降雨引发的永泰县滑坡时空特征分析_谢建芳.pdf

年 月第 期 总第 期海峡科学 .，降雨引发的永泰县滑坡时空特征分析谢建芳 何兴林 费婷婷（.福建省福州市永泰县气象局，福建 福州，.福建省福州市气象局，福建 福州；.福建农林大学，福建 福州）摘要 在收集 年福州市永泰县逐日降雨数据和降雨型滑坡历史数据的基础上，基于统计学的基本原理，分析了永泰县近 年降雨和滑坡的时空分布特征，运用相关性分析方法研究永泰县滑坡灾害和降雨的关系，以期为后期的永泰县滑坡灾害预警研究提供参考。关键词 滑坡 降雨量 相关性中图分类号 文献标识码 文章编号 （）基金项目：福州市科技局项目“区域降雨型滑坡灾害风险的时空异质性建模及预警研究 以永泰县为例”（编号：）。引言永泰县地处福建中部，福州市西部，以丘陵山地地貌为主，地形起伏较大，台风、局地暴雨较多，岩石风化严重，区域内地质灾害隐患多。据调查统计，近 年滑坡隐患点达 处。近年来，国内有关降雨型滑坡灾害的研究取得一定进展。沈军等采用贝叶斯后验概率分析法对湖南省古丈县 年 月 日群体滑坡的地质环境与降水诱发成因进行研究；胡涛等对贵州省思南县滑坡临界雨量进行研究；方喆敏根据有效降水，降雨强度和历时关系经验函数，拟合得出上饶市滑坡灾害降水阈值；丁少林对福建省台风降雨型滑坡渗流场规律进行总结及流 固耦合分析；李嘉靖等以福州主要陆域区为对象，基于植被覆盖度、高程、坡度、坡向、岩性、距断裂距离和距水系距离共 个影响因子，采用逻辑回归模型和随机森林模型进行滑坡易发性评价等。现阶段有关滑坡灾害的时空分布特征研究取得了不少进展，但是滑坡灾害属地性特征明显，现有资料有关永泰县的特征研究偏少，且相关文献主要是从地质学角度分析，较少从气象学角度进行，一定程度影响研究效果。同时，现有的研究空间分辨率较大，准确率有待提高。本文主要从气象学中降雨因子角度，分析降雨与滑坡的相关性关系，既弥补这方面研究的不足，也为后期的永泰县滑坡灾害预警研究提供参考。资料来源本文使用的数据为永泰县 年永泰县逐日降雨数据。滑坡灾害点数据来源于永泰县自然资源与规划局提供的福建省永泰县 年地质灾害防治方案。区域概况永泰县地理坐标，区域内主要是中低山地，海拔高度 ，落差 ，部分达 以上。地势大致以大樟溪为界分为西南和东北两部分。西南部山势高大雄伟，海拔高度自西向东起伏下降。东部葛岭、塘前一带地势渐缓，而后接入福州平原，东北部山势较缓，海拔 。永泰县处大型火山环状构造的中心部，构造形迹上以北东东向、北西向和南北向为主断裂。新构造运动较活跃，地震频繁，温泉遍布，沟谷深切，地质环境复杂。永泰县属亚热带季风气候，主要受东南季风影响，海峡科学 年第 期水汽充沛，年降雨量.，月是每年暴雨洪涝集中期。特殊的气候环境和地形，导致永泰县地质灾害频发。降雨的分布特征.雨雨量量监监测测站站分分布布情情况况永泰县辖 个乡镇，每个乡镇均有雨量监测站点，其中同安镇、红星乡、盖洋乡、赤锡乡、东洋乡、白云乡、大洋镇、丹云乡、盘谷乡、霞拔乡等站点海拔高度均在 以上。.降降雨雨时时间间分分布布特特征征统计永泰县 年平均月降雨量、月暴雨日数、滑坡次数（图）。由图 可见，月降雨量最为集中，平均累计.，占年降雨量的.。降雨量最大的是 月，平均为.。月也是暴雨集中时段，共出现 次暴雨，占年暴雨总次数的.。其中，月出现暴雨次数最多，共 次。滑坡灾害数量集中时段为 月，累计次数为 次，占全年总数的.，滑坡次数最多的月份是 月，为 次。月降雨量、月暴雨日数、滑坡次数三者集中时段统一，证明滑坡与降雨间存在一定内在关联。图 年平均月降雨量、月暴雨日数、滑坡次数统计.降降雨雨量量空空间间分分布布特特征征永泰县处于戴云山脉向东延伸之丘陵地带，地理概貌为“八山一水一分田”。县内海拔落差大，海拔最高为西南面的嵩口镇东湖尖，海拔.，海拔最低为东南面塘前乡官烈村，海拔仅。受地形影响，高海拔山区年雨量高于低海拔沿溪一带乡镇；受季风影响，东部乡镇年雨量高于西部乡镇年雨量。年降雨最大 值 为.，出 现 在 丹 云 乡，最 小 值 为.，出现在东洋乡。年降雨量大值区主要集中在海拔 以上的高海拔山区（图）。图 年永泰县平均年降雨量空间分布图 滑坡分布特征.滑滑坡坡的的时时间间分分布布特特征征 年永泰县滑坡隐患点 个，随时间变化不均。年滑坡次数变化平稳，年滑坡次数总体呈上升趋势，且出现个别年份突增的现象，如 年以后，灾害数量明显增大，到 年达到最大。滑坡灾害极端性特征在近 年越发显著（图）。