江西省吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警研究

張國華,何學(xué)文

(江西省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊(duì),江西 九江 332000)

暴雨型地質(zhì)災(zāi)害具有突發(fā)性、群發(fā)性、區(qū)域性等特點(diǎn),大氣降雨或與氣象相關(guān)的因素成為約三分之二的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的直接誘因[1],因此,開展地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警工作是抓住地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警的關(guān)鍵。近年來,眾多學(xué)者對地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警進(jìn)行了分析研究[1-13],預(yù)警模型由初期僅考慮臨界降雨量的隱式統(tǒng)計(jì)模型發(fā)展到現(xiàn)今綜合考慮臨界降雨量與地質(zhì)環(huán)境條件等多因素的顯式統(tǒng)計(jì)模型[10-11,14],提高了預(yù)警的精度。2003年以來的實(shí)踐表明,地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警在防災(zāi)減災(zāi)中具有較為明顯的成效[2-5,9-12,15-16],地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)條件下不失為一種宏觀層面上簡單、經(jīng)濟(jì)、有效的防災(zāi)手段[11]。地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警是以地質(zhì)環(huán)境條件為基礎(chǔ),根據(jù)前期實(shí)際降雨量和未來1～3天預(yù)報(bào)降雨量,對降雨可能誘發(fā)的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害在空間、時(shí)間和危險(xiǎn)性等級(jí)上進(jìn)行預(yù)測,并通過電視、電臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)、電話、短信等方式向社會(huì)公眾發(fā)出預(yù)警。

目前,吉安市氣象局已建立了自動(dòng)氣象站雨量實(shí)時(shí)監(jiān)測報(bào)警平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了吉安市域內(nèi)國家氣象自動(dòng)觀測站、區(qū)域自動(dòng)氣象站和山洪自動(dòng)雨量站降雨的實(shí)時(shí)監(jiān)控、資料統(tǒng)計(jì)查詢、閾值設(shè)置和報(bào)警等功能[17],為開展暴雨型地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警提供了便利條件,為提高地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警精度提供了保證。本文依托“1∶5萬吉安縣地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查”項(xiàng)目,基于吉安縣地形地貌、巖土體類型、人類工程活動(dòng)等地質(zhì)環(huán)境條件,以及江西省氣象局提供的降雨量數(shù)據(jù),采用信息量法進(jìn)行吉安縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū),根據(jù)降雨量與崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)性確定地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警臨界值,建立吉安縣崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域氣象預(yù)警模型,從而實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警。

1 區(qū)域環(huán)境背景

吉安縣位于江西省中部(圖1)。地理坐標(biāo): 114°24′18″～115°03′25″E, 26°49′50″～27°38′04″N。南北長89.43 km,東西寬64.03 km,總面積2 125.43 km2。鐵路、高速公路、國道、省道、縣道及鄉(xiāng)村道路網(wǎng)狀分布,連接縣內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及行政村,交通便利。鐵路、高速公路邊坡多已采取護(hù)坡措施(昌吉贛高鐵在吉安境內(nèi)多為架橋通過),國道、省道護(hù)坡路段相對較少,縣、鄉(xiāng)道路則較少有工程護(hù)坡措施。

1.1 氣象特征與水力水電建設(shè)

據(jù)江西省氣象局提供資料,1952～2017年吉安縣多年平均降雨量為1 524.7 mm。最大年降雨量2 208.7 mm,最小年降雨量897.6 mm;最大月降雨量574 mm(1982年6月);最大日降雨量249.3 mm(2013年7月14日);最大小時(shí)降雨量64.8 mm(1998年7月7日)。降雨量年內(nèi)分配不均。3～8月為雨季,降雨量164.0～238.5 mm;2月、9月為平水期,月降雨量80.1～95.3 mm;10月至次年1月為枯水季,月降雨量49.3～70.7 mm[18]。各月平均降雨量見表1。

表1 吉安縣多年月平均降雨量統(tǒng)計(jì)結(jié)果(1952—2017年)[18]

