黔南州兩次暴雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害對比分析

唐紅忠，高紅梅，趙 杰，莫乙冬，陳 楊，高 濤

1.黔南州氣象局，貴州都勻 558000；2.黔南州自然資源局，貴州都勻 558000

黔南州位于貴州省南部，處于青藏高原東南側(cè)到廣西丘陵的過渡地帶。黔南州屬于喀斯特地貌，海拔高差大，山體溝渠較多，境內(nèi)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，雨熱同季，降雨主要出現(xiàn)在汛期，每年5—7月累計雨量占全年雨量的50%。黔南州汛期暴雨頻發(fā)，是地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)期，李宇梅等[1]指出降水是地質(zhì)災(zāi)害的主要誘因，當(dāng)日雨量和前期降水是地質(zhì)災(zāi)害重要誘因。楊竹云等[2]發(fā)現(xiàn)昭通降水型地質(zhì)災(zāi)害與降水因子有密切相關(guān)。井書文等[3]分析了影響地質(zhì)災(zāi)害的環(huán)境因子和氣象因子，選取前期雨量和預(yù)報雨量建立河南省汛期地質(zhì)災(zāi)害與降雨模型。

選取黔南州三都縣2021年6月20日(以下簡稱20210620過程)和長順縣2022年6月19日(以下簡稱20220619過程)兩次暴雨誘發(fā)的滑坡事件，對比分析暴雨發(fā)生的機(jī)制、降雨實(shí)況、災(zāi)害情況、暴雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害閾值，找出暴雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害事件的異同，為黔南州氣象地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供參考。

1 災(zāi)害發(fā)生情況和暴雨天氣實(shí)況

2021 年6 月19 日20:00 到20 日上午三都縣出現(xiàn)5站大暴雨，12站暴雨，最大降雨量排怪站227.5 mm，其次是拉攬站177.3 mm，最大小時雨強(qiáng)77.1 mm(排怪站19日22:00～23:00)(圖1)?；略斐芍苯咏?jīng)濟(jì)損失約1 192萬元，潛在經(jīng)濟(jì)損失4 850萬元，災(zāi)情等級為特大型。

圖1 三都縣排怪站(a)和長順縣新寨站(b)小時雨強(qiáng)分布圖

2022年6月18日20:00—19日20:00，長順縣出現(xiàn)1站大暴雨，7站暴雨。最大降雨量新寨站124.8 mm，最大小時雨強(qiáng)58.1 mm?；曼c(diǎn)距離新寨氣象觀測站約3 km，滑坡導(dǎo)致造成直接經(jīng)濟(jì)損失約100萬元，潛在經(jīng)濟(jì)損失500萬元。災(zāi)情等級為中型。

2 兩次暴雨過程誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害滑坡的閾值分析

分析三都和長順的滑坡事件發(fā)生前和發(fā)生時的雨量，找出兩次過程的閾值。

20210620過程：三都縣15日到19日白天持續(xù)晴天，白天日最高氣溫31～35 ℃，排怪站強(qiáng)降雨從19日21:00開始加強(qiáng)，22:00～23:00達(dá)到峰值，拉攬站強(qiáng)降雨從19日22:00開始，01:00～02:00達(dá)到峰值，2個觀測站降雨在20日04:00后減弱。滑坡地點(diǎn)位于三都縣三合街道拉攬村，位于排怪站和拉攬站之間，距離排怪站8 km，距離拉攬站6 km?；麻_始發(fā)生時段20日00:30，是排怪站最大小時雨強(qiáng)后1 h。

20220619過程：長順縣14—15日無降雨，16—18日持續(xù)降雨，滑坡點(diǎn)距離新寨氣象監(jiān)測站點(diǎn)3 km。新寨站16日雨量2.8 mm，17日32.9 mm，18日91.8 mm。新寨站19日01:00～03:00是強(qiáng)降水發(fā)生時段，19日04:00發(fā)生滑坡，是新寨站最大小時雨強(qiáng)后2 h。

通過對比發(fā)現(xiàn)，三都20210620過程累計雨量和小時雨強(qiáng)均比長順2022 0619過程強(qiáng)，在滑坡發(fā)生的前3 d，三都縣境內(nèi)無降水，長順縣新寨站連續(xù)3 d出現(xiàn)降雨，且滑坡前1 d新寨出現(xiàn)暴雨過程，最大小時雨強(qiáng)36 mm。三都20210620滑坡出現(xiàn)在最大小時雨強(qiáng)后的1 h，長順20220619滑坡出現(xiàn)在最大小時雨強(qiáng)后的2 h。

3 暴雨成因分析

3.1 20210620過程環(huán)流形勢分析

2021年6月19日08:00(圖2a)，500 hPa在云南省東部有波動槽，未來東移影響貴州省，副熱帶高壓588線位于福建到廣東、廣西、云南南部一線；700 hPa在四川中部有切變；貴州省境內(nèi)有西南風(fēng)急流(12 m/s)，貴陽到河池比濕11～12 g/kg；850 hPa在貴州省中南部切變維持影響，偏西南急流(16 m/s)，19日夜間西南風(fēng)急流繼續(xù)增強(qiáng)維持，切變線維持少動，貴陽到河池比濕12～16 g/kg。地面圖上長江中下游梅雨鋒西段影響貴州，四川省東部有冷空氣侵入貴州省，觸發(fā)梅雨鋒活躍(圖2b)。

