Study on the rainfall threshold for rainfall-induced landslides in Nanjiang County, Sichuan Province
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摘要:
南江县位于四川省东部山地丘陵红层区，每年雨季降雨型滑坡灾害多发。以2016-2021年82个滑坡构建样本库，基于距离滑坡最近雨量计的降雨数据，计算得到滑坡的当日累计降雨量E、降雨历时D、平均降雨量I以及前期累计降雨量A。针对当日降雨，绘制I-D、E-D和E-I散点图；针对前期降雨与当日降雨，绘制E-A5、E-A10和E-A15散点图。根据面积聚类法，提出该地区4级预警模型，并通过历史降雨诱发群发性滑坡事件和近期滑坡监测数据进行了降雨阈值验证。研究结果表明：（1）该地区滑坡与当日峰值雨强R、当日累计雨量E和前期累计雨量A密切相关；（2）lgI-lgD、lgE-lgI、R-E、E-A5、E-A10和E-A15阈值模型分类效果较好，可用于分级预警。研究成果可为四川红层山区降雨型滑坡预警提供经验指导。
Abstract:Nanjiang County is located in the red bed regions of the mountainous and hilly region of eastern Sichuan Province, where rainfall-induced landslides frequently occur during the rainy season. This study constructed a database of 82 landslide events from 2016 to 2021. Using rainfall data from the gauges closest to each landslide, four key variables were calculated: cumulative rainfall amount (E), rainfall duration (D), average rainfall intensity (I), and antecedent cumulative rainfall amount (A). To analyze the influence of current rainfall, scatter plots of I-D (intensity-duration), E-D (cumulative rainfall-duration), and E-I (cumulative rainfall-intensity) were generated. For the combined effect of antecedent rainfall (preceding a given period) and current rainfall, scatter plots for E-A5, E-A10, and E-A15 were established. Based on the area clustering method, a four-level early warning model was proposed for the region, and its thresholds were validated using both historical rainfall-induced mass landslide events and recent monitoring data. The results indicate that: (1) landslides in the study area are strongly correlated with the peak rainfall intensity of the day (R), the same day cumulative rainfall (E), and the cumulative rainfall from previous periods (A); (2) threshold models such as lgI-lgD, lgE-lgI, E-A5, E-A10, and E-A15 exhibit good classification performance and are suitable for graded early warning applications. These findings provide empirical support for the development of rainfall-induced landslide early warning systems in red bed mountainous areas of Sichuan Province.