吉安縣降雨量也具有空間分布的不均勻性。表現(xiàn)為山區(qū)多年平均降雨量大于河谷平原,縣境南東部鳳凰—橫江一帶年均降雨量較小,縣境北部—南西部的油田、天河、敖城等地年均降雨量較大(表2)。

表2 吉安縣各氣象站年平均降雨量統(tǒng)計(jì)結(jié)果(2008—2017年)[18]

根據(jù)2008—2017年降雨量資料[18]統(tǒng)計(jì):全縣17個(gè)站點(diǎn)年均降雨日148～179天,天河、指陽兩站點(diǎn)最多(179天),鳳凰站最少(148天);年均暴雨日2～5日,指陽站2日,登龍、小湖村兩站5日;連續(xù)暴雨最長17～22天,官田、流芳村、鶴州村、小湖村17天,永陽、桐坪22天;連續(xù)暴雨最長天數(shù)累計(jì)降雨量152.1～279.4 mm,鳳凰站最小,固江站最大;最大過程降雨量218.2～376.8 mm,澧田站最小,官田站最大;最大24 h暴雨降雨量81.9～238.9 mm,指陽站最小,小湖村最大。

縣內(nèi)水力資源豐富,水利水電設(shè)施較完善。據(jù)吉安縣水利局資料,全縣有中型水庫5座,小(一)型水庫30座,小(二)型水庫176座,山塘3 128座。全縣有大小引水工程共212處,引水工程以陂壩為主。因水利建設(shè),產(chǎn)生了眾多高陡人工邊坡,有的位于壩肩,有的在庫岸修公路切坡,一些灌溉、小水電引水渠的滲漏也可能構(gòu)成滑坡誘因。

1.2 地理及地質(zhì)特征

吉安縣處于武功山南翼、羅霄山脈中段與雩山隆褶帶交接地帶,縣境北端、西部和西南側(cè)為山地,由低山、丘陵地形組成,中部和東部為盆地,由低丘、崗地地形和河谷沖積平原構(gòu)成。全縣總體北部、西部和西南側(cè)隆起,山嶺起伏,地勢高,北部屬武功山南翼,主峰海拔580.3 m,西南為羅霄山脈中段,主峰龍山海拔728.7 m,為境內(nèi)最高點(diǎn);中部和東部為盆地,地勢低洼,海拔一般56～60 m,形成窄長的河谷平原。

吉安縣地貌類型有侵蝕構(gòu)造低山地貌、構(gòu)造剝蝕高丘陵地貌、構(gòu)造剝蝕低丘陵地貌、侵蝕堆積河谷平原(階地)地貌。低山地貌占全縣面積的17.0%,高丘陵地貌占全縣面積的23.1%,低丘陵約占42.5%,河谷平原地貌約占17.4%。

吉安縣巖土體類型有第四系松散巖類、變質(zhì)巖類、紅色碎屑巖類、堅(jiān)硬—較堅(jiān)硬一般碎屑巖類、軟弱相間的一般碎屑巖類、碳酸鹽巖類。境內(nèi)巖漿巖不發(fā)育,僅分布0.668 km2,且位于溝谷坡腳地帶,巖漿巖類分布面積太小,幾乎可以忽略。

全縣已開發(fā)利用礦種數(shù)11種,主要有磚瓦用頁巖、磚瓦用黏土、建筑用石料、煤、鐵、水泥用灰?guī)r、高嶺土等。全縣現(xiàn)有各類礦山企業(yè)94個(gè)。礦山開采方式主要為露天開采,露采礦山對地質(zhì)環(huán)境的破壞主要是造成地形地貌景觀破壞,尤以油田鎮(zhèn)為甚。位于天河、安塘、官田等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的煤礦則采取地下開采方式。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城鎮(zhèn)建設(shè)如火如荼,在城鎮(zhèn)建設(shè)中,存在較多的依山而建的建筑,工程建設(shè)中削坡現(xiàn)象較為普遍,山區(qū)農(nóng)村建房切坡現(xiàn)象較多。

