2006年升級了預報預警軟件平臺,實現了預報預警曲線的自動閉合,增加了預報預警底圖的地形地貌背景。利用2005年發生的地質災害樣本修訂了預報預警判據。增加預報預警信息發布新形式,當發布5級警報時,采用手機群發短信形式發送預報預警信息。改進了數據傳輸線路,租用了中國電信SDHL專線,帶寬為2M/s,保證了預警業務部門之間的數據穩定、安全、快速傳輸。
3.5.1 汛期地質災害分析
據統計,2006年汛期(5~9月)全國***發生地質災害102101處,其中,滑坡88137處,崩塌12974處,泥石流404處,地面塌陷301處,地裂縫256處,地面沈降29處。主要分布在湖南、廣東、福建、江西、廣西、安徽、重慶、四川、雲南等省(區、市),北京、上海和寧夏未有地質災害發生(圖3.37)。***造成人員死亡(含失蹤)665人,受傷405人,造成直接經濟損失35億元。
圖3.37 2006年汛期全國各省(區、市)地質災害發生數量對比圖
3.5.2 汛期地質災害與降雨關系分析
3.5.2.1 資料依據
降雨數據源於氣象部門的氣象影響評價資料(幾次大的降雨過程)和降雨站點(755個)逐日實況雨量。降雨站點稀疏但基本能夠反映全國74個二級預警區的降雨情況,只是精確度有限。
地質災害點數據(有人員傷亡或經濟損失1萬元以上)具有確切發生時間、降雨引發的崩塌、滑坡、泥石流等,***875起(處)。
3.5.2.2 2006年汛期降水總體情況
據氣象部門資料,2006年全國平均降水量較常年同期偏少,但強降雨過程和局地暴雨頻繁,登陸臺風強度大、頻次高(表3.2;圖3.38)。
1)第1號強臺風“珍珠”5月18日在廣東登陸,較歷史平均臺風初次登陸時間偏早40d;
2)第4號強熱帶風暴“碧利斯”深入內陸後低壓環流維持時間達120h,時間之長為歷年罕見;
3)第8號超強臺風“桑美”登陸時中心附近最大風力達17級(60m/s),為50a來登陸我國大陸風力最強的臺風;
4)***有6次臺風登陸我國大陸和臺灣省,特別是7、8月份有5次臺風相繼登陸,平均9d1次,頻次之高歷史罕見。
3.5.2.3 2006年汛期降雨引發地質災害分布特征
圖3.39為降雨引發地質災害、降雨量時間分布柱狀圖(折線為月均雨量),6、7月地質災害最多,分別占總數的33.9%、35.2%,9月災害最少,僅占總數的3.0%,5月占總數的15.8%。地質災害的發生數量與相應的月均雨量(右側坐標軸)具有壹定的對應關系。
表3.2 2006年汛期各月降水情況
(據中國氣象局)
圖3.38 中國歷年年均雨量對比(據中國氣象局,2006)
圖3.39 2006年汛期降雨引發地質災害、降雨量時間分布
圖3.40反映占地質災害總數5%以上的有貴州、雲南、安徽;占總數1%以上的有福建、廣西、湖北、四川、江蘇、陜西;占總數10%以上的有湖南、浙江兩省,特別是湖南2006年汛期地質災害異常嚴重,占總數比例達43.2%。
圖3.40 2006年汛期各省份地質災害空間分布
3.5.2.4 2006年汛期典型強降雨過程與地質災害
1)5月18日,臺風“珍珠”在廣東沿海登陸。受臺風影響,廣東東部、福建大部、浙江南部降雨量有100~300mm,局部地區超過300mm。在福建、廣東兩省分別引發了不同程度的地質災害,其中具有較大損失的達13起,造成22人死亡或失蹤(圖3.41)。災害數量占5月份總數的5.4%,死亡失蹤人數占5月份的53.7%。在臺風登陸期間,地質災害的群集發生主要集中在臺風降雨中心位置,具有“即雨即滑”的特點。
