0 引言

地质灾害包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的滑坡、崩塌、泥石流等与地质作用有关且造成的人员伤亡或直接经济损失的灾害（Akçali and Arman，2013；巩书华等，2023； 卢盛栋等，2023；马煜等，2023），具有很强的隐蔽性，不仅严重威胁人民的生命和财产，同时给人类生存环境等各方面带来了巨大破坏。湖南地貌类型复杂多样，80% 以上国土面积为山地、丘陵，随着社会经济的发展，人类工程活动日趋强烈，再加之地质环境条件复杂，湖南形成了大量地质灾害隐患，滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的发生呈增长趋势，严重危害人民群众生命财产安全和社会经济可持续发展（黄雯等，2014；王倩等，2021）。近年来地质灾害发灾情况，许多造成人员伤亡等重大损失的地质灾害常发生于村民房前屋后高陡斜坡处，且由大暴雨激发形成，发生时历时较短，地质灾害具有突发性强、规模小、危害大等特征（Maragaño et al.， 2023；徐辉，2023；杨竹云等，2023；叶旭光等， 2024）。根据湖南省1∶5万地质灾害详细调查成果，通过研究崩塌、滑坡、泥石流地质灾害发生的降水情况分析，一是突然性的短时高强度降水，即为暴雨和特大暴雨等情况容易引发的地质灾害；二是长时间的过程性降水，即为中雨、大雨等持续性降水易引发地质灾害。目前，对湖南省地质灾害发生与降水的耦合关系研究甚少，难以利用气象部门提供的降水预报信息精准开展地质灾害预报工作 （Uwihirwe et al.，2020；张晓曼等，2023）。本文利用湖南省地质灾害和相应降水资料，研究湖南省地质灾害发生与降水的耦合关系，以期为湖南省的地质灾害预报提供技术支持。

1 地质环境与降雨概况

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。省内东、西、南三面为高耸的山地环绕，中间为低缓的丘陵起伏，北部为低平的平原湖泊 （蒋明光等，2021）。山地中河溪发育，切割深，多狭谷、隘谷和嶂谷等，山坡陡峻，山间还常形成一些岭间盆地和谷地。省内属中亚热带东部湿润季风气候区，据气象资料统计，平均年降水量为 1403.1 mm，在空间分布上具有山区多于丘陵、丘陵多于平原的特点。湖南汛期始于 4月，结束于 9月，累计降水量接近年降水量的 2/3；前多后少特点明显（4—6 月降水量较7—9月降水量多59.3%），且前期（4—6 月）降水变率小（19.7%）、后期（7—9 月）降水变率大（35.2%），因而前期易涝，后期易发生旱、涝并存的现象。

2 地质灾害发育概况

湖南省地质灾害类型多样，分布广泛，全省除洞庭湖区外，均有分布，其中以湘西南怀化—洞口雪峰山大中起伏山地区、湘中湘潭—衡阳剥蚀丘陵台地区、湘南永州市区—道县中起伏山地剥蚀台地区、湘西北石门—临澧中小起伏山地区，尤以张家界武陵源区大中起伏山地区最为发育。根据湖南省自然资源事务中心地质灾害调查成果资料统计，湖南省已发生地质灾害点 23895 处，多分布于降雨量大的山地丘陵区，降水是地质灾害主要的引发因素，受降水引发或影响的地质灾害共计16824处，占灾害总数的 70.41%；滑坡、崩塌、泥石流灾害与降水有着较密切的关系，60% 以上的灾害是由降水直接诱发的或与降水因素相关，特别是滑坡和泥石流达到80%以上；而地面塌陷、地裂缝、地面沉降和不稳定斜坡灾害受降水因素影响较小，各类型地质灾害与降雨关系见表1。因此，在分析灾害与降水关系时，主要以滑坡、崩塌和泥石流灾害（共17285处） 作为主要研究对象，不稳定斜坡由于成灾之后主要以崩塌和滑坡的形式出现，因此将不稳定斜坡类比崩塌、滑坡灾害一并考虑。根据地质灾害分级标准，灾情特大型 50 处，大型 87 处，中型 696 处，小型 23064 处。因地质灾害死亡 2106 人，直接经济损失 472567. 08万元；共威胁人口76.2万人，潜在经济损失3136147.6万元。

3 地质灾害与降水的统计关系

降雨对滑坡的作用主要是通过下渗补给地下水，对岩土体进行潜蚀作用及浸润软化作用（Segoni et al.，2018；Wistuba et al.，2021；蒋涛等，2023；何进等，2024），产生地下水动、静水压力的变化，增大岩土体的容重，降低抗剪强度，从而引发产生地质灾害，降雨对地质灾害发生有明显的控制作用（Posner and Georgakakos，2015；Chikalamo et al.，2020； Satyaningsih et al.，2023；朱江等，2023）。