圖2 2021年6月19日08:00中分析(a)和地面圖(b)

6月16—19日白天黔南州持續(xù)晴天，三都縣境內(nèi)日最高氣溫31～35 ℃，能量條件較好。貴州省位于500 hPa槽前，中低層有切變線長時間維持，配合中低層持續(xù)西南風(fēng)急流，比濕較大，地面有冷空氣侵入，有利于黔南州發(fā)生強(qiáng)降水天氣。實(shí)況大雨以上的降雨出現(xiàn)在州中部及以南區(qū)域，切變線維持時間較長的都勻、三都、荔波境內(nèi)地區(qū)出現(xiàn)大暴雨。

3.2 20220619過程環(huán)流形勢分析

2022 年6 月18 日20:00(圖3a)，500 hPa高空槽位于廣西北部，黔南州受槽后西北氣流，槽前負(fù)變高區(qū)；700 hPa黔南州受西南氣流影響，低渦切變線位于貴州省北部，西南急流位于廣東省北部，T-Td=0.7 ℃，T700-T500=14 ℃；850 hPa黔南受偏南氣流影響，低渦切變位于四川省南部，西南急流廣東北部，貴陽到河池比濕15～16 g/kg。18日夜間隨著南風(fēng)的增強(qiáng)，低渦切變向北抬。

圖3 2022年6月18日20:00中分析(a)和地面圖(b)

地面圖上(圖3b)，18日20:00東西向地面輻合線位于黔南州都勻到惠水、長順一線，在黔西南州有西北到東南的輻合線，從貴州省的西北部有冷空氣入侵黔南，18日夜間到19日凌晨輻合線北抬。

通過對比兩次暴雨過程的影響系統(tǒng)，20210620過程是高空槽、切變線和急流在梅雨鋒環(huán)境下共同導(dǎo)致，暴雨出現(xiàn)在850 hPa切變線南側(cè)和梅雨鋒西段重合區(qū)域，暴雨范圍廣且累計雨量大，小時雨強(qiáng)大。20220619過程是高空槽、低層切變線和急流，地面有冷空氣配合，850 hPa切變線和急流的位置離黔南州較遠(yuǎn)，暴雨落區(qū)出現(xiàn)在地面輻合線附近，暴雨區(qū)域范圍小于20210620過程，強(qiáng)度也更弱。

3.3 暴雨過程地面中小尺度分析

在短臨業(yè)務(wù)中，實(shí)時風(fēng)場能顯示系統(tǒng)位置，利用三都縣和長順縣境內(nèi)氣象觀測站10 min風(fēng)場判斷系統(tǒng)位置及與降水落區(qū)的對應(yīng)關(guān)系。

20210620過程：從19日午后到20:00凌晨，地面輻合線在三都境內(nèi)自北向南移動，移動緩慢。19日17:00位于滑坡點(diǎn)附近，20:00南壓到三都縣中部一線，20:00～23:00滑坡點(diǎn)位于輻合線北側(cè)偏北氣流中，此時是滑坡點(diǎn)最強(qiáng)的降雨時段。南北風(fēng)向長時間在三都縣境內(nèi)對峙，在地面輻合線北側(cè)出現(xiàn)大范圍暴雨。暴雨區(qū)域出現(xiàn)的時間與地面輻合線位置有很好的對應(yīng)關(guān)系，切變線壓過滑坡后，該區(qū)域降雨增大。

20220619過 程：6月18日20:00—19日00:00西北路徑冷空氣影響長順縣西部，滑坡點(diǎn)受到冷空氣影響，長順縣境內(nèi)的降雨從18日23:00開始出現(xiàn)，19日00:40新寨站由北風(fēng)轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，西北風(fēng)和西南風(fēng)形成的地面輻合線位于鳳凰壩到新寨之間，地面輻合線維持到02:30，冷空氣勢力減弱，地面輻合線逐漸北抬至長順縣西北部，滑坡點(diǎn)從01:00～03:00處于南風(fēng)控制，此時正是降雨最強(qiáng)時段，04:00后長順縣轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，降雨減弱。暴雨位于地面輻合線附近?；曼c(diǎn)轉(zhuǎn)為南風(fēng)后，該區(qū)域降雨增大。

從地面風(fēng)場可知，暴雨過程中三都縣和長順縣都有地面輻合線存在，三都縣地面輻合線自北向南緩慢移動，暴雨區(qū)域位于地面輻合線北側(cè)冷區(qū)，滑坡點(diǎn)正處于冷區(qū)。長順縣地面輻合線由南向北抬，滑坡點(diǎn)先受冷空氣影響，之后長時間受南風(fēng)影響，出現(xiàn)暴雨。

