上饶市滑坡灾害的临界降水分析

方喆敏

摘要 根据有效降水，本文利用降雨强度—历时关系阈值（I-D）的经验函数，计算出上饶市区域内降雨阈值曲线，得出滑坡发生概率分别为10%、25%和50%三种等级下降水阈值参考值。这一阈值体现了降水强度、当日降水量和前期降水量对滑坡的影响，对上饶市滑坡灾害的预警有重要意义。

关键词 滑坡;有效降水量;降水阈值

中图分类号：P642.22 文献标识码：B 文章编号：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

滑坡是上饶市主要的地质灾害，严重威胁了人民的生命和财产安全。大量研究表明，滑坡与小时最大降水强度、当日降水量、前期降水量以及年均降水量均表现出相关性。

1 研究地区概况

江西省上饶市全境东西宽210 km，南北长194 km。地貌以丘陵为主，北东南三面环山，西面为中国第一大淡水湖——鄱阳湖;地形为南东高、北西低，山地集中分布在东北部和东南部，且多呈东北—西南走向。

2006—2013年，上饶市共收到地质灾害灾情直报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%。统计分析了上饶市2006—2013年非人为因素、有确切时间的198起滑坡地质灾害事件，发现60.1%的滑坡灾害发生在6月，99.8%发生在3—7月，9月—翌年1月没有滑坡灾害发生。

2 滑坡灾害的临界降水量

2.1 有效降水量的计算

滑坡的发生与当日降水和前期降水有关。每次降雨过程只有部分雨量对坡体失稳有作用，称为有效降水，即前期各日降雨量与其影响系数乘积之和：

（1）

Kn为影响系数，Rn为每日降水量，R为滑坡有效降水量，n为天数。n=1表示当天，n=2表示前1 d， 以此类推。Rn为已知量， 若能确定出影响系数K，便能算出有效降水量R。

陳丽霞等[1]对江西全省1973—2002年间1 158个降雨型滑坡进行分析后，将有江西省有效降雨系数确定为 0.82，将这一系数用于后续研究。

2.2 临界降水量的计算

经验阈值模型中，有4种不同的统计阈值关系：（1）降雨强度—历时关系阈值（I-D）;（2）累积降雨量—历时关系阈值（E-D）;（3）累积降雨量—降雨强度关系阈值（E-I）;（4）基于降雨诱发滑坡的总降雨量阈值（MAP）。采用降雨强度—历时关系阈值（I-D）来分析区域滑坡临界降雨阈值，以平均雨强为纵坐标，边坡失稳时所需要的降水时长为横坐标，在双对数坐标系内绘制而成[2-3]。当边坡承受的平均雨强及降水超过该曲线时，就有可能发生滑坡。曲线函数中，P为概率，L为滑坡事件，t为滑坡发生的时刻，Y（t）为临界降水量。

（2）

当个某时段内降雨量达到或超过某一量级和强度时，将触发滑坡等地质灾害，此时的降雨量即临界降雨量。降水持续时间与雨强之间的指数关系为： I为平均降雨强度（mm/h），D是降雨历时（h），a、b为常数，根据滑坡事件的下限确定a、b参数后，可根据某灾害点降水历时，确定该点致灾雨量。a值的物理意义是降雨历时 D =1 时引发滑坡的降雨量;b是在双对数坐标图上对降雨强度（I）和历时（D）数据进行拟合得到的直线的斜率，也称标度指数，代表引发滑坡的降雨强度随历时增大而下降的速率[4-5]。

（3）

2.3 上饶市滑坡的临界降水研究

考虑降雨型滑坡灾害的区域性特征，选取灾害发生前14 d的降雨日数，包含灾害当日，共计15 d。有效降水量的衰减系数取0.82，通过经验函数（1）计算前期有效降水量。

根据上饶汛期降水特点，将历史滑坡灾害点分为3—5月、6—8月两季进行分析，在1≤ D ≤15 d 的降雨历时范围，在双对数坐标图上，每个地区引发滑坡和泥石流的降雨强度（I）与历时（D）之间都能很好地拟合为一条直线，只是 I- D 阈值曲线的参数a和b在存在差异，通过SPSS拟合最终得到3—5月降雨阈值曲线（图1）及6—8月阈值曲线（图2）。

3—5月滑坡发生概率为50%时，对应的有效降雨强度阈值线为I=25.8D-0.309;滑坡发生概率为25%时，对应的有效降雨强度阈值曲线为I=11.68D-0.309 ;滑坡发生概率为10%，对应的有效降雨强度阈值曲线为I=5.7D-0.309。

6—8月滑坡发生概率为50%时，对应的有效降雨强度阈值线为I=30.5D-0.598;滑坡发生概率为25%时，对应的有效降雨强度阈值曲线为I=13.8D-0.598;滑坡发生概率为10%时，对应的有效降雨强度阈值曲线为I=6.74D-0.598。

全年滑坡发生概率为50%时，对应的有效降雨强度阈值线为I=33.37D-0.454;滑坡发生概率为25%时，对应的有效降雨强度阈值曲线为I=15.11D-0.454;滑坡发生概率为10%时，对应的有效降雨强度阈值曲线为I=7.38D-0.454。

根据有效降水量计算公式和降水阈值函数计算出3—5月、6—8月以及全年的滑坡概率分别是10%，25%，50%时，对应滑坡降水阈值参考值（表1）。

3 结论

（1）将历史滑坡灾害点分为3—5月、6—8月两季进行分析，在1≤D≤  15 d的降雨历时范围，在双对数坐标图上，通过SPSS拟合最终得到了对应的有效降雨强度阈值线。

6—8月閾值高于3—5月可能与降水特征不同、高温下土壤水分蒸发较快、植被涵水作用较好等因素有关，有待进一步研究。

（2）临界雨量的预报主要从降雨因子入手，根据季节划分有效降雨强度阈值线，突出了不同时期的降雨量诱发滑坡的不同权重值，使得模型预测具有针对性，但预报的准确性高度依赖于降水量的预报。

（3）临界降水量的研究只是给出了滑坡灾害可能发生的时间，区域内滑坡灾害发生点的确定，相关部门需结合滑坡风险区划进行高风险区域预警，并做出相应的防灾准备。

参考文献

[1] 陈丽霞，殷坤龙，刘礼领，等.江西省滑坡与降雨的关系研究[J].岩土力学，2008 （4）：1114-1120.

[2] 林巍，李远耀，徐勇，等.湖南慈利县滑坡灾害的临界降雨量阈值研究[J].长江科学院院报，2020，37（2）：48-54.

[3] 鲍其云，麻土华，李长江，等.浙江62个丘陵山区县引发滑坡的降雨强度—历时阈值[J].科技通报，2016，32（5）：48-55，95.

[4] 王高峰，高幼龙，王洪德，等.基于图幅调查的六盘山镇滑坡易发性分析[J].科学技术与工程，2017，17（36）：22-29.

[5] 冯凡，唐亚明，卢全中，等.数理统计模型在黄土滑坡敏感性评价中的应用[J].甘肃科学学报， 2019，31（3）：68-76，84.

责任编辑：黄艳飞