普格縣地質災害與降水關系分析研究

摘 要：對2008—2022年普格縣境內發生的25起地質災害事件及其與降水關系進行分析研究。結果表明：5月下旬至8月中旬和9月降水是誘發普格縣地質災害的關鍵因素之一；普格縣地質災害點大多位于山區，中梁山西部、南部地質災害發生頻率高于中梁山東部和北部；普格縣地質災害在5—9月均有可能發生，主要集中在6—8月，地質災害發生與總降水量和短時強降水強度密切相關；普格縣地質災害事件主要由短期降水引發的，具有突發性強、危害大等特點。

關鍵詞：地質災害；降水；降水量閾值；累積有效雨量

中圖分類號：P694 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）06–0-03

川西高原地區夏季多發短時強降水、大風、冰雹等強對流天氣，伴隨引發的地質災害時有發生，是四川省地質災害、山體滑坡、崩塌等地質災害多發地區[1]。

普格縣隸屬四川省涼山彝族自治州，屬云貴高原之橫斷山脈，呈高山、中山深切割地貌，山脈河流南北走向，枕山帶河，平行交錯，東西群峰并列，中為凹凸，三山二水形成狹長的北高南低的河谷地貌。由于特殊的地理位置和地形地貌特征，其南北氣候差異明顯，環境惡劣，氣候復雜多變。普格縣年降水量724.1～

1 481.2 mm，4—9月降水量占全年降水量的85%，降水空間分布不均，呈西北向東南減少趨勢，其中西部地區降水量＞1 100 mm，東部地區降水為700～900 mm，

強降水集中時段極易引發地質災害。近年來普格縣地質災害發生頻繁，災情重，造成損失大。對此，研究普格縣地質災害發生與降水關系在防災減災中具有重要意義。

1 資料與方法

根據普格縣應急管理局、普格縣年鑒、縣民政局、氣象A文件記載的2008—2022年普格縣境內地質災害事件，選取地質災害發生時1、3、6、12、24 h降水量和事件發生前的1～7 d離災害點距離最近的氣象站數據。

該項目使用基于衰減系數的有效雨量計算方法、最小二乘法、線性回歸及I-D關系閾值和過程降雨的統計相結合方法，統計分析地質災害事件和降水量關系。

2 普格縣降水特征分析

由普格縣年降水量分布情況（圖1）可知，月降水量呈雙峰形，峰值出現在6月，次峰值在9月；11—翌年3月降水量最少，4月降水量小幅增加，5—6月降水量進一步增加，7—8月降水量小幅減少，9月初秋降水量小幅增加，10月降水量明顯跳躍減少。

從降水量日數看，年均降水日數132.1 d，變化趨勢大體和降水量變化一致，也呈現雙峰形，主峰值和次峰值均出現在6月和9月，且相差較小。地質災害可由短時強降水或持續性降水誘發。

由此可知，5月下旬至8月中旬和初秋9月降水是誘發普格縣地質災害的關鍵因素之一。

3 普格縣地質災害與降水的關系

3.1 普格縣地質災害與降水的空間關系

普格縣境內各地均有發生地質災害的可能性，但分布不均勻。縣城附近大槽鄉、大坪鄉、普基鎮、日都迪薩鎮地帶占31.2%；沿則木河流域的螺髻山鎮、蕎窩鎮、花山鎮、黎安鄉區域占50.6%；西洛河流域西部的五道箐鎮和北部瓦洛鄉、夾鐵鎮、特茲鄉、西洛鎮高山峽谷區占18.2%。