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0. 引言
四川省南江县位于四川盆地东部，为典型切割侵蚀中低山红层地区。遇到极端短时暴雨或者持续多日降雨，该地区常常发生大面积群发性滑坡[1, 2]。例如：2011年9月16−18日强降雨（>210 mm/d）造成南江县上千处斜坡失稳[3]。2021年9月至10月，四川东北部、南部部分区域遭受最高473 mm的持续降雨，发生群发性滑坡，导致434个乡镇约58.94万人受灾[4]。
根据中国红层赋存情况，红层主要指中-新生代沉积的、颜色以红色为主的碎屑岩系及风化物[5]。岩性以砾岩、砂岩、泥岩和页岩为主，倾角较缓，多集中在10°～20°。由于泥页岩胶结程度差，易风化，弱膨胀，强度低的特点，加之层间错动带、软弱夹层普遍发育，降雨条件下极易形成滑坡[6]。针对南江县雨季群发性滑坡的特点，通过梳理历史滑坡事件与降雨量之间的统计关系，提出临界降雨阈值，有望实现该地区降雨型滑坡早期预测预报和短临预警[7, 8]。
关于滑坡降雨阈值的研究，最早可追溯到1974年Campbell提出的滑坡临界累计降雨量[9]。之后，平均小时降雨量[10]、累计降雨量[11]和峰值降雨量[12]被陆续用于区域降雨型滑坡预测预报工作中。1980年，Caine[13]提出了用于浅层滑坡预警的雨强-历时阈值模型，即经典的I-D模型。该模型的可靠性得到了世界各国学者的认可，成为应用最广泛的降雨阈值模型。
虽然I-D模型被广泛采用，然而该模型仅仅考虑了一次连续降雨事件的平均雨强和降雨历时的相互关系。在实际滑坡事件中，前期降雨会造成地下水位逐步上升，逐步软化基覆界面岩土体或软弱夹层，进而造成浅表层滑坡。因此，开展降雨型滑坡研究时，应同时考虑滑坡当日降雨和前期降雨对滑坡的综合影响[14 − 17]。
针对我国降雨型滑坡的特点，殷坤龙[16]指出不是每一滴雨都起到促滑作用，需考虑前期降雨量的衰减作用，并提出了有效降雨量模型。之后，高华喜和殷坤龙[17]将有效降雨量和临界降雨强度与滑坡易发区等级耦合，提出3级预警。
近年来，国内外学者依托丰富的监测数据和先进的人工智能算法，对区域降雨型滑坡阈值模型进行了不断优化[18 − 28]。然而，基于历史统计数据的经验性降雨阈值不考虑斜坡的水文和地质条件，数据的质量决定了模型预测的准确性和可靠性。优化改进措施主要包括：（1）建立小区域滑坡降雨阈值模型。由于小区域的斜坡具有相似的地质环境条件，缩小研究区范围，可以降低诱发滑坡降雨数据的离散性，从而提高降雨阈值的准确性[16, 23]。（2）引入前期降雨量，改进历史数据的统计方法，采用贝叶斯法、频数法和克里金插值法等方法确定降雨阈值[14, 25 − 27]。
在西南山区基层地灾防治工作中，行政人员并没有滑坡降雨阈值的研究基础，无法去应用拟合曲线来进行风险判识。他们更希望能够得到一个大致的经验降雨区间，例如：最大峰值降雨量、当日累计降雨量或者前期累计降雨量。不仅方便他们向人民群众科普宣传，也便于山区居民开展全员抗灾减灾。因此，为了提高阈值预测结果的准确性，并降低大区域降雨时空特异性的影响，本文以南江县历史降雨型滑坡为例，通过构建多指标组合的降雨阈值模型，希望服务川东红层降雨型滑坡防灾减灾工程实践。
1. 研究区地质环境条件
南江县位于四川盆地北缘米仓山南麓，面积
3382 km2，南北长84 km，东西宽31 km。地势北高南低，以斜坡山地为主，丘陵河谷平坝仅占总面积的5%。凤仪镇海拔最低为332 m，光雾山海拔最高为2493 m，平均海拔约1100 m。地貌形态可概括为“八山一水一分田”，因多山深丘地形，成为地质灾害易发区。南江县构造运动方式主要表现为褶皱构造运动，大型断裂构造不发育，地震基本烈度为Ⅵ度，基本地震加速度为0.05 g。地层以中生代侏罗系和白垩系沉积岩为主。据现场调查，南江县易滑易崩地层主要为第四系残坡积（南江县气候属于亚热带季风性湿润气候，降雨量年内分布不均匀，冬季（10月—4月）累计降雨约为198.2 mm，占全年18.8%；夏季（5月—9月），累计降雨量约857.4 mm，占全年81.2%。南江县河流水系发育，众多大小不一的冲沟和河流遍布全县，河道蜿蜒，形成了复杂的水系网络。在主干河流沿岸，人口分布相对集中，由于沟谷侵蚀和人类活动的影响，这些区域成为滑坡等地质灾害的高发区。
作为四川省地灾重点防治区，2024年南江县新增地灾隐患点高达200处。根据四川省自然资源厅统计数据，截至2024年12月，境内共发育滑坡372处，70%以上的滑坡为降雨诱发的小型浅层土质滑坡。
2. 降雨型滑坡编录
2.1 滑坡特征信息