4 兩次滑坡過程的地形和地質(zhì)條件對比分析

黔南州地形呈現(xiàn)南北長條形，海拔由南部向北部升高，20210620過程發(fā)生滑坡的三都縣位于黔南州東部，該縣海拔亦是由南部向北部逐漸升高，在縣北部由于山脈眾多，山體呈現(xiàn)喇叭口形狀，偏南氣流在喇叭口強(qiáng)迫抬升，對降雨有增幅作用。此次降雨過程中，三都縣降雨量級分布從南部向北部逐漸增大，與地形海拔由南到北逐漸升高基本一致。三都縣三合街道滑坡點(diǎn)位于喇叭口南側(cè)，正是此次大暴雨出現(xiàn)的區(qū)域。20220619過程發(fā)生地位于黔南州西部的長順縣，該縣海拔亦是由南部向北部逐漸升高，發(fā)生滑坡的新寨位于長順縣中部靠西，海拔由低向高延伸的中間地帶，地形抬升作用導(dǎo)致該區(qū)域降雨大于周邊區(qū)域。

20210620過程：滑坡點(diǎn)區(qū)域之前未發(fā)生垮塌。該地屬于侵蝕低山溝地貌，地勢總體西北高東南低，地形起伏大，海拔600～850 m，相對高差約250 m?；曼c(diǎn)為坡地，植被發(fā)育良好，主要為耕地和林地，人類活動一般。19日夜間到20日凌晨該滑坡區(qū)域正發(fā)生強(qiáng)降雨，滑坡發(fā)生前3 h內(nèi)降雨量達(dá)到170 mm，降雨量是此次滑坡發(fā)生的主要的外部因素?；聟^(qū)地形自然坡度20°～50°，滑坡體所處斜坡坡度較陡，達(dá)到40°左右，局部達(dá)到50°，不利于斜坡體穩(wěn)定?；w至村民房屋高差約150 m，地形起伏大，不利的地形因素是導(dǎo)致此次滑坡發(fā)生的內(nèi)部原因。大量雨水沖刷和下滲，對滑坡土體浸潤、軟化，使得土體抗剪強(qiáng)度下降、重度增加，滑坡體的抗滑力減弱，下滑力增強(qiáng)，滑體穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致此次滑坡的發(fā)生。

20220619過程：滑坡點(diǎn)地貌類型為高丘陵溶蝕地貌，植被覆蓋較好。此次滑坡點(diǎn)在2021年7月3日曾因降雨影響發(fā)生滑塌?；碌攸c(diǎn)為坡地，植被發(fā)育良好，主要為耕地和林地，人類活動強(qiáng)烈。該區(qū)域巖層陡峭，雨水浸潤土體，加重斜坡自身荷載，在巖土界面形成飽水帶，在降雨影響下引巖土界面形成滑坡。此次發(fā)生局部滑塌，長約55 m，寬約55 m，平均厚度3 m，滑向133°，坡度約50°?；轮苯記_毀坡腳房屋。

對比兩次滑坡過程，大暴雨是主要的誘因，山體海拔高差大、坡陡、人為活動是滑坡的外因。

5 結(jié)論

影響的天氣系統(tǒng)不同，暴雨落區(qū)不同。20210620三都縣大暴雨是在梅雨鋒形勢下中低層切變線和副熱帶高壓南側(cè)偏南急流配合下產(chǎn)生的暴雨過程，梅雨鋒西段主要位于黔南中部以東地區(qū)，該地區(qū)暴雨站次多且雨量大。20220619長順縣大暴雨是高空槽和中低層切變的配合下產(chǎn)生的，中低層急流的位置離黔南較遠(yuǎn)，暴雨范圍小、量級小。

滑坡點(diǎn)雨量和閾值不同，20210620過程是在連續(xù)晴好天氣后出現(xiàn)大范圍的暴雨，滑坡點(diǎn)附近最大累計雨量227.5 mm，最大小時雨強(qiáng)77.1 mm，滑坡發(fā)生在最大小時雨強(qiáng)出現(xiàn)后1 h。20220619過程是滑坡點(diǎn)連續(xù)3 d降雨，臨近前1 d是暴雨，加上當(dāng)日117.3 mm的降雨，最大小時雨強(qiáng)58.1 mm，滑坡發(fā)生在最大小時雨強(qiáng)后的2 h。

在大尺度的環(huán)流影響下，中小尺度的演變對暴雨的落區(qū)有指示意義。在短臨業(yè)務(wù)中，利用實(shí)時的風(fēng)場資料分析滾動跟蹤系統(tǒng)的演變。在2次暴雨過程中，地面風(fēng)場中地面輻合線演變不同，20210620過程850 hPa切變線自北向南移動，北風(fēng)風(fēng)力強(qiáng)于南風(fēng)，地面輻合線自北向南移動，暴雨落區(qū)在地面輻合線附近及以北區(qū)域。20220619過程850 hPa切變線位置在貴州省北部，夜間南風(fēng)增強(qiáng)北抬，急流位置在廣西南部到廣東，長順境內(nèi)地面輻合線由南向北略有北抬，暴雨落區(qū)在地面輻合線由南向北移動的區(qū)域及輻合線北部。