年预警工作实践

如题所述

2006年升级了预报预警软件平台,实现了预报预警曲线的自动闭合,增加了预报预警底图的地形地貌背景。利用2005年发生的地质灾害样本修订了预报预警判据。增加预报预警信息发布新形式,当发布5级警报时,采用手机群发短信形式发送预报预警信息。改进了数据传输线路,租用了中国电信SDHL专线,带宽为2M/s,保证了预警业务部门之间的数据稳定、安全、快速传输。

3.5.1 汛期地质灾害分析

据统计,2006年汛期(5~9月)全国共发生地质灾害102101处,其中,滑坡88137处,崩塌12974处,泥石流404处,地面塌陷301处,地裂缝256处,地面沉降29处。主要分布在湖南、广东、福建、江西、广西、安徽、重庆、四川、云南等省(区、市),北京、上海和宁夏未有地质灾害发生(图3.37)。共造成人员死亡(含失踪)665人,受伤405人,造成直接经济损失35亿元。

图3.37 2006年汛期全国各省(区、市)地质灾害发生数量对比图

3.5.2 汛期地质灾害与降雨关系分析

3.5.2.1 资料依据

降雨数据源于气象部门的气象影响评价资料(几次大的降雨过程)和降雨站点(755个)逐日实况雨量。降雨站点稀疏但基本能够反映全国74个二级预警区的降雨情况,只是精确度有限。

地质灾害点数据(有人员伤亡或经济损失1万元以上)具有确切发生时间、降雨引发的崩塌、滑坡、泥石流等,共875起(处)。

3.5.2.2 2006年汛期降水总体情况

据气象部门资料,2006年全国平均降水量较常年同期偏少,但强降雨过程和局地暴雨频繁,登陆台风强度大、频次高(表3.2;图3.38)。

1)第1号强台风“珍珠”5月18日在广东登陆,较历史平均台风初次登陆时间偏早40d;

2)第4号强热带风暴“碧利斯”深入内陆后低压环流维持时间达120h,时间之长为历年罕见;

3)第8号超强台风“桑美”登陆时中心附近最大风力达17级(60m/s),为50a来登陆我国大陆风力最强的台风;

4)共有6次台风登陆我国大陆和台湾省,特别是7、8月份有5次台风相继登陆,平均9d1次,频次之高历史罕见。

3.5.2.3 2006年汛期降雨引发地质灾害分布特征

图3.39为降雨引发地质灾害、降雨量时间分布柱状图(折线为月均雨量),6、7月地质灾害最多,分别占总数的33.9%、35.2%,9月灾害最少,仅占总数的3.0%,5月占总数的15.8%。地质灾害的发生数量与相应的月均雨量(右侧坐标轴)具有一定的对应关系。

表3.2 2006年汛期各月降水情况

(据中国气象局)

图3.38 中国历年年均雨量对比(据中国气象局,2006)

图3.39 2006年汛期降雨引发地质灾害、降雨量时间分布

图3.40反映占地质灾害总数5%以上的有贵州、云南、安徽;占总数1%以上的有福建、广西、湖北、四川、江苏、陕西;占总数10%以上的有湖南、浙江两省,特别是湖南2006年汛期地质灾害异常严重,占总数比例达43.2%。

图3.40 2006年汛期各省份地质灾害空间分布

3.5.2.4 2006年汛期典型强降雨过程与地质灾害

1)5月18日,台风“珍珠”在广东沿海登陆。受台风影响,广东东部、福建大部、浙江南部降雨量有100~300mm,局部地区超过300mm。在福建、广东两省分别引发了不同程度的地质灾害,其中具有较大损失的达13起,造成22人死亡或失踪(图3.41)。灾害数量占5月份总数的5.4%,死亡失踪人数占5月份的53.7%。在台风登陆期间,地质灾害的群集发生主要集中在台风降雨中心位置,具有“即雨即滑”的特点。

2)6月份3次强降雨过程影响福建、湖南、贵州等省。6月2~10日,华南大部及贵州南部降雨量有100~300mm,在浙江、广西、贵州、湖南、云南5省(区)共引发地质灾害121起,造成15人死亡或失踪(图3.42)。灾害数量占6月份灾害总数的36%,死亡人数占6月份总死亡人数的9.7%。