2 地質(zhì)災(zāi)害(隱患)發(fā)育特征

2.1 地質(zhì)災(zāi)害(隱患)概況

1∶5萬吉安縣地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查項(xiàng)目查明,自20世紀(jì)70年代至2019年4月底,全縣共發(fā)生295處地質(zhì)災(zāi)害,其中滑坡124處、崩塌104處、地面塌陷65處(含巖溶地面塌陷53處、采空地面塌陷12處)、泥石流2處。崩塌隱患172處、滑坡隱患19處、泥石流隱患3處等403處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)。

1976—2019年，吉安縣共發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害230處,其中只有213處災(zāi)害調(diào)查到了發(fā)生年份,2008—2016年發(fā)生了190處,占總數(shù)的89.2%。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

吉安縣地質(zhì)災(zāi)害具有如下特征:災(zāi)害類型以崩塌、滑坡、地面塌陷為主,泥石流較少;災(zāi)害規(guī)模以小型為主。崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害多出現(xiàn)在易于風(fēng)化破碎的巖土分布區(qū),滑坡以土質(zhì)滑坡為主,崩塌以巖質(zhì)崩塌為主;低山區(qū)、丘陵區(qū)崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害比較發(fā)育;1979—2019年有發(fā)生月份記載的地質(zhì)災(zāi)害中,年內(nèi)發(fā)生時(shí)間主要集中在4～6月汛期,與降雨量有較好的一致性(圖2)。地質(zhì)災(zāi)害與人類工程活動(dòng)關(guān)系密切,81%的地質(zhì)災(zāi)害與人類工程活動(dòng)有關(guān)。

圖2 吉安縣地質(zhì)災(zāi)害與月均降雨量關(guān)系圖(1979—2019年)Fig. 2 Relation between geological disasters and average monthly rainfall in Ji’an County(1979—2019)

3 氣象預(yù)警技術(shù)方法

采用顯式統(tǒng)計(jì)模型法,該方法具體有圖層疊加法和指數(shù)法(柵格法)[11]兩種,本文采用圖層疊加法,即以崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)為基礎(chǔ),以降雨作為氣象預(yù)警分區(qū)的主導(dǎo)因素,結(jié)合江西省氣象局提供的多年的降雨量數(shù)據(jù),選取有具體發(fā)生時(shí)間的地質(zhì)災(zāi)害與氣象數(shù)據(jù),進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害與降雨量相關(guān)性分析,建立地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布與降雨過程的統(tǒng)計(jì)關(guān)系,形成吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警模型。

3.1 地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃

以往區(qū)劃采用的是定性—半定量的襲擾系數(shù)法并結(jié)合地質(zhì)分析類比法進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)[19],為了提高易發(fā)程度分區(qū)的精度,本次采用基于GIS技術(shù)的信息量法定量評價(jià)方法進(jìn)行全縣崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)。信息量模型是基于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的區(qū)域規(guī)律,采用信息熵的概念來衡量各種影響因素對預(yù)測事物不確定性減少的程度。崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害預(yù)測成功與否是與預(yù)測過程中所獲取的信息數(shù)量和質(zhì)量有關(guān),用信息量來衡量。信息量越大,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性越大。

