郑州西部山区“7·20”山洪地质灾害成因研究

2021年“7·20”极端暴雨引发河南省郑州市西部山区四市(荥阳、巩义、新