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干旱区地理 >

2025 , Vol. 48 >Issue 4: 632 - 639

DOI: https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.382

气候与水文

青海东部降雨型滑坡灾害特征及其致灾雨量分析

  • 赵国蓉 , 1, 2 ,
  • 李万志 , 2, 3, 4 ,
  • 刘冰 1 ,
  • 祁门紫仪 3
展开
  • 1.海北州气象局，青海 海晏 810200
  • 2.青海省防灾减灾重点实验室，青海 西宁 810001
  • 3.青海省气候中心，青海 西宁 810001
  • 4.青海省温室气体及碳中和重点实验室，青海 西宁 810001
李万志（1984-），男，本科，高级工程师，主要从事气象灾害风险评估工作. E-mail:

赵国蓉（1993-），女，本科，工程师，主要从事预报预测和气象服务工作. E-mail:

收稿日期: 2024-06-20

  修回日期: 2024-09-14

  网络出版日期: 2026-03-11

基金资助

青海省重点研发与转化计划(2023-SF-109)

第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0906)

青海省气象局重点项目(QXZD2023-02)

收起

Characteristics of rainfall-type landslide disasters in eastern Qinghai and analysis of their causing rainfalls

  • Guorong ZHAO , 1, 2 ,
  • Wanzhi LI , 2, 3, 4 ,
  • Bing LIU 1 ,
  • Menziyi QI 3
Expand
  • 1. Haibei Meteorological Bureau, Haiyan 810200, Qinghai, China
  • 2. Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation in Qinghai Province, Xining 810001, Qinghai, China
  • 3. Qinghai Climate Center, Xining 810001, Qinghai, China
  • 4. Greenhouse Gas and Carbon Neutral Key Laboratory of Qinghai Province, Xining 810001, Qinghai, China

Received date: 2024-06-20

  Revised date: 2024-09-14

  Online published: 2026-03-11

Fold

摘要

降雨型滑坡是青海省发生次数最多、影响最大的地质灾害，但关于诱发滑坡的降雨雨量特征仍缺少相关研究。通过对2016—2023年发生的339次降雨型滑坡事件发生当日及前1~10 d降水条件进行分析，以理清降雨型滑坡灾害特征及其致灾的降水条件。研究表明：（1） 降雨型滑坡呈东多西少分布，西宁市和海东市发生次数最多，西宁市辖区、湟中区、民和县、乐都区为高发县。（2） 降雨型滑坡发生次数与汛期降水量具有较好的一致性，并与前期降水累计量关系密切。（3） 滑坡发生具有滞后性，滑坡有效降水在10 d以内存在3 d和7 d 2个有效降水期，当10 d累计降水量大于40 mm时发生滑坡的概率较大。（4） 在滑坡发生的过程中，小雨、中雨是基础，大雨、大雨以上量级降水是诱因。

关键词： 降雨型滑坡; 致灾雨量; 前期有效雨量; 青海东部

本文引用格式

赵国蓉 , 李万志 , 刘冰 , 祁门紫仪 . 青海东部降雨型滑坡灾害特征及其致灾雨量分析[J]. 干旱区地理, 2025 , 48(4) : 632 -639 . DOI: 10.12118/j.issn.1000-6060.2024.382

Abstract

Rainfall-type landslides are the most frequent and impactful geological hazards in Qinghai Province, China; however, studies on the specific rainfall characteristics that trigger these landslides remain limited. This paper analyzes 339 rainfall-type landslides that occurred between 2016 and 2023 by examining precipitation conditions on the day of occurrence and 1-10 days prior. The objective is to identify the disaster characteristics of rainfall-type landslides and their triggering precipitation conditions. The study reveals the following: (1) Rainfall-type landslides are more frequent in the east than in the west, with Xining City and Haidong City accounting for 76.1% of occurrences. The highest incidence is observed in Xining City’s Huangzhong District, Minhe County, and Ledu District. (2) Landslide frequency correlates with rainfall distribution—years with higher rainfall tend to experience more landslides, with August being the peak month for occurrences. (3) Light to moderate rainfall serves as the foundational condition for landslides, while heavy rainfall or greater acts as the triggering factor. When the cumulative rainfall of 10 days exceeds 40 mm, the probability of landslide occurrence increases significantly. (4) Rainfall-type landslides exhibit a certain lag effect relative to rainfall. The probability of occurrence is highest on the day following two consecutive days of heavy rainfall or greater, as well as on the third day after rainfall ends. In addition, landslide probability increases again approximately five days after rainfall ceases. The findings of this study provide a scientific basis for understanding the occurrence mechanisms of rainfall-type landslides and developing forecasting and early warning models.

