马边彝族自治县滑坡地质灾害自动化监测预警雨量阈值研究

马边彝族自治县滑坡地质灾害自动化监测预警雨量阈值研究

娜子布林

乐山市地质环境监测站

摘要

马边县是地质灾害易发、高发地区之一，地质灾害自动化监测是防灾、减灾的重要手段之一，但是自动化监测中传感器阈值设置的合理性是难点之一，本文通过逐年、逐日、三日降雨量与滑坡地质灾害的偶合关系进行研究发现，日雨量45mm，以及三日雨量未89mm出现明显拐点，通过此结论有针对性的对每处地质灾害点设置预警阈值。

关键词：自动化监测、滑坡、雨量、阈值

一、地质灾害现状

马边县全境地处横断山脉东部、四川盆地和云贵高原的过渡地带，属山地地貌，地势西高东低，东西两面主要是中山（单面山中山区、垣状中山区），向中间马边河河谷过渡，山脉多近于南北走向，年平均最大降雨量1106.9mm，是地质灾害易发、高发地区之一。

马边彝族自治县现有在册地质灾害隐患点89个，其中滑坡56个，崩塌30个，泥石流3个。

二、地质灾害灾（险）发生情况

对2017年来马边县的灾险情情况进行了统计，五年来马边共发生灾险情86处，其中滑坡46处，崩塌38处，泥石流2处。按年份，2017-2021年，分别为21处、12处、14处、28处、11处。

三、专业监测预警体系运行情况

马边现有监测点47个，包括设备为雨量站47台，裂缝计42台，GNSS3台套，目前来看，设备基本能正常运行。

四、监测预警存在的主要问题

监测预警存在主要问题为2点，第一点为误报较多，第二点为预警阈值设置不太合理，存在千篇一律，普遍偏低的特点。

五、实况降雨分析及地质灾害耦合关系

区内的地质灾害受地质环境条件、气象水文以及人类工程活动的影响，具有点多、面广等特点，在时空上及行政区域分布不均、但在地段上及时段上分布具有集中性等特点。目前马边县累计发育地质灾害隐患点491处，其中滑坡251处，崩塌226处，泥石流14处，规模主要以中、小型为主。（见图5.1）

图5.1马边县各乡镇地质灾害分布图

（一）地质灾害形成发育与降雨的关系

根据马边当地的气象资料，一年当中雨季一般集中在5月到9月，而这个阶段内地质灾害的爆发频率是一年当中最高的。通过对地质灾害点发生时间按照月份统计的结果（表5.1）进行分析，在现有491个地质灾害点中，发生在7月份的最多，达到117个；其次是6月份及8月份，分别为99个及92个，而从5月份到9月份一共有432个，占全年发生地质灾害总数的72.5％。这说明研究区内的地质灾害的发生与雨季中大量的降雨有直接的关系，暴雨通常伴随着地质灾害大量爆发。

表5.1马边县现有地质灾害点发生月份统计表

图 5.2地质灾害与降雨关系统计图

（二）地质灾害形成发育与最大降雨量的关系

根据收集马边县各雨量站月降雨资料进行统计（见表5.2），从降雨分布的空间上看，具有由马边向斜核部向两翼逐渐增高的规律，核部平均降雨量达1100mm～1100mm，而两翼降水量相对较多，平均降水量最高可达1700mm。

从发生年份来看，县域内近年来有两次明显的区域性超强降雨过程，一次是 2017年“8.23”洪灾，当月最大降雨量达322.8mm；另一次是2019年“8.3”洪灾，当月最大降雨量达329.5mm。这两次超强降雨都引发了大量的地质灾害，发生不同程度的灾情。

表5.2   2015～2020年降雨统计表

通过统计马边县历年最大月降雨量与诱发新增或加剧变形地质灾害数量关系，进而得到区内地质灾害发育与月最大降雨量的关系（图 5.1-4）。

图 5.4地质灾害发育与月最大降雨量的关系图

经统计分析表明：当月降雨量在100mm以下时，对马边县的地质灾害的发育影响不明显，当月降雨量在100mm以上时马边县的地质灾害的发育数量呈倍数上涨。同时纵观全县的最大月降雨量分布与全县的地质灾害发育的统计关系来看，马边县地质灾害与降雨量呈正比关系，降雨量越大，则诱发或加剧变形的地质灾害数量越多。

综上所述，影响区内地质灾害发育的气象因素主要是短时降雨强度和连续降雨量，降雨强度大的暴雨或降雨量多的连续多日降雨汇聚的大量地表水通过入渗作用浸润、饱和及软化岩土体，在增大岩土体容重的同时也降低了软弱结构面的抗剪强度，促进了斜坡向不稳定方面发展，引发滑坡、崩塌及泥石流的发生、发展。

根据灾险情发生时间，对附近站点雨量数据进行了收集、整理、统计。日雨量范围为35-78mm，3日雨量未54-179mm。对降雨量与地质灾害发生频次进行统计，得到下表。日降雨量与地质灾害发生频次通过多项式分析在日降雨量为45mm时出现明显拐点，三日降雨量与地质灾害发生频次通过多项式分析在3日降雨量为89mm时出现明显拐点。

图5.5 日降雨量与地质灾害发生频次相关性

图5.6 日降雨量与地质灾害发生频次相关性

六、阈值优化结果

根据研究结果对马边地质灾害雨量阈值进行优化，主要有两个数据，日雨量45mm，以及三日雨量未89mm出现明显拐点。并且马边雨量总体来说南高北低，地质灾害主要发育在中部。总体小时降雨量蓝色预警应在25mm，日降雨量蓝色预警为45mm。根据区域不同，地灾点稳定性，危险性不同进行调整。具体见附表2.