湖南省强降雨过程诱发崩滑流灾害分析及防灾启示

方 琼，陈全明，吴浪辉

(湖南省地质环境监测总站， 湖南 长沙 410007)

0 引言

湖南省处于云贵高原向江南丘陵和南岭山地向江汉平原的过渡地区，地势变化较大，地貌形态复杂多样，是我国地质灾害高频发的省份之一，同时地处我国南方多雨区，每年约有10次以上强降雨过程，仅2015至2017年就有78次强降雨过程。突发性地质灾害受极端暴雨天气影响大，且常常对人民生命财产带来巨大威胁。据统计，截至2017年底，全省已查明各类地质灾害隐患点23674处，威胁人口125万人，其中85%以上的地质灾害事件与降雨有着密切的关系，而每年汛期发灾一般都集中在几个强降雨过程，发灾区域与暴雨中心关系密切，因此对强降雨过程进行分析对汛期地质灾害防灾减灾工作开展有一定现实意义。

近年来，国内关于降雨过程与突发性地质灾害的研究主要在集中在以下几个方面：台风暴雨型地质灾害时空特征分析[1]、温州地区台风引发地质灾害影响因子分析[2]、陕西省精细化地质灾害气象预报预警研究[3]、台风暴雨型泥石流风险区划方法研究[4]、宁夏西吉两次诱发地质灾害的极值暴雨对比分析[5]、湖南省降雨型地质灾害致灾雨量阈值分析[6]、川东北地区强降雨诱发崩滑流灾害分析[7]等，现有的研究多从气象引发地质灾害因子、降雨阈值、临界降雨强度等方面分析降雨过程与地质灾害的关系，而地质灾害的发生具有突发性，防灾难度较大，因此强降雨过程中地质灾害防灾除要重视前期预报，还要重视降雨过程中正在变形的灾害体区域地质环境条件、引发条件发生变化下引起的致灾体与人类活动遭遇的可能性变化。

2016年7月15～20日(简称“20160715过程”)、2017年6月22日～7月2日(简称“20170622过程”)湘中以北遭受强降雨天气过程袭击，由此带来的强降水引发大量崩塌、滑坡、泥石流灾害，造成一定的人员伤亡和经济损失。本文以2016年古丈县默戎镇龙鼻村九组坡面泥石流(简称“默戎泥石流”)和2017年宁乡县沩山乡祖塔村王家湾滑坡(简称“王家湾滑坡”)两次重要地质灾害事件为例，来探讨强降雨过程诱发突发性地质灾害时的防灾对策。默戎泥石流创造了“零伤亡”的默戎奇迹，而王家湾滑坡导致9人死亡，两起地质灾害事件在成因机制上有相似之处，前期气象和地质灾害预警预报服务均很及时，但因灾导致的人员伤亡情况却不同，在社会上引起了广泛关注。因此，本文对这两次强降雨过程进行对比分析，并对两起典型地质灾害事件进行重点分析，得出降雨过程中科学防灾的一些启示。本文所采用的主要数据来自湖南省国土资源厅地环处地质灾害月报和湖南省气象台气象专题报告，其他用的资料有湖南省地质环境监测总站的1∶50万湖南省崩滑流地质灾害易发分区图、1∶50万湖南省工程岩组图、1∶50万湖南省地貌图、湖南省县(市)地质灾害调查与区划综合集成报告。

1 两次强降雨过程

1.1 “20160715过程”

图1 2016年7月15日～20日累计降水量Fig.1 Accumulated rainfall from Jul.15 to Jul.20 in 2016

2016年7月15日8时～20日14时，湘中以北部分地区出现强降水，共1228个乡(镇)累计降雨量超过50mm，其中12个乡(镇)累计降雨量300～399.9mm，1个乡(镇)超过400mm(最大降雨量422.3mm，永定区大坪镇)(图1)。默戎镇5个小时内降雨量达203mm，11至12时1小时最大降雨量达104.9mm，创下2016年以来全省1小时最大降雨强度。据统计，本轮降雨过程全省共发生地质灾害352起，其中滑坡311起、崩塌26起、泥石流10起，灾害规模以小型为主。因灾死亡4人，占全年死亡人数16%。灾害主要集中在湘西北和湘东北地质灾害高易发区(图2)。

图2 “20160715过程”地质灾害分布Fig.2 Geological hazard distribution of“The process of 20160715”

1.2 “20170622过程”