Key words： rainfall-type landslides; disaster-causing rainfall; pre-effective rainfall; eastern Qinghai

滑坡是一种常见的地质灾害，具有分布广、暴发频率高、危险性大等特点[1]，其分布规律与斜坡单元形态、地貌特征、植被因素等密切相关[2]。据统计，全球每年因滑坡灾害造成的经济损失近百亿美元，并造成数千人伤亡，对生命的危害极其严重[3-4]。诱发滑坡的因素有多种，例如降雨、地震、人类活动等，其中降雨型滑坡（降雨诱发的滑坡）约占滑坡总数的90%[5⇓-7]，且绝大部分的滑坡事件属于前期有效降水主导型[8]，与降雨历时、降水量及降雨类型有密切的关系，但不同类型降雨型滑坡灾害的诱发机制具有明显的差异性[9-10]。因此，研究降雨诱发滑坡的特征、过程、机理及阈值已成为研究领域的热点和难点[11⇓-13]。
降雨是引发滑坡的关键因素，对于滑坡的预测预警具有重要的参考价值，当前国内外学者基于引发滑坡灾害的降雨特征分析开展了滑坡预报技术研究[14⇓⇓⇓⇓⇓⇓-21]。金琪等[22]通过对滑坡灾害与不同时段不同降水类型的相关系数分析，验证了前期降水量的累积和强降雨是三峡库区湖北段发生滑坡地质灾害的重要诱因；刘海如等[23]通过对四川典型区域滑坡泥石流与降水的关系研究，发现15 d有效降水量可作为四川典型区域滑坡和泥石流的预报因子。青海东部地区属于黄土丘陵地区，该区占青海省72.8%的人口和60%的耕地[24]，且人口和经济高度集聚在地灾频发的河谷洪积-冲积平原，滑坡灾害严重威胁该地区生命财产安全和工程建设[25]。如2022年9月1日，海东市互助县威远镇红崖村西北侧山体发生滑坡灾害，造成6人遇难。随着温度升高、降水增多，青海东部地区由降水诱发的滑坡灾害越发严重，未来该区域是青海人口和经济增加最为显著且受降水诱发灾害影响最大的区域[26]。国内外众多学者针对滑坡灾害的降雨特征进行了大量的分析，但仍缺少针对青海省尤其青海东部地区降雨型滑坡致灾雨量和阈值的相关研究，需开展此类研究以提升青海省降雨诱发的地质灾害风险防范能力。本文通过对青海东部地区2016—2023年滑坡灾害个例以及灾害发生地区气象站点降水观测数据进行分析，以理清降水型滑坡灾害发生特征及其致灾雨量和阈值特征，研究结果可为降雨型滑坡发生机制的认清以及预报预警模型的构建提供科学依据，从而提升本省降雨型滑坡预报预警能力。

1 数据与方法

1.1 研究区概况

青海东部地区位于青藏高原东北缘，海拔在1667~5153 m之间，是全省人口最密集、国民经济最发达的地区，行政上分属西宁市、海东市、海北州、海南州、黄南州，占全省总面积的18%（图1）。区内山地、河谷、丘陵均有发育，地质环境条件复杂，生态脆弱，高陡斜坡广布、临空面发育，斜坡整体的稳定性普遍较差，受自然条件和地质环境的影响，斜坡地质灾害相当突出，是全省地质灾害发生次数最多的地区。青海省东部地区为高原大陆性气候，降水集中在每年的5—9月，占全年总降水量的70%~80%。
图1 研究区示意图

Fig. 1 Schematic diagram of the study area

1.2 数据与方法

本文气象数据选取2016—2023年青海省东部地区23个国家级气象站和61个区域气象站逐日降水数据，降水数据来源于气象大数据云平台·天擎（http://10.181.64.50:8088），经过气象部门数据质量审核，利用ArcGIS软件对降水缺测数据和无降水数据滑坡点采用邻近数据线性回归插值处理，以计算各点逐日降水数据。根据《气象灾害风险评估技术规范 暴雨》（DB63/T 2186-2023）[27]对日降水量进行等级划分（表1）。地质灾害个例数据来源于青海省自然资源管理局，时间尺度为2016—2023年。
表1 降水量等级划分标准

