氣象預警地質災害論文范文

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1區域地質災害時空分布特征

地質災害時間分布地質災害高發期為6～9月主汛期，災害類型以滑坡、崩塌、泥石流為主［15］(圖2);2～5月冰雪凍融期次之，災害類型以崩塌、滑坡為主;10月、11月、12月、1月為低發期，主要誘發因素為人類工程活動，災害類型以崩塌、滑坡為主。

2降水引發地質災害的特征

地質災害的發生與氣象因素有很大的關系，降水在甘肅引發的地質災害具有以下特征。

2.1突發性特征局地強對流天氣形成的短時強降水強度大，歷時短，覆蓋面積較小?？尚纬赏话l性崩塌、滑坡、泥石流災害。尤其是泥石流災害，往往形成嚴重的人員傷亡和經濟損失。典型的如舟曲8.8特大泥石流災害，距離縣城15km的東山站記錄的小時降水量達77.3mm，過程降水量達96.6mm，造成嚴重的人員傷亡和經濟損失［14］。

2.2群發性特征區域性的暴雨往往是誘發滑坡、泥石流的主要因素。據調查和統計，5月下旬～9月上旬，為甘肅大暴雨或暴雨發生期，其中7月上旬～8月中旬，為大暴雨或特大暴雨集中期，同時也是崩滑流的集中發生期。如2013年隴東南部“7•25”群發性地質災害，天水、平涼、慶陽等地區形成了滑坡、泥石流數量近千次。

2.3滯后性特征大型滑坡一般出現在降雨過程后期，甚至降雨結束后數天。典型的如天水珍珠溝滑坡，在經歷了2013年4次強降水過程后在2013年12月21日發生大規?；瑒印?/p>

3地質災害預警模型研究

3.1研究思路從理論上講，地質災害氣象預警指標應全面考慮前期巖土體含水量、未來降水以及實時降水情況。但目前準確獲取前期巖土體含水量還不具備條件。因此要解決問題必須從宏觀上結合地質環境條件和氣象條件綜合分析研究，建立適合的模型，得出有效的地質災害氣象預警指標。目前國內采用的地質災害氣象預警多是把崩滑流災害考慮在一起，但實際情況是泥石流的激發雨量比滑坡小，且往往為短歷時強降雨。因此考慮地質災害預警的實際需求，本次將分別建立泥石流和滑坡的預警模型，并考慮如前期降水、新近強震、地面高程等關鍵影響因素。

3.2滑坡預警指標和模型

3.2.1滑坡與降水關系據統計降雨類型的滑坡約占滑坡總數的70%，同時調查表明95%的降雨型滑坡發生于雨季［17］。對1967～2010年80個氣象站逐日降水量資料與滑坡災害的關系分析表明，滑坡與雨型、前期降水等具有顯著關系，根據甘肅實際降雨可歸類為連陰雨型、暴雨(雷暴)、前期—暴雨型、持續暴雨型(表1)。根據對汶川地震、岷縣漳縣6.6級地震研究表明，地震烈度大于6度區時，各種雨型對應的滑坡臨界雨量呈顯著下降趨勢，降幅可達20%～50%［18－19］。例如2013年7月25日，岷縣漳縣地震災區烈度Ⅵ度區范圍內降雨量僅30mm，就出現了大量的小型滑坡，對搶險救災造成了嚴重的影響。

3.2.2滑坡預警模型構建前述分析表明，滑坡與雨型、過程等有著直接的關系。根據歷史滑坡災害資料、降雨資料和災害易發度綜合統計分析，并借鑒國內外研究應用成果，建立基于綜合有效累積降雨量的滑坡24h趨勢預警模型和基于實時雨量的滑坡實時預警模型。(1)滑坡24h趨勢預警模型基于綜合有效累積降雨量，并考慮地震影響，建立滑坡24h趨勢預警模型。式中:RL為綜合有效累計雨量，Ri為前i天實測雨量，包括當日最新實況雨量(i=0－4)，RF為24h預報雨量。a為前期降雨影響時間衰減系數，一般取0.5～0.8，b為地震烈度修正系數，取1.25～2.0。對應不同的災害預警等級和災害易發度等級，兩者共同確定某一綜合有效累積雨量值為該易發區內該預警等級的指標臨界值，具體數值可根據當地情況進行動態調整。(2)基于實時雨量的滑坡預警模型目前甘肅省氣象、水利、國土等部門建設的雨量計接近4000處，網格密度5～30km2，基本可以滿足滑坡實時監測預警。因此綜合考慮不同雨型特征，建立基于實時監測的區域滑坡預警模型。采用臨界雨量系數來表征。公式(6)適用于1h、3h、6h暴雨雨量計算;公式(7)適用于12h和24h暴雨雨量計算。

