形結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，且主要災(zāi)害類型為小型泥石流。泥石流災(zāi)害在四川省盆地與高原交界處的龍門山斷裂帶沿線密集分布，盆地以北的阿壩州南部和中部，位于“5·12大地震”震中的汶川縣泥石流小、中、大和特大型泥石流發(fā)生頻次均居全省之首。

(2) 四川省暴雨災(zāi)害頻發(fā)，存在盆地東部以達(dá)州市為中心的大巴山暴雨區(qū)、中部以雅安市為中心的青衣江暴雨區(qū)和甘孜州以九龍縣為中心的龍門山暴雨區(qū)；在地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和破碎的泥石流多發(fā)區(qū)，例如龍門山斷裂帶沿線，年均降雨量、暴雨雨日、暴雨量存在較大值區(qū)；全年降水時段集中，多局地性暴雨和夜雨；這些降水特點(diǎn)有利于泥石流的觸變液化作用。但因地震帶和峽谷等地形原因，四川省降雨中心與泥石流災(zāi)害頻發(fā)中心在空間分布上又在一定差異。

(3) 四川省多數(shù)泥石流事件的發(fā)生與災(zāi)害前3日降水密切相關(guān)。92%的泥石流災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日有降雨發(fā)生，其中與災(zāi)害發(fā)生前3日有效雨量相關(guān)性最大。四川省泥石流災(zāi)害被中小降水激發(fā)所占比重較大，且四川省泥石流災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日平均降雨量最大，僅有13%的泥石流是由前期有效降水激發(fā)，在災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日無降水發(fā)生。

(4) 基于本研究所得結(jié)果，可根據(jù)相應(yīng)地區(qū)泥石流類型特點(diǎn)，開展四川省泥石流防災(zāi)減災(zāi)工作。對于川西高原上的阿壩州北部、甘孜州北部以及攀南地區(qū)的以第一類泥石流為主要類型的縣，既要關(guān)注當(dāng)日和短期(3日)降雨雨量，也要留意3日之后的長期雨量；對于川西高原北部的九寨溝和松潘縣，攀南地區(qū)南部的西昌市和鹽源縣等以第2類泥石流為主要類型的縣，降雨發(fā)生后較長時間(9日左右)內(nèi)降水的發(fā)生，也有引發(fā)災(zāi)情的風(fēng)險；對于位于大巴山暴雨區(qū)、龍門山暴雨區(qū)和青衣江暴雨區(qū)以第3類泥石流為主要類型縣和盆地西北部和西南部、川西高原中部和南部以及攀南地區(qū)南部和第5種類型泥石流為主要類型的縣，應(yīng)多關(guān)注當(dāng)日強(qiáng)降水(暴雨)和強(qiáng)降水后短期災(zāi)情發(fā)生的風(fēng)險；分布于盆地西北部和西南部、川西高原中部和南部以及攀南地區(qū)南部以第4種類型泥石流為主要類型的縣，在當(dāng)日和短期(3日)降雨雨量不大(中雨)的情況下，也有可能引發(fā)泥石流災(zāi)害。

(5) 在2008—2015年，四川省收集到的泥石流災(zāi)害記錄達(dá)兩千余條，但相當(dāng)部分沒有記錄準(zhǔn)確的發(fā)生地點(diǎn)、時間、財產(chǎn)損失和人員傷亡情況。盡管本文從中篩選出有記錄的數(shù)據(jù)，但作為經(jīng)驗(yàn)性的統(tǒng)計規(guī)律，原始數(shù)據(jù)詳細(xì)程度不夠仍使結(jié)果有所欠缺。本文對泥石流災(zāi)害空間、時間分布規(guī)律進(jìn)行分析，基于降雨因子采用聚類的方法進(jìn)行了泥石流類型的分區(qū)，在結(jié)果上可為四川省泥石流災(zāi)害預(yù)報工作提供基礎(chǔ)和依據(jù)，同時也接受未來泥石流災(zāi)害資料的檢驗(yàn)和補(bǔ)充。