王嚴(yán)琪　王敏　羅竟成　王虎

摘要 本文統(tǒng)計(jì)了九龍縣降水引發(fā)的泥石流災(zāi)害個(gè)例與歷史氣象資料，分析小時(shí)雨強(qiáng)及當(dāng)天、前7 d有效降水量等因子與泥石流災(zāi)害關(guān)系，得出結(jié)論：短時(shí)強(qiáng)降水引發(fā)泥石流災(zāi)害占3～4成;當(dāng)小時(shí)降水量>35 mm時(shí)或3 h累計(jì)有效降水量>60 mm時(shí)，發(fā)生泥石流風(fēng)險(xiǎn)很高;泥石流發(fā)生當(dāng)日降水量達(dá)大雨以上量級占比70.8%。泥石流發(fā)生概率與前期累計(jì)降水量呈指數(shù)增長關(guān)系。當(dāng)前期有效降水量較大或有效降水量一般，但短時(shí)降水量較大時(shí)，發(fā)生泥石流風(fēng)險(xiǎn)增大。

關(guān)鍵詞 九龍縣;泥石流;有效降水量;閾值

中圖分類號：P642.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.054

九龍縣位于四川省甘孜藏族自治州東部，與涼山州及雅安市接壤。九龍地在青藏高原和攀西平原過渡帶，其地勢有著較大落差。泥石流是九龍縣常見地質(zhì)災(zāi)害之一，據(jù)四川省地質(zhì)環(huán)境管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示，九龍縣現(xiàn)在冊地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)443處，由降水引起的泥石流65起。共死亡和失蹤人數(shù)為21人，受災(zāi)人數(shù)106 361人，直接經(jīng)濟(jì)損失約41 099萬元，地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全，并制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。對某地區(qū)而言，在一定時(shí)間尺度內(nèi)地形和松散固體物質(zhì)變化不大，因此，激發(fā)泥石流的重要條件是降雨[1]。本研究利用多個(gè)泥石流個(gè)例及其對應(yīng)小時(shí)雨量、3 h降水量、日降水量、前期有效累積雨量等降水因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)出九龍縣降雨引發(fā)泥石流相降水量閾值，以期為九龍縣泥石流災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警提供更加準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)參考依據(jù)和指標(biāo)[2]。

1 數(shù)據(jù)與資料說明

根據(jù)四川省氣象局《四川省短期災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)質(zhì)量評定辦法》（川氣預(yù)函[2018]11號附件1）第四章第六條規(guī)定的短期災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)天氣標(biāo)準(zhǔn)，甘孜藏族自治州24 h降水量0.1～6.9 mm為小雨，7.0～14.9 mm為中雨，15.0～24.9 mm為大雨，25.0～49.9 mm為暴雨，50.0～99.9 mm為大暴雨，≥100.0 mm為特大暴雨。選取九龍縣2000—2019年國家氣象站和區(qū)域自動(dòng)氣象站小時(shí)降水量，取泥石流發(fā)生點(diǎn)距離最近的氣象站降水量，如果該站數(shù)據(jù)有誤或缺失，再按就近原則選其他站點(diǎn)雨量。

2 九龍縣泥石流災(zāi)害與降水量因子關(guān)系分析

2.1 小時(shí)雨強(qiáng)與泥石流關(guān)系

短時(shí)強(qiáng)降水（1 h降水量>15.0 mm）具有突發(fā)性強(qiáng)、來勢猛、降水時(shí)間集中等特點(diǎn)，常造成城鎮(zhèn)內(nèi)澇、山體滑坡等氣象衍生災(zāi)害[3]。統(tǒng)計(jì)有降雨資料且由短時(shí)強(qiáng)降水造成的泥石流等地質(zhì)災(zāi)害22次，共有10次小時(shí)降水量≥15.0 mm，占45.5%，表明降雨強(qiáng)度致災(zāi)可能性大，需特別注意防范。