图3 2017年6月22日～7月2日累计降水量Fig.3 Accumulated rainfall from Jun.22 to Jul.2 in 2017

“20170622”暴雨过程从6月22日到7月2日共持续了11天，持续时间位居历史第一位，全省平均降雨量272.6mm，3406个区域气象自动站有1330个站超过300mm，612个站超过400mm，150个站超过500mm(图3)。据统计，本轮降雨过程共发生地质灾害2790起，占全年总数的77.4%，其中滑坡2417起、崩塌273起、泥石流45起，灾害规模以小型为主，具有空间集中群发性。因灾死亡24人，占全年死亡人数77.4%。灾害主要集中在湘东北地质灾害高易发区和湘中地质灾害易发区(图4)。

图4 “20170622过程”地质灾害分布Fig.4 Geological hazard distribution of“The process of 20170622”

2 成因分析

两次强降雨过程发灾主要特点均是在汛期非台风引起的强降雨诱发作用下，在地质环境条件脆弱地区和人类工程活动强烈区，大量小型地质灾害群集发生。

2.1 地质环境因素

地质环境是各类地质灾害形成的基础条件，是地质灾害易发状况与空间分布规律的背景条件。突发性地质灾害的分布与地层岩性和地形地貌密切相关。两次强降雨过程发生的地质灾害主要分布在坚硬至软弱微风化-强风化花岗岩岩组，坚硬至较坚硬薄层—层块状浅变质砂岩、板岩岩组，坚硬至较软弱薄层—层块状碳酸盐岩夹碎屑岩岩组，坚硬至软弱薄层—层块状砂砾岩、泥(页)岩岩组(表1)，从表1可以看出，两次强降雨过程成灾层位97%相同。而具有软弱结构面的顺层滑坡是湖南省汛期成灾伤亡率较高的滑坡类型，如“20160715过程”湘潭县花石镇潲江村安冲组顺层滑坡死亡3人，“20170622过程”宁乡县沩山乡王家湾顺层滑坡死亡9人、泸溪县武溪镇上堡村顺层滑坡死亡3人。

表1 两次过程地质灾害与主要岩性关系表

地形地貌通过控制坡向、坡度、切割程度等，影响着风化程度、堆积物厚度、堆积的难易程度等，从而控制着各类地质灾害的发生。湖南省地质灾害发育与地形地貌单元有着十分密切的关系[8]。从表2可知，两次强降雨过程除了冲积台地之外，其他地貌类型都分布有较多地质灾害，可以看出在超强降雨诱发下，各个地貌类型成灾机率大为增加。台地和丘陵、小起伏山地尽管地形起伏不大，但是人类工程活动强烈，中、大起伏山地地形起伏大，残坡积物较发育，都易形成崩滑流地质灾害。

2.2 气象因素

这两次降雨过程都发生在湖南省主汛期6、7月份，灾害发生集中区正好是暴雨中心区，因此灾害诱发因素相同。从图1和图4可以看出过程降雨量大于200mm的地区为灾害点集中区，且过程降雨量越大，发生滑坡、崩塌的数量和机率将会增大。

2.3 人类工程活动因素

湖南省地质灾害与人类工程活动关系密切。“20170622”降雨过程地质灾害死亡人数最多的宁乡县(发生地质灾害73起，其中造成人员死亡的地质灾害10起，死亡人员18人)95%以上属于农民切坡建房。农民切坡建房且无支护、破坏了山体的原始力学平衡，在无降水或降水较小的情况下尚可基本稳定，但若遭遇到几十年不遇的长时间特大暴雨，切坡后形成的边坡土体含水率饱和，将会崩滑形成新的力学平衡，直接威胁人民群众的生命财产安全。

表2 两次过程地质灾害与主要地貌关系表

3 重大地质灾害事件对比分析

3.1 湘西北和湘东北地质灾害易发区

两次降雨过程因地质灾害造成人员伤亡的区域主要位于湘西北和湘东北地质灾害高、中易发区，“20160715”湘西北因灾死亡3人，“20170622”湘东北因灾死亡24人。湘西北处于云贵高原东北边缘及湘鄂山地交汇地带，武陵山脉呈北东向斜贯境内，山体高丛，沟谷深切，山坡陡峻，总的地势为西北高而东南低。区内经武陵、燕山运动，华夏系、新华夏系构造发育，由一系列褶皱和断裂组成，且严格控制了山体走向和水系的分布，在平面上表现有北面为壶瓶山、八面山，南面为武陵山，中部则为由澧水大断裂控制的澧水谷地。区内侵蚀、溶蚀作用较强烈，在碳酸盐岩分布区，地表、地下岩溶发育，溶洞、地下河，岩溶洼地较普遍。主要地层岩性有浅变质岩、碳酸盐岩、粉砂岩、泥岩等。地下水丰富，赋存状态复杂，水位变幅大。湘东北区内山岭和谷地由一系列北东、北北东向断块隆起和断陷盆地组成，呈岭谷相间雁行排列。境内山脉走向与主构造线方向一致，山势陡峻，沟谷深切，纵横交错，构造较发育。高程一般为400～1000m，比高500～800m，沟谷深切，山坡陡峻，坡度30°～40°。山地由坚硬浅变质岩及花岗岩组成，为具明显脉状伸延的中、低山；丘陵盆地大多由中新生界红色碎屑岩组成，地面起伏不大。

