上饒市滑坡災害的臨界降水分析

方喆敏

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

關鍵詞 滑坡;有效降水量;降水閾值

中圖分類號：P642.22 文獻標識碼：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災害，嚴重威脅了人民的生命和財產安全。大量研究表明，滑坡與小時最大降水強度、當日降水量、前期降水量以及年均降水量均表現出相關性。

1 研究地區概況

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，上饒市共收到地質災害災情直報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起滑坡地質災害事件，發現60.1%的滑坡災害發生在6月，99.8%發生在3—7月，9月—翌年1月沒有滑坡災害發生。

2 滑坡災害的臨界降水量

2.1 有效降水量的計算

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

（1）

Kn為影響系數，Rn為每日降水量，R為滑坡有效降水量，n為天數。n=1表示當天，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確定為 0.82，將這一系數用于后續研究。

2.2 臨界降水量的計算

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

（2）

當個某時段內降雨量達到或超過某一量級和強度時，將觸發滑坡等地質災害，此時的降雨量即臨界降雨量。降水持續時間與雨強之間的指數關系為： I為平均降雨強度（mm/h），D是降雨歷時（h），a、b為常數，根據滑坡事件的下限確定a、b參數后，可根據某災害點降水歷時，確定該點致災雨量。a值的物理意義是降雨歷時 D =1 時引發滑坡的降雨量;b是在雙對數坐標圖上對降雨強度（I）和歷時（D）數據進行擬合得到的直線的斜率，也稱標度指數，代表引發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

考慮降雨型滑坡災害的區域性特征，選取災害發生前14 d的降雨日數，包含災害當日，共計15 d。有效降水量的衰減系數取0.82，通過經驗函數（1）計算前期有效降水量。

根據上饒汛期降水特點，將歷史滑坡災害點分為3—5月、6—8月兩季進行分析，在1≤ D ≤15 d 的降雨歷時范圍，在雙對數坐標圖上，每個地區引發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月滑坡發生概率為50%時，對應的有效降雨強度閾值線為I=25.8D-0.309;滑坡發生概率為25%時，對應的有效降雨強度閾值曲線為I=11.68D-0.309 ;滑坡發生概率為10%，對應的有效降雨強度閾值曲線為I=5.7D-0.309。

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

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

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

3 結論

（1）將歷史滑坡災害點分為3—5月、6—8月兩季進行分析，在1≤D≤? 15 d的降雨歷時范圍，在雙對數坐標圖上，通過SPSS擬合最終得到了對應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較快、植被涵水作用較好等因素有關，有待進一步研究。

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

（3）臨界降水量的研究只是給出了滑坡災害可能發生的時間，區域內滑坡災害發生點的確定，相關部門需結合滑坡風險區劃進行高風險區域預警，并做出相應的防災準備。

參考文獻

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

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

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

[4] 王高峰，高幼龍，王洪德，等.基于圖幅調查的六盤山鎮滑坡易發性分析[J].科學技術與工程，2017，17（36）：22-29.

[5] 馮凡，唐亞明，盧全中，等.數理統計模型在黃土滑坡敏感性評價中的應用[J].甘肅科學學報， 2019，31（3）：68-76，84.

責任編輯：黃艷飛