云南省滑坡泥石流灾害预报预警模型研究-论文.pdf

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第28卷第4期灾害学V01_28No．42013年l0月JOURNALOFCATASTROPHOLOGY0ct．2013云南省滑坡泥石流灾害预报预警模型研究阂颖，胡娟，李超，许迎杰，李华宏，李湘，万石云，李磊，杨素雨(云南省气象台，云南昆明650034)摘要：应用2000—2011年12年的雨量观测数据和收集整理的滑坡泥石流灾害资料，综合考虑影响滑坡泥石流的内外因子，重点分析了触发滑坡泥石流的雨量、雨强和地质结构因子，得出不同地质结构和降水条件下的滑坡泥石流等级预报指标，结合定量降水预报业务建立了云南省滑坡泥石流灾害预报预警模型。通过个例检验表明：该系统在2012年9月11日彝良滑坡泥石流灾害中表现了较好的预警能力。关键词：滑坡；泥石流；预报预警模型；云南中图分类号：X43；P642文献标志码：A文章编号：1000—811X(2013)04—0216—05云南省处于印度洋板块与太平洋板块和欧亚隆阳区瓦马乡河东村大石房特大型滑坡灾害，造大陆板块交界区，地质构造运动激烈、地质地貌成29人死亡、19人失踪、8人受伤，直接经济损复杂等原因为滑坡泥石流灾害的孕育提供了重要失6508．6万元。滑坡泥石流灾害不仅直接威胁到条件，同时云南受印度季风(南亚季风)和东亚季人民生命财产安全，也成为了限制山区经济发展风的交替影响，季风背景下干湿季分明的天气气的重要因素之一，防灾减灾形势日益严峻，以往的候特点和85％的雨水集中在汛期，为滑坡泥石流研究l15_主要是从危险区划、滑坡泥石流灾害与灾害的形成提供了最关键的外在激发因素，致使降水的关系、临界雨量指标等方面人手，本文综云南成为滑坡泥石流灾害最严重的地区之一。仅合考虑影响滑坡泥石流发生、发育的内、外动力2010年云南省就发生滑坡565起，泥石流134起，环境因素共同作用，基于滑坡泥石流风险区划和临其中典型灾害例如2010年4月18日04：00金平界雨量、雨强研究结果建立滑坡泥石流灾害预报县老集寨乡安福村中型泥石流灾害造成4人死亡、预警模型。结合定量降水预报业务即可开展滑坡1人失踪、1人受伤，直接经济损失121万元；泥石流灾害预报预警业务。期望业务的开展能为2010年7月26日贡山县普拉底乡米谷村米角河电滑坡泥石流灾害的预报预警起到一定指示作用。站大型泥石流灾害，造成3人死亡、8人失踪、11人受伤，直接经济损失200万元；2010年8月181资料来源日01：30左右贡山县普拉底乡东月谷村东月谷河发生特大泥石流灾害，泥石流物质冲人怒江，导(1)降水资料：云南省124个观测站2000—致怒江短暂阻断2h，堆积体以上水位上升6m，2011年的O8：00一次日08：O0时逐日降水资料。因灾死亡39人、失踪53人、受伤39人，直接经(2)灾情资料：主要采用云南省气象台收集的济损失1．4亿元，玉金公司东月谷铁矿选厂被冲2000—20l1年滑坡泥石流灾情资料，并整合了云毁，交通、电力、通讯等基础设施损毁严重；2010南省国土资源厅和中国科学院成都山地灾害与环年8月21日昆明市东川区拖布卡镇红岩铁矿采场境研究所提供的部分灾情资料，选取时间记录清中型滑坡灾害，造成4人死亡、1人受伤，直接经楚的灾情，共计1101个。由于灾情发生的具体地济损失340万元。2010年9月1日22：20保山市点缺乏经纬度信息，因此灾情的发生地以县级行收稿日期：2013—03—07修回日期：2013—04—29基金项目：云南科技惠民计划项目“云南怒江流域精细化地质灾害气象预警系统研究及示范”(2013CA014)；中国气象局山洪地质灾害防治气象保障工程“云南省山洪地质灾害精细化气象预报预警业务系统研究”项目；云南省气象局预报员技术开发专项项目“云南省滑坡泥石流灾害预报预警模型精细化研究”(YB201301)作者简介：闵颖(1981一)，女，云南昆明人，工程师，主要从事数值模拟和资料同化的研究．E—mail：swallow023@tom．tom 218灾害学28卷对应的滑动累积降水量在100mm左右，相对这个从临界雨强日数的分布(图4)可以看出，滇中心之前的灾害次数和降水量的关系，之前的累西及滇西南边缘地区、滇南和滇东南的临界值较积降水量小于25mm却集中了大量的灾情样本，大。文山州的临界值较大，但灾情比较少，考虑主与实际情况不符合，而之后的灾情样本随累积滑要是由于滇东南地势较为平坦，地质灾害危险区动衰减增加而下降很快，因此前期累积雨量时段划属于中低危险区，因此需要较大的临界值才能统一采用10d。