谢建芳 何兴林 费婷婷

(1.福建省福州市永泰县气象局， 福建 福州 350700，2.福建省福州市气象局，福建 福州350007；3.福建农林大学，福建 福州 350007)

0 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30年滑坡隐患点达116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[1]采用贝叶斯后验概率分析法对湖南省古丈县2016年7月17日群体滑坡的地质环境与降水诱发成因进行研究；胡涛等[2]对贵州省思南县滑坡临界雨量进行研究；方喆敏[3]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[4]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[5]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7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。

1 资料来源

本文使用的数据为永泰县1992—2021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2022年地质灾害防治方案》。

2 区域概况

永泰县地理坐标25°39′56″～26°04′21″N，118°07′08″～119°12′30″E,区域内主要是中低山地，海拔高度500～1000m，落差300～500m，部分达1000m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600～800m。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，水汽充沛，年降雨量1526.0mm ，5—8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。

3 降雨的分布特征

3.1 雨量监测站分布情况

永泰县辖21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500m以上。

3.2 降雨时间分布特征

统计永泰县1992—2021年平均月降雨量、月暴雨日数、滑坡次数(图1)。由图1可见，5—8月降雨量最为集中，平均累计848.3mm，占年降雨量的52.2%。降雨量最大的是6月，平均为238.2mm。5—8月也是暴雨集中时段，共出现111次暴雨，占年暴雨总次数的74.5%。其中，8月出现暴雨次数最多，共36次。滑坡灾害数量集中时段为6—9月，累计次数为81次，占全年总数的 69.8%，滑坡次数最多的月份是7 月，为27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1 1992—2021年平均月降雨量、月暴雨日数、滑坡次数统计

3.3 降雨量空间分布特征

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1638.0m，海拔最低为东南面塘前乡官烈村，海拔仅10m。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1745.6mm，出现在丹云乡，最小值为1390.1mm，出现在东洋乡。年降雨量大值区主要集中在海拔500m以上的高海拔山区(图2)。

图2 1992—2021年永泰县平均年降雨量空间分布图

4 滑坡分布特征

4.1 滑坡的时间分布特征

1992—2021 年永泰县滑坡隐患点116个，随时间变化不均。1992—2005年滑坡次数变化平稳，2006—2016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2015年以后，灾害数量明显增大，到 2016年达到最大。滑坡灾害极端性特征在近10年越发显著(图3)。

图3 1992—2021年逐年滑坡次数

4.2 滑坡空间分布

1992—2021年，先后出现116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4)。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560m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200m左右，南部最高海拔1745m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1个。

图4 1992—2021年永泰县平均年雨量和滑坡点空间分布

4.3 滑坡的高度分布特征

滑坡隐患点分布和海拔高度呈正相关关系。通过对1992—2021年滑坡隐患点的高程分布统计可见，滑坡事件主要分布在500m以上的山区，共有75个，占滑坡总灾害数的64.7%。其中，600～800m 范围内的滑坡灾害点数量最多，达到 57个，占滑坡总灾害数的49.1%。0～200m的灾害数量最少，仅有24个，占滑坡总灾害数的20.7%(表1)。

表1 各乡镇海拔高度和滑坡次数统计

5 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。

5.1 滑坡和当日雨量的关系

表2统计滑坡事件和当日降雨量的分布区间，由表2可见，5.9%的滑坡灾害发生当日无降雨，14.7%的滑坡灾害发生当日24h内降雨0～10mm，14.7%的滑坡灾害发生当日24小时内降雨10～25mm，5.9%的滑坡灾害发生当日24小时内降雨25～50mm，58.8%的滑坡灾害发生当日24小时内降雨50mm以上。这表明滑坡与当日降雨量关系密切。

表2 滑坡事件和当日雨量分布区间占比

5.2 滑坡和前期累计降雨量的关系

表3分析永泰县滑坡事件与发生当日及前10天降雨量相关关系。采用Pearson相关系数计算方法解析[6]，规定数组一为滑坡事件的发生，数组二为滑坡事件前1～10天的降雨量(R1～R10)。滑坡事件前1天的降雨量为R1，滑坡事件前2天的累计降雨量为R2，滑坡事件前3天的累计降雨量为R3，依此类推。数组一和数组二的线性相关越强，Pearson相关系数就越接近1(线性递增)或-1(线性递减)。一般认为相关系数小于0.3为无相关性，相关系数0.3～0.7为弱相关性，相关系数大于0.7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3天累计降雨量R3相关系数0.666，与滑坡事件关联最大。

表3 滑坡事件和前10天降雨量的相关系数

6 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。

①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。

②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。

③滑坡次数随时间分布不均。1992—2005年滑坡次数变化平稳，2006—2016年滑坡次数总体上升，且近10年个别年份出现突增。

④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。

⑤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500m以上的山区，占滑坡总灾害数的64.7%。

⑥滑坡灾害受降雨影响来自两方面，一方面是58.8%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Pearson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3天累计降雨量与滑坡事件关联最大。