對于小時(shí)降水量，降水強(qiáng)度<15 mm以下時(shí)，有可能發(fā)生泥石流，泥石流災(zāi)害等級4級;強(qiáng)度達(dá)16～20 mm時(shí)，發(fā)生泥石流可能性較大，泥石流災(zāi)害等級3級;強(qiáng)度達(dá)21～35 mm時(shí)，發(fā)生泥石流可能性大，泥石流災(zāi)害等級2級;強(qiáng)度>35 mm時(shí)，發(fā)生泥石流可能性極大，泥石流災(zāi)害等級1級[4]。

對于3 h降水量，當(dāng)降水強(qiáng)度為15～25 mm時(shí)，有可能發(fā)生泥石流，泥石流災(zāi)害等級4級;強(qiáng)度達(dá)26～35 mm時(shí)，發(fā)生泥石流可能性較大，泥石流災(zāi)害等級3級;強(qiáng)度達(dá)36～60 mm時(shí)，發(fā)生泥石流可能性大，泥石流災(zāi)害等級2級;強(qiáng)度>60 mm上時(shí)，發(fā)生泥石流災(zāi)害可能性極大，泥石流災(zāi)害等級1級[5]。

2.2 災(zāi)害發(fā)生日降水量與泥石流關(guān)系

據(jù)2000—2019年九龍縣發(fā)生的由降水引起的65起泥石流實(shí)況反查降水情況，按照發(fā)生日當(dāng)天24 h降水量級統(tǒng)計(jì)泥石流與日降水量關(guān)系，泥石流發(fā)生日降水量達(dá)大雨以上量級占比70.8%，中雨及以下占22.6%（表1）。

3 爆發(fā)泥石流災(zāi)害前期有效降水量閾值計(jì)算

3.1 降水量分布特征

分析泥石流災(zāi)害的雨量數(shù)據(jù)一般是當(dāng)天及前幾天雨量記錄，考慮地表徑流產(chǎn)生、水分蒸發(fā)等過程，進(jìn)入巖土體的雨量小于實(shí)際記錄雨量。故本文采用前期有效降水量概念，即災(zāi)害發(fā)生前降雨過程中對斜坡巖土體穩(wěn)定性產(chǎn)生作用的雨量，計(jì)算進(jìn)入巖土體雨量經(jīng)驗(yàn)公式為：

r_a0=k.r₁+k²r₁+…+kⁿr_n（1）

式中：ra0為第0天前期有效降水量，為有效降水量系數(shù)（k≤1），rn為前第n天降水量。有效降水量系數(shù)表示巖土體對雨水滯留能力大小，由區(qū)域內(nèi)巖土體總體性質(zhì)決定，一般取0.65～0.85，本研究取0.8。

分析九龍縣泥石流發(fā)生個(gè)例降水量，當(dāng)天雨量對地質(zhì)災(zāi)害敏感性最好，發(fā)生泥石流當(dāng)天平均雨量達(dá)23.94 mm;從泥石流災(zāi)害發(fā)生前平均有效雨量看，泥石流災(zāi)害發(fā)生前1—7 d有效雨量逐日增加，且增幅穩(wěn)定，R1—R7累計(jì)雨量增幅都超10 mm，其次是前7 d雨量平均23.28 mm;而前1—6 d敏感性相對較差，平均雨量分別為10.6 mm、8.81 mm、12.08 mm、17.59mm、17.92 mm和21.3 mm（表2）。說明誘發(fā)泥石流的強(qiáng)降雨主要發(fā)生在災(zāi)害發(fā)生當(dāng)天及災(zāi)害發(fā)生前7 d累積降水。

3.2 降水量區(qū)間概率數(shù)計(jì)算

由于超9成泥石流發(fā)生在5—9月，故取5 mm為一區(qū)間，分別計(jì)算每一區(qū)間發(fā)生泥石流數(shù)量所占5—9月該區(qū)間歷史降水量數(shù)量比例，即把不同量級降水泥石流個(gè)數(shù)除以該量級降水天數(shù)，得到不同降雨量級下每天可能發(fā)生泥石流個(gè)數(shù)（概率），確定泥石流等級。

經(jīng)分析，降水量與泥石流發(fā)生概率呈正相關(guān)，且呈指數(shù)函數(shù)增長態(tài)勢，故將降水量與發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害概率用指數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合（圖1）。

