浙江省诸暨市地质灾害与临界降雨量关系探讨

何元才,沈万里,杜欢欢

(1.浙江省第四地质大队，绍兴　312000；2.浙江省有色金属地质勘查局，绍兴　312000)



浙江省诸暨市地质灾害与临界降雨量关系探讨

何元才1,沈万里2,杜欢欢2

(1.浙江省第四地质大队，绍兴312000；2.浙江省有色金属地质勘查局，绍兴312000)

地质灾害的发生除了地层岩性、地质构造、地形地貌等内在因素外，降雨量是常见和重要的诱发因素。不同的地质环境条件，诱发地质灾害的降雨量是不同的。本文根据不同的地质环境条件，将诸暨市地质环境分为脆弱区、较脆弱区、基本稳定区和稳定区4个区域，并分别建立了临界降雨量特征曲线，为预报预警提供科学依据。

地质灾害；地质环境条件；前期降雨量；临界降雨量

临界降雨量确定合理与否，对一个地区的地质灾害防治工作至关重要，它关系到地质灾害预警信息发布及时和准确性。以往的地质灾害预警预报往往不论地质环境条件，也不论降雨过程的不同，以县级行政区划为单位，给出一个固定的单位时间降雨量值作为临界值。这样可能会导致防治重点不够突出，造成不必要的投入。科学的做法是按照不同的地质环境条件，分别建立临界降雨量预警值，科学准确及时发布预警预报信息。

1　地质环境条件与地质灾害概况

1.1地质环境条件

诸暨市位于浙江省中北部，属亚热带季风气候区，具有典型的丘陵山地气候特征，雨水较多，多年平均降水量约1 401.8 mm，蒸发量1 300 mm，降水日年均约177.3 d，相对湿度约81.7%，降水量最大值为1 755.6 mm，最少930.3 mm。

诸暨市全境处于浙东南、浙西北丘陵山区两大地貌单元的交接地带，由东部会稽山低山丘陵、西部龙门山低山丘陵、中部浦阳江河谷盆地和北部河网平原组成。地貌上大致分为构造侵蚀低山、侵蚀剥蚀丘陵、冲积平原及山间谷地、湖积平原4类。构造侵蚀低山区面积205 km2，主要分布市境东、西两侧的岭北、璜山、东白湖、陈宅和马剑一带，绝对高程500 m以上，相对高差100～300 m，冲沟发育，地势陡峭，坡度一般在25°以上。侵蚀剥蚀丘陵区面积1 585 km2，分布于低山与平原之间过渡地带，绝对高程50～500 m，相对高差多在200 m以下，地形较陡，坡度一般在15°～30°。冲积平原及山间谷地区面积409 km2，分布于中部浦阳江及其支流沿岸，高程一般在50 m以下，地形相对平坦。湖积平原区主要分布于江澡、山下湖和阮市一带，绝对高程在10 m以下，地势低平，多湖泊、湿地。

诸暨市出露的地层自元古代至新生代均有出露，主要的工程地质岩组有火山岩、变质岩、沉积细碎屑岩和碳酸盐岩4大类。构造上处于江绍拼合带上，以北东向断裂构造和褶皱构造最为发育，北西向断裂构造次之[1]。

根据地质环境条件，全市地质环境可划分弱区、较脆弱区、基本稳定区和稳定区4个区域(表1)。

表1　诸暨市区域工程地质条件分区表

1.2地质灾害概况

截止2014年底，全市已发生地质灾害点146处，造成直接经济损失近300万元。另有地质隐患点70处，威胁人群1 200余人和7 800余万元的财产安全。主要灾害类型为崩塌、滑坡和泥石流。规模上绝大多数为小型，中型的仅有1处。分布地域上除浣东、陶朱、马剑和王家井4个乡镇外，其余23个乡镇均有不同数量分布，其中东白湖镇最多达23处。另外，全市共有地质灾害隐患点70处，其中已发生仍存在隐患的有27处，未发生地质灾害隐患点43处，类型上泥石流隐患12处，滑坡隐患19处，崩塌隐患38处，地面沉陷隐患1处。地质灾害隐患点主要分布于东南部的变质岩区。另有不稳定斜坡68处[2]。