首先確定控制和影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要條件。對于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的影響因子選取,不同學(xué)者有不同選擇[8-9,13,20-21],但對于地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、人類工程活動(dòng)、地形坡度等的選擇有較好的一致性。本文通過對吉安縣地質(zhì)災(zāi)害及其隱患特征分析認(rèn)為,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育與地形地貌(高程、地形坡度)、地層巖性、交通建設(shè)切坡、建房切坡密切相關(guān),地形地貌與地層巖性是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的基礎(chǔ)條件,不同的地貌條件和地層巖性條件下,地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度不同,人類工程活動(dòng)破壞了原有地質(zhì)應(yīng)力平衡,加劇地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育,是影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的主要因數(shù)。水系與地質(zhì)構(gòu)造雖與現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育關(guān)系密切度較小,但他們在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育中也有不可忽視作用。因此,選取高程、地形坡度、水系、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、交通建設(shè)、建房切坡等七大因素作為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度區(qū)劃中的地質(zhì)災(zāi)害影響因子。然后按25 m×25 m方格將全縣進(jìn)行柵格化處理,對每個(gè)單元格內(nèi)單因素信息進(jìn)行量化處理,根據(jù)信息量模型先求得各因子信息量值,再將每個(gè)單元格內(nèi)7個(gè)因子的信息量疊加得到每單元格內(nèi)總信息量值,再根據(jù)信息量大小,利用統(tǒng)計(jì)學(xué)自然斷點(diǎn)法、易發(fā)性信息量分布曲線等方法確定易發(fā)區(qū)分界信息量值。通過對柵格單元圖合并同類項(xiàng),并考慮類似的地質(zhì)、自然環(huán)境具有類似的地質(zhì)災(zāi)害問題原則,適當(dāng)進(jìn)行歸并與單元邊界線的修改,得到吉安縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)結(jié)果。

利用信息量法將吉安縣崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度按高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)、不易發(fā)區(qū)4個(gè)等級(jí)進(jìn)行劃分,劃分為3個(gè)高易發(fā)區(qū)、11個(gè)中易發(fā)區(qū)、14個(gè)低易發(fā)區(qū)和8個(gè)不易發(fā)區(qū)(圖3)。

1.地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū); 2.地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū); 3.地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū); 4.地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū); 5.地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)界線; 6.斷層; 7.水系; 8.鐵路; 9.高速公路; 10.國道; 11.縣級(jí)行政單位所在地; 12.鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地; 13.縣級(jí)境界線圖3 吉安縣崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)圖Fig. 3 Susceptibility zoning of collapse, landslide, debris flow in Ji’an County

以往利用襲擾系數(shù)法并結(jié)合地質(zhì)分析類比法[19]將全縣地質(zhì)災(zāi)害劃分為易發(fā)區(qū)、較易發(fā)區(qū)、少發(fā)區(qū)3個(gè)等級(jí),屬于定性的方法,與之相比,本次采用定量法將地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)分為4個(gè)等級(jí),結(jié)果更加細(xì)化、精度更高。該方法的地形、地質(zhì)等基礎(chǔ)資料精度有所提高,綜合考慮地質(zhì)災(zāi)害本身和形成地質(zhì)災(zāi)害的各種因素,減小了人為對區(qū)劃結(jié)果的干擾,結(jié)合此次野外調(diào)查結(jié)果,對區(qū)劃結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?明顯提高了區(qū)劃結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警臨界值的確定

根據(jù)江西省氣象局提供的吉安縣氣象數(shù)據(jù),選取2008—2016年時(shí)間段內(nèi)58處有效數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),對地質(zhì)災(zāi)害與降雨量進(jìn)行相關(guān)性分析,建立地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空分布與降雨過程的統(tǒng)計(jì)關(guān)系,確定降雨量特征值，建立有效過程降雨量累計(jì)值模型,計(jì)算臨界降雨量特征值(有效降雨量閾值)，最后依據(jù)有效降雨量閾值,進(jìn)行有效降雨量閾值和地質(zhì)災(zāi)害背景的耦合分析,完成吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警區(qū)劃。