2015年四川省自然资源厅完善了地质灾害普适化监测预警工作，在各个市县投入了大量的滑坡监测设备。以南江县为例，2015—2021年共设立95处地灾自动化监测设备，其中包括59个雨量计（图1）。这些雨量计能够24小时不间断记录所在位置每小时的降雨量，并上传到云平台储存。由于2021—2024年该地区雨季持续干旱，降雨量相对较低，未发生群发性滑坡。本文主要以2016—2021年雨季期间发生的82个降雨型滑坡为研究对象，梳理了滑坡类型和规模，统计距离滑坡点最近雨量计的各小时降雨数据，计算得到滑坡当日累计降雨量、降雨历时、平均雨强以及前期累计降雨量。部分存在较大威胁的典型滑坡信息如表1所示。
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图 1 2016—2021年南江县降雨型滑坡和雨量站分布Figure 1. Distribution of rainfall-induced landslides and rain gauges in Nanjian County (2016—2021)表 1 2016—2021年南江县典型降雨型滑坡信息Table 1. Typical Rainfall-induced Landslides in Nanjiang County (2016—2021)序号 时间 滑坡名称 规模 类型 当日累计雨量/mm 降雨历时/h 前5 d雨量/mm 前10 d雨量/mm 前15 d雨量/mm 1 2021.10.12 贵民镇高岩村中山滑坡 小型 浅层土质 21.8 19 147.7 181.4 300.2 2 2021.10.10 仁和镇白鹤嘴村吴家屋滑坡 小型 浅层土质 15.2 20 85.2 270 338.4 3 2021.10.10 关门镇白果树村魏家湾滑坡 小型 浅层土质 11.4 24 85.8 182.3 395.2 4 2021.10.08 桥亭镇洋滩村刘忠诚老屋滑坡 小型 浅层土质 8.1 15 95.4 158.3 327.2 5 2021.10.06 贵民镇郎坪村稻子坪滑坡 小型 浅层土质 73.3 18 89.3 255.2 292.4 6 2021.10.06 天池镇演禅寺村摇铃山滑坡 大型 浅层土质 77.4 17 2.4 202.2 510 7 2021.9.9 集州街道庙梁上滑坡 小型 浅层土质 33.6 17 72.8 161.8 314.2 8 2021.9.6 公山镇流坝村赵家扁滑坡 小型 浅层土质 109.9 19 161.4 205.2 412.2 9 2021.9.6 关门镇长田坎村张家湾滑坡 小型 浅层土质 29.9 19 128.2 141.8 362.6 10 2021.9.5 正直镇朱公村鸡公梁滑坡 中型 浅层土质 58.6 20 135.2 179.9 392.9 11 2021.9.5 长赤镇红顶村张家湾滑坡 小型 浅层土质 42.5 22 162.6 189.3 423 12 2021.9.5 长赤镇红顶村乔湾滑坡 小型 浅层土质 41.2 22 87.3 112.7 212.7 13 2021.9.5 集州街道办事处节巴田滑坡 中型 深层土质 45.1 22 89.5 114.3 238.6 14 2021.9.4 集州街道殷家湾滑坡 中型 深层土质 43.8 12 119 140.2 282.4 15 2021.9.4 关路镇石庄村大树垭滑坡 小型 浅层土质 41.1 20 129.2 159.7 378.5 16 2021.9.3 贵民镇郎坪村碑梁上滑坡 小型 浅层土质 27.7 13 147.2 172.8 414.3 17 2021.9.1 高塔镇红庙村洞子沟滑坡 小型 浅层土质 212.7 18 120.2 122.5 167.4 18 2021.8.25 沙河镇天桥村宽道田塝滑坡 小型 浅层土质 168.4 9 5.3 12.5 67.6 19 2021.8.25 杨坝镇柏林村王家地滑坡 小型 浅层土质 131.7 20 6.1 13.2 131.4 20 2021.8.24 长赤镇青杠村奇儿娃滑坡 小型 浅层土质 232.3 21 11.2 17.7 101.4 21 2021.7.30 集州街道阳吴家湾滑坡 小型 浅层土质 8.2 8 67.4 171.7 314.3 22 2021.7.11 关门镇养牛场后方滑坡 小型 浅层土质 148.7 22 58.1 72.3 126.5 23 2019.09.11 云顶镇黑潭村姚大田滑坡 小型 浅层土质 6 11 369.3 385.1 409.3 24 2019.09.10 坪河镇龙滩村大田梁滑坡 小型 浅层土质 112.8 20 128.3 151.9 168.4 25 2019.09.08 仁和镇白鹤咀村陈家政滑坡 小型 浅层土质 158.3 20 76.4 81.1 98.2 26 2019.08.05 红光镇柏山村杨家湾滑坡 小型 浅层土质 11.3 11 106.9 198 246.1 27 2019.08.02 红光镇柏山村李家河滑坡 小型 浅层土质 102.7 14 92.7 101.6 162.3 通过现场调查复核，82个滑坡主要分为两类：一类是小型浅层土质滑动，主要发生在坡体坡度在10°～25°之间，土体厚度在1～5m的顺层斜坡中，沿着基覆界面顺层滑动；另一类为堆积层滑坡，其主要发生在土体较厚，临空条件较好，沿着堆积层内部软弱面，向临空方向滑动（表2）。第二类滑坡多与建房、修路切坡等人类工程活动有关，部分为老滑坡局部复活。根据表1可知，该地区80%以上滑坡主要为短期降雨触发第一类滑坡，通常表现为蠕滑-拉裂破坏模式（表2）。