3.2 古丈县默戎镇龙鼻村九组排几楼坡面泥石流

2016年7月17日12时5分默戎镇龙鼻村九组发生坡面泥石流，位置坐标为东经109 °50＇31＂，北纬28°29＇30＂。该泥石流宽40m，坡体斜长130m，坡向50°，坡面坡度50°。泥石流物质主要是由粉质粘土及碎石土组成，基岩为板岩、页岩，岩层产状320°∠10°～15°，节理较发育，土层厚约2 m。该滑坡掩埋铁路60余米，摧毁房屋5栋14间，由于当地政府高度重视气象和国土两个部门发出的预警信息、群测群防人员及时将巡查中发现的山体异响、坡面掉块、坡底渗冒浑水现象及时反馈给当地政府，并科学有效的提前组织人员撤离，本次泥石流未造成人员伤亡[9](图5～图7)。

图5 古丈默戎龙鼻村泥石流航拍图Fig.5 The aerial photo of debris flow in Longbi Village, Morong Twon,Guzhang Country

图6 古丈默戎坡面泥石流平面图Fig.6 The ichnography of debris flow in Morong Two,Guzhang Country

图7 古丈默戎坡面泥石流剖面图Fig.7 The section map of debris flow in Morong Twon,Guzhang Country

从形成原因看，短时强降雨是泥石流发生的引发因素。图8为古丈默戎镇泥石流事件期间(7月12～17日)的日降水量序列图。从图中可以看出，此次暴雨诱发泥石流降水日数只有4天，且7月14～16日累计雨量仅为3.1mm，灾害发生前24h累计强降水直接诱发了泥石流发生。因此，本次泥石流主要由短时强降雨引发，短时强降雨使土体迅速饱和，重度增大，粘聚力降低，在重力、动水压力等作用下失稳促使灾害的发生[10]。

图8 2016年7月12日～17日古丈默戎镇日连续降水序列图Fig.8 The daily precipitation series of Morong Twon in Guzhang Country during Jul.14 and Jul.16 in 2016

3.3 宁乡县沩山乡祖塔村王家湾组滑坡

该滑坡位于宁乡县沩山乡祖塔村王家湾组，地理坐标为东经112°02′36″，北纬28°09′19″。2017年7月1日12时30分滑坡北侧居民点后的山体发生滑动，滑下约为1.7万m3土石，16时10分发生二次滑坡，土石方量约为6.14万m3。滑坡为小型浅层牵引式顺层滑坡，滑动距离约250m(图9～图11)。由于多日的强降雨，当地政府已于6月30日组织当地14户群众转移，7月1日12时30分，一名群众进入隐患威胁区内转移财物被正在下滑的山体掩埋，村组干部和群众开展搜救被二次滑坡掩埋。该滑坡造成9人死亡、19人受伤[11-12]。

从形成原因看，持续强降雨是该滑坡主要诱发因素。图12为王家湾滑坡事件期间(6月22日～7月1日)的日降水量序列图。从图中可以看出，此次暴雨诱发滑坡灾害持续降水10日，累计雨量448.6mm，滑坡前18h累计降水157.1mm直接诱发了滑坡的发生，后续强降雨再次导致滑坡加剧运动。

图9 宁乡县沩山乡王家湾滑坡遥感影像解译图Fig.9 The remote sensing interpretation image of landslide in Wangjiawan, Fengshan Township, Ningxiang County

图10 宁乡县沩山乡王家湾滑坡平面图Fig.10 The ichnography of landslide in Wangjiawan, Fengshan Township, Ningxiang County

图11 宁乡县沩山乡王家湾滑坡剖面图Fig.11 The section map of of landslide in Wangjiawan, Fengshan Township, Ningxiang County

图12 6月22日8时～7月1日8时王家湾滑坡点日连续降水序列图Fig.12 The daily precipitation series of landslide in Wangjiawan from Jun.22 to Jul.1 in 2017