2)6月份3次強降雨過程影響福建、湖南、貴州等省。6月2~10日,華南大部及貴州南部降雨量有100~300mm,在浙江、廣西、貴州、湖南、雲南5省(區)***引發地質災害121起,造成15人死亡或失蹤(圖3.42)。災害數量占6月份災害總數的36%,死亡人數占6月份總死亡人數的9.7%。
6月13~18日,南方地區過程降水量壹般有50~150mm,局部超過150mm,浙江、安徽、湖南、廣西、貴州5省(區)***引發地質災害30起,造成21人死亡或失蹤,災害數量占6月份災害總數的9%,死亡人數占6月份總死亡人數的13.5%。
6月23~26日,湖南湘中壹帶連續出現雷暴、暴雨,局地大暴雨,***引發群發型地質災害51起,造成28人死亡,災害數量占6月份災害總數的14%,死亡人數占6月份總死亡人數的18.0%。其中,6月25日發生特大山洪引發泥石流災害的邵陽市隆回縣虎形山鄉青山坳村六組,24日20時至25日16時,該鄉氣象哨觀測降水量為273.7mm。
3)7月份3次強降水過程中,湖南省均在其內,地質災害也最為嚴重,當月湖南省的地質災害占全國當月災害總數的74.4%(圖3.43)。
圖3.41 2006年5月份主要降雨過程範圍與地質災害分布(臺灣省專題資料暫缺)
圖3.42 2006年6月份主要降雨過程範圍與地質災害分布(臺灣省專題資料暫缺)
圖3.43 2006年7月份主要降雨過程範圍與地質災害分布(臺灣省專題資料暫缺)
7月13日,強熱帶風暴“碧利斯”在臺灣省宜蘭縣登陸,14日在福建省霞浦再次登陸,18日在雲南東部減弱並消失,歷時***5d,過程降雨量50~200mm。7月14~18日,在福建、湖南、廣東、雲南4省引發地質災害195起,死亡失蹤人數309人,災害數量占汛期降雨引發災害總數(875起)的22.3%,死亡失蹤人數占當月死亡失蹤人數的92.2%。
7月24日,“格美”在臺灣省臺東縣沿海登陸,25日在福建晉江沿海再次登陸。“格美”登陸後迅速減弱,27日在江西減弱消失,累計降雨量達100~200mm。在福建、湖南、江西3省引發了8處地質災害,造成8人死亡或失蹤,災害總數占當月災害總數的7.5%,死亡人數占當月死亡人數的2.4%。
7月7~10日,湖南瀏陽、新化、婁底、湘鄉市出現暴雨洪澇災害,全省有42站次暴雨,其中8站次大暴雨。此次過程是該省2006年入汛以來最大的壹次強降雨過程,引發了壹系列的群發型地質災害。從7月7~12日,湖南省具有較大損失地質災害37處,占當月災害總數的12.0%,未造成人員傷亡。
4)8月10日,超強臺風“桑美”登陸浙江。8月10~12日,福建、浙江兩省地質災害嚴重,發生較大損失地質災害***58起,造成37人死亡或失蹤(圖3.44)。地質災害主要集中發生在臺風登陸時的臺風降雨中心。
5)9月份全國平均降水量比常年同期偏少,部分省份出現暴雨,如9月2~4日,四川省南江、通江縣遭受暴雨襲擊,但未引發大規模的群發型地質災害。
3.5.2.5 預警區劃與氣象站點關系
將實況雨量站點、地質災害點繪制在全國74個預警區劃圖上,可以統計各預警區中的災害點分布情況(圖3.45,圖3.46;表3.3)。其中,C11,C13兩個預警區地質災害點最多,分別為136起、121起。以C11預警區為例進行分析。
圖3.44 2006年8月份主要降雨過程範圍與地質災害點分布(臺灣省專題資料暫缺)
圖3.45 2006年全國實況雨量站點、地質災害點與預警分區(臺灣省專題資料暫缺)
圖3.46 C11預警區內降雨站點與地質災害點
表3.3 地質災害預警區內災害點分布情況
(1)降雨量與地質災害關系