表 2 南江县降雨型滑坡变形破坏模式Table 2. Deformation and Failure Modes of Rainfall-Induced Landslide in Nanjiang County地层结构 变形破坏模式 图示 残坡积层 浅层土体沿
基覆界面滑动
浅层土体沿
土体内部滑动
松散堆积体 浅层或深层土体滑动
（崩塌堆积体、
滑坡堆积体、
人工弃土）
2.2 降雨特征信息
大量研究已表明：滑坡当日降雨和前期降雨对滑坡的发生同等重要[14 − 17, 18 − 27]。目前常见的统计窗口为3 d、5 d、7 d、10 d、14 d和15 d[4, 8, 11 − 16, 18 − 25]。虽然各地区前期降雨影响时间并未形成统一认识，但许多学者均将15 d作为降雨的最大影响时长[4, 11, 12, 23, 28 − 29]。张涛等[2]指出南江县石板沟滑坡发生前共持续10 d绵绵雨及4 d强降雨。李江[3]以南江县天然雨水为溶液，对泥岩进行了水化试验，发现当离子含量浓度达到稳定的水化时间为10 d。并且原状滑带土饱水软化过程中，内摩擦角达到稳定时间也为10天。李俊杰和张微[30]统计了2009—2019年巴中市恩阳区降雨事件，发现连续降雨1～4天占91.91%。因此，考虑南江县连续降雨特征[2, 31 − 33]，降雨入渗后岩土体软化时间[3]和公认的最大影响时长等因素[23, 28 − 29]，本文选取5 d，10 d和15 d的窗口期，构建前期累计降雨量A和当日累计降雨量E的折线图（图2）。
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图 2 滑坡当日累计降雨量E和前期累计降雨量AFigure 2. Daily cumulative rainfall (E) and antecedent cumulative rainfall (A) for landslides由图2可知，前期降雨量大的区域，当日较小降雨量就可以诱发滑坡失稳；前期降雨量小的区域，当日较大降雨量才可以诱发滑坡失稳。其中，22个滑坡的当日累计降雨量E超过了前5日累计降雨量A5，占比27%；12个滑坡的当日累计降雨量E超过了前10日累计降雨量A10，占比14.6%；7个滑坡的当日累计降雨量E超过前15日累计降雨量A15，占比8.5%。即80个滑坡中，60个滑坡的前5日累计降雨量A5、70个滑坡的前10日累计降雨量A10、60个滑坡的前15日累计降雨量A15均超过了当日累计降雨量E，表明前期累计降雨量对于滑坡失稳影响显著。
除此之外，个别滑坡的前期累计降雨量和当日累计降雨量均较低，这可能与地下水波动有关。实际减灾工作中需重点注意地形低洼处，远处地下水汇流补给的情况。
以前期降雨量A5、A10、A15为x轴，以平均雨强I为y轴，以当日累计雨量E为z轴，构建三维散点图（图3）。由图3水平投影面、左侧投影立面和右侧投影立面的数据聚集度可知：平均雨强I集中在0～5 mm/h范围内，与前期降雨量A关系不显著，但与当日降雨量E关系显著；前期降雨量A与当日降雨量E关系较显著。
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图 3 前期累计降雨量A、当日平均雨强I和当日累计降雨量E关系Figure 3. Relationship among Antecedent Rainfall (A), Average Rainfall Intensity (I), and Daily Cumulative Rainfall (E)由图3可知，80%滑坡的平均雨强I小于了10 mm/h，该值相对较小，仅依靠I-D阈值模型很难在工程实践中开展四级预警。例如：当单次降雨时长刚好1小时，且雨量达到了10 mm，那么平均雨强I达到了10 mm/h。此时发布滑坡预警，明显属于误报。因此，采用多指标模型进行辅助预警具有重要实际意义。
3. 滑坡降雨阈值
3.1 I-D阈值模型
I-D阈值模型作为一种简单有效的描述方法，对于短期降雨滑坡适用性较强[26 − 28]。由于I和D的物理量单位不同且量级差异较大，使用原始数据绘制的散点图分类效果较差。因此，对I和D进行对数处理，绘制lgI-lgD散点图（图4）。按照《中华人民共和国突发事件应对法》对预警级别的规定，预警分为4级：蓝色（注意级）、黄色（警示级）、橙色（警戒级）和红色（警报级）。