Tab. 1 Classification standards for rainfall levels

等级 降水量级/mm
小雨 (0, 5)
中雨 [5, 12.5)
大雨 [12.5, 25)
暴雨 [25, ∞)

1.3 地质灾害基本特征

通过对灾情个例数据分析发现，2016—2023年青海省共有822次地质灾害记录，青海省东部地区占比达到90.9%。东部地区地质灾害中（图2），滑坡发生最多为458次，占比为61.3%；崩塌发生235次，占比为31.5%；泥石流发生46次，占比为6.1%；其余类型占1.1%。根据滑坡灾害诱发因素，共挑选出339次由降雨诱发的滑坡灾害事件，占滑坡总数的74.0%。因此，本文主要针对青海东部地区降雨型滑坡发生特征及其致灾雨量进行研究。
图2 青海省东部地区地质灾害分类

Fig. 2 Classification of geological hazards in the eastern Qinghai Province

2 结果与分析

2.1 降雨型滑坡灾害时空分布特征

2.1.1 空间分布特征

青海省东部地区降雨型滑坡灾害总体呈东多西少分布态势（图3），西宁市118次，占比为34.8%；海东市154次，占比为45.4%；海北州12次，占比为3.5%；海南州25次，占比为7.4%；黄南州30次，占比为8.8%。分县域来看，高发县主要有4个，占东部地区总次数的56.9%，分别是乐都区发生66次、西宁市辖区发生42次、湟中区发生45次、民和县发生40次。空间分布上，西宁市呈现出由主城区向四周递减的分布态势，城北区最多为16次，其次为城中区12次，湟源县无降雨型滑坡记录；海东市降雨型滑坡主要发生在乐都区的中坝乡和瞿昙镇，分别为20次和12次；海北州降雨型滑坡集中在海北祁连山区西部，祁连县八宝镇最多，为5次；海南州降雨型滑坡呈东多西少分布态势，主要发生在同德县的秀麻乡和河北乡，分别为7次和4次，共和县无降雨型滑坡灾害记录；黄南州降雨型滑坡主要集中在北部，南部无降雨型滑坡灾害记录，尖扎县措周乡最多，为6次，其次为同仁市加吾乡5次。
图3 降雨型滑坡事件空间分布

Fig. 3 Spatial distribution of rainfall induced landslide events

在前期的研究中也发现，青海省大雨及以上量级降水日数总体呈现东多西少的分布态势，其中西宁市、海东市以及黄南州南部地区大雨及以上量级降水日数较多。通过对青海东部地区滑坡特征的统计分析，发现该地区的滑坡主要以平缓的浅层小型或中型堆积层滑坡为主，且这类滑坡对降雨过程非常敏感。周保等[28]研究指出，青海东北部地区是青海省地质灾害易损性和危险性较高的区域，这里黄土层分布广泛，且斜坡的岩土层结构相对松散。植被覆盖率较小，由于风化作用和侧向水流侵蚀的影响，该地区的地层稳定性较差。说明青海东部降雨型滑坡主要与其降水和地质层属性有关。

2.1.2 时间变化特征

从发生时段月变化来看（图4），降雨型滑坡主要集中在5—10月，占总次数的94.9%，由于每年5—10月为青海省汛期，全年降水83.8%集中在此时间段。降雨型滑坡数与降水量变化趋势具有较好的一致性，降水量多的月份滑坡发生次数相对较多。但滑坡灾害除受降水影响外，还与人类活动以及当地孕灾环境有关，如2023年月降水量最大值出现在8月，但月最多滑坡次数出现在5月。从年变化来看，降雨型滑坡各年发生次数不一，但与降水量变化趋势一致性较高，尤其是汛期降水，2017、2021年和2023年汛期降水量跟常年值相比持平或偏少，降雨型滑坡的次数明显偏少；降雨型滑坡次数最多的年份为2018年，出现了145次，同时也是年降水量最多的一年；2020年和2022年，降雨型滑坡次数偏多，也是汛期降水偏多的年份（图5）。
图4 2016年3月—2023年11月青海东部月降水量与滑坡次数

