于竹娟，罗贵东

(达州市气象局，四川 达州635000)

达州市地处大巴山南麓，是四川省的人口大市、工农业重镇，是四川省、重庆市和陕西省三省市结合部的商贸中心和交通枢纽，素有“川东明珠”之美誉.但是市域地质环境条件复杂，降雨充沛，人类工程活动强烈，因此地质灾害灾情重、种类全、频率高，是四川省地质灾害易发区之一.

地质灾害是指包括自然因素或者人为活动引发的危害人民财产和生命安全与地质作用有关的灾害.达州市地质灾害以滑坡、崩塌、不稳定斜坡、地面塌陷为主.[1]达州地质灾害多发易发，除了与本身地质构造特点有关外，还与降水、人类工程活动等自然条件有关.[2-11]大量研究表明，[12-17]地质灾害与降水的时空分布有着密切联系，降雨强度越大，地质灾害越容易发生.

2017年我们采用基于前期降水量和当日降水量的降水阈值方法，[18]研发了基于概率分布的达州市地质灾害与降水关系的地质灾害预报预警平台.前期降水通过气象站实际观测得到，未来降水则使用了通过我们本地订正的四川省气象台精细化平台的格点定量降水预报.四川省气象台2017年发布的水平分辨率10KM的格点化定量降水预报产品，通过本地预报员人工订正后具有较高的分辨率和准确性.现在我们对这个产品的实际应用进行定量研究，对进一步改进和完善两种产品，提供预警效果具有很重要的意义.

持续性强降雨由于持续时间长，累计雨量大，岩土会充分达到饱和，容易引发大规模的滑坡、泥石流.2019年“6.20-6.22”持续性强降雨造成全市9.1万人不同程度受灾，直接经济损失达3.58亿元，其中，引发万源、大竹多起地质灾害.针对本次过程，达州市自然资源和规划局、达州市气象局联合发布了三期地质灾害气象风险黄色(Ⅲ级)或橙色(Ⅱ级)预警.本文尝试以“6.20-6.22”持续性强降雨引发的地质灾害为对象，定量检验达州市地质灾害预报预警平台发布的地质灾害气象风险预警产品，总结经验，以期更好地使用地质灾害气象风险模型和格点化定量降水预报，提高预警效果.

1 过程概述

15日开始，我市出现连阴雨天气，20日到22日全市陆续出现强降雨.20日万源北部暴雨；21日大竹、渠县部分地方出现暴雨；22日宣汉大部地方大到暴雨，其余地方小到中雨，局部暴雨.此次连续性降雨天气过程，全市共有53个站点累积雨量超过100mm，最大大竹永胜302mm.特别是在20到22日的强降雨过程中，有11站次小时雨强超过50 mm·h-1，万源竹峪和大竹永胜两小时达大暴雨.20到22日的强降雨过程，一是雨强大，二是时间集中，造成大竹、万源等多地出现滑坡、泥石流和崩塌.

2 资料来源与检验方法

2.1 资料来源及说明

地质灾害灾情险情资料来源于达州市地质环境监测站，包含了地质灾害发生时间、地点、规模、受灾人口、原因、财产损失等信息.降水数据，包含国家气象站和区域自动气象站观测数据、达州市气象台24h格点化定量降水预报产品.达州市地质灾害气象风险预警产品预报时效为24h.产品预报时段从当日20时至次日20时.

2.2 预警检验方法

预警检验方法我们采用了两种评价标准.

(1)按照中国地质灾害防治工程行业协会2018年发布的《地质灾害区域气象风险预警标准(试行)》(下面简称《标准》)中关于预警准确率的评价方法规定，如果有地质灾害点落入预报区范围内，则表示此次预报准确，如果无地质灾害点落入预报区范围内，则表示此次预报不准确.将预报准确的次数除以总的预报次数即为预报准确率，计算公式如下：

式中：p—预报准确率；m—预报准确的次数；n—预报次数.

(2)2016年10月，中国气象局下发了《暴雨诱发地质灾害气象风险预警业务规范》(以下简称《规范》).《规范》规定，检验预报准确率时以县级区域和单点(滑坡、泥石流)为检验对象.当以县级区域为检验对象时，在该预报时段内任意一点出现了地质灾害，则记录为一次预报正确.如果在上述区域，该预报时段所有的地质灾害点都未出现地质灾害，则记录为一次空报.