本文采用面积分位数的办法，分别用蓝色（<25%）、黄色（25%-50%）、橙色（50%-75%）以及红色（>75%）来区分滑坡发生概率。即当lgI<0.057lgD-0.142时，可发布蓝色预警；当0.057lgD-0.142≤lgI<0.569-0.222lgD，可发布黄色预警；当0.569-0.222lgD≤lgI<1.113-0.401lgD，可发布橙色预警；当lgI≥1.113-0.401lgD可发布红色预警。
3.2 E-D阈值模型
同理，绘制lgE-lgD曲线，然而，相对于lgI-lgD四级预警图（图5），lgE-lgD分界线存在交点，分类效果不佳，不建议作为预警指标。
3.3 E-I阈值模型
绘制lgE-lgI曲线，得到四个分类区间（图6）。分界线不存在相交的情况，分类效果较好，可作为预警指标。即当lgE<1.512−1.407lgI时，可发布蓝色预警；当1.512−1.407lgI≤lgE<2.054-0.889lgI，可发布黄色预警；当2.054−0.889lgI≤lgE<2.896−1.195lgI，可发布橙色预警；当lgE≥2.896−1.195lgI可发布红色预警。
3.4 R-E阈值模型
绘制当日峰值雨强R与当日累计降雨量E散点图，得到四个分类区间（图7）。分界线不存在相交的情况，分类效果较好，可作为预警指标。即当R<7.620−0.306E时，可发布蓝色预警；当7.620-0.306E≤R<20.136−0.348E，可发布黄色预警；当20.136−0.348E≤R<41.449−0.368E，可发布橙色预警；当R≥41.449−0.368E可发布红色预警。
在地方滑坡预警和科教宣传工作中，无论是县级行政部门还是当地老百姓，他们更希望能够得到一个经验降雨区间。因此，考虑工程实践应用，即当R<8，E<25，发布蓝色预警；8≤R<20，25≤E<58，发布黄色预警；20≤R<41，58≤E<113，发布橙色预警；R≥41，E≥113，发布红色预警。
3.5 E-A5阈值模型
绘制当日累计降雨量E与前5日累计降雨量A5散点图，得到四个分类区间（图8）。分界线不存在相交的情况，分类效果较好，可作为预警指标。即当E<30.889−0.728A5时，可发布蓝色预警；当30.889−0.728A5≤E<67.527−0.748A5，可发布黄色预警；当67.527−0.748A5≤E<101.556−0.610A5，可发布橙色预警；当E≥101.556−0.610A5可发布红色预警。
考虑工程实践应用，即当E<31，A5<42，发布蓝色预警；31≤E<68，42≤A5<90，发布黄色预警；68≤E<102，90≤A5<166，发布橙色预警；E≥102，A5≥166，发布红色预警。
3.6 E-A10阈值模型
绘制当日累计降雨量E与前10日累计降雨量A10散点图，得到四个分类区间（图9）。分界线不存在相交的情况，分类效果较好，可作为预警指标。即当E<53.374−0.714A10时，可发布蓝色预警；当53.374−0.714A10≤E<86.094-0.495A10，可发布黄色预警；当86.094−0.495A10≤E<143.149−0.577A10，可发布橙色预警；当E≥143.149-0.577A10可发布红色预警。
考虑工程实践应用，即当E<53，A10<75，发布蓝色预警；53≤E<86，75≤A10<174，发布黄色预警；86≤E<143，174≤A10<248，发布橙色预警；E≥143，A10≥248，发布红色预警。
3.7 E-A15阈值模型
绘制当日累计降雨量E与前15日累计降雨量A15散点图，得到四个分类区间（图10）。分界线不存在相交的情况，分类效果较好，可作为预警指标。即当E<70.449−0.495A15时，可发布蓝色预警；当70.449−0.495A15≤E<102.264−0.388A15，可发布黄色预警；当102.264-0.388A15≤E<169.921−0.497A15，可发布橙色预警；当E≥169.921−0.497A15可发布红色预警。
考虑工程实践应用，即当E<70，A15<142，发布蓝色预警；70≤E<102，142≤A15<264，发布黄色预警；102≤E<170，264≤A15<342，发布橙色预警；E≥170，A15≥342，发布红色预警。
根据图7、图8、图9和图10的4级预警分类结果，分别确定当日累计降雨量E、当日峰值雨强R，前5日累计降雨量A5、前10日累计降雨量A10和前15日累计降雨量A15的阈值。保守起见，四舍五入取最低值作为降雨预警阈值（表3）。根据R-E阈值模型，E的分界值为：25，58，113；根据E-A5阈值模型，E的分界值为：31，68，102；根据E-A10阈值模型，E的分界值为：53，86，143；根据E-A15阈值模型，E的分界值为：70，102，170。从安全角度考虑，将各个阈值模型中E的下限值作为预警分界值：25，58，102。