3.1 地质灾害与多年平均降雨量的关系

湖南省湘西北桑植县和龙山县的八大公山区域，雪峰山北端的安化县和桃源区域，湘东南地区，湘东北幕阜山和连云山一带形成了 4 个多雨区（年平均降水量大于1600 mm的区域），均为地质灾害较为发育的区域，单位密度发生的灾害数量远高于湖南省其它地区，如 2006 年 7 月 15 日—16 日，湘东南郴州永兴县年降雨量超过 2000 mm，日最大降水量达666.5 mm，降雨期间发生的滑坡占全县调查滑坡数的75.3%。通过统计1961年以来滑坡、崩塌、泥石流灾害发灾数量可知，灾害发生数量呈逐步上升趋势，特别是 1990 年以来，地质灾害发生频率明显增高，灾害发生时间与年降雨量关系见图1。

灾害数量与年降雨量匹配度一般，主要原因是历年平均降雨量变化不大，但是随着经济的恢复，各种资源的加速开发，基础建设的不断兴起，人类活动愈发频繁，在极端气候、环境的影响下，容易导致灾害频繁发生。

滑坡、崩塌、泥石流灾害在1300～1600 mm降雨区内发灾数量占灾害总数的63.95%；其次在1200～1300 mm降雨区内发灾数量，占灾害总数的5.31%； ＜1200 mm和＞1600 mm降雨区内灾害发生数量相对较少，灾害次数与多年平均降雨量关系见表2、图2。说明灾害发生受降雨总量控制明显，且降雨中值区位于人类活动相对较集中区域、坡度相对平缓、人类工程活动强烈易导致灾害发生，而降雨高值区则主要位于湘西北、湘中偏西的大起伏中、高山地区，人口分散居住，坡度陡峻，人类工程活动较弱，因此灾害点相对偏少。另一方面也说明了，地质灾害的发生并不是仅仅受降水、地形地貌、人类活动等单因素控制，往往是多因素叠加形成的（He et al.，2020；王璐等，2023；Lu et al.，2024）。

3.2 地质灾害与月平均降雨量的关系

湖南省地质灾害发生次数与月份有着很好的对应关系，据气象数据统计，湖南省汛期（4—9 月） 累计降水量接近年降水量的2/3，前多后少特点明显 （4—6月降水量较7—9月降水量多59.3%），且前期 （4—6月）降水变率小（19.7%）、后期（7—9月）降水变率大（35.2%），灾害次数与月平均降雨量关系见表3、图3。当月降雨量出现异常高值（一般是多年月降雨量平均值近1.2倍左右），常引发该地区普遍出现滑坡，如资兴市2006年7月降雨量为601.9 mm （平均月降雨量为302.4 mm），是多年月平均降雨量的近 1.5 倍，灾害数量占该市调查灾害数量的 60% 以上。从表2可知，地质灾害在月际上主要集中在4 —7 月，其中滑坡、崩塌、泥石流灾害在 4—7 月发灾数量达 14337 处，占灾害总数的 60. 00%，该时间段也为湖南省雨季，降水集中，4个月的降水量占全年的40%以上，尤其以5、6、7月份最为发育，这与地质灾害集中发生时间相吻合；其次为1、3、8月，共发灾 2001 处，占灾害总数的 8.37%；其他月份灾害发生数量则相对较少。

3.3 地质灾害与短时降雨量的关系

3.3.1 地质灾害与年暴雨频次的关系

湖南省灾害与年暴雨频次呈正态分布，年暴雨频次在 3～4.5 次区域灾害分布集中，达 13769 处，占灾害总数 57.62%，主要分布于湘西北及湘东北地区，为湖南省降雨中、高值区，灾害与年暴雨频次关系见表4、图4。尤其是湘西北张家界、益阳地区从月均降雨图可以看出，历月灾害降雨不均匀，在汛期后期会进入暴雨集中期，导致灾害集中暴发。

3.3.2 地质灾害与6 h短时降雨的关系

湖南省 6 h最大降水量分布为中部少、南北多，其中岳阳东部、怀化北部及南部、永州中部、郴州北部地区6 h最大降水量达185 mm以上，益阳北部、邵阳中部、永州北部、衡阳中部降水较少，全年不足 105 mm。6 h 短时强降水频次分布为西高东低，其中怀化北部、益阳西部、永州中部地区 6 h短时强降水频次达4. 0次/a以上，益阳北部、邵阳南部地区频次较低，全年不足 1. 0 次/a。省内崩滑流灾害在 6h 暴雨频次 1.5～3 次区域内集中分布，达 12938 处，占灾害总数 54.15%，特别是 6 h 暴雨频次达到 2 次以后，发灾数急剧增加，灾害与 6 h暴雨频次关系见表5；与 6 h 最大降雨量关系可知，在 105～155 mm 降雨区内灾害集中爆发，达13162处，占灾害总数的 55. 08%，特别是 6 h 最大降雨量达到 125 mm 以后，发灾数急剧增加。可以认为，6 h暴雨频次在1.5次以上，最大降雨量达到 105 mm 时，崩滑流灾害开始大量启动，在暴雨频次达到 2 次，最大降雨量达到 125 mm时，崩滑流灾害集中爆发，灾害与6 h最大降水量关系见表6。

