王坤 宛晨露 阮迪陳 胡濤

摘要：自然或人為因素都將誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，其中降水是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的自然因素之一，為減少若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人民生命健康與財(cái)產(chǎn)安全的威脅，該文選取2007—2020年四川若爾蓋地面常規(guī)氣象觀測(cè)站逐日降水資料，24個(gè)自動(dòng)觀測(cè)逐時(shí)的降水資料，若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情信息統(tǒng)計(jì)資料，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法，分析若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害降水閾值。

關(guān)鍵詞：若爾蓋地質(zhì)災(zāi)害降水閾值

中圖分類(lèi)號(hào)：P694 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：1672-3791（2022）04（a）-0000-00

Analysis of Precipitation Threshold of Meteorological and Geological Disasters

—A Case Study of Ruoergai Area

WANG Kun1WAN Chenlu2 RUAN Chendi2 HU Tao1*

（1.Meteorological Bureau of Ruoergai County， Aba Prefecture， ABA，Sichuan Province， 624500 China; 2.School of Atmospheric Sciences， Chengdu University of Information Engineering， Chengdu， Sichuan Province，610225 China）

Abstract： Both natural and human factors will induce geological disasters， and precipitation is one of the natural factors inducing geological disasters. In order to reduce the threat of geological disasters to people's life， health and property safety in Ruoergai area， this paper selects the daily precipitation data of Sichuan Ruoergai ground routine meteorological observation station from 2007 to 2020 and the hourly precipitation data of 24 automatic observation stations， According to the statistical data of geological disaster information in Ruoergai area， the precipitation threshold of geological disaster in Ruoergai area is analyzed by using statistical analysis method.

Key Words： Zoige; Geological hazards; Precipitation; Threshold

自然或人為因素都將誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，其中降水是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的自然因素之一，在山地、高原地區(qū)，常有泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，其具有突發(fā)性、超強(qiáng)破壞力等特點(diǎn)[1-4]。該文選取的若爾蓋地區(qū)，位于102°08′～103°39′E，32°56′～34°19′N(xiāo)，隸屬四川省阿壩藏族羌族自治州，地處青藏高原東北邊緣，系四川通往西北省區(qū)的北大門(mén)。若爾蓋地形復(fù)雜，黃河與長(zhǎng)江流域的分水嶺將其劃分為兩個(gè)截然不同的地理單元和自然經(jīng)濟(jì)區(qū)。

1 資料來(lái)源與研究方法

1.1 資料來(lái)源

該文使用的氣象資料來(lái)源于四川省若爾蓋縣氣象局，包括2007—2020年若爾蓋地面常規(guī)氣象站測(cè)站逐日降水?dāng)?shù)據(jù);從建站開(kāi)始到2020年24個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站（阿西鎮(zhèn)、阿西鎮(zhèn)牙弄、阿西鎮(zhèn)團(tuán)結(jié)、紅星鎮(zhèn)、鐵布鎮(zhèn)、鐵布鎮(zhèn)八瑪、鐵布鎮(zhèn)熱蓋、鐵布鎮(zhèn)德瑪、鐵布鎮(zhèn)凍列、巴西鎮(zhèn)、巴西鎮(zhèn)上巴西、巴西鎮(zhèn)下巴西、降扎鄉(xiāng)、降扎鄉(xiāng)熱隴、降扎鄉(xiāng)茍繞、求吉鄉(xiāng)、求吉鄉(xiāng)下黃寨、占哇鄉(xiāng)、包座鄉(xiāng)、包座鄉(xiāng)嘎子、包座鄉(xiāng)俄若、唐克鎮(zhèn)、轄曼鎮(zhèn)、麥溪鄉(xiāng)）逐時(shí)降水資料。

該文使用的地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情信息來(lái)自四川省若爾蓋縣氣象局提供的2015—2020年若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情信息共50條。

1.2 研究方法

1.2.1累積頻數(shù)法

累積頻數(shù)法是指按某一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組后，分布在各組內(nèi)的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)稱(chēng)為頻數(shù)，為了統(tǒng)計(jì)分析的需要，有時(shí)需要觀察某一數(shù)值以下或某一數(shù)值以上的頻數(shù)之和，叫累積頻數(shù)。該文依據(jù)國(guó)家氣象局頒布的降雨等級(jí)，對(duì)24h的降水量進(jìn)行劃分，再按照累積頻數(shù)法統(tǒng)計(jì)若爾蓋縣2007—2020年的降水?dāng)?shù)據(jù)。

