上饒市滑坡災(zāi)害的臨界降水分析

方喆敏

摘要 根據(jù)有效降水，本文利用降雨強度—歷時關(guān)系閾值（I-D）的經(jīng)驗函數(shù)，計算出上饒市區(qū)域內(nèi)降雨閾值曲線，得出滑坡發(fā)生概率分別為10%、25%和50%三種等級下降水閾值參考值。這一閾值體現(xiàn)了降水強度、當(dāng)日降水量和前期降水量對滑坡的影響，對上饒市滑坡災(zāi)害的預(yù)警有重要意義。

關(guān)鍵詞 滑坡;有效降水量;降水閾值

中圖分類號：P642.22 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）08–0086–02

Critical Precipitation Analysis of Landslide Disaster in Shangrao City

FANG? Zhe-min （Shangrao Meteoro-logical Bureau， Shangrao， Jiangxi 334000）

Abstract According to the empirical function of effective precipitation and using rainfall intensity duration relationship threshold （I-D）， the rainfall threshold curve in Shangrao city is calculated， and the reference values of precipitation threshold under three levels of landslide occurrence probability are 10% 25% and 50% respectively.This threshold reflects the impact of precipitation intensity， daily precipitation and early precipitation on landslide. It is of great significance to the early warning of landslide disaster in Shangrao City.

Key words Landslide; Effective preci-pitation; Precipitation threshold

滑坡是上饒市主要的地質(zhì)災(zāi)害，嚴重威脅了人民的生命和財產(chǎn)安全。大量研究表明，滑坡與小時最大降水強度、當(dāng)日降水量、前期降水量以及年均降水量均表現(xiàn)出相關(guān)性。

1 研究地區(qū)概況

江西省上饒市全境東西寬210 km，南北長194 km。地貌以丘陵為主，北東南三面環(huán)山，西面為中國第一大淡水湖——鄱陽湖;地形為南東高、北西低，山地集中分布在東北部和東南部，且多呈東北—西南走向。

2006—2013年，上饒市共收到地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情直報258例，地面坍塌17例，泥石流1例，滑坡239例，其中滑坡占比92.6%。統(tǒng)計分析了上饒市2006—2013年非人為因素、有確切時間的198起滑坡地質(zhì)災(zāi)害事件，發(fā)現(xiàn)60.1%的滑坡災(zāi)害發(fā)生在6月，99.8%發(fā)生在3—7月，9月—翌年1月沒有滑坡災(zāi)害發(fā)生。

2 滑坡災(zāi)害的臨界降水量

2.1 有效降水量的計算

滑坡的發(fā)生與當(dāng)日降水和前期降水有關(guān)。每次降雨過程只有部分雨量對坡體失穩(wěn)有作用，稱為有效降水，即前期各日降雨量與其影響系數(shù)乘積之和：

（1）

Kn為影響系數(shù)，Rn為每日降水量，R為滑坡有效降水量，n為天數(shù)。n=1表示當(dāng)天，n=2表示前1 d， 以此類推。Rn為已知量， 若能確定出影響系數(shù)K，便能算出有效降水量R。

陳麗霞等[1]對江西全省1973—2002年間1 158個降雨型滑坡進行分析后，將有江西省有效降雨系數(shù)確定為 0.82，將這一系數(shù)用于后續(xù)研究。

2.2 臨界降水量的計算

經(jīng)驗閾值模型中，有4種不同的統(tǒng)計閾值關(guān)系：（1）降雨強度—歷時關(guān)系閾值（I-D）;（2）累積降雨量—歷時關(guān)系閾值（E-D）;（3）累積降雨量—降雨強度關(guān)系閾值（E-I）;（4）基于降雨誘發(fā)滑坡的總降雨量閾值（MAP）。采用降雨強度—歷時關(guān)系閾值（I-D）來分析區(qū)域滑坡臨界降雨閾值，以平均雨強為縱坐標(biāo)，邊坡失穩(wěn)時所需要的降水時長為橫坐標(biāo)，在雙對數(shù)坐標(biāo)系內(nèi)繪制而成[2-3]。當(dāng)邊坡承受的平均雨強及降水超過該曲線時，就有可能發(fā)生滑坡。曲線函數(shù)中，P為概率，L為滑坡事件，t為滑坡發(fā)生的時刻，Y（t）為臨界降水量。