具体方案如下：

命中率：

(2)

(3)

(4)

其中，NA为预警服务产品发布正确次数，NB为空报次数，NC为漏报次数，ND为无预警服务产品预报正确次数.

3 “6.20-6.22”持续性强降水及其引发的地质灾害

3.1 “6.20-6.22”持续性强降水分析

图1是2019年6月19日20时至22日20时的过程累积雨量分布，我市北部和南部普遍出现了大到暴雨，部分地方降雨量超过了100mm，且均伴有小时雨强超过20mm的短时强降水.累积降雨量超过100毫米的地方主要出现在万源西北部、渠县南部和大竹部分乡镇.

图1 2019年6月19日20时-22日20时达州市累积降雨量

3.2 地质灾害概况

根据达州市地质环境监测站提供的灾情和险情信息，本次持续性降水过程中，地质灾害主要随雨带的移动而发生变化，共两个县出现了地质灾害(见表1).20日地质灾害主要出现在万源市竹峪镇一带，21日地质灾害主要出现在大竹县蒲包乡和万源市皮窝庙坡一带，22日大竹县蒲包乡一带、23日万源皮窝乡一带均再次出现地质灾害.地质灾害类型包括滑坡、泥石流和崩塌.此次地质灾害共威胁77户居民，291人；转移受灾群众24人，20户86人成功避险，直接经济损失176万元，潜在经济损失1450万元.针对上述地质灾害，选取了6月19日20时至21日20时的地质灾害气象风险预报产品进行检验.

表1 2019年6月21日-22日地质灾害

3.3 致灾分析

地质灾害受降水、岩组特征和人类经济活动等多种因素影响.达州地势由北向南倾斜，大巴山横直在万源、宣汉北部，明月山、铜锣山、华蓥山由北而南纵卧其间，属“川东褶皱剥蚀—侵蚀低山丘陵岭谷区”.区内地质灾害主要发育于低山、深丘部位，中丘、浅丘部位次之.根据刘德兵[1]等对达州地质灾害区划的研究，达州市地质灾害易发区的主要分布区域包括：东北部大巴山中山峡谷易发区、西南部低山深丘易发区、东南部华蓥山低山易发区、人类工程活动影响区和重点防治隐患点区域.进一步分析地质灾害发生地，此次过程发生地质灾害的地方均位于高易发区.

3.4 地质灾害气象风险预警产品

根据前期降水与未来24小时格点预报，达州市地质灾害预报预警平台从20日到22日连续三天预报了地质灾害气象风险Ⅲ级以上等级.20日万源和宣汉北部有Ⅲ级以上风险，其中，万源西北部有Ⅱ级风险；21日万源北部有Ⅱ级到Ⅲ级风险；22日全市大部地方有Ⅱ级到Ⅲ级风险.

4 预警检验结果与分析

4.1 预警检验

目前地质灾害气象风险预警业务只发布Ⅲ级及以上的地质灾害气象风险等级，下面对Ⅲ级及以上气象风险等级预报进行不分级别的检验.

(1)按照《标准》检验，20日准确率100%，21日50%，22日100%，三天地质灾害气象风险预警准确率达到83.3%.

(2)按照《规范》进行检验，结果如表2所示：在“6.20-6.22”持续性强降水引发的地质灾害中，全市6个县在6月20日至22日期间，地质灾害气象风险预警产品预报正确3个、漏报1个、空报6个、无预警服务产品预报正确8个，预报命中率61.1%，漏报率5.6%，空报率33.3%.根据这个定量检验结果，在业务使用时需要注意消除空报率，特别需要考虑地质环境和前期累积雨量以及后期短时强降水等因素的影响.

4.2 万源地质灾害个例与降水关系分析

6月15日开始，万源出现持续降雨，19日20时至20日20时，万源北部普遍出现大到暴雨，万源国家气象观测站59.6mm， 21日普遍小到中雨.受此影响，6月20日到21日万源市竹峪、虹桥及庙坡一带多处出现滑坡、泥石流等地质灾害.

