气象预警地质灾害论文范文

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1区域地质灾害时空分布特征

地质灾害时间分布地质灾害高发期为6～9月主汛期，灾害类型以滑坡、崩塌、泥石流为主［15］(图2);2～5月冰雪冻融期次之，灾害类型以崩塌、滑坡为主;10月、11月、12月、1月为低发期，主要诱发因素为人类工程活动，灾害类型以崩塌、滑坡为主。

2降水引发地质灾害的特征

地质灾害的发生与气象因素有很大的关系，降水在甘肃引发的地质灾害具有以下特征。

2.1突发性特征局地强对流天气形成的短时强降水强度大，历时短，覆盖面积较小。可形成突发性崩塌、滑坡、泥石流灾害。尤其是泥石流灾害，往往形成严重的人员伤亡和经济损失。典型的如舟曲8.8特大泥石流灾害，距离县城15km的东山站记录的小时降水量达77.3mm，过程降水量达96.6mm，造成严重的人员伤亡和经济损失［14］。

2.2群发性特征区域性的暴雨往往是诱发滑坡、泥石流的主要因素。据调查和统计，5月下旬～9月上旬，为甘肃大暴雨或暴雨发生期，其中7月上旬～8月中旬，为大暴雨或特大暴雨集中期，同时也是崩滑流的集中发生期。如2013年陇东南部“7•25”群发性地质灾害，天水、平凉、庆阳等地区形成了滑坡、泥石流数量近千次。

2.3滞后性特征大型滑坡一般出现在降雨过程后期，甚至降雨结束后数天。典型的如天水珍珠沟滑坡，在经历了2013年4次强降水过程后在2013年12月21日发生大规模滑动。

3地质灾害预警模型研究

3.1研究思路从理论上讲，地质灾害气象预警指标应全面考虑前期岩土体含水量、未来降水以及实时降水情况。但目前准确获取前期岩土体含水量还不具备条件。因此要解决问题必须从宏观上结合地质环境条件和气象条件综合分析研究，建立适合的模型，得出有效的地质灾害气象预警指标。目前国内采用的地质灾害气象预警多是把崩滑流灾害考虑在一起，但实际情况是泥石流的激发雨量比滑坡小，且往往为短历时强降雨。因此考虑地质灾害预警的实际需求，本次将分别建立泥石流和滑坡的预警模型，并考虑如前期降水、新近强震、地面高程等关键影响因素。

3.2滑坡预警指标和模型

3.2.1滑坡与降水关系据统计降雨类型的滑坡约占滑坡总数的70%，同时调查表明95%的降雨型滑坡发生于雨季［17］。对1967～2010年80个气象站逐日降水量资料与滑坡灾害的关系分析表明，滑坡与雨型、前期降水等具有显著关系，根据甘肃实际降雨可归类为连阴雨型、暴雨(雷暴)、前期—暴雨型、持续暴雨型(表1)。根据对汶川地震、岷县漳县6.6级地震研究表明，地震烈度大于6度区时，各种雨型对应的滑坡临界雨量呈显著下降趋势，降幅可达20%～50%［18－19］。例如2013年7月25日，岷县漳县地震灾区烈度Ⅵ度区范围内降雨量仅30mm，就出现了大量的小型滑坡，对抢险救灾造成了严重的影响。

3.2.2滑坡预警模型构建前述分析表明，滑坡与雨型、过程等有着直接的关系。根据历史滑坡灾害资料、降雨资料和灾害易发度综合统计分析，并借鉴国内外研究应用成果，建立基于综合有效累积降雨量的滑坡24h趋势预警模型和基于实时雨量的滑坡实时预警模型。(1)滑坡24h趋势预警模型基于综合有效累积降雨量，并考虑地震影响，建立滑坡24h趋势预警模型。式中:RL为综合有效累计雨量，Ri为前i天实测雨量，包括当日最新实况雨量(i=0－4)，RF为24h预报雨量。a为前期降雨影响时间衰减系数，一般取0.5～0.8，b为地震烈度修正系数，取1.25～2.0。对应不同的灾害预警等级和灾害易发度等级，两者共同确定某一综合有效累积雨量值为该易发区内该预警等级的指标临界值，具体数值可根据当地情况进行动态调整。(2)基于实时雨量的滑坡预警模型目前甘肃省气象、水利、国土等部门建设的雨量计接近4000处，网格密度5～30km2，基本可以满足滑坡实时监测预警。因此综合考虑不同雨型特征，建立基于实时监测的区域滑坡预警模型。采用临界雨量系数来表征。公式(6)适用于1h、3h、6h暴雨雨量计算;公式(7)适用于12h和24h暴雨雨量计算。