中梁山西側則木河流域沿岸一帶是地質災害極易高發區，中梁山以東地區發生地質災害概率相對較小。從對應降水量看，中梁山西部地區平均降水日數167～

184 d，平均降水量1 172.5～1 481.2 mm，整體多于中梁山以東地區。中梁山西部地區最大小時降水強度61.9 mm，

最大日降水量為172.8 mm；中梁山東部地區最大小時降水強度50.3 mm，最大日降水量為120.6 mm。

總體看，普格縣地質災害點大多位于山區，中梁山西部、南部降水量大、降水日數多、降水強度大，地質災害發生頻率高于降水量小、降水日數少、降水強度小的中梁山東部和北部。

3.2 普格縣地質災害與降水的時間關系

分析2008—2022年發生的25起地質災害事件可知：地質災害發生概率與年降水量存在相關性，即降水強度較大的年份發生地質災害的概率較高，但這種正相關性不存在普遍性。地質災害的發生與單次暴雨強度和持續降水過程的累計降水量及久旱轉雨等因素的關系更為密切。

由圖1可知，4—10月是普格縣降水集中季節，6—

9月降水量大，降水日數多，其中6—8月短時降水強度

大，9月以連陰雨天氣為主。可見，地質災害發生與總降水量和短時強降水強度關系密切，降水量大且降水強度強的月份易發生地質災害。

3.3 地質災害發生時日最大短時強降水的變化

中國氣象局辦公室印發的《短時臨近天氣業務規定》規定1 h降水量＞20.0 mm的天氣現象為短時強降水，短時強降水具有突發性、降水強度集中等特點，常造成城市內澇、山體滑坡等氣象衍生災害。但在高原地質結構等因素影響下，小時降水量＜20.0 mm時也可能引發地質災害。

依據普格縣25起歷史地質災害數據，有2起小時降水量≤10.0 mm，占8%；3起小時降水量在10.0～14.9 mm，

占12%；有6起降水量在15.0～20.0 mm，占24%；有14起小時降水量≥20.0 mm，占比56%。從地質災害發生當日短時強降水發生時間看，64%發生在00：00～09：00，

36%發生在18：00～23：00，10：00～17：00未發生地質災害。從地質災害發生時段平均強降水看，00：00～09：00

平均降水量為22.6 mm，18：00～23：00為15.3 mm。由此可見，普格縣強降水出現頻率高且強度大的時段與地質災害高發時段吻合。

4 普格縣地質災害發生降水閾值分析

4.1 降水型地質災害類型的判定

研究發現，地質災害事件發生時及前10 d的降水情況都對其產生不同影響，該項目在分析考慮地質災害發生時1、3、6、12、24 h和發生前1～7 d的降水量，引入累積有效降水量進行計算：Rij=0.8 jRj。式中，Rij表示前i日到第j日的累積有效降水量，0.8 j為第j日的衰減系數，Rj為j日降水量，i和j取值0，1，2……7，災害發生當天i=0，j=0。

根據實際業務工作經驗和走訪調查，i=0、j=2時，R02為短期有效降水量；i=3、j=4時，R34為中期有效降水量；i=5、j=7時，R57為長期有效降水量；i=3、j=７時，

R37為中長期有效降水量：i=0、j=７時，R07為總累積有效降水量。當R07≥50.0 mm時，判定為降水型地質災害；其余為非降水類型。通過分析普格縣25起地質災害，有17起（約占68%）降水型和8起（約占32%）非降水型地質災害事件。

地質災害發生既與總累計降水量有關，又與降水

型有密切關系，可分為短期降水型、長歷時降水型和短時降水型。定義：E02=R02/R07；E37=R37/R07。當E02≥0.55時，認為該地質災害由短期降水引發的；當E37＞0.45時，

認為該地質災害主要由長歷時降水引發的。結合普格縣地質災害事件前期降水量可知，普格縣E02=0.88、E37=

0.12可知普格縣地質災害事件主要由短期降水引發的[2]。

4.2 地質災害致災閾值的確定

4.2.1 短時降水型致災閾值

此次選擇降水強度（I）、降水歷時（D）兩類降水特征值進行擬合，獲得閾值擬合曲線和閾值擬合方程。

（1）將引發地質災害的降水事件歷時和降水強度分別布設在雙對數坐標圖上。

（2）對坐標區域的樣本點進行擬合，擬合方程為：I=CD-a。式中，I為平均降水強度（mm/h）；D為降水歷時（h）；C為比例常數，代表降水歷時D=1時引發地質災害的降水量；a為雙對數坐標圖上對降水強度（I）-降水歷時（D）進行擬合得到的直線的斜率[3-5]。