3.3.3 地质灾害与12 h短时降雨的关系

湖南省 12 h短时强降水频次分布为中部低，四周高，其中岳阳、怀化北部及南部、郴州北部地区 12 h 最大降水量达 200 mm 以上，邵阳南部、永州北部、衡阳西部降水较少，全年不足 110 mm。益阳西部、怀化北部、衡阳北部、永州南部地区 1 h 短时强降水频次达5.5次/a以上，邵阳南部、衡阳西部频次较低，全年不足 2.5 次/a。省内崩滑流灾害在 12 h 暴雨频次 2～5 次区域内集中分布，达 14776 处，占灾害总数61.84%，特别是12 h暴雨频次达到3次以后，发灾数急剧增加，灾害与 12 h 暴雨频次关系见表7；与 12 h 最大降雨量关系可知，在 125～180 mm 降雨区内灾害集中爆发，达11987处，占灾害总数的 50.17%，特别是12 h最大降雨量达到140 mm以后，发灾数急剧增加。可以认为，12 h 暴雨频次在 5 次以上，最大降雨量达到 125 mm 时，崩滑流灾害开始大量启动，在暴雨频次达到 3 次，最大降雨量达到 140 mm 时，崩滑流灾害集中爆发，灾害与 12 h 最大降水量关系见表8。而大于相应数据后，灾害数量迅速减少，这也从另一方面说明湖南省灾害为中小型灾害，在降雨前期已大量发灾，受短时降水控制明显。

3.3.4 地质灾害与24 h暴雨的关系

湖南省 24 h 最大降水量分布为中部少，四周多，其中岳阳东部、长沙中部、怀化北部、张家界东部、郴州中部地区 24 h最大降水量达 260 mm 以上，邵阳南部、永州北部、衡阳西部降水较少，全年不足 140 mm。24 h短时强降水频次分布为中部低，东西高，其他，其中益阳西部、衡阳北部、永州南部地区 24 h短时强降水频次达 8.5次/a以上，益阳北部、邵阳、永州北部、郴州北部频次较低，全年不足4.5次/a。省内崩滑流灾害在 24 h 暴雨频次 4.5～7 次区域内集中分布，达13721处，占灾害总数57.42%，特别是 24 h暴雨频次达到5.5次以后，发灾数急剧增加，灾害与 24 h 暴雨频次关系见表9；与 24 h 最大降雨量关系可知，在140～260 mm降雨区内灾害集中爆发，达 16619 处，占灾害总数的 69.55%，特别是 24 h 最大降雨量达到160 mm以后，发灾数急剧增加。可以认为，24 h暴雨频次在4.5次以上，最大降雨量达到 140 mm 时，崩滑流灾害开始大量启动，在暴雨频次达到 5.5 次，最大降雨量达到 160 mm 时，崩滑流灾害集中爆发，灾害与24 h最大降水量关系见表10。

4 结论

（1）湖南省年内降水量 1300～1600 mm 区是地质灾害发育最密集区，每年4—7月为地质灾害高发时段；年平均降水量大于 1600 mm、月平均降水量 200mm的区域，特别是突然性的短时高强度降水和长时间的过程性降水，易引发地质灾害。

（2）湖南省灾害与年暴雨频次呈正态分布，年暴雨频次在 3～4.5 次区域灾害分布集中；6 h 暴雨频次在 1.5 次以上，最大降雨量达到 105 mm 时，崩滑流灾害开始大量启动，在暴雨频次达到2次，最大降雨量达到 125 mm 时，崩滑流灾害集中爆发；12 h 暴雨频次在 5 次以上，最大降雨量达到 125 mm 时，崩滑流灾害开始大量启动，在暴雨频次达到3次，最大降雨量达到 140 mm 时，崩滑流灾害集中爆发；24 h 暴雨频次在 4.5 次以上，最大降雨量达到 140 mm 时，崩滑流灾害开始大量启动，在暴雨频次达到5.5 次，最大降雨量达到 160 mm 时，崩滑流灾害集中爆发。

（3）本研究调查数据主要来源于湖南省 1∶5 万地质灾害详细调查工作，全面总结了调查成果，但对没有威胁人员的灾害统计分析不足，随着更高精度地质灾害调查工作的开展，今后需利用所有地质灾害调查数据作为研究对象，以期得出更准确的结论。

参考文献