诱发山洪灾害。滇西北、滇东北的临界值相对较由于降水资料空间分辨率低以及云南滑坡泥小，主要是由于地势复杂，海拔高而多山地沟谷地石流灾害调查资料十分有限，临界雨量分析计算形，在一定的累积降水下容易达到发生山洪灾害难度大，因此在计算临界雨量时，不仅对单站的的条件。临界雨量进行分析计算，还根据图3，对每个地质2．2．4临近24h雨强灾害区分别计算了临界雨量，当某一县站最小的临界雨量和前10d雨强13数两个因子考虑的临界雨量<10mm时，就选取该县站所在的地质灾都是前期降雨的情况，如果前期降水丰沛的话会使害区的临界雨量进行订正，若该地质灾害区的临土壤墒情增大，使得滑坡泥石流灾害处于易发状界雨量也<10mm，则该县站的临界雨量选用距离态，如果再有新的降水补充的话，将会使土壤含水该县站较近的另一县站的临界雨量替换。量达到过饱和状态，加剧了产生滑坡泥石流灾害的临界雨量的计算采用文献[13]中的方法，即：可能性，因此将临近24h雨强也作为一个雨强指R0=R(当日)+R(前1d)+尺(前2d)+。(1)标。规定无雨、小雨、中雨、大雨、暴雨以上降雨量级式中：R。指每次个例的临界雨量；(当Et)指滑坡分别对应指数值1，2，3，4，5。泥石流发生当天24h雨量，实际业务中用预报值代2．3综合计算模型等级指标替；(前1d)和R(前2d)分别指滑坡泥石流发生对于地质灾害区划这个因子，确定了3个不同前第1d和第2d24h雨量；指滑坡泥石流发生前等级的临界值，其他三个0气象0因子口都口确定了5个不第3d至第10d有效雨量，其经验公式为：同等级的临界值，利用文献[16]中的统计公式10=====R=∑Ak-2R。(2)l2345k：3(6CC2C3C4式中：R表示滑坡泥石流发生之前第k日的雨量，．L((((A=∑0()，)．．．．k=3，4，5，⋯，l0，A为衰减系数，各县站取值不同。＼Irr／一／一r与文献[13]中取所有个例中临界雨量最小值6666／／／／／L作为区域临界雨量不同，本文根据国土资源部和中国气象局《关于联合开展地质灾害气象预报预警工做出云南省滑坡泥石流＼{灾r害＼4r等级r预报。其中ACCC234作协议》的规定，采用百分位的方法将临界雨量为预报结果，。是各因子预报值，b是因子值，C是临＼，＼＼划分为5个等级，即其取值位于概率区间(0，20％)，界值。预报结果取值位于(0，7．9)，(7．9，11．9)，(20％，40％)，(40％，60％)，(6O％，80％)，(80％，(11．9，15．9)，(15．9，～)，分别代表可能性很小、可100％)，分别对应指数值1，2，3，4，5。能性较小、可能性较大、可能性大和可能性很大。由于有些县站的灾情个例少于10个，会造成不同级别中临界值相同的情况，以就高原则进行等级3预报预警模型业务试验情况及个例判断。另外，沾益、陆良、安宁、太华山、石林、弥勒、检验宁洱、六库8站没有灾情资料，指数直接取为1。2．2．3前10d雨强日数通过上述方法建立的预报预警模型于2012年水分是滑坡泥石流发生的必要条件，连阴雨天6月1日正式投入业务应用，由后台程序执行计气易引起滑坡的发生，强度大的降雨则是绝大多数算，最终生成文本格式和图片格式产品，产品的滑坡泥石流发生的水动力条件，因此本文考虑将前时间分辨率为6h，空间分辨率以县级行政区或10d雨强日数作为模型中的一个因子。3km×3km栅格为预报单元。前10d雨强日数的定义为滑坡泥石流发生当下面对2012年9月11日昭通市彝良县泥石流天至发生前第10d内达到中雨量级以上的日数。划灾害个例进行回代计算，以检验模型的预报能力。分等级方法同2．2．2节中的临界雨量部分。定量降水集成产品提前5d(120h预报)就预报出 220灾害学28卷11—13日有一次雨带自北向南，自东向西推的强参考文献：降水过程。而且随着预报时效的临近，其预报趋势稳定可信，比较而言提前1d(24h预报)的强度[1]唐川，周钜，朱静．云南崩塌滑坡危险度分区的模糊综合分和降水落区与实况更相似。因为灾情发生在凌晨，析法[J]．水土保持学报，1994，8(4)：48—54．[2]段旭，陶云，刘建宇，等．云南省不同地质地貌条件下滑坡所以预报产品短期时效内的起报时间均采用O8时，泥石流与降水的关系[J]．气象，2007，33(9)：33—39．短时时效内的起报时间采用20时。从整个预报时[3]余峙丹，张辉，郭荣芬．云南省楚雄特大滑坡泥石流气象成效来看(图5)，都报出了两个地质灾害气象风险等因[J]．气象科技，2010，38(1)：136—140．