1.2.2.頻率統(tǒng)計(jì)法

該文將地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生數(shù)據(jù)中某一地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生總樣本數(shù)記為N，地質(zhì)災(zāi)害在某年發(fā)生樣本數(shù)記為y，某月發(fā)生樣本數(shù)記為m，將該年、該月地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率記為F，即

F=y/N×100%或F=m/N×100%F

2 若爾蓋地區(qū)降水和地質(zhì)災(zāi)害分析

若爾蓋地區(qū)地貌復(fù)雜，地勢(shì)陡峭，是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)之一，而降水是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要因素。該文首先對(duì)若爾蓋地區(qū)降水的時(shí)間變化進(jìn)行研究，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害的時(shí)空分布，從而對(duì)通過(guò)若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生進(jìn)行研究。

2.1若爾蓋地區(qū)降水時(shí)間變化

若爾蓋位于川西北，地貌復(fù)雜，經(jīng)常發(fā)生泥石流滑坡、洪澇等地質(zhì)災(zāi)害，其中由降水引起的地質(zhì)災(zāi)害較多。

由若爾蓋縣2007—2020年各降水類(lèi)型的發(fā)生次數(shù)年變化圖可以看出，小雨發(fā)生次數(shù)最多是在2014年，為166次，最少是在2007年，為114次;中雨發(fā)生次數(shù)最多是在2010年，為24次，最少是在2008年，為10次;大雨發(fā)生次數(shù)最多是在2020年，為8次，2008和2015年無(wú)大雨發(fā)生，暴雨僅在2020年有發(fā)生且為1次。2014年間發(fā)生小雨、中雨、大雨、暴雨的總次數(shù)最多，為187次，由此預(yù)測(cè)2014年若爾蓋縣發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性最大。

由若爾蓋縣2007—2020年各降水類(lèi)型的發(fā)生次數(shù)月變化圖可以看出，小雨發(fā)生次數(shù)最多是在5月和6月，均為245次，最少是在12月，為46次;中雨發(fā)生次數(shù)最多是在6月和7月，均為50次，最少是在1月和12月，均無(wú)中雨發(fā)生;大雨僅在5～9月間有發(fā)生，這與每年汛期發(fā)生時(shí)間一致，大雨次數(shù)最多是在7月，為7次，2008和2015年無(wú)大雨發(fā)生，暴雨僅在8月有發(fā)生且為1次。6月發(fā)生小雨、中雨、大雨、暴雨的總次數(shù)最多，為299次，由此預(yù)測(cè)6月若爾蓋縣發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性最大[1-4]。

2.2 若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)時(shí)空分布

2.2.1 若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)時(shí)間變化

根據(jù)若爾蓋地區(qū)2015—2020年地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情信息，按照年和月的時(shí)間變化分別統(tǒng)計(jì)了若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)，繪制若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)間變化圖。

分析若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害年變化，發(fā)現(xiàn)在2015—2020年若爾蓋地區(qū)共發(fā)生了50次泥石流滑坡和洪澇災(zāi)害，其中2018年發(fā)生次數(shù)達(dá)到最多，為27次，占這期間發(fā)生總數(shù)的54%，其次是2020年，為13次，占發(fā)生總數(shù)的26%，2017年未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。根究若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害月變化，可以看出地質(zhì)災(zāi)害在6月、7月和8月發(fā)生較多，3個(gè)月累計(jì)發(fā)生42次，占地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的84%，7月份發(fā)生次數(shù)最多，達(dá)到22次，占地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的44%，6月份次之，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生了11次，發(fā)生頻率為22%，8月份地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生了9次，發(fā)生頻率為18%，其他月份地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)很少甚至沒(méi)有發(fā)生過(guò)，其主要原因是6～8月份若爾蓋地區(qū)的主汛期，在此期間，大雨、暴雨及以上次數(shù)發(fā)生較多，降水量較大，故容易發(fā)生降水型地質(zhì)災(zāi)害[5-7]。

2.2.2 若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害空間分布

若爾蓋縣包含了7個(gè)鎮(zhèn)（達(dá)扎寺鎮(zhèn)、轄曼鎮(zhèn)、阿西鎮(zhèn)、紅星鎮(zhèn)、唐克鎮(zhèn)、巴西鎮(zhèn)、鐵布鎮(zhèn)），6個(gè)鄉(xiāng)（嫩哇鄉(xiāng)、求吉鄉(xiāng)、占哇鄉(xiāng)、包座鄉(xiāng)、麥溪鄉(xiāng)、降扎鄉(xiāng)），1個(gè)牧場(chǎng)（白河牧場(chǎng)），地勢(shì)傾斜，地形復(fù)雜。根據(jù)若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情信息，繪制出若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害空間分布圖和若爾蓋各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)。