表 3 南江县滑坡降雨阈值统计表Table 3. Statistical summary of rainfall thresholds for landslides in Nanjiang County预警指标 蓝色预警 黄色预警 橙色预警 红色预警 当日峰值雨强R/mm <8 8～20 20～41 ≥41 当日累计降雨量E/mm <25 25～58 58～102 ≥102 前5日累计降雨量A5/mm <43 43～90 90～166 ≥166 前10日累计降雨量A10/mm <75 75～174 174～248 ≥248 前15日累计降雨量A15/mm <142 142～264 264～342 ≥342 由于降雨型滑坡是在多个降雨指标的作用下形成的，因此单一指标并不能作为降雨阈值。考虑到前期雨量、当期累计雨量和峰值雨量同时满足一定条件，才有可能诱发滑坡。因此，提出南江县降雨型滑坡降雨阈值：R<8，E<25，A5<43；或R<8，E<25，A10<75；或R<8，E<25，A15<142，发布蓝色预警。
当R∈[8，20），E∈[25，58），A5∈[43，90）；或R∈[8，20），E∈[25，58），A10∈[75，174）；或R∈[8，20），E∈[25，58），A15∈[142，264），发布黄色预警。
当R∈[20，41），E∈[58，102），A5∈[90，166）；或R∈[20，41），E∈[58，102），A10∈[174，248）；或R∈[20，41），E∈[58，102），A15∈[264，342），发布橙色预警。
当R≥41，E≥102，A5≥166；或R≥41，E≥102，A10≥248；或R≥41，E≥102，A15≥342，发布红色预警。
对比黄润秋等[31]提出的四川盆地暴雨触发滑坡的临界降雨强度R>70；王兰生[32]提出的四川滑坡红色预警阈值E≥200；李江[3]提出巴中市南江县滑坡的黄色预警阈值E∈[0，80），橙色预警阈值E∈[80，230），红色预警阈值E≥230；张勇等[29]提出的巴中市滑坡红色预警阈值E>100；李俊杰和张微[30]提出的巴中市恩阳区滑坡蓝色预警阈值（<25%）的E∈[0，18），黄色预警阈值E∈[18，35），橙色预警阈值E∈[35，80），红色预警阈值E≥80。说明本文提出的降雨阈值界于合理区间，且保守可行。
3.8 阈值模型检验
2011年9月6日—9月18日，南江县普降中到大暴雨。特别地，“9•16”特大暴雨诱发数以千计的缓倾角浅层土质滑坡[33]。根据张群[34]提供的数据（图11），2011年9月6日、9月17日和9月18日的当日累计降雨量E分别为118.9 mm、274.1 mm和144.9 mm，均超过本文提出的当日累计降雨量E红色预警阈值102 mm（表3），这三天应该发布红色预警；9月6日—9月13日的十日累计降雨量为266.3 mm（图11），超过本文提出的A10红色预警阈值248 mm（表3），9月13日应该发布红色预警；9月9日—9月13日的五日累计降雨量为129.2 mm（图11），界于本文提出的A5橙色预警阈值90−166 mm（表3），9月13日应该发布橙色预警。表明本文提出的滑坡降雨阈值符合当地实际，可以为滑坡预警提供参考[34]。
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图 11 南江县“9•16”特大暴雨降雨过程[34]Figure 11. Rainfall Process of the “9•16” Extreme Rainstorm in Nanjiang County除早期群发性滑坡数据验证之外，基于四川省地质灾害专业监测预警平台的共享数据，可获取个别滑坡近半年的降雨数据和位移量（表4）。根据监测平台数据，2024年6月至11月，乔湾滑坡和赵家扁滑坡的最大降雨量均发生在2024年9月29日—2024年9月30日期间。如表4所示，乔湾滑坡峰值雨强R和当日累计降雨量E均达到降雨橙色预警（表3）。赵家扁滑坡当日累计降雨量E达到降雨黄色预警（表3）。根据现场调查，乔湾滑坡形变速率较大，表现为后缘房屋和道路严重开裂，前缘地面鼓胀，未出现失稳滑动（图12）。赵家扁滑坡处于蠕滑变形状态，仅仅表现为后缘道路轻微开裂，未出现失稳滑动（图13）。综上所述，说明本文提出的降雨阈值结果合理。
表 4 重点滑坡监测数据（2024.06—2024.11）Table 4. Monitoring data of key landslides (2024.06—2024.11)滑坡名称 乔湾滑坡 赵家扁滑坡 峰值雨强R/mm 31.4 5.2 当日累计降雨量E/mm 100.6 28.6 前5日累计降雨量A5/mm 27.4 3.0 前10日累计降雨量A10/mm 27.4 3.0 前15日累计降雨量A15/mm 27.4 3.0 最大合位移/mm 36.21 19.18 4. 讨 论
本研究采用了距离滑坡3.5 km范围内59个雨量站，2016—2021年连续小时降雨数据，数据精度极大地提升了模型的可靠性。但编录滑坡主要位于人口稠密地区，未能有效统计偏远山区人迹罕至滑坡的情况，因此提出的滑坡阈值模型在应用到整个县域滑坡预报时，可能存在一定的误差。