與地質(zhì)災(zāi)害密切相關(guān)的降雨強(qiáng)度特征一般有連續(xù)多天過程降雨量和日降雨量。根據(jù)吉安縣2008—2016年3—8月僅有的30處地質(zhì)災(zāi)害與多天過程降雨量關(guān)系數(shù)據(jù)分析(圖4),地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生數(shù)量有因過程降雨量增大而增多的現(xiàn)象。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生數(shù)量與日降雨量關(guān)系比較密切,這與吉安縣地質(zhì)災(zāi)害基本屬于小型規(guī)模有關(guān)。有關(guān)研究表明,江西省小型地質(zhì)災(zāi)害在降雨當(dāng)日或前期連續(xù)降雨的發(fā)生率92.7%[22],這與斜坡短直有關(guān),在極端降雨條件下時(shí),短時(shí)間內(nèi)就可使短直斜坡的巖土體飽含水,誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害[23]。因此,本文主要選用日降雨量臨界值這一參數(shù)作為地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警臨界值,根據(jù)吉安縣日降雨量資料,參考江西省地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警日降雨量臨界閾值,確定吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警臨界閾值。

圖4 吉安縣多天過程降雨量與發(fā)生災(zāi)害數(shù)量關(guān)系圖(2008—2016年)Fig. 4 Relation between rainfall of multi-day and disaster number in Ji’an County(2008—2016)

2008—2016年發(fā)生的58處崩塌、滑波、泥石流災(zāi)害點(diǎn)發(fā)生時(shí)日降雨量均已達(dá)到50 mm以上,降雨量均達(dá)到了暴雨級(jí)別。對災(zāi)害點(diǎn)按不同降雨量閾值統(tǒng)計(jì)情況見表3,按不同區(qū)間統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖5—圖7。

表3 吉安縣不同日降雨量臨界值與發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害關(guān)系統(tǒng)計(jì)結(jié)果(2008—2016年)

圖5 吉安縣地質(zhì)災(zāi)害與降雨量關(guān)系統(tǒng)計(jì)方式1(2008—2016年)Fig. 5 Stastistical chart 1 of relationship between geological disasters and rainfall in Ji’an County (2008—2016)

圖6 吉安縣地質(zhì)災(zāi)害與降雨量關(guān)系統(tǒng)計(jì)方式2(2008—2016年)Fig. 6 Stastistical chart 2 of relationship between geological disasters and rainfall in Ji’an County (2008—2016)

圖7 吉安縣地質(zhì)災(zāi)害與降雨量關(guān)系統(tǒng)計(jì)方式3(2008—2016年)Fig. 7 Stastistical chart 3 of relationship between geological disasters and rainfall in Ji’an County (2008—2016)

三種不同統(tǒng)計(jì)方法拐點(diǎn)都明顯(圖5、圖6、圖7),但從發(fā)展趨勢來看,方式1(圖5)與方式2(圖6)中后段線斜率較前段線段斜率小,反映當(dāng)降雨量增大時(shí),地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的速率反而比前期的小。方式3(圖7)按日降雨量<70mm、70～110 mm、≥110 mm統(tǒng)計(jì)時(shí),線段斜率隨著降雨量增大而斜率增大,反映當(dāng)降雨量增大時(shí),發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象明顯增多,這更符合實(shí)際情況,本文采用方式3劃分方案。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警等級(jí)

參考中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院《地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)要求》[24]和《江西省突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案》(2013年)[25],預(yù)警等級(jí)由弱到強(qiáng)分為4個(gè)等級(jí):四級(jí)(藍(lán)色)預(yù)警、三級(jí)(黃色)預(yù)警、二級(jí)(橙色)預(yù)警、一級(jí)(紅色)預(yù)警。

4 研究成果與認(rèn)識(shí)

4.1 地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警降雨量臨界值確定

上文分析表明,當(dāng)日降雨量達(dá)到50 mm、70 mm、110 mm時(shí),發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量有一個(gè)明顯的變化,可作為一個(gè)降雨量臨界值,區(qū)內(nèi)>150 mm或160 mm日降雨量時(shí)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量資料不多,參考江西省地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警降雨量臨界值方案,確定吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警降雨量臨界值方案(表4)。