2　降雨与地质灾害关系分析

2.1代表性雨量站点选取

针对地质灾害的发育规律及形成条件，选取了陈蔡、应店街、街亭和石门4个雨量站点自2008年1月1日至2014年底的1 h降雨资料(应店街站数据从2011年开始)，进行降雨与地质灾害关系分析，分别代表变质岩区、沉积岩区、火山岩区和岩浆岩区。

2.2典型降雨时段与地质灾害发生情况

诸暨市地质灾害群发期与前期降雨特征值见表2 。

表2　诸暨市群发地质灾害发生前降雨特征值统计表

2.3降雨特征值与地质灾害关系

2.3.1最大前期雨量确定

为更加准确的判断降雨与地质灾害的关系，做出Ⅰ区已知发生时间的127处地质灾害点做前期降雨量与发生前1 h、3 h、6 h、12 h和24 h降雨量散点图[3](图1)。

图1　Ⅰ区单位时间降雨与前期雨量关系散点图

从图1可以看出5个子图中的横轴位置密集点均出现在200 mm左右，说明Ⅰ区前期降雨临界值为200 mm。

2.3.2发生前单位时间临界降雨值确定

当前期降雨小于200 mm时，岩土体总体处于干燥至饱和之间，对于一个特定点来说，它的发生有以下几种可能：一是受短时(1～3 h内)暴雨、大暴雨，甚至是特大暴雨触发；二是受历时较长(3～12 h)的大雨触发；三是受持续中到大雨触发。当然这三种状态前期都可能有一定量的前期降雨，另外也可能受持续暴雨触发。

若是第一种状态，发生前1 h或 3h雨量应相对较大，而6 h、12 h、24 h就不一定非常突出；相反若是后几种状态，则1 h雨量不一定很大。为了比较精确地确定各个不同时长的临界降雨值，我们对样本进行了一些处理。以1 h为例，首先删除前期降雨大于200 mm的样本，然后对剩下的样本再进行甄别，剔除明显是受3 h、6 h等强降雨引发的点。通过以上处理重新绘制散点图，分别得到1 h、3 h、6 h、12 h和24 h散点图，并通过该图画出一条从点(200，0)出发的直线,得到1 h、3 h、6 h时、12 h和24 h的临界降雨量分界线Li(图2、图3、图4)。我们可以这样认为：直线Li下方对应的i小时降雨量引发地质灾害的可能性较小，而在其上方则存在引发地质灾害的可能，且离得越远，可能性越大。不过Ⅲ区因样本数偏少，规律性不如其他两区清晰，局部按实际地质条件作了一些微调。

图2　Ⅰ区单位时间降雨与前期降雨关系图

图3　Ⅱ区单位时间降雨与前期降雨关系图

图4　Ⅲ区单位时间降雨与前期降雨关系图

为方便使用，我们将诸暨市崩塌、滑坡发生所需的临界降雨量值列表于表3～5。

3　泥石流临界降雨量

从已发生的泥石流情况来看，诸暨主要为坡面型泥石流，真正的沟谷型泥石流仅东白湖镇廖宅新屋基一处。因该泥石流发生时间早，具体情况无从考证，但就坡面型泥石流而言，一般均在崩塌、滑坡群发期才会发生，期临界降雨值要远大于崩塌和滑坡。

表3地质环境脆弱区(Ⅰ)崩塌、滑坡发生临界降雨量表(单位：mm)

斜坡状态前期过程降雨临界降雨量1h3h6h12h24h干燥025406090120湿润5020304570901001520304560饱和15051015203020000000