6月13~18日,南方地区过程降水量一般有50~150mm,局部超过150mm,浙江、安徽、湖南、广西、贵州5省(区)共引发地质灾害30起,造成21人死亡或失踪,灾害数量占6月份灾害总数的9%,死亡人数占6月份总死亡人数的13.5%。

6月23~26日,湖南湘中一带连续出现雷暴、暴雨,局地大暴雨,共引发群发型地质灾害51起,造成28人死亡,灾害数量占6月份灾害总数的14%,死亡人数占6月份总死亡人数的18.0%。其中,6月25日发生特大山洪引发泥石流灾害的邵阳市隆回县虎形山乡青山坳村六组,24日20时至25日16时,该乡气象哨观测降水量为273.7mm。

3)7月份3次强降水过程中,湖南省均在其内,地质灾害也最为严重,当月湖南省的地质灾害占全国当月灾害总数的74.4%(图3.43)。

图3.41 2006年5月份主要降雨过程范围与地质灾害分布(台湾省专题资料暂缺)

图3.42 2006年6月份主要降雨过程范围与地质灾害分布(台湾省专题资料暂缺)

图3.43 2006年7月份主要降雨过程范围与地质灾害分布(台湾省专题资料暂缺)

7月13日,强热带风暴“碧利斯”在台湾省宜兰县登陆,14日在福建省霞浦再次登陆,18日在云南东部减弱并消失,历时共5d,过程降雨量50~200mm。7月14~18日,在福建、湖南、广东、云南4省引发地质灾害195起,死亡失踪人数309人,灾害数量占汛期降雨引发灾害总数(875起)的22.3%,死亡失踪人数占当月死亡失踪人数的92.2%。

7月24日,“格美”在台湾省台东县沿海登陆,25日在福建晋江沿海再次登陆。“格美”登陆后迅速减弱,27日在江西减弱消失,累计降雨量达100~200mm。在福建、湖南、江西3省引发了8处地质灾害,造成8人死亡或失踪,灾害总数占当月灾害总数的7.5%,死亡人数占当月死亡人数的2.4%。

7月7~10日,湖南浏阳、新化、娄底、湘乡市出现暴雨洪涝灾害,全省有42站次暴雨,其中8站次大暴雨。此次过程是该省2006年入汛以来最大的一次强降雨过程,引发了一系列的群发型地质灾害。从7月7~12日,湖南省具有较大损失地质灾害37处,占当月灾害总数的12.0%,未造成人员伤亡。

4)8月10日,超强台风“桑美”登陆浙江。8月10~12日,福建、浙江两省地质灾害严重,发生较大损失地质灾害共58起,造成37人死亡或失踪(图3.44)。地质灾害主要集中发生在台风登陆时的台风降雨中心。

5)9月份全国平均降水量比常年同期偏少,部分省份出现暴雨,如9月2~4日,四川省南江、通江县遭受暴雨袭击,但未引发大规模的群发型地质灾害。

3.5.2.5 预警区划与气象站点关系

将实况雨量站点、地质灾害点绘制在全国74个预警区划图上,可以统计各预警区中的灾害点分布情况(图3.45,图3.46;表3.3)。其中,C11,C13两个预警区地质灾害点最多,分别为136起、121起。以C11预警区为例进行分析。

图3.44 2006年8月份主要降雨过程范围与地质灾害点分布(台湾省专题资料暂缺)

图3.45 2006年全国实况雨量站点、地质灾害点与预警分区(台湾省专题资料暂缺)

图3.46 C11预警区内降雨站点与地质灾害点

表3.3 地质灾害预警区内灾害点分布情况

(1)降雨量与地质灾害关系

地质灾害点选取C11区内的136个灾害点,降雨量选取与灾害点最近的降雨站点资料。定义选取两个降雨参数:当日雨量,即灾害发生当天的雨量(从前日20:00~当日20:00);前期累计雨量,即灾害发生前一个降雨过程(中间无间断降雨日)的雨量,分别绘制两个降雨参数与灾害点分布图(图3.47、图3.48)。