3.2.3滑坡气象预警等级划分根据全国统一的地质灾害气象等级，将甘肃省地质灾害气象预警等级划分为4个等级(表2)，当预报出现1～3级地质灾害时，对外预报或预警。

3.3泥石流预警指标和方法

3.3.1泥石流与降水的关系分析对甘肃东部武都北峪河、舟曲三眼峪沟、天水市桦林沟、罗峪沟等典型泥石流的22组成灾过程研究表明:泥石流发生时的10min雨强最小值为8.3mm，最大值为24mm，说明灾害性泥石流的暴雨初始雨强是非常大的;泥石流发生的时间大都集中在一场降雨的前期，主要集中于3h之内，3h雨量达到了过程雨量的45%～100%(表3)。进一步研究表明，降水量与降水历时呈指数相关(图3，表4)，相关系数在0.89～0.99，说明引发泥石流的降水过程具备一定的规律性，四条典型泥石流发生的10min雨量差别不同，在图3上基本重复，而随着时间的增加则出现自南而北、自西向东雨量不断增大的趋势。

3.3.2泥石流临界雨量确定根据省内各地资料状况，选用历年积累的泥石流灾害调查资料、实测大暴雨资料和历史洪水调查资料，优先选择资料较为充足完善的地方，依据上述典型泥石流研究方法，采用内插法计算全省不同时段泥石流临界雨量值。

3.3.3泥石流实时预警模型泥石流的发生和雨强有很强的关联性，因此当预警判据中的临界雨量达到下限时，已开始产生泥石流，当30min降雨达到临界雨量时，则可能暴发大规模的泥石流;根据牛最荣［21］等研究，同一流域内各时段暴雨和高程具有密切关系，暴雨雨量随高程增高而增大，并呈直线相关。因此基于泥石流暴发的雨强特征，建立基于临界雨量和实时雨量为参照的泥石流预警模型，该模型考虑高程对暴雨雨量的影响。

3.3.4泥石流预警等级划分参照滑坡预警等级，泥石流预警等级仍设定为四级，当1/6h、1/2h、1h、3h临界雨量系数符合表8的规定时，分别对应于蓝色、黄色、橙色、红色预警(表8)。

4预警模型检验

2013年甘肃省连续遭受强降水、暴雨袭击，从5月14日开发预警信息，直到9月24日结束，省级地质灾害气象预警平台共122次地质灾害气象预警产品(因降雨范围、强度发生变化而有34个降雨日一天内了两次预警信息)，其中红色预警信息(Ⅰ级)9次、橙色预警信息(Ⅱ级)37次，黄色预警信息(Ⅲ级)68次、蓝色预警信息(Ⅳ级)8次。成功预报367起地质灾害(图2)，转移安置145868名群众，114363.9万元财产及时的进行了避让，有效的保护了人民群众生命财产安全。本年度是首次采用24h预报、临灾(2～6h)预报，预警信息量是多年平均量的150%，地质灾害区域成功预报率达22.82%。典型案例如天水6.20、甘肃东部7.25(包含岷县漳县地震灾区)(图4)、文县8.7等强降水过程引发的群发性地质灾害。

5结论

本文针对甘肃省地质灾害气象预警需求，在前期已有模型基础上，进一步优化了滑坡24h害气象预警模型，提出了滑坡、泥石流实时预警模型，并在实际中应用得到了很好的效果。(1)滑坡与前期降雨有直接的关联，在地震烈度大于Ⅵ度区，滑坡的临界降雨量将显著降低，基于这一认识，在模型中引入了地震影响系数和前期降水量衰减系数，建立了滑坡24h趋势预警模型和1h、3h、6h实时预警模型，并界定了不同预警等级的临界雨量系数取值范围。(2)根据典型泥石流和降雨关系研究表明，泥石流的发生和暴雨历时具有很好的相关关系，基于此给出了甘肃省不同区域、不同时段泥石流临界雨量，采用临界雨量系数建立了泥石流实时预警模型，并界定了不同预警等级的临界雨量系数取值范围。(3)2013年的反馈资料表明，地质灾害气象预报预警产品准确率可以达到22.82%以上，可以指导地方政府的防灾减灾工作，促进防灾减灾工作。

作者：郭富赟宋晓玲谢煜孟兴民单位：甘肃省地质环境监测院兰州大学西部环境教育部重点实验室