宁夏降水型地质灾害潜势预报模型的创建研究

■李欢仲佳鑫刘晓莉穆增光

（1宁夏回族自治区遥感测绘勘查院（宁夏回族自治区遥感中心）宁夏银川750021；2宁夏国土资源调查监测院宁夏银川750021；3宁夏地质博物馆宁夏银川750021；4宁夏国土资源地理信息中心宁夏银川750021）

宁夏降水型地质灾害潜势预报模型的创建研究

■李欢1仲佳鑫2刘晓莉3穆增光4

（1宁夏回族自治区遥感测绘勘查院（宁夏回族自治区遥感中心）宁夏银川750021；2宁夏国土资源调查监测院宁夏银川750021；3宁夏地质博物馆宁夏银川750021；4宁夏国土资源地理信息中心宁夏银川750021）

本文基于对1982~2004年宁夏地质灾害与降水资料进行分析，并在引发宁夏干旱区主要地质灾害相应气象条件的框架下，采用统计学方法实施建模操作，最终就宁夏降水型地质灾害潜势预报模型予以建立。

宁夏降水型地质灾害潜势预报模型

宁夏作为地质灾害高发区，其不仅在灾害类型上较多，且在分布方面也较广。近些年来由于地质灾害所造成的经济损失高达上百亿，且还造成了重大的人员伤亡。至此，宁夏回族自治区遥感中心借助自治区科技厅自然科学基金开展本次地质灾害预报研究，且通过相关部门提供的资料，并就气象部门所提供的降水资料予以结合，最后就宁夏地质灾害在具体形成方面的相应规律及特点进行分析，创建了宁夏降水型地质灾害潜势预报模型。

1 宁夏地质灾害和降水关系分析

由于泥石流及滑坡等地质灾害较多发生于局地，且实质为小概率事件，故此具有较大的预报难度，然而经较多资料统计分析可知，宁夏降水方面和泥石流及滑坡等灾害的发生具有紧密关联，并且在时间方面则具有通常的一致性。此种关系首先在年际变化方面予以表现，通过对22年以来相应资料进行分析可知，宁夏地质灾害发生方面密切相关与大气降水周期，也可说未相关于地壳活动的影响。虽然在1996年~2003年在具体的年均降水量方面并不算大，然而发生强降雨及暴雨方面的相应高发频次，则与地质灾害易发区内正好重叠，所以在此区域内有较多地质灾害发生，比如在1984年一级1985年期间，在地质灾害易发区内，由于未出现相应强降雨及暴雨，因此，此地在所造成的地质灾害方面也相对较少。另外，在月际变化方面也有表现，宁夏地区所发生的全部地质灾害均在相应4~10月，此时间段也是个月在具体的平均降水量方面较多的季节，特别是在本地区的7~8月，其在具体的地质灾害发生频次方面占据总体比重的80%，此状况同时也是所有季节当中暴雨发生次数最多的，而二者之间也呈现出较好的对应关系。

通过对宁夏多年来地质灾害和气象资料实施综合统计分析，初步将宁夏地质灾害和降水之间相应关系予以建立。依据宁夏地质及气候等所存在的差异，此外，还根据地质灾害发生的具体频次状况，将宁夏在地质灾害易发区域方面实施多个划分操作，依据各个区域相应雨量站各次地质灾害发生时间，就对应的雨量资料进行统计；并对各个区域内，与各次地质灾害对应时间段，在具体的最大平均雨量方面进行计算，然后将N次地质灾害方面各时段最大雨量平均值方面的最小值进行统计，其也就是各时间段地质灾害临界雨量初值。

2 地质灾害气象统计潜势预报模型

2.1 预报因子的选取

依据上述当中的降雨分型，选取其中的5个和降水有关的预报因子，依据已经存在的诸如蒋家沟模型等研究成果，首先将有效雨量设定为Ra，将其定义为：

在公式当中，Ra表示为有效雨量；RL则表示为自灾害发生之日起相应前1天算起的相应雨量，其中灾害发生的当天为l=0，而在灾害发生前1天则为l=1，而前2天则表示为L=2；K则表示为递减系数。将公式（1）经转换可得出：

从公式（2）中可知，其实际计算的雨量为10天之后的，其在有效雨量的贡献方面则不大，如若将14天为例，则0.814则是一个较小的数。所以，在结果方面和采用20天雨量计算方面所得出的有效雨量方面所存在的差别并不大。

2.2 地质灾害潜势预报建模

根据以往方法，在实际建立模型过程中，可将地质灾害发生概率为10%定义为可能性很小，25%定义为可能性较小，50%定义为可能性大，而95%则定义为可能性很大，而这些均为临界概率。而将与这些概率相对应的因子取值，则可当做宁夏各地区地质灾害发生概率方面相应临界值。

2.2.1 将因子的灾害潜势等级a(1)予以确定

现以宁夏中北部地区为例，针对第一个因子，就当天降雨量f(i）=f(1)为例：如若f(1)＜1mm，则宁夏中北部地质灾害发生数在整个宁夏灾害发生数的比重为10%之下，则取a(1)=1；如若1mm≤f(1)＜5mm，则宁夏中北部地质灾害发生数在整个宁夏灾害发生数的比重为10%之上，则可取a(1)=2；如若5mm≤f(1)＜26mm，则宁夏中北部地质灾害发生数在整个宁夏灾害发生数的比重为25%之上，则可取a(1)=3；如若26mm≤f(1)＜65mm，则宁夏中北部地质灾害发生数在整个宁夏灾害发生数的比重为50%之上，则可取a(1)=4；如若65mm≤f(1)＜154mm，则宁夏中北部地质灾害发生数在整个宁夏灾害发生数的比重为75%之上，则可取a(1)=5；……，如若f(1)≥250.0mm，则宁夏中北部地质灾害发生数95%之上，也就是地质灾害一定发生，可将a取值为5。

2.2.2 将总的地质灾害潜势等级值a给与确定

将统计公式予以运用，即

在公式当中，a(i)=1（当f(i)＜时）；a(i)=2（当f1(i)≤f(i)＜f2(i)时）；a(i)=3（当f2(i)≤f(i)＜f3(i)时）；a(i)=4（当f3(i)≤f(i)＜f4(i)时）；a(i)=5（当f3(i)≥f4(i)时）（4）。如若因子值相比于地质灾害发生的临界值相比，出现超过后者状况后，由于本因子在地质灾害发生的条件方面已经达到，所以地质灾害预报等级直接划定为最后，即a=5，也就是在f(i)＞f4(i) f4(i)时，将其中的a取为5。

2.2.3 对每个分区的灾害潜势等级预报予以确定

依据公式（3）相应计算结果，可将预报结果进行等级划分，分别划分为5级，即当a=1时，其地质灾害发生可能性很小；当a=2时，其地质灾害发生可能性较小；当a=3时，其地质灾害发生可能性较大；当a=4时，其地质灾害发生可能性大；当a=5时，其地质灾害发生可能性很大。

[1]陈豫英,赵光平,王红英.宁夏汛期地质灾害气象预报预警模型研究 [J].灾害学,2005,20(3):25-28.

P694[文献码]B

1000-405X（2016）-6-414-1