图3.47 C11区累计雨量与地质灾害点分布

图3.48 C11区当日雨量与地质灾害点分布

区内出现3次强降雨(局地暴雨)引发的群发型灾害,当日雨量分别达到50.6mm,142.3mm,217.8mm;前期雨量分别为0mm,68.85mm,211.15mm。将当日日雨量与前期雨量绘制在同一图中,可以得到近似规律:不考虑前期雨量时,日雨量至少达到50mm;不考虑当日雨量,前期雨量至少达到120mm,则发生灾害的可能性大(图3.49)。

图3.49 地质灾害发生可能性大小判别

在图中作斜线,该线以上(灾害点占92.2%)灾害发生可能性大,该线以下(灾害点占7.8%)灾害发生可能性小。

地质灾害发生的近似公式为

中国地质灾害区域预警方法与应用

当k≥0时,地质灾害发生的可能性相对较大;

当k<0时,地质灾害发生的可能性相对较小。式中:Rsum为前期累计雨量,即灾害发生前一个降雨过程(中间无间断降雨日)的雨量累计;Rd为地质灾害发生当天的雨量(从前日20:00—当日20:00)。

(2)降雨雨型与地质灾害分析

引发地质灾害的降雨雨型可以分为3种:一是连续降雨;二是局地暴雨;三是连续降雨+局地暴雨复合型。选取C11预警区内3个雨量站点(典型的降雨雨型)进行分析(柱状图为逐日雨量,折线为灾害发生情况)。

1)连续降雨型:57874号气象站点(湖南常宁)7月8~28日的记录可以看到断续的3个连续降雨过程,每个降雨过程持续的时间不长(3~4d),雨量不大(小于50mm)。在雨量累计到一定量时,方能发生地质灾害,即地质灾害的发生一般主要是由前期累计雨量引发的,而不是由当日雨量引发的(图3.50)。

图3.50 连续降雨型降雨引发地质灾害情况

2)局地暴雨型:57872号气象站点(湖南衡阳)在6月15~19日时间段内,15,16两日无降雨,17日出现局地暴雨(50.6mm),18,19日降水也较少,该雨型属于局地暴雨型(图3.51)。

图3.51 局地暴雨型降雨引发地质灾害情况

在6月17日局地暴雨引发了8起地质灾害,集中出现在暴雨当日。这种雨型引发的地质灾害集中出现局地暴雨的当日当地,降雨预报难度大,准确率低,且引发地质灾害的可能性大,突发性强,也是地质灾害预警工作中的难点。

3)连续降雨+局地暴雨复合型:57972号气象站点(湖南郴州)7月5~17日,记录最小日雨量0.01mm,最大日雨量217.8mm。降雨雨型属于连续降雨+局地暴雨复合型,易引发群发型地质灾害(图3.52)。

图3.52 连续降雨+局地暴雨复合型降雨引发地质灾害情况

在前期连续的绵绵细雨中,斜坡岩土体含水量逐步增加,但由于每日雨量小,累计雨量不足,未引发地质灾害;但在7月15~17日连续出现强降雨,灾害大量出现,群集发生。降雨在7月16日达到顶峰,但灾害的发生集中在7月15日。因为7月15日,灾害大量发生,能量大量释放,待到7月16日,更大降雨来临时,灾害发生次数反而减少。

可见,不同的降雨量值、不同的降雨雨型引发地质灾害的规律有所不同。因此,在地质灾害预报预警工作中,不仅要关注不同地区引发地质灾害具有不同的临界雨量,也要重视降雨雨型在预报预警工作中的作用。

预警值班工作中,应先分析雨型,再计算雨量,即首先是分析判断本次降雨的降雨雨型,分析其引发灾害的规律(是主要受当日雨量影响,还是主要受前期累计雨量影响),然后再根据不同地区临界雨量量值进行计算分析,从而判断地质灾害发生的可能性大小。

3.5.3 地质灾害野外考察———新疆伊犁地区黄土滑坡野外调查

3.5.3.1 特克斯县齐勒乌泽克乡吾尔塔米斯沟“7.3”大型黄土滑坡

2006年7月3日凌晨3点左右,新疆伊犁哈萨克自治州特克斯县齐勒乌泽克乡吾尔塔米斯沟(N43°12'39″,E81°29'47″)发生滑坡灾害。长约260m,宽约400m,平均厚度约10m(图3.53)。两户牧民受灾,造成597只羊死亡,无人员伤亡。