地質災害點選取C11區內的136個災害點,降雨量選取與災害點最近的降雨站點資料。定義選取兩個降雨參數:當日雨量,即災害發生當天的雨量(從前日20:00~當日20:00);前期累計雨量,即災害發生前壹個降雨過程(中間無間斷降雨日)的雨量,分別繪制兩個降雨參數與災害點分布圖(圖3.47、圖3.48)。
圖3.47 C11區累計雨量與地質災害點分布
圖3.48 C11區當日雨量與地質災害點分布
區內出現3次強降雨(局地暴雨)引發的群發型災害,當日雨量分別達到50.6mm,142.3mm,217.8mm;前期雨量分別為0mm,68.85mm,211.15mm。將當日日雨量與前期雨量繪制在同壹圖中,可以得到近似規律:不考慮前期雨量時,日雨量至少達到50mm;不考慮當日雨量,前期雨量至少達到120mm,則發生災害的可能性大(圖3.49)。
圖3.49 地質災害發生可能性大小判別
在圖中作斜線,該線以上(災害點占92.2%)災害發生可能性大,該線以下(災害點占7.8%)災害發生可能性小。
地質災害發生的近似公式為
中國地質災害區域預警方法與應用
當k≥0時,地質災害發生的可能性相對較大;
當k<0時,地質災害發生的可能性相對較小。式中:Rsum為前期累計雨量,即災害發生前壹個降雨過程(中間無間斷降雨日)的雨量累計;Rd為地質災害發生當天的雨量(從前日20:00—當日20:00)。
(2)降雨雨型與地質災害分析
引發地質災害的降雨雨型可以分為3種:壹是連續降雨;二是局地暴雨;三是連續降雨+局地暴雨復合型。選取C11預警區內3個雨量站點(典型的降雨雨型)進行分析(柱狀圖為逐日雨量,折線為災害發生情況)。
1)連續降雨型:57874號氣象站點(湖南常寧)7月8~28日的記錄可以看到斷續的3個連續降雨過程,每個降雨過程持續的時間不長(3~4d),雨量不大(小於50mm)。在雨量累計到壹定量時,方能發生地質災害,即地質災害的發生壹般主要是由前期累計雨量引發的,而不是由當日雨量引發的(圖3.50)。
圖3.50 連續降雨型降雨引發地質災害情況
2)局地暴雨型:57872號氣象站點(湖南衡陽)在6月15~19日時間段內,15,16兩日無降雨,17日出現局地暴雨(50.6mm),18,19日降水也較少,該雨型屬於局地暴雨型(圖3.51)。
圖3.51 局地暴雨型降雨引發地質災害情況
在6月17日局地暴雨引發了8起地質災害,集中出現在暴雨當日。這種雨型引發的地質災害集中出現局地暴雨的當日當地,降雨預報難度大,準確率低,且引發地質災害的可能性大,突發性強,也是地質災害預警工作中的難點。
3)連續降雨+局地暴雨復合型:57972號氣象站點(湖南郴州)7月5~17日,記錄最小日雨量0.01mm,最大日雨量217.8mm。降雨雨型屬於連續降雨+局地暴雨復合型,易引發群發型地質災害(圖3.52)。
圖3.52 連續降雨+局地暴雨復合型降雨引發地質災害情況
在前期連續的綿綿細雨中,斜坡巖土體含水量逐步增加,但由於每日雨量小,累計雨量不足,未引發地質災害;但在7月15~17日連續出現強降雨,災害大量出現,群集發生。降雨在7月16日達到頂峰,但災害的發生集中在7月15日。因為7月15日,災害大量發生,能量大量釋放,待到7月16日,更大降雨來臨時,災害發生次數反而減少。
可見,不同的降雨量值、不同的降雨雨型引發地質災害的規律有所不同。因此,在地質災害預報預警工作中,不僅要關註不同地區引發地質災害具有不同的臨界雨量,也要重視降雨雨型在預報預警工作中的作用。
預警值班工作中,應先分析雨型,再計算雨量,即首先是分析判斷本次降雨的降雨雨型,分析其引發災害的規律(是主要受當日雨量影響,還是主要受前期累計雨量影響),然後再根據不同地區臨界雨量量值進行計算分析,從而判斷地質災害發生的可能性大小。
