大荔縣地質災害臨界雨量及預報方法初探

李東 韓蓓蓓

摘 要：根據(jù)大荔縣國土局地質災害易發(fā)生性分區(qū)資料，分析得出大荔縣山洪地質災害主要位于安仁鎮(zhèn)、范家鎮(zhèn)和段家鎮(zhèn)；大荔縣1968—2010年90%以上地質災害發(fā)生在5—10月，與降雨關系密切，強降雨及連陰雨均可誘發(fā)地質災害；對其中23條地質災害樣本分析，得出本縣域內臨界雨量及地質災害統(tǒng)計預報方程。

關鍵詞：臨界雨量；地質災害

中圖分類號：P415 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180233208

1 大荔縣地質災害類型及分布

1.1 崩塌

大荔縣共有崩塌類地質災害點23處，按物質組成均為土質崩塌；從規(guī)模上，其中大型崩塌4處，占總數(shù)17.4%，中型崩塌13處，占總數(shù)56.7%，小型崩塌6處，占總數(shù)26.1%，危害程度以30人以下，威脅100人以上災害點7處，威脅100人以上1處，主要分布于大荔縣東部（范家鎮(zhèn)﹑高明鎮(zhèn)﹑步昌鄉(xiāng)﹑朝邑鎮(zhèn)）黃河（古岸）陡崖和西北部（段家鄉(xiāng)﹑馮村鎮(zhèn)）洛河陡岸部位；如東巷﹑紅旗水站﹑南干5組崩塌和南干2組崩塌。

1.2 滑坡

大荔縣域內共5處土質滑坡，其中威脅30～100人處，威脅100人以上1處。黃土滑坡主要分布在大荔縣域東北部范家鎮(zhèn)地界內，地處黃土臺塬和黃河沖積沙地分界處——黃河（古岸）陡崖；滑坡受控于極度發(fā)育的黃土垂直節(jié)理及臨空張裂隙，尤其是垂直節(jié)理和順坡（卸荷）裂隙，如裕西村滑坡﹑王家巷滑坡和辛村滑坡，主要為降雨﹑凍融和開挖坡腳；每年7—9月、11—12月和2—3月（凍融期）多發(fā)。

1.3 地裂縫

大荔縣域內共有地裂縫災害點12處，均屬于小型地裂縫，危害程度以100人以上為主，威脅30～100人地裂縫2處，威脅100人以上7處。主要分布在馮村鎮(zhèn)﹑雙泉鄉(xiāng)﹑兩宜鎮(zhèn)﹑高明鎮(zhèn)和安仁鎮(zhèn)。地裂縫呈近東西﹑北東向展布，與大荔縣北東向扶風—三原—東王活動斷裂帶或合陽—朝邑—華縣活動斷裂帶相位置和走向一致；在雨季或農田灌溉時，地裂縫活動明顯，在干旱時節(jié)，變化緩慢，說明與地下水引起的土體濕陷有關，誘發(fā)因素主要為斷裂活動﹑降雨和農田灌溉，然后為建筑加載。

1.4 地面塌陷

大荔縣發(fā)育地面塌陷2處，即段家鄉(xiāng)北灣地面塌陷，西太大地面塌陷，均為小型地面塌陷。大荔區(qū)黃土濕陷性明顯，推測地面塌陷形成與黃土濕陷性﹑落水洞﹑防空洞及灌溉側滲有關，誘發(fā)因素多為降雨。

2 地質災害與氣象條件

據(jù)統(tǒng)計70%以上地質災害集中在6—9月（主汛期），65%以上是由降雨誘發(fā)，可見地質災害與降雨關系密切。1976年7—8月連陰雨，段家鄉(xiāng)老君寨村紅旗水站發(fā)生崩塌，毀房3間，死1人，造成直接經濟損失約3萬元。

3 大荔縣地質災害預報方法

3.1 地質災害預報等級

1級地質災害：災害發(fā)生可能性很小，概率0.05～0.1；2級：災害發(fā)生可能性較小，概率0.1～0.3；3級：災害發(fā)生可能性較大，概率0.3～0.5；4級：災害發(fā)生可能性大，概率0.5～0.7；5級：災害發(fā)生可能性很大，概率≥0.7。大荔縣地質災害氣象預報劃分5個等級，當預報3～5級地質災害時，對外發(fā)布預報或預警。

3.2 臨界日綜合雨量計算

據(jù)研究表明：1次降水并不一定會導致崩塌、滑坡、泥石流等地質災害發(fā)生，只起一部分作用，累計降雨量作為臨界降雨量具有很大局限性。為此考慮前期降雨時間和日降雨量綜合量，計算公式為：

R=R0+R1+R2+R3+R4+α2Rz+2+…+αn-zRn

其中R臨界日綜合雨量，R0當天雨量（預報量或者閥值），z為相關性較好的地質災害發(fā)生前天數(shù)，Rz為相關性較好的前z天日降雨量，Rn為前n天日降雨量，n為地質災害發(fā)生前天數(shù)，α為權重系數(shù)。

3.3 預報方程

陜西黃土高原地質災害（崩塌）發(fā)生次數(shù)和累計日降水量相關性分析表明：地質災害和前3d的累計降雨量相關性最高，然后是前2d和前1d，從第4天開始相關性明顯降低，在實際應用中z值取3；在權重系數(shù)取α取0.2～0.9時，計算累計有效降雨量與地質災害發(fā)生次數(shù)相關系數(shù)：當α=0.8時，日綜合降雨量與滑坡發(fā)生次數(shù)相關系數(shù)最大；當α=0.7時，相關系數(shù)最大。建立已崩塌為主的大荔縣地質災害誘發(fā)指數(shù)方程：

Y=R0+R1+R2+0.7R3+0.49R4+0.34R5+0.24R6+0.17R7+0.12R8+0.08R9+0.06R10

式中，Y 表示地質災害誘發(fā)指數(shù)，R0-R10為地質災害潛伏期內以20時為日界的日降水量。

3.4 地質災害氣象條件等級劃分

通過自動站可讀取R0-R10帶入上述方程，計算誘發(fā)指數(shù)Y值，Y值越大則地質災害氣象條件等級越高，越容易誘發(fā)地質災害。統(tǒng)計有記錄的幾次大荔縣典型地質災害：發(fā)生災害時Y值最小為21.9。沒有降水時，不會出現(xiàn)氣象條件引發(fā)的地質災害發(fā)生；Y值<10時難以誘發(fā)地質災害；Y值在10～30時發(fā)生2次約占5%；Y值在30～50時發(fā)生次數(shù)約占20%；Y值>50時占70%以上。

作者簡介：李東（1982-），男，寧夏石嘴山市惠農區(qū)人，本科，工程師，從事氣象防災減災工作。