有记载以来,该处未发生过灾害。但吾尔塔米斯沟整条沟内灾害发生较多。

滑坡发生在沟谷南侧阴坡,地貌类型属于侵蚀构造中高山,黄土状土垄岗地貌,海拔高度在2000m以上,地形坡度为30°~40°,坡脚坡度较陡,上部坡度较缓。水系发育,切割强烈,形成深沟峡谷,相对高差较大,但牧草丰美,是优良的夏季牧场。黄土覆盖较厚,未见基岩裸露。滑坡体物质组成:主要黄土状土覆盖层。植被类型主要为草皮,盖度达80%~90%。引发滑坡的原因是连续两日中到大雨,但缺乏气象记录。该处滑坡早就做有防灾预案,也曾多次动员牧民搬迁避让。在发灾前几日巡查时,曾在滑坡上部发现水坑,并提醒该户牧民注意。当晚滑坡前狗扒门叫醒主人,及时撤离。

另外,在吾尔塔米斯沟沿途,黄土古滑坡群屡见不鲜。其中既可以见到古滑坡地貌,也可以见到刚刚发生的滑坡;同时可以见到正在孕育的潜在滑坡隐患点,裂缝清晰可见。堪称是“黄土滑坡的博物馆”,地质环境非常脆弱,若遇强降水,随时可能发生滑坡。

图3.53 特克斯县齐勒乌泽克乡吾尔塔米斯沟“7.3”大型黄土滑坡全貌

3.5.3.2 巩留县典型地质灾害

巩留县地质灾害主要集中在莫合尔乡和吉尔格朗乡。

(1)莫合尔乡阿拉尔村小阔勒萨依沟1990年3月23日滑坡

1990年3月23日早晨,新疆伊犁哈萨克自治州巩留县莫合尔乡阿拉尔村小阔勒萨依沟(N43°13'26.8″,E82°42'9.2″)发生滑坡,滑坡高差约40m,宽约100m,平均厚度超过10m。黄土滑坡前缘向下游推出100m左右,部分冲过沟谷,将位于沟谷对面的房子埋掉,造成8人死亡,损失130只羊、10匹马、1间房。

地貌上属于剥蚀堆积块状隆起山中的圆顶低山,海拔1700~2600m,相对高度100~200m,受长期风化剥蚀和流水冲蚀作用,形成山体矮小且脊线不明显的浑圆山体。山坡较缓,原始地形坡度约28°,冲沟密布,山体表层覆盖数米至十余米厚的含砾黄土,植被发育。目前沟谷中仍有流水。河流沟谷方向约320°,滑坡主滑方向约40°。

黄土覆盖较厚,未见基岩露头。滑坡体物质主要为含砾黄土状土覆盖层。植被类型主要为山地草原类,盖度达80%~90%。

滑坡的引发原因是融雪和降雨,但缺乏气象记录。同时也与河流沟谷的切蚀有关。该滑坡发生前有前兆,滑坡中部曾有一处泉水,在滑坡发生的前3日,泉水变浑,早晨也有人曾听见异样的声音。

(2)大莫合尔沟2003年4月9日发生滑坡

2003年4月9日,新疆伊犁哈萨克自治州巩留县莫合尔乡大莫合尔沟(E43°10'12″,N82°49'13.7″)发生滑坡。滑坡高差约124m,宽约30m,平均厚度5m左右。

黄土滑坡造成8人死亡,200多棵树受损。滑坡发生时能量非常大,有些树被连根拔起,也有些树被打断树冠。地形地貌与小阔勒萨依沟相似,属于剥蚀堆积块状隆起山中的圆顶低山,海拔1700~2600m,相对高度100~200m,受长期风化剥蚀和流水冲蚀作用,形成山体矮小且脊线不明显的浑圆山体。原始地形坡度,滑坡上部约35°,下部较缓,约26°~27°。黄土覆盖较厚,厚度不清,未见基岩露头。滑坡体物质主要为含砾黄土状土覆盖层。植被发育类型主要为杉树,盖度达80%~90%。