表4 江西省與吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警降雨量臨界值對比

4.2 降雨量臨界值合理性分析

對比分析吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警降雨量臨界值與江西省地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警降雨量臨界值,每個(gè)降雨強(qiáng)度等級(jí)條件下,吉安縣降雨量臨界值均比江西省的高10 mm。與全省比,吉安縣境內(nèi)基本缺失巖漿巖。資料表明,江西省境內(nèi)巖漿巖類分布面積廣[7],巖漿巖強(qiáng)風(fēng)化,產(chǎn)物呈砂土狀,結(jié)構(gòu)松散,其凝聚力小,遇雨極易失穩(wěn),巖漿巖地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育強(qiáng)度大于其他巖性[23,26]。吉安縣缺失巖漿巖,其降雨量臨界值比江西省的氣象預(yù)警降雨臨界值高,符合實(shí)際情況。另外,從表3及吉安縣地質(zhì)災(zāi)害與降雨量關(guān)系圖看,日降雨量50 mm、70 mm、110 mm臨界閾值明顯。因此,吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警降雨量臨界值是可信的。

4.3 地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警區(qū)劃方案與預(yù)警響應(yīng)

綜合吉安縣崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度分區(qū)和降雨量臨界閾值,將吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警劃分四級(jí)(表5):一級(jí)預(yù)警(紅色)、二級(jí)預(yù)警(橙色)、三級(jí)預(yù)警(黃色)、四級(jí)預(yù)警(藍(lán)色)。

表5 吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

(1)崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)內(nèi),當(dāng)氣象預(yù)報(bào)日降雨量達(dá)到4級(jí)降雨強(qiáng)度閾值(50 mm)時(shí),進(jìn)入地質(zhì)災(zāi)害氣象四級(jí)(藍(lán)色)預(yù)警,當(dāng)日降雨量達(dá)到3級(jí)降雨強(qiáng)度閾值(70 mm)時(shí),進(jìn)入地質(zhì)災(zāi)害氣象三級(jí)(黃色)預(yù)警,當(dāng)日降雨量達(dá)到2級(jí)降雨強(qiáng)度閾值(110 mm)時(shí),進(jìn)入地質(zhì)災(zāi)害氣象二級(jí)(橙色)預(yù)警,當(dāng)日降雨量達(dá)到1級(jí)降雨強(qiáng)度閾值(160 mm)時(shí),進(jìn)入地質(zhì)災(zāi)害氣象一級(jí)(紅色)預(yù)警。

(2)崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)內(nèi),當(dāng)氣象預(yù)報(bào)日降雨量達(dá)到3級(jí)降雨強(qiáng)度閾值(70 mm)時(shí),進(jìn)入地質(zhì)災(zāi)害氣象四級(jí)(藍(lán)色)預(yù)警,當(dāng)日降雨量達(dá)到2級(jí)降雨強(qiáng)度閾值(110 mm)時(shí),進(jìn)入地質(zhì)災(zāi)害氣象三級(jí)(黃色)預(yù)警,當(dāng)日降雨量達(dá)到1級(jí)降雨強(qiáng)度閾值(160 mm)時(shí),進(jìn)入地質(zhì)災(zāi)害氣象二級(jí)(橙色)預(yù)警。

(3)崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū)內(nèi),當(dāng)氣象預(yù)報(bào)日降雨量達(dá)到2級(jí)降雨強(qiáng)度閾值(110 mm)時(shí),進(jìn)入地質(zhì)災(zāi)害氣象四級(jí)(藍(lán)色)預(yù)警,當(dāng)日降雨量達(dá)到1級(jí)降雨強(qiáng)度閾值(160 mm)時(shí),進(jìn)入地質(zhì)災(zāi)害氣象三級(jí)(黃色)預(yù)警。

(4)崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)內(nèi)不需進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警。

不同崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū),根據(jù)本區(qū)未來24 h降雨量預(yù)報(bào)值按表5進(jìn)入相應(yīng)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警狀態(tài)。當(dāng)發(fā)布地質(zhì)災(zāi)害氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警時(shí),紅色、橙色、黃色、藍(lán)色不同預(yù)警級(jí)別區(qū)按照《江西省突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案》(2020年)[27]規(guī)定分級(jí)啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)。在預(yù)警區(qū)內(nèi)要加強(qiáng)對地質(zhì)災(zāi)害隱患的監(jiān)測、排查、宣傳等工作,及時(shí)采取避讓等措施,劃定危險(xiǎn)區(qū),設(shè)立警示標(biāo)志,組織受威脅群眾疏散,保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全,最大限度減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。