Fig. 4 Monthly precipitation and landslide frequency in eastern Qinghai Province from March 2016 to November 2023

图5 2016—2023年青海东部滑坡年次数、年降水量和汛期降水量距平百分率

Fig. 5 Annual frequency of landslides, annual precipitation, and percentage of precipitation deviation during flood season in eastern Qinghai Province from 2016 to 2023

2.2 青海省东部地区降雨型滑坡与降水量的关系

已有研究指出，降雨引发的滑坡事件具有滞后性，在地质灾害事件发生前的10 d内降雨对其发展都有不同程度的影响[29⇓⇓⇓⇓⇓⇓-36]，这也与天气预报主要以10 d内的预报为主相对应，因此通过结合实际预报预警时效，并综合考虑当日降雨及前期降雨的共同影响来分析降雨型滑坡的致灾雨量特征。

2.2.1 滑坡与发生当日及前10 d总降水量的关系

从一般意义上来看，雨量越大的地区滑坡越容易发育，滑坡发生与降水量大小基本呈正相关关系。从青海东部地区339次降水型滑坡事件中选取279次具有有效降雨数据的降雨型滑坡事件，通过对累计降水量对应滑坡次数占比图分析发现（图6）：累计降水量在40 mm以下的滑坡发生次数占34.0%、40 mm以上的占66.0%。通常累计降水量增多，滑坡发生的概率也随之增大，但分析发现降水量在20~40 mm时，滑坡发生占比最多，降水量在60~100 mm时，滑坡占比减少，而降水量达到100 mm以上时，滑坡占比又开始增多，这主要与青海东部地区多连续性降水或突发性强降水有关，连续性降水减小了岩土体中软弱面的摩擦力，增加了构造面的静水压力，使构造面演化成为滑动面。突发性强降水，增加滑坡体重量，最后造成斜坡土体或基岩破坏。
图6 累计降水量对应滑坡次数占比

Fig. 6 Proportion of accumulated precipitation corresponding to landslide frequency

因图6无法直观反映出累计降水量与滑坡概率的正相关关系，故以滑坡次数累积百分比为纵轴，总累计降水量大小为横轴，做曲线图（图7）。累积百分比可理解为滑坡在某降水量量级下发生的概率[37]。通过滑坡发生累积百分比来分析其与累计降水量之间的关系，可以看出对应累计百分比25%、50%、75%的量级分别为30.1~40.0 mm、50.1~60.0 mm、90.1~100.0 mm，即到达30.1~40.0 mm量级时有25%的可能发生滑坡，到达50.1~60.0 mm量级时有50%的可能发生滑坡，而到达90.1~100.0 mm时有75%的可能发生滑坡（图7）。从中得出，累计降水量越大发生滑坡的概率越高，尤其累计降水量达到50 mm以上时，发生滑坡的概率达到50%，所以在开展滑坡预警时除要关注当日降水外，更要关注累计降水的影响。
图7 总累计降水量对应滑坡次数累积占比

Fig. 7 Cumulative proportion of landslide occurrences corresponding to the total cumulative precipitation

2.2.2 滑坡与发生当日及前10 d每日降水量的关系

根据表1中的标准，对279次降雨型滑坡事件发生当日及前10 d逐日降水量进行分析，其中滑坡发生当日无降雨的占滑坡总数的31%、小雨41%、中雨14%、大雨11%、暴雨及以上量级14%，可以看出青海东部地区滑坡发生当日多为小雨或无降雨，占比达到72%，这种情况将会降低当地群众的防范意识，增加灾害发生概率。
滑坡发生前第1~10 d（图8），无雨所占的比例逐渐增大，在第10 d无雨占比最高，为54.6%，第3 d占比最少；小雨每日所占比例较为稳定，在27%左右波动下降；滑坡发生前的第2~3 d为中雨集中时段，其他时间中雨占比稳定维持在13%左右；滑坡发生前10 d内大雨呈波状分布，占比在5.6%~9.9%之间，在第3 d和第7 d所占比例最高；暴雨及以上量级降雨在滑坡发生前第1 d占比最高达11.6%，其次是第3 d和第6 d，占比均为7.0%；可见在滑坡发生前8 d内小雨和中雨二者所占的比例相对稳定；而大雨及以上量级降雨在滑坡发生当天及前1 d比例较高，尤其大雨在滑坡发生当天比例最高。25.3%的滑坡发生当天有大雨或以上量级降雨；当滑坡当天无降雨出现时，88.6%的在前10 d内有3~8 d的降雨出现，55%前10 d累计降水量在50 mm以上。综合得出，滑坡发生受前期的累计降水量和当日降水量两方面的影响；滑坡发生具有滞后性，影响滑坡发生的因子中，小雨、中雨是基础，大雨及以上量级的降水是诱因。
图8 每日不同量级降水与滑坡次数占比