引发滑坡的原因是融雪和降雨,但缺乏气象记录。河流右岸出现裂缝,被列为隐患点,结果左岸在没有任何隐患迹象的情况下发生滑坡。

(3)莫合尔乡小莫合尔沟大规模滑坡隐患

该滑坡隐患位于县城东南50km左右的莫合尔乡阿热勒村小莫合尔沟内(N43°13'52″,E82°42'29″),裂缝位于西岸斜坡近山顶处,于2000年5月开始发现,2003年裂缝开始逐步贯通,并逐步增多、增宽,两年前裂缝仅有2条,现发展到5条,裂缝最宽处达0.5m,说明该隐患点仍然在变动。裂缝呈直线状顺山脊分布,走向330°,斜坡倾向60°。原有37户已搬迁。斜坡高差300m,山体开裂地段两侧为凸起的山坡,出现裂缝的山坡凹进,山顶浑圆平缓,向坡下变陡,出现裂缝斜坡约25°,后又变陡到30°。

斜坡由新生代地层组成,斜坡下部为第三系(古、新近系)泥岩、砂岩,上部与中更新统半胶结砂砾石不整合接触,顶部及坡面覆盖中-上更新统黄土,黄土成分为粉质亚粘土。

3.5.3.3 新源县典型地质灾害

新源县是伊犁地区地质灾害重灾区之一,据介绍,近年来,新源县每年发生的大小滑坡和泥石流等各类地质灾害都在数十至数百起。绝大多数都是黄土滑坡和由黄土滑坡引起的泥石流。

(1)别斯托别乡恰布河牧业村古滑坡群

古滑坡群位于新源县别斯托别乡恰布河牧业村,为一黄土古滑坡群,位于恰布河南岸,从克桑-包然克勒延伸约20km。古滑坡主要位于山前的垄岗状低山丘陵,坡度较为平缓约20°,历史上多次发生滑坡。自2002年以来活动强烈,后缘逐步出现裂缝,并有逐步发展的趋势。其威胁对象主要是优良的草场资源和零星分布居住的牧民(图3.54)。

图3.54 别斯托别乡恰布河牧业村古滑坡群

(2)恰布河牧业村东滑坡

2003年5月4日,新疆伊犁哈萨克自治州新源县恰布河南岸牧业村(N43°19'34.8″,E83°20'41.1″)发生黄土滑坡。水平滑动1000多米,平均宽度约150m,厚度约5m。滑坡掩埋一处房屋,造成2人死亡、1人失踪、毁房6间,掩埋牲畜201180头。滑坡滑动时规模很大,并伴有地声和气压。原始地形坡度约30°,现在坡度约20°。基岩为碎屑岩。滑坡体物质主要为黄土状土覆盖层。植被类型主要为山地草原类,盖度达70%~80%(图3.55)。引发滑坡的原因是融雪和降雨,但缺乏气象记录。

图3.55 恰布河牧业村东滑坡

(3)则克台沟上游滑坡、泥石流灾害及堰塞湖

2002年3月,新疆新源县则克台上游10.5km处左岸山体产生大面积滑坡,并引发产生泥石流。滑坡面积约66.15×104m2,产生的滑坡土方量约960×104m3,产生的泥石流顺主沟向下游泄溜5.7km,在主沟内形成高8~15m,宽80~120m的堆积,主沟堆积量达718×104m3。滑坡体堰塞湖最大水深13m,面积为11.33×104m3,蓄水量90.4×104m3(图3.56)。此次滑坡给则克台镇造成了严重损失。

图3.56 则克台滑坡全貌,前缘形成堰塞湖

地貌上属于中低山区的阴坡,沟谷凹坡,黄土堆积很厚,风化严重,斜坡前缘受河水切割。地震烈度Ⅷ度。地层主要为黄土和黄土状土覆盖,未见基岩出露。主要为粉质亚砂土和粉质轻亚粘土,其物理力学性质较差,对滑坡形成十分有利。

滑坡体物质主要为黄土状土覆盖层。植被发育类型主要为山地草原类,盖度达80%~90%。引发滑坡的原因是连续降水。目前,滑坡体前形成的水库水位已得到有效控制,上下游来、泄水量基本达到平衡。但是,滑坡体、泥石流堆积体仍然处于不稳定状态,该隐患仍是新源县重大地质灾害隐患之一,直接威胁居住在下游地区20970人的生命和2.53亿元财产安全。

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