3.5.3 地質災害野外考察———新疆伊犁地區黃土滑坡野外調查
3.5.3.1 特克斯縣齊勒烏澤克鄉吾爾塔米斯溝“7.3”大型黃土滑坡
2006年7月3日淩晨3點左右,新疆伊犁哈薩克自治州特克斯縣齊勒烏澤克鄉吾爾塔米斯溝(N43°12'39″,E81°29'47″)發生滑坡災害。長約260m,寬約400m,平均厚度約10m(圖3.53)。兩戶牧民受災,造成597只羊死亡,無人員傷亡。
有記載以來,該處未發生過災害。但吾爾塔米斯溝整條溝內災害發生較多。
滑坡發生在溝谷南側陰坡,地貌類型屬於侵蝕構造中高山,黃土狀土壟崗地貌,海拔高度在2000m以上,地形坡度為30°~40°,坡腳坡度較陡,上部坡度較緩。水系發育,切割強烈,形成深溝峽谷,相對高差較大,但牧草豐美,是優良的夏季牧場。黃土覆蓋較厚,未見基巖裸露。滑坡體物質組成:主要黃土狀土覆蓋層。植被類型主要為草皮,蓋度達80%~90%。引發滑坡的原因是連續兩日中到大雨,但缺乏氣象記錄。該處滑坡早就做有防災預案,也曾多次動員牧民搬遷避讓。在發災前幾日巡查時,曾在滑坡上部發現水坑,並提醒該戶牧民註意。當晚滑坡前狗扒門叫醒主人,及時撤離。
另外,在吾爾塔米斯溝沿途,黃土古滑坡群屢見不鮮。其中既可以見到古滑坡地貌,也可以見到剛剛發生的滑坡;同時可以見到正在孕育的潛在滑坡隱患點,裂縫清晰可見。堪稱是“黃土滑坡的博物館”,地質環境非常脆弱,若遇強降水,隨時可能發生滑坡。
圖3.53 特克斯縣齊勒烏澤克鄉吾爾塔米斯溝“7.3”大型黃土滑坡全貌
3.5.3.2 鞏留縣典型地質災害
鞏留縣地質災害主要集中在莫合爾鄉和吉爾格朗鄉。
(1)莫合爾鄉阿拉爾村小闊勒薩依溝1990年3月23日滑坡
1990年3月23日早晨,新疆伊犁哈薩克自治州鞏留縣莫合爾鄉阿拉爾村小闊勒薩依溝(N43°13'26.8″,E82°42'9.2″)發生滑坡,滑坡高差約40m,寬約100m,平均厚度超過10m。黃土滑坡前緣向下遊推出100m左右,部分沖過溝谷,將位於溝谷對面的房子埋掉,造成8人死亡,損失130只羊、10匹馬、1間房。
地貌上屬於剝蝕堆積塊狀隆起山中的圓頂低山,海拔1700~2600m,相對高度100~200m,受長期風化剝蝕和流水沖蝕作用,形成山體矮小且脊線不明顯的渾圓山體。山坡較緩,原始地形坡度約28°,沖溝密布,山體表層覆蓋數米至十余米厚的含礫黃土,植被發育。目前溝谷中仍有流水。河流溝谷方向約320°,滑坡主滑方向約40°。
黃土覆蓋較厚,未見基巖露頭。滑坡體物質主要為含礫黃土狀土覆蓋層。植被類型主要為山地草原類,蓋度達80%~90%。
滑坡的引發原因是融雪和降雨,但缺乏氣象記錄。同時也與河流溝谷的切蝕有關。該滑坡發生前有前兆,滑坡中部曾有壹處泉水,在滑坡發生的前3日,泉水變渾,早晨也有人曾聽見異樣的聲音。
(2)大莫合爾溝2003年4月9日發生滑坡
2003年4月9日,新疆伊犁哈薩克自治州鞏留縣莫合爾鄉大莫合爾溝(E43°10'12″,N82°49'13.7″)發生滑坡。滑坡高差約124m,寬約30m,平均厚度5m左右。
黃土滑坡造成8人死亡,200多棵樹受損。滑坡發生時能量非常大,有些樹被連根拔起,也有些樹被打斷樹冠。地形地貌與小闊勒薩依溝相似,屬於剝蝕堆積塊狀隆起山中的圓頂低山,海拔1700~2600m,相對高度100~200m,受長期風化剝蝕和流水沖蝕作用,形成山體矮小且脊線不明顯的渾圓山體。原始地形坡度,滑坡上部約35°,下部較緩,約26°~27°。黃土覆蓋較厚,厚度不清,未見基巖露頭。滑坡體物質主要為含礫黃土狀土覆蓋層。植被發育類型主要為杉樹,蓋度達80%~90%。