得到地質(zhì)災(zāi)害可能出現(xiàn)的概率公式y(tǒng)₀=0.0054e^0.1047x、R²=0.8681，y₁=0.0041e^0.086x、R²=0.9558，y₂=0.005e^0.0655x、R²=0.9196，y₃=0.0025e^0.0711x、R²=0.8916，y₄=0.0021e^0.071x、R²=0.9098，y₅=0.0014e^0.0751x、R²=0.8912，y₆=0.0041e^0.0731x、R²=0.9236，y₇=0.0018e^0.0654x、R2=0.8794，式中x為災(zāi)害發(fā)生當(dāng)天到前7 d累積有效雨量，y為地質(zhì)災(zāi)害可能出現(xiàn)的概率。

3.3 爆發(fā)泥石流的前期有效雨量閾值

將災(zāi)害概率<0.1定為發(fā)生泥石流災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較低，五級;0.1≤y<0.4定為發(fā)生泥石流災(zāi)害有一定風(fēng)險(xiǎn)，四級;0.4≤y<0.7定為發(fā)生泥石流災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較高，三級;0.7≤y<1定為發(fā)生泥石流災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)高，二級;y≥1定為發(fā)生泥石流災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)較很高，一級。泥石流災(zāi)害各等級雨量閾值（表3）（雨量四舍五入取整）。

4 結(jié)論

（1）短時(shí)強(qiáng)降水爆發(fā)的泥石流災(zāi)害占3～4成，泥石流發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)隨小時(shí)雨強(qiáng)增大而升高，當(dāng)1小時(shí)降水量>35 mm時(shí)或3 h累計(jì)有效降水量>60 mm時(shí)，發(fā)生泥石流風(fēng)險(xiǎn)很高。

（2）九龍縣泥石流災(zāi)害發(fā)生概率與當(dāng)日降水量及前7 d累計(jì)有效降水量成指數(shù)增長關(guān)系。隨著降水天數(shù)增加，累計(jì)有效降水量增大，發(fā)生泥石流災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)增大。當(dāng)日超過50 mm、前1 d超過64 mm、前2 d超過81 mm、前3 d超過84 mm、前4 d超過87 mm、前5 d超過88 mm、前6 d超過90 mm或前7 d超過97 mm發(fā)生泥石流風(fēng)險(xiǎn)很高。

（3）當(dāng)前期有效降水量較大時(shí)，或有效降水量一般，但短時(shí)降水量較大時(shí)，發(fā)生泥石流風(fēng)險(xiǎn)都會(huì)增大。

（4）泥石流災(zāi)害預(yù)報(bào)是以降水預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)進(jìn)行的，客觀上要求降水預(yù)報(bào)更精細(xì)、精準(zhǔn)。故在今后預(yù)警預(yù)報(bào)中，需進(jìn)一步改善獲得精準(zhǔn)降水量預(yù)報(bào)與實(shí)況的方法。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Relationship Between Debris Flow Disaster and Precipitation Factors in Jiulong County

WANG Yan-qi et al （Meteorological Station of Ganzi Tibetan Autonomous Prefecture， Kangding， Sichuan 626000）

Abstract Based on the statistics of debris flow disasters caused by precipitation in Jiulong County and historical meteorological data，this paper analyzes the relationship between the factors such as hourly rainfall intensity，effective precipitation of the day and the first seven days，and concludes that debris flow disaster caused by short-term heavy rainfall accounts for 30%～40%.When the hourly precipitation is more than 35mm or the accumulated effective precipitation is more than 60mm，the risk of debris flow is very high.The amount of precipitation on the day of debris flow was more than heavy rain，accounting for 77.4%.The probability of debris flow increases exponentially with the accumulated precipitation.When the early effective precipitation is large or the effective precipitation is general，but the short-term precipitation is large，the risk of debris flow increases.

Key words Jiulong County; Debris flow; Effective precipitation; Threshold value

基金項(xiàng)目 高原與盆地暴雨旱澇災(zāi)害四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科技發(fā)展基金項(xiàng)目（NO：SCQXKJQN2020015）。

作者簡介 王嚴(yán)琪（1996–），女，四川都江堰人，本科，助理工程師，主要從事天氣預(yù)報(bào)服務(wù)工作。

收稿日期 2020–06–1