（2）

當(dāng)個某時段內(nèi)降雨量達到或超過某一量級和強度時，將觸發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，此時的降雨量即臨界降雨量。降水持續(xù)時間與雨強之間的指數(shù)關(guān)系為： I為平均降雨強度（mm/h），D是降雨歷時（h），a、b為常數(shù)，根據(jù)滑坡事件的下限確定a、b參數(shù)后，可根據(jù)某災(zāi)害點降水歷時，確定該點致災(zāi)雨量。a值的物理意義是降雨歷時 D =1 時引發(fā)滑坡的降雨量;b是在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上對降雨強度（I）和歷時（D）數(shù)據(jù)進行擬合得到的直線的斜率，也稱標(biāo)度指數(shù)，代表引發(fā)滑坡的降雨強度隨歷時增大而下降的速率[4-5]。

（3）

2.3 上饒市滑坡的臨界降水研究

考慮降雨型滑坡災(zāi)害的區(qū)域性特征，選取災(zāi)害發(fā)生前14 d的降雨日數(shù)，包含災(zāi)害當(dāng)日，共計15 d。有效降水量的衰減系數(shù)取0.82，通過經(jīng)驗函數(shù)（1）計算前期有效降水量。

根據(jù)上饒汛期降水特點，將歷史滑坡災(zāi)害點分為3—5月、6—8月兩季進行分析，在1≤ D ≤15 d 的降雨歷時范圍，在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上，每個地區(qū)引發(fā)滑坡和泥石流的降雨強度（I）與歷時（D）之間都能很好地擬合為一條直線，只是 I- D 閾值曲線的參數(shù)a和b在存在差異，通過SPSS擬合最終得到3—5月降雨閾值曲線（圖1）及6—8月閾值曲線（圖2）。

3—5月滑坡發(fā)生概率為50%時，對應(yīng)的有效降雨強度閾值線為I=25.8D-0.309;滑坡發(fā)生概率為25%時，對應(yīng)的有效降雨強度閾值曲線為I=11.68D-0.309 ;滑坡發(fā)生概率為10%，對應(yīng)的有效降雨強度閾值曲線為I=5.7D-0.309。

6—8月滑坡發(fā)生概率為50%時，對應(yīng)的有效降雨強度閾值線為I=30.5D-0.598;滑坡發(fā)生概率為25%時，對應(yīng)的有效降雨強度閾值曲線為I=13.8D-0.598;滑坡發(fā)生概率為10%時，對應(yīng)的有效降雨強度閾值曲線為I=6.74D-0.598。

全年滑坡發(fā)生概率為50%時，對應(yīng)的有效降雨強度閾值線為I=33.37D-0.454;滑坡發(fā)生概率為25%時，對應(yīng)的有效降雨強度閾值曲線為I=15.11D-0.454;滑坡發(fā)生概率為10%時，對應(yīng)的有效降雨強度閾值曲線為I=7.38D-0.454。

根據(jù)有效降水量計算公式和降水閾值函數(shù)計算出3—5月、6—8月以及全年的滑坡概率分別是10%，25%，50%時，對應(yīng)滑坡降水閾值參考值（表1）。

3 結(jié)論

（1）將歷史滑坡災(zāi)害點分為3—5月、6—8月兩季進行分析，在1≤D≤? 15 d的降雨歷時范圍，在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上，通過SPSS擬合最終得到了對應(yīng)的有效降雨強度閾值線。

6—8月閾值高于3—5月可能與降水特征不同、高溫下土壤水分蒸發(fā)較快、植被涵水作用較好等因素有關(guān)，有待進一步研究。

（2）臨界雨量的預(yù)報主要從降雨因子入手，根據(jù)季節(jié)劃分有效降雨強度閾值線，突出了不同時期的降雨量誘發(fā)滑坡的不同權(quán)重值，使得模型預(yù)測具有針對性，但預(yù)報的準(zhǔn)確性高度依賴于降水量的預(yù)報。

（3）臨界降水量的研究只是給出了滑坡災(zāi)害可能發(fā)生的時間，區(qū)域內(nèi)滑坡災(zāi)害發(fā)生點的確定，相關(guān)部門需結(jié)合滑坡風(fēng)險區(qū)劃進行高風(fēng)險區(qū)域預(yù)警，并做出相應(yīng)的防災(zāi)準(zhǔn)備。

參考文獻

[1] 陳麗霞，殷坤龍，劉禮領(lǐng)，等.江西省滑坡與降雨的關(guān)系研究[J].巖土力學(xué)，2008 （4）：1114-1120.

[2] 林巍，李遠耀，徐勇，等.湖南慈利縣滑坡災(zāi)害的臨界降雨量閾值研究[J].長江科學(xué)院院報，2020，37（2）：48-54.

[3] 鮑其云，麻土華，李長江，等.浙江62個丘陵山區(qū)縣引發(fā)滑坡的降雨強度—歷時閾值[J].科技通報，2016，32（5）：48-55，95.

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責(zé)任編輯：黃艷飛