引發滑坡的原因是融雪和降雨,但缺乏氣象記錄。河流右岸出現裂縫,被列為隱患點,結果左岸在沒有任何隱患跡象的情況下發生滑坡。
(3)莫合爾鄉小莫合爾溝大規模滑坡隱患
該滑坡隱患位於縣城東南50km左右的莫合爾鄉阿熱勒村小莫合爾溝內(N43°13'52″,E82°42'29″),裂縫位於西岸斜坡近山頂處,於2000年5月開始發現,2003年裂縫開始逐步貫通,並逐步增多、增寬,兩年前裂縫僅有2條,現發展到5條,裂縫最寬處達0.5m,說明該隱患點仍然在變動。裂縫呈直線狀順山脊分布,走向330°,斜坡傾向60°。原有37戶已搬遷。斜坡高差300m,山體開裂地段兩側為凸起的山坡,出現裂縫的山坡凹進,山頂渾圓平緩,向坡下變陡,出現裂縫斜坡約25°,後又變陡到30°。
斜坡由新生代地層組成,斜坡下部為第三系(古、新近系)泥巖、砂巖,上部與中更新統半膠結砂礫石不整合接觸,頂部及坡面覆蓋中-上更新統黃土,黃土成分為粉質亞粘土。
3.5.3.3 新源縣典型地質災害
新源縣是伊犁地區地質災害重災區之壹,據介紹,近年來,新源縣每年發生的大小滑坡和泥石流等各類地質災害都在數十至數百起。絕大多數都是黃土滑坡和由黃土滑坡引起的泥石流。
(1)別斯托別鄉恰布河牧業村古滑坡群
古滑坡群位於新源縣別斯托別鄉恰布河牧業村,為壹黃土古滑坡群,位於恰布河南岸,從克桑-包然克勒延伸約20km。古滑坡主要位於山前的壟崗狀低山丘陵,坡度較為平緩約20°,歷史上多次發生滑坡。自2002年以來活動強烈,後緣逐步出現裂縫,並有逐步發展的趨勢。其威脅對象主要是優良的草場資源和零星分布居住的牧民(圖3.54)。
圖3.54 別斯托別鄉恰布河牧業村古滑坡群
(2)恰布河牧業村東滑坡
2003年5月4日,新疆伊犁哈薩克自治州新源縣恰布河南岸牧業村(N43°19'34.8″,E83°20'41.1″)發生黃土滑坡。水平滑動1000多米,平均寬度約150m,厚度約5m。滑坡掩埋壹處房屋,造成2人死亡、1人失蹤、毀房6間,掩埋牲畜201180頭。滑坡滑動時規模很大,並伴有地聲和氣壓。原始地形坡度約30°,現在坡度約20°。基巖為碎屑巖。滑坡體物質主要為黃土狀土覆蓋層。植被類型主要為山地草原類,蓋度達70%~80%(圖3.55)。引發滑坡的原因是融雪和降雨,但缺乏氣象記錄。
圖3.55 恰布河牧業村東滑坡
(3)則克臺溝上遊滑坡、泥石流災害及堰塞湖
2002年3月,新疆新源縣則克臺上遊10.5km處左岸山體產生大面積滑坡,並引發產生泥石流。滑坡面積約66.15×104m2,產生的滑坡土方量約960×104m3,產生的泥石流順主溝向下遊泄溜5.7km,在主溝內形成高8~15m,寬80~120m的堆積,主溝堆積量達718×104m3。滑坡體堰塞湖最大水深13m,面積為11.33×104m3,蓄水量90.4×104m3(圖3.56)。此次滑坡給則克臺鎮造成了嚴重損失。
圖3.56 則克臺滑坡全貌,前緣形成堰塞湖
地貌上屬於中低山區的陰坡,溝谷凹坡,黃土堆積很厚,風化嚴重,斜坡前緣受河水切割。地震烈度Ⅷ度。地層主要為黃土和黃土狀土覆蓋,未見基巖出露。主要為粉質亞砂土和粉質輕亞粘土,其物理力學性質較差,對滑坡形成十分有利。
滑坡體物質主要為黃土狀土覆蓋層。植被發育類型主要為山地草原類,蓋度達80%~90%。引發滑坡的原因是連續降水。目前,滑坡體前形成的水庫水位已得到有效控制,上下遊來、泄水量基本達到平衡。但是,滑坡體、泥石流堆積體仍然處於不穩定狀態,該隱患仍是新源縣重大地質災害隱患之壹,直接威脅居住在下遊地區20970人的生命和2.53億元財產安全。