3.2.3滑坡氣象預警等級劃分根據全國統一的地質災害氣象等級，將甘肅省地質災害氣象預警等級劃分為4個等級(表2)，當預報出現1～3級地質災害時，對外預報或預警。

3.3泥石流預警指標和方法

3.3.1泥石流與降水的關系分析對甘肅東部武都北峪河、舟曲三眼峪溝、天水市樺林溝、羅峪溝等典型泥石流的22組成災過程研究表明:泥石流發生時的10min雨強最小值為8.3mm，最大值為24mm，說明災害性泥石流的暴雨初始雨強是非常大的;泥石流發生的時間大都集中在一場降雨的前期，主要集中于3h之內，3h雨量達到了過程雨量的45%～100%(表3)。進一步研究表明，降水量與降水歷時呈指數相關(圖3，表4)，相關系數在0.89～0.99，說明引發泥石流的降水過程具備一定的規律性，四條典型泥石流發生的10min雨量差別不同，在圖3上基本重復，而隨著時間的增加則出現自南而北、自西向東雨量不斷增大的趨勢。

3.3.2泥石流臨界雨量確定根據省內各地資料狀況，選用歷年積累的泥石流災害調查資料、實測大暴雨資料和歷史洪水調查資料，優先選擇資料較為充足完善的地方，依據上述典型泥石流研究方法，采用內插法計算全省不同時段泥石流臨界雨量值。

3.3.3泥石流實時預警模型泥石流的發生和雨強有很強的關聯性，因此當預警判據中的臨界雨量達到下限時，已開始產生泥石流，當30min降雨達到臨界雨量時，則可能暴發大規模的泥石流;根據牛最榮［21］等研究，同一流域內各時段暴雨和高程具有密切關系，暴雨雨量隨高程增高而增大，并呈直線相關。因此基于泥石流暴發的雨強特征，建立基于臨界雨量和實時雨量為參照的泥石流預警模型，該模型考慮高程對暴雨雨量的影響。

3.3.4泥石流預警等級劃分參照滑坡預警等級，泥石流預警等級仍設定為四級，當1/6h、1/2h、1h、3h臨界雨量系數符合表8的規定時，分別對應于藍色、黃色、橙色、紅色預警(表8)。

4預警模型檢驗

2013年甘肅省連續遭受強降水、暴雨襲擊，從5月14日開發預警信息，直到9月24日結束，省級地質災害氣象預警平臺共122次地質災害氣象預警產品(因降雨范圍、強度發生變化而有34個降雨日一天內了兩次預警信息)，其中紅色預警信息(Ⅰ級)9次、橙色預警信息(Ⅱ級)37次，黃色預警信息(Ⅲ級)68次、藍色預警信息(Ⅳ級)8次。成功預報367起地質災害(圖2)，轉移安置145868名群眾，114363.9萬元財產及時的進行了避讓，有效的保護了人民群眾生命財產安全。本年度是首次采用24h預報、臨災(2～6h)預報，預警信息量是多年平均量的150%，地質災害區域成功預報率達22.82%。典型案例如天水6.20、甘肅東部7.25(包含岷縣漳縣地震災區)(圖4)、文縣8.7等強降水過程引發的群發性地質災害。

5結論

本文針對甘肅省地質災害氣象預警需求，在前期已有模型基礎上，進一步優化了滑坡24h害氣象預警模型，提出了滑坡、泥石流實時預警模型，并在實際中應用得到了很好的效果。(1)滑坡與前期降雨有直接的關聯，在地震烈度大于Ⅵ度區，滑坡的臨界降雨量將顯著降低，基于這一認識，在模型中引入了地震影響系數和前期降水量衰減系數，建立了滑坡24h趨勢預警模型和1h、3h、6h實時預警模型，并界定了不同預警等級的臨界雨量系數取值范圍。(2)根據典型泥石流和降雨關系研究表明，泥石流的發生和暴雨歷時具有很好的相關關系，基于此給出了甘肅省不同區域、不同時段泥石流臨界雨量，采用臨界雨量系數建立了泥石流實時預警模型，并界定了不同預警等級的臨界雨量系數取值范圍。(3)2013年的反饋資料表明，地質災害氣象預報預警產品準確率可以達到22.82%以上，可以指導地方政府的防災減災工作，促進防災減災工作。

作者：郭富赟宋曉玲謝煜孟興民單位：甘肅省地質環境監測院蘭州大學西部環境教育部重點實驗室