此外，个别滑坡受到道路开挖、房屋修建和池塘蓄水渗漏等因素影响，当日降雨量和前期降雨量虽处于降雨蓝色预警范围内，也出现了较明显的变形。因此，当存在易于汇水的斜坡单元、易滑地层和坡体结构、人类工程扰动、蓄水池池塘区域，尤其当斜坡上存在深大拉裂缝和拉陷槽的情况，建议提高预警等级。
本文仅仅给出了区域性滑坡降雨阈值的四级预警。考虑到降雨的空间不均匀性和时间不连续性，以及水土、水岩相互作用机理的复杂性，阈值模型的合理性和可行性还需要进一步验证和实践修正。
5. 结 论
（1）巴中市南江县降雨型滑坡主要为小型-中浅层-蠕滑型滑坡为主，滑坡与当日峰值雨强R、当日累计雨量E、前5日累计降雨量A5、前10日累计降雨量A10和前15日累计雨量A15关系密切。
（2）lgI-lgD、lgE-lgI、R-E、E-A5、E-A10和E-A15阈值模型分类效果较好，建议综合采用这些模型进行降雨滑坡分级预警。
（3）对于巴中市南江县，提出了5指标，3组合，4分级的降雨阈值：R<8，E<25，A5<43；或R<8，E<25，A10<75；或R<8，E<25，A15<142，发布蓝色预警。当R∈[8，20），E∈[25，58），A5∈[43，90）；或R∈[8，20），E∈[25，58），A10∈[75，174）；或R∈[8，20），E∈[25，58），A15∈[142，264），发布黄色预警。当R∈[20，41），E∈[58，102），A5∈[90，166）；或R∈[20，41），E∈[58，102），A10∈[174，248）；或R∈[20，41），E∈[58，102），A15∈[264，342），发布橙色预警。当R≥41，E≥102，A5≥166；或R≥41，E≥102，A10≥248；或R≥41，E≥102，A15≥342，发布红色预警。
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图 1 2016—2021年南江县降雨型滑坡和雨量站分布
Figure 1. Distribution of rainfall-induced landslides and rain gauges in Nanjian County (2016—2021)
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图 2 滑坡当日累计降雨量E和前期累计降雨量A
Figure 2. Daily cumulative rainfall (E) and antecedent cumulative rainfall (A) for landslides
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图 3 前期累计降雨量A、当日平均雨强I和当日累计降雨量E关系
Figure 3. Relationship among Antecedent Rainfall (A), Average Rainfall Intensity (I), and Daily Cumulative Rainfall (E)
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图 11 南江县“9•16”特大暴雨降雨过程[34]
Figure 11. Rainfall Process of the “9•16” Extreme Rainstorm in Nanjiang County
表 1 2016—2021年南江县典型降雨型滑坡信息
Table 1 Typical Rainfall-induced Landslides in Nanjiang County (2016—2021)
序号 时间 滑坡名称 规模 类型 当日累计雨量/mm 降雨历时/h 前5 d雨量/mm 前10 d雨量/mm 前15 d雨量/mm 1 2021.10.12 贵民镇高岩村中山滑坡 小型 浅层土质 21.8 19 147.7 181.4 300.2 2 2021.10.10 仁和镇白鹤嘴村吴家屋滑坡 小型 浅层土质 15.2 20 85.2 270 338.4 3 2021.10.10 关门镇白果树村魏家湾滑坡 小型 浅层土质 11.4 24 85.8 182.3 395.2 4 2021.10.08 桥亭镇洋滩村刘忠诚老屋滑坡 小型 浅层土质 8.1 15 95.4 158.3 327.2 5 2021.10.06 贵民镇郎坪村稻子坪滑坡 小型 浅层土质 73.3 18 89.3 255.2 292.4 6 2021.10.06 天池镇演禅寺村摇铃山滑坡 大型 浅层土质 77.4 17 2.4 202.2 510 7 2021.9.9 集州街道庙梁上滑坡 小型 浅层土质 33.6 17 72.8 