3.4 经验和教训

由“20160715过程”引发的“默戎泥石流”处置是一起典型的多方联动下的地质灾害成功预报预警，前期气象、国土预报服务准确，且各级相关部门人员高度重视预警预报服务，群测群防人员收到气象和地质灾害预警消息之后，及时开展隐患点巡查，发现滑坡有变形迹象之后立即组织人员撤离，虽然14间房屋吞没于无形，但由于转移及时，未造成人员伤亡。而发生在“20170622”期间的“王家湾滑坡”是一起较为惨痛的地质灾害事件，前期由于多日的强降雨，灾害点危险区周界人员已被组织撤离，但是在危机没有彻底解除之前，群众没有充分认识到风险源隐蔽的危害性，返回到危险区导致了重大灾情的发生。从引发地质灾害的原因看，两者均是自然灾害，自然灾害有危机的属性，一旦自然灾害已经发生，就应进入到危机阶段，这个时候，就需依靠人的理性和力量来解决[13]。“默戎泥石流”在危机即将来临之前充分发现危机并发挥人的主观能力化解了危机。“王家湾滑坡”相比“默戎泥石流”情况更为复杂，由于没有兼顾技术层面与人文层面的危机防范，技术层面就是研判地质环境因素变化孕育的地质灾害风险[14]，注重次生灾害、衍生灾害的防范，人文层面就是注重人文关怀在减灾和救援中的贯通运用，避免发生二度危机。“王家湾滑坡”是中型顺层滑坡(图9)，从技术层面上分析该滑坡类型是岩质斜坡中稳定性最差、最易变形破坏的斜坡类型[15-16]，在强降雨诱发下极易发生滑动，在救援过程中发生的第二次滑坡规模远大于第一次，加上救援过程中主观因素主导导致最后死亡人数增加，发生了二度危机。

4 结论和启示

4.1 结论

综上所述，两次诱发崩滑流强降雨过程从诱发因素和地质环境背景条件有诸多相似之处，又有不同之处。

(1)两次强降雨过程均为当年汛期最强降雨过程，“20160715过程”降雨和成灾范围主要集中湘中以北，强降雨持续时间短于“20170622过程”，但小时雨强大。“20170622”降雨和成灾范围大，基本上全省全覆盖，强降雨持续时间长，总量和雨强均大，由此诱发的地质灾害数量多，集中分布区为湘中和湘东北。

(2)两次过程发生的地质灾害类型相同，但“20170622”成灾数量和死亡人数均大于“20160715”。

4.2 启示

两次强降雨过程引发了两起社会影响大的突发性地质灾害“默戎泥石流”和“王家湾滑坡”，两起灾害在成灾条件和成灾背景上相类似，前期气象预报和地质灾害预警预报服务及时但是两者灾情差别大。这两起灾害事件也给我们一些启示，在防灾减灾工作中怎样兼顾技术层面与人文层面，最大程度减少灾害造成的损失。

(1)加强科普宣传、提高防灾意识

有效的提高群众防灾减灾意识和技能的途径之一就是切实加强防灾减灾科普知识的宣传，通过对灾害知识的了解，强化避险意识，提高避险能力，使灾害发生时能够有效应对，求得更多的生存机会，尽可能减少人员伤亡与灾害损失。要在思想上明确防灾减灾是自我主导责任，应有自主学习防灾减灾知识的意识，要培育对环境变化特别是异常变化的敏感性、推断力、判断力，避免因无意识防灾减灾，甚至集体无意识而导致灾难发生[17-18]。

(2)重视地质灾害的实况监测预警

突发性地质灾害受短时降雨影响大，成灾快、防范难度大。成功防御首要条件是精准的预警预报，尤其要重视强降水实况雨量，要有“实况也是预警”的理念，要让社会公众知道红、橙、黄、蓝气象预警信息和地质灾害气象预警信息的基本含义及所对应的响应行动。

(3)对农村切坡建房加强管理

从成灾原因看，崩滑流地质灾害与农村居民切坡建房密切相关[19]。农村居民受防灾知识缺乏和资金有限等条件影响，大多数切坡建房都没有实施支挡措施，从而造成湖南省因切坡建房引发的地质灾害和死亡人数较多。因此需探索一条有效且可行的指导农村切坡建房的管理方法，适时开展切坡临坡建房危害性宣传和有针对性的防灾演练，城镇建设中重视防灾规划[20-21]，最大程度减小因切坡建房引发地质灾害导致的人员伤亡和财产损失。