5 意義

吉安縣低山、丘陵區(qū)占全縣總面積的82.6%,崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害占全縣地質(zhì)災(zāi)害的77.3%,是地質(zhì)災(zāi)害防治的主要對象。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類工程活動(dòng)如建房切坡、交通切坡等現(xiàn)象增加,地質(zhì)災(zāi)害隱患數(shù)量呈上升態(tài)勢。

目前,吉安縣還沒有針對本縣自己的一套地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警方案,僅是按照江西省自然資源廳與江西省氣象臺(tái)聯(lián)合發(fā)布的地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)。本文地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警方案的提出,填補(bǔ)了吉安縣縣域地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警的空白,同時(shí)為吉安縣地質(zhì)災(zāi)害防治提供了具有針對性和可操作性的方案。

6 問題與建議

1∶5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查表明,多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)間難以查明,災(zāi)害發(fā)生時(shí)間大多數(shù)僅憑群眾回憶,準(zhǔn)確性低,有確切發(fā)生時(shí)間的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量太少。崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生除受日降雨量直接影響以外,也與多天過程降雨量密切相關(guān),本文由于災(zāi)害與多天過程降雨量的精確時(shí)空資料不足,難以分析其相關(guān)性,沒有研究地質(zhì)災(zāi)害多天過程降雨量臨界值。上述情況影響了地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警的精度和準(zhǔn)確度。

今后應(yīng)及時(shí)開展地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查,系統(tǒng)收集災(zāi)害發(fā)生時(shí)間、發(fā)生前多天過程降雨量和當(dāng)日24 h降雨量等數(shù)據(jù)信息;另一方面,收集地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警發(fā)布后地質(zhì)災(zāi)害與降雨量資料,做好預(yù)警校驗(yàn),加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害與降雨強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)性分析。為以后地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警降雨量臨界值修正積累準(zhǔn)確資料,進(jìn)一步提高地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警準(zhǔn)確率。

在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警時(shí)同時(shí)應(yīng)注意前期降雨量資料的分析,前期降雨量對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是有較大影響的,相同的預(yù)報(bào)降雨量,有沒有前期降雨,發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的幾率是不同的。對于前期降雨量的有效性,單九生等[22]提出了日綜合雨量概念,前期每天降雨量刪減系數(shù)為0.75,前2天是前1天的0.75,前3天是前2天的0.75,時(shí)間越長,刪減系數(shù)越大,在前10天時(shí),刪減系數(shù)為0.056。將前期降雨量乘以刪減系數(shù)之和求得前期有效降雨量。

7 結(jié)論

(1)通過研究分析,當(dāng)氣象預(yù)報(bào)日降雨量達(dá)到50 mm、70 mm、110 mm、160 mm時(shí),吉安縣崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)要進(jìn)入相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警狀態(tài),同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)預(yù)警響應(yīng)。崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)區(qū)不需進(jìn)入地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警。

(2)吉安縣地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警模型的研究,填補(bǔ)了吉安縣縣域地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警空白,為吉安縣地質(zhì)災(zāi)害防治提供了新的方法與手段,方案具有針對性、可操作性。不同崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)根據(jù)本區(qū)氣象預(yù)報(bào)確定本區(qū)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警級(jí)別。

(3)由于以往大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空信息不全,地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與日降雨量關(guān)系精度受到影響,特別是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與多天過程降雨量關(guān)系數(shù)據(jù)少,影響了地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警精度。今后需加強(qiáng)收集、積累地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)間及其當(dāng)日以及之前多天過程降雨量數(shù)據(jù),以便將來提高地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警準(zhǔn)確率。