161.8 314.2 8 2021.9.6 公山镇流坝村赵家扁滑坡 小型 浅层土质 109.9 19 161.4 205.2 412.2 9 2021.9.6 关门镇长田坎村张家湾滑坡 小型 浅层土质 29.9 19 128.2 141.8 362.6 10 2021.9.5 正直镇朱公村鸡公梁滑坡 中型 浅层土质 58.6 20 135.2 179.9 392.9 11 2021.9.5 长赤镇红顶村张家湾滑坡 小型 浅层土质 42.5 22 162.6 189.3 423 12 2021.9.5 长赤镇红顶村乔湾滑坡 小型 浅层土质 41.2 22 87.3 112.7 212.7 13 2021.9.5 集州街道办事处节巴田滑坡 中型 深层土质 45.1 22 89.5 114.3 238.6 14 2021.9.4 集州街道殷家湾滑坡 中型 深层土质 43.8 12 119 140.2 282.4 15 2021.9.4 关路镇石庄村大树垭滑坡 小型 浅层土质 41.1 20 129.2 159.7 378.5 16 2021.9.3 贵民镇郎坪村碑梁上滑坡 小型 浅层土质 27.7 13 147.2 172.8 414.3 17 2021.9.1 高塔镇红庙村洞子沟滑坡 小型 浅层土质 212.7 18 120.2 122.5 167.4 18 2021.8.25 沙河镇天桥村宽道田塝滑坡 小型 浅层土质 168.4 9 5.3 12.5 67.6 19 2021.8.25 杨坝镇柏林村王家地滑坡 小型 浅层土质 131.7 20 6.1 13.2 131.4 20 2021.8.24 长赤镇青杠村奇儿娃滑坡 小型 浅层土质 232.3 21 11.2 17.7 101.4 21 2021.7.30 集州街道阳吴家湾滑坡 小型 浅层土质 8.2 8 67.4 171.7 314.3 22 2021.7.11 关门镇养牛场后方滑坡 小型 浅层土质 148.7 22 58.1 72.3 126.5 23 2019.09.11 云顶镇黑潭村姚大田滑坡 小型 浅层土质 6 11 369.3 385.1 409.3 24 2019.09.10 坪河镇龙滩村大田梁滑坡 小型 浅层土质 112.8 20 128.3 151.9 168.4 25 2019.09.08 仁和镇白鹤咀村陈家政滑坡 小型 浅层土质 158.3 20 76.4 81.1 98.2 26 2019.08.05 红光镇柏山村杨家湾滑坡 小型 浅层土质 11.3 11 106.9 198 246.1 27 2019.08.02 红光镇柏山村李家河滑坡 小型 浅层土质 102.7 14 92.7 101.6 162.3 
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表 2 南江县降雨型滑坡变形破坏模式
Table 2 Deformation and Failure Modes of Rainfall-Induced Landslide in Nanjiang County
地层结构 变形破坏模式 图示 残坡积层 浅层土体沿
基覆界面滑动浅层土体沿
土体内部滑动松散堆积体 浅层或深层土体滑动
（崩塌堆积体、
滑坡堆积体、
人工弃土）
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表 3 南江县滑坡降雨阈值统计表
Table 3 Statistical summary of rainfall thresholds for landslides in Nanjiang County
预警指标 蓝色预警 黄色预警 橙色预警 红色预警 当日峰值雨强R/mm <8 8～20 20～41 ≥41 当日累计降雨量E/mm <25 25～58 58～102 ≥102 前5日累计降雨量A5/mm <43 43～90 90～166 ≥166 前10日累计降雨量A10/mm <75 75～174 174～248 ≥248 前15日累计降雨量A15/mm <142 142～264 264～342 ≥342
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表 4 重点滑坡监测数据（2024.06—2024.11）
Table 4 Monitoring data of key landslides (2024.06—2024.11)
滑坡名称 乔湾滑坡 赵家扁滑坡 峰值雨强R/mm 31.4 5.2 当日累计降雨量E/mm 100.6 28.6 前5日累计降雨量A5/mm 27.4 3.0 前10日累计降雨量A10/mm 27.4 3.0 前15日累计降雨量A15/mm 27.4 3.0 最大合位移/mm 36.21 19.18
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