年第 期海峡科学 图 年逐年滑坡次数.滑滑坡坡空空间间分分布布 年，先后出现 处以上中、小型滑坡事件，区域内未出现大型滑坡。滑坡事件最多的乡镇是红星乡、霞拔乡、赤锡乡；滑坡事件最少的乡镇是塘前乡、嵩口镇、盖洋乡。滑坡事件和年降雨量有一定的关联，通常滑坡事件多的乡镇年降雨量大，如盘谷乡、红星乡、大洋镇，白云乡等（图）。少部分乡镇滑坡事件和年降雨量呈反相关，如东洋乡、霞拔乡、洑口乡等年降雨量少，但是滑坡事却出现频繁。说明滑坡事件不仅和降雨量密切相关，但可能也受地形等地质构造因素影响。东洋乡、霞拔乡虽年降雨量较小，但平均海拔均在 以上，又处断层多的地方，所以滑坡事件多。塘前乡则由于地势平缓、海拔低，虽然年降雨量较大，却未出现滑坡事件。此外，嵩口镇北部海拔 左右，南部最高海拔 以上，雨量监测站点设在北部，现有年雨量数据代表性较差，加上地势偏远，灾害监测力度小，因此滑坡事件仅为 个。图 年永泰县平均年雨量和滑坡点空间分布.滑滑坡坡的的高高度度分分布布特特征征滑坡隐患点分布和海拔高度呈正相关关系。通过对 年滑坡隐患点的高程分布统计可见，滑坡事件主要分布在 以上的山区，共有 个，占滑坡总灾害数的.。其中，范围内的滑坡灾害点数量最多，达到 个，占滑坡总灾害数的.。的灾害数量最少，仅有 个，占滑坡总灾害数的.（表）。表 各乡镇海拔高度和滑坡次数统计梧桐镇同安镇岭路乡红星乡长庆镇洑口乡嵩口镇盖洋乡赤锡乡葛岭镇海拔高度.滑坡次数 次东洋乡白云乡大洋镇丹云乡盘谷乡富泉乡清凉镇塘前乡霞拔乡城峰镇海拔高度.滑坡次数 次 海峡科学 年第 期 降雨和滑坡的关系滑坡灾害受降雨影响来自两方面，一方面是当日的降雨，另一方面是灾害发生前的累计降雨。.滑滑坡坡和和当当日日雨雨量量的的关关系系表 统计滑坡事件和当日降雨量的分布区间，由表 可见，.的滑坡灾害发生当日无降雨，.的滑坡灾害发生当日 内降雨 ，.的滑坡灾害发生当日 小时内降雨 ，.的滑坡灾害发生当日 小时内降雨 ，.的滑坡灾害发生当日 小时内降雨 以上。这表明滑坡与当日降雨量关系密切。表 滑坡事件和当日雨量分布区间占比当日雨量 以上滑坡次数占比.滑滑坡坡和和前前期期累累计计降降雨雨量量的的关关系系表 分析永泰县滑坡事件与发生当日及前 天降雨量相关关系。采用 相关系数计算方法解析，规定数组一为滑坡事件的发生，数组二为滑坡事件前 天的降雨量（）。滑坡事件前 天的降雨量为，滑坡事件前 天的累计降雨量为，滑坡事件前 天的累计降雨量为，依此类推。数组一和数组二的线性相关越强，相关系数就越接近（线性递增）或 （线性递减）。一般认为相关系数小于.为无相关性，相关系数.为弱相关性，相关系数大于.为强相关性。通过分析可见，滑坡事件和不同前期累计降雨量存在相关，相关性先升后降，前 天累计降雨量 相关系数.，与滑坡事件关联最大。表 滑坡事件和前 天降雨量的相关系数 天 天 天 天 天 天 天 天 天 天相关系数.结论本文以永泰县降雨和滑坡的时空分布规律为基础，分析研究永泰县降雨和滑坡的关系，得到以下结论。从月平均降雨量、暴雨日数和滑坡灾害数量集中时段可以看出，降雨是永泰县滑坡的关键诱因，而暴雨是诱发降雨型滑坡的主要因素。年雨量空间分布不均。永泰县高海拔山区年雨量高于低海拔沿溪一带乡镇，东部乡镇年雨量高于西部乡镇年雨量。滑坡次数随时间分布不均。年滑坡次数变化平稳，年滑坡次数总体上升，且近 年个别年份出现突增。滑坡事件主要出现在永泰县中北部、城峰镇周边、洑口乡等地，且大多和年降雨量相关。少数滑坡事件和年降雨量关联性小，主要受地形等地质构造影响。滑坡隐患点分布和海拔高度呈正相关。滑坡事件主要分布在 以上的山区，占滑坡总灾害数的.。滑坡灾害受降雨影响来自两方面，一方面是.的滑坡灾害发生当日出现降雨，另一方面来自灾害发生前的累计降雨。通过 相关系数计算方法对滑坡和降雨进行解析，滑坡事件发生前 天累计降雨量与滑坡事件关联最大。参考文献：沈军，方琼，吴贤云，等 湖南古丈山体滑坡影响因子分析 气象，（）：.胡涛，樊鑫，李荻，等 贵州省思南县降雨型滑坡危险性预警研究 安全与环境工程，（）：.方喆敏 上饶市滑坡灾害的临界降水分析 农业灾害研究，（）：丁少林 福建省台风降雨型滑坡渗流场规律及流 固耦合分析 北京：中国地质大学，.李嘉靖，王浩，王睿，等 基于机器学习模型的福州地区滑坡易发性评价 水利与建筑工程学报，（）：朱晓霞，张力，杨树文，等 降雨引发的兰州黄土滑坡时空规律分析和临界降雨量预测 中国地质灾害与防治学报，（）：.