[4]谢明恩，程建刚，范菠．云南滑坡泥石流灾害的气象成因与级较高的区域，一个位于昭通一昆明东北部，另监测[J]．山地学报，2005，23(5)：571—578．一个位于普洱东部一红河南部，区别在于48h的[5]陶云，唐川，段旭．云南滑坡泥石流灾害及其与降水特征的预报昭通北部(包括彝良地区)风险等级报的轻了关系[J]．自然灾害学报，2009，18(1)：180—186．一个量级，24h以及12h预报的话，量级有所提[6]彭贵芬，段旭，张杰，等．云南滑坡泥石流灾害精细化气象预警系统[J]．气象科技，2008，36(5)：627—630．高，彝良地区的风险等级报到了风险高一档。总[7]唐川．云南怒江流域泥石流敏感性空间分析[J]．地理研究，之，这次预报对于震后的接踵而至的滑坡泥石流2005，24(2)：178—185．灾害起到了很好的指导作用。[8]彭贵芬．云南气象地质灾害危险等级PP．Es预报方法[J]．气象科技，2006，34(6)：745—749．[9]张红兵．云南省地质灾害预报预警模型方法[J]．中国地质4结语灾害与防治学报，2006，17(1)：40—42．[10]唐川．云南省泥石流灾害区域特征调查与分析[J]．云南地理环境研究，1997，9(1)：1—9．(1)模型综合考虑了影响滑坡泥石流的内外因[11]朱静，唐川．云南省泥石流灾害危险度分区研究[J]．中国子，模型将地质因子和气象因子糅合，具有一定地质灾害与防治学报，1996，7(2)：86—93．[12]张玉龙，王龙，李靖，等．云南省山洪灾害临界雨量空间的合理性。插值分析方法研究[J]．云南农业大学学报，2007，22(4)：(2)模型中的降水资料既用到了实况资料，还570—573，581．用到了预报资料，实际业务中，预报资料通过定[13]王仁桥，周月华，王丽，等．大降雨型滑坡临界雨量及潜势预报模型研究[J]．气象科技，2005，33(4)：311—313．量降水预报业务得到，预报正确与否直接关系到[14]赵鑫，程尊兰，刘建康，等．云南东川地区单沟泥石流危滑坡泥石流预报的准确与否。险度评价研究[J]．灾害学，2013，28(1)：102—106．(3)模型的预报预警能力有待进一步验证。[15]贺拿，陈宁生，曾超．泥石流起动机理研究现状及趋势(4)模型中灾情和降水资料都只考虑到了县一[J]．灾害学，2013，28(1)：121—125．[16]薛建军，徐晶，张芳华，等．区域性地质灾害气象预报方级，今后应当把乡镇降水资料应用到模型中，以增法研究[J]．气象，2005，31(10)：24—27．加预报精度。[17]彭芳，吴古会，杜小玲．贵州省汛期短时降水时空特征分析[J]．气象，2012，38(3)：307—313．PredictionModelaboutLandslideandDebrisFlowinYunnanProvinceMinYing，HuJuan，LiChao，XuYingjie，LiHuahong，LiXiang，WanShiyun，LiLeiandYangSuyu(YunnanMeteorologicalObservatory，Kunming650034，China)Abstract：Basedonthedataofprecipitationanddisasterfromyear2000toyear2011．insideandoutsidefac—torsinfluencedlandslideanddebrisflowhavebeencomprehensivelyconsidered．Theamount．intensityofrainfallandgeologicalstructure，whichcauselandslideanddebrisflowhavebeenemphaticallyanalyzed．Thetargetsoflandslipgradeforecastwerefound．Combiningthequantitativeprecipitationpredictedbusiness，thepredictionmod—elaboutlandslideanddebrisflowhasbeenformed．ThemodelreflectsgoodpredictionabilityinYiliangdisasteratSeptember11，2012bycheckingexample．KeyWOrds：landslide：debrisflow；predictionmodel；Yunnan