（3）根據擬合方程，將1、3、6、12、24 h降水歷時代入方程，代入擬合的I-D關系閾值冪指數方程，得出I值，D時效的降水量閾值R＝I×D。計算獲得相應降水歷時條件下引發地質災害的降水量閾值。

結合普格縣地質災害及對應降水量數據，擬合得到降水強度（I）和歷時（D）閾值。普格縣引發地質災害的降水強度（I）-歷時（D）擬合方程為：I=24.967D-0.3814。將1、3、6、12、24 h降水歷時帶入上述擬合方程，計算獲得相應的歷時條件下引發地質災害的降水閾值（表1）。

4.2.2 前期有效降水量閾值

通過分析地質災害記錄和地質災害發生前0～7 d有效降水量，得出降水量與地質災害相互關系，找出各時間尺度降水量的分布區間，總結出臨界降水量指標。確定各時間尺度降水量與地質災害的相關程度（因子的重要性），用于確定預警模型中各因子權重，提高地質災害氣象風險預報模型精度[6-10]。

由表2可知，地質災害當天降水量對地質災害敏感性最好，發生地質災害當天平均降水量達到77.03 mm；

其次是前1 d和前2 d平均雨量均＞13 mm；而前6 d到前7 d敏感性相對較差，平均降水量分別為6.64、

6.26 mm。從地質災害發生前平均有效降水量看，誘發普格縣地質災害的強降水主要發生在地質災害發生當天和災害發生前2 d的累計降水，第3天到第7天的平均降水量變化不大。

累計有效水量的計算公式為Rij=0.8 jRj，其中0.8為有效降水量系數。有效降水量系數表示巖土對雨水滯留能力的大小，國內外學者提出，由于各地地質條件差異性，有效降水量系數一般取0.65～0.90。在此基礎上，此項目計算出普格縣地質災害事件發生的有效降水量系數。

將R0～R7的平均降水量和累積有效降水量進行回歸分析，采用最小二乘法進行有效降水量系數估計。由圖2可知：R2為回歸平方系數，平均降水量與累積有效降水量的回歸平方系數的商即為有效降水量系數K，得出普格縣有效降水量系數K為0.90。

5 結論

（1）普格縣年降水量為724.1～1 481.2 mm，4—9月降水占全年降水量85%，降水空間分布不均，由西北向東南減少，月降水量和降日數變化趨勢大體一致，均呈雙峰形。5月下旬至8月中旬和9月降水是誘發普格縣地質災害的關鍵因素之一。

（2）普格縣地質災害事件地點大多位于山區，中梁山西部、南部地質災害發生率高于中梁山東部和北部。

（3）普格縣地質災害發生概率與年降水量存在相關性，即降水強度較大年份發生地質災害概率較高，但這種正相關性不存在普遍性。地質災害與單次暴雨強度和持續降水過程累計降水量及久旱轉雨等因素關系密切。

（4）普格縣地質災害5—9月均有可能發生，相對集中在6—8月。地質災害發生與總降水量和短時強降水強度關系更為密切，降水量大且降水強度強的月份易發生地質災害。普格縣強降水出現頻率高且強度大的時段與地質災害高發時段吻合。

（5）引發地質災害的降水類型可分為短期降水型、長歷時降水型和短時降水型。普格縣地質災害事件中約68%為降水型地質災害事件，32%非降水型地質災害事件。普格縣地質災害主要由短期降水誘發，具有突發性強、危害大的特點。

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收稿日期：2024-03-11

作者簡介：李宗祝（1978—），女，四川會理人，工程師，主要從事農業氣象研究。