研究發(fā)現(xiàn)，若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害分布較為密集，但分布不均勻，呈現(xiàn)出北部和西部多，東部和南部少的分布規(guī)律，研究認(rèn)為發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地點(diǎn)大多位于山區(qū)，坡度較大，地貌復(fù)雜，地勢(shì)由南向北傾斜，降雨量較多，因此該地地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)。

2.3若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)降水閾值分析

2.3.1誘發(fā)若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的閾值因素

（1）災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日降水量。

日降雨量對(duì)于降水型泥石流的發(fā)生起著主要作用，將其與降雨強(qiáng)度結(jié)合一起考慮，一場(chǎng)降雨強(qiáng)度越大，對(duì)應(yīng)的泥石流滑坡的延后時(shí)間越短。由于不同地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的延后時(shí)間不同，該文根據(jù)若爾蓋地區(qū)由降水引起的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的情況，反查災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日該地的降水量，采用若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日的24小時(shí)降水量來(lái)進(jìn)行研究，統(tǒng)計(jì)得到地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日降水量達(dá)小雨量級(jí)占36.4%，中雨量級(jí)占54.5%，大雨量級(jí)占9.1%。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生當(dāng)日的降水量達(dá)到35mm時(shí)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率為90.9%。由于降水對(duì)泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害具有延遲作用，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生日降雨量達(dá)到40mm時(shí)，地質(zhì)災(zāi)害通常發(fā)生在降雨第二天，災(zāi)害發(fā)生日通常為小雨量級(jí)。

（2）前期有效累計(jì)降雨量。

前期累積降水量指的在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生之前的一段時(shí)間內(nèi)的累積總雨量，當(dāng)前期累積降雨量增加時(shí)，土壤里的含水量也會(huì)增加，使得土壤縫隙受到的壓力也會(huì)變大，土壤泥沙結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性增大。由于地表徑流產(chǎn)生、水體蒸發(fā)等過(guò)程，進(jìn)入到土壤中的水會(huì)小于實(shí)際記錄的降雨量，故該文采用前期有效降水量來(lái)研究降水與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率的關(guān)系，將前期有效降水定義為在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前的一段時(shí)間內(nèi)的降水量，會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生作用的降水量，該文利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。

目前有關(guān)學(xué)者通常采用前1天、前3天、前5天、前7天、前10天。該文根據(jù)若爾蓋2007—2020年各地區(qū)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的降水?dāng)?shù)據(jù)，分析其與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率的相關(guān)程度，得到的結(jié)果如表1所示：結(jié)果發(fā)現(xiàn)前7天的Pearson的相關(guān)系數(shù)為0.9565816，與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的相關(guān)性最好。故該研究選取地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前7天的有效累計(jì)降雨量作為前期有效累積降雨量。

結(jié)合目前現(xiàn)有的地質(zhì)災(zāi)害等級(jí)的劃分主要依據(jù)降水?dāng)?shù)據(jù)和2020年若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情信息數(shù)據(jù)，綜合地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因子、若爾蓋地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布和降水特征，確定適合若爾蓋地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警等級(jí)。

3 結(jié)論與討論

（1）若爾蓋地區(qū)在2007年發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的次數(shù)最多，達(dá)到22次，且易在每年6～9月的汛期發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)災(zāi)害點(diǎn)分布較為密集，主要集中在占哇鄉(xiāng)、鐵布鎮(zhèn)、包座鄉(xiāng)、降扎鄉(xiāng)等地區(qū)，這些地方位于山區(qū)，坡度較大，地貌復(fù)雜，地勢(shì)由南向北傾斜，降雨量較大，有利于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。而其他地方誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害較少，是因?yàn)檫@些地區(qū)地勢(shì)較為平坦。

（2）由于若爾蓋地區(qū)的地形差異大，不同地區(qū)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害降水閾值存在差異，在鐵布鎮(zhèn)、降扎鄉(xiāng)的降水閾值較大達(dá)70mm以，而在若爾蓋西南部地區(qū)，轄曼鎮(zhèn)等地的閾值較小為40mm以下。

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