Fig. 8 Proportion of daily precipitation of different levels and occurrence of landslides

2.2.3 滑坡与大雨及以上量级降水的关系

经统计，279次滑坡事件中，有211次滑坡在发生前10 d内至少有1次大雨或以上量级降水，其中出现1次大雨或以上量级降水的占22.1%（62次）、出现2次大雨或以上量级降水占30.2%（85次）、出现3次大雨及以上量级降水的占16.4%（46次），可见，大雨或以上量级降水易诱发滑坡。滑坡发生当天及前10 d内仅有1次大雨及以上量级降水时（表2），14.5%的大雨或以上量级降水出现在滑坡发生当天，16.1%的大雨或以上量级降水出现在滑坡发生前1 d，14.5%的大雨或以上量级降水出现在滑坡发生前9 d，9.7%的大雨或以上量级降水出现在滑坡发生前5 d。因此，降过1次大雨或以上量级降水后，当天或第2 d出现滑坡的可能性较大。滑坡发生当天及前10 d内出现2次大雨及以上量级降水情况下（表略），有38.8%的滑坡发生在出现连续2次大雨或以上量级降水后，其中滑坡发生当天及前1 d出现大雨或以上量级降水的占14.1%、滑坡发生前3 d和前4 d出现大雨或以上量级降水的占9.4%；有20%的滑坡发生时前期2次大雨或以上量级降水中间间隔5 d，其中第2次大雨或以上量级降水出现当天发生滑坡的占8.2%、第2次大雨或以上量级降水出现在发生滑坡前2 d的占7.1%。可见，连续的2次大雨或以上量级降水和2次大雨或以上量级降水中间间隔5 d的情况易导致滑坡。
表2 滑坡发生当天及前10 d内出现1次大雨及以上量级降水时滑坡发生次数比例

Tab. 2 Proportion of landslide occurrence times under heavy rain and precipitation of magnitude above on the day of landslide occurrence and within the first 10 days

出现1次大雨或以上
量级降水时间		 滑坡次数/次 62次滑坡次数的
比例/%
当天 9 14.5
前1 d 10 16.1
前2 d 3 4.8
前3 d 5 8.1
前4 d 4 6.5
前5 d 6 9.7
前6 d 4 6.5
前7 d 4 6.5
前8 d 5 8.1
前9 d 9 14.5
前10 d 3 4.8

3 结论

本文结合2016—2023年的339次降雨型滑坡灾害事件，及滑坡发生当日和前1~10 d的逐日降水观测数据，对青海东部地区降雨型滑坡发生特征及其致灾雨量进行研究，得到以下结论。
（1） 降雨型滑坡呈东多西少分布，西宁市和海东市发生次数最多，其中西宁市辖区、湟中区以及海东市民和县、乐都区为高发县，主要受降水及地质层属性影响。
（2） 降雨型滑坡发生次数与汛期降水量具有较好的一致性，并与前期降水累计量关系密切，造成滑坡主要是20~40 mm和100 mm以上的过程降水量；累计降水量达到50 mm以上时，发生滑坡的概率最大。
（3） 滑坡发生具有滞后性，滑坡有效降水在10 d以内存在3 d和7 d 2个有效降水期，3 d降水影响最为显著，当10 d累计降水量大于40 mm时发生滑坡的概率较大。
（4） 在滑坡发生的过程中，小雨、中雨是基础，大雨及大雨以上量级降水是诱因，连续的2次大雨或以上量级降水和2次大雨或以上量级降水中间间隔5 d的情况易导致滑坡。

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