地质灾害气象风险预警需综合考虑降水、地质条件等因素.降水不但要考虑持续降水影响，还与雨强有关.出现地质灾害的竹峪、虹桥一带，前期不但持续降水，19日夜间到20日白天还出现短时强降水.以竹峪镇为例，从图2可看出，20日07时开始雨强加大，08时小时雨强21.1 mm·h-1，09时小时雨强达86 mm·h-1，同一时段虹桥小时雨强也达42.6 mm·h-1.

图2 2019年6月19日20时-20日20时万源市竹峪镇逐小时雨量

庙坡乡在20日、21日均出现了滑坡，仅从19日20时至20日20时雨量看，庙坡区域站12.7mm，但出现地质灾害的点靠近花萼山和皮窝一带，皮窝、花萼山雨量分别为47mm、82.5mm，且20日10时至12时分别出现了33.4 mm·h-1、59.8 mm·h-1的短时强降水(见图3).

图3 2019年6月19日20时-21日20时万源市皮窝乡逐小时雨量

从地质条件方面分析，万源北部山区属于地质灾害重点防治区，20日主要发生的滑坡区属于竹峪-虹桥滑坡高易发亚区，位于万源市西北部，地貌以构造侵蚀中山岭脊-峡谷地形和构造侵蚀中山单斜山-不对称“V”型谷为主，海拔520～1600m，地形起伏较大，切割深，出露三叠和侏罗系地层，岩性以砂岩、泥岩、灰岩、砾岩、页岩为主，中间夹杂煤层，地质环境脆弱，现状地质灾害发育.

21日主要发生的庙坡一带滑坡区属于钟停—紫溪滑坡高易发亚区，位于万源市东北部，属大竹河流域，地貌以侵蚀溶蚀高中山岩溶褶皱山和岩溶断块山为主，海拔520～2200m，最大高差近1700m，区域北西-南东向紧密褶皱和断层均较为发育，出露地层有震旦、寒武、奥陶和志留系地层，岩性以灰岩、白云岩、砂岩、硅质岩、页岩为主，局部有采煤等活动，现状地质灾害发育.

因此，对于地质灾害预报高易发区，在地质灾害气象风险预警时，空报率较小，但在分析风险等级时，不仅要考虑累积降雨量，小时雨强也应该特别关注.

4.3 大竹地质灾害个例与降水关系分析

6月21日、22日大竹县蒲包乡一带出现了山体滑坡，塌方量1.065*105m3的,21日平台漏报了该起地质灾害.

6月20日20时至21日20时，大竹东部和北部出现大到暴雨，有5个站点雨量超过100毫米，国家观测站降雨量121.3毫米.蒲包乡42.2毫米，蒲包乡附近的永胜乡降雨量达218.9毫米.19日ECMWF、西南区域模式等客观模式均漏报了这次过程；格点化定量降水产品也只考虑了小到中雨，主观降水预报把大到暴雨时间推迟到了21日.因此，平台预报地质灾害气象风险Ⅳ级，认为发生地质灾害的气象风险等级较低.

在发生地质灾害的蒲包乡和永胜乡附近，实况降水比预报偏大明显.由图4和图5看出，地质灾害发生地有连续降水，最大小时雨强分别为14.6mm·h-1、71.4 mm·h-1.雨量大、雨势强、降雨时间长等均是引发蒲包乡山体滑坡地质灾害的有利气象因素.由此可见，雨量预报偏小会造成地质灾害气象风险预报等级偏低，导致预警漏报.

图5 2019年6月20日20时-22日20时大竹县永胜乡逐小时雨量

5 结 论

(1)持续性降水和短时强降水是造成此次地质灾害主要原因.准确的降水量级预报是地质灾害气象风险预警的基础，降水量级预报偏小、雨量预报偏小会造成地质灾害气象风险预报等级偏低，导致地质灾害漏报；反之则可能引起空报.

(2)地质灾害气象风险预警平台成功预报了“6.20-6.22”期间的地质灾害，按照地质行业的《标准》预报准确率达到83.3%；按照中国气象局《规范》命中率达到61.1%，漏报率5.6%，空报率33.3%.各项指标均表明，预警平台有很好的指导作用.

(3)按照中国气象局暴雨诱发地质灾害气象风险预警业务规范，达州市地质灾害风险预警客观预报方法空报率较漏报率高，实际业务预警发布还需综合预警发布前降水特点和降水量级、主观降水量级订正、以及达州地质灾害发生特点等进行订正应用.