注：表中数据经Li线读取后，采取了凑5和凑10处理，即不到5或10的，上调为整5或整10(下同)。

表4地质环境较脆弱区(Ⅱ)崩塌、滑坡发生临界降雨量表(单位：mm)

斜坡状态前期过程降雨临界降雨量1h3h6h12h24h干燥0305080100125湿润50254065801051002030506080饱和1501525354555200101520253025000000

表5地质环境基本稳定区(Ⅲ)崩塌、滑坡发生临界降雨量表(单位：mm)

斜坡状态前期过程降雨临界降雨量1h3h6h12h24h干燥0406090120140湿润5010035305545806510085120100饱和15020025030035025201550353020100504030150705040200806050250

从已知的8处坡面型泥石流来看，前期降雨最少的达140 mm，最多的可达500 mm以上，而泥石流发生前1 h，无一例外，均有暴雨发生，1 h雨量约为崩塌、滑坡相应临界值的2倍。据此，对诸暨泥石流的临界降雨值确定如下：

(1) 当前期降雨未达崩塌、滑坡相应临界前期雨量时，分别按崩塌、滑坡对应临界值的2倍来考虑。

(2) 当前期降雨达到崩塌、滑坡相应临界前期雨量时，分别按崩塌、滑坡对应最低档次临界值的2倍来考虑。如Ⅰ区，其最低档次前期降雨量为150 mm。

4　不同降雨状态下地质灾害发生的可能性

为更加直观地反映诸暨全市在不同降雨条件下发生地质灾害的可能性及其大小，根据不同区域临界降雨量表，结合诸暨的降雨特征，以下列出了几种典型降雨状态下，全市不同区域发生地质灾害可能性的对照情况(表6)。

5　结论

(1) 地质灾害形成条件可以概括为两类：一是内部条件，包括地质和地貌，即内因；二是触发条件，包括降雨和人类工程活动，即外因。外因必需通过内因才能发挥作用。

(2) 诸暨市群发前期降雨临界值为200 mm。

(3) 地质灾害发生与降雨的特征有关。不同地质环境条件下发生地质灾害对降雨的要求是不同的。

(4) 相同地质环境条件下，不同的前期降雨对引发地质灾害所需的降雨量也是不同的。根据地质环境和前期降雨特征不同，所确定的临界降雨量能更好、更准确地为地质灾害预警提供依据。

表6　不同降雨状态下诸暨市地质灾害发生可能性大小对照表

[1]浙江省地质矿产局.浙江省区域地质志[M].北京:地质出版社,1989.

[2]沈万里,陈健，蒋尧兴.浙江省诸暨市农村山区地质灾害详细评价报告[R].浙江地勘实业发展有限公司,2015.7.

[3]李长江，麻士华，朱兴盛.降雨型滑坡预报的理论、方法及应用[M].北京:地质出版社,2008.

STUDY ON GEOLOGICAL DISASTERS AND CRITICAL RAINFALL IN ZHUJI CITY，ZHEJIANG PROVINCE

HE Yuan-cai1,SHEN Wan-li2,DU Huan-huan2

(1.Zhejiang Province Fourth Geological Brigade，Shaoxing312000,China; 2.Non-ferrous metals geological exploration bureau of Zhejiang province,Shaoxing312000,China)

Stratigraphic lithology, geological structure, topography, etc. Is the inner factor of geological disaster. Rain is a common and important cause geological disaster inducing factors. Different geological environment condition, induce geological disasters of rainfall is different. According to the different geological environment condition, zhuji city geological environment can be divided into vulnerable area, weaker area, basic stability region and stability region in four regions, and established the critical rainfall characteristic curve, respectively, which will provide a scientific basis for forecasting warning.

geological disasters; geological environmental constructions; prophase rainfall；critical rainfall

1006-4362(2016)03-0070-05

2016-05-12改回日期：2016-06-27

X141;P457.6

A

何元才(1965-)，男，高级工程师，主要从事环境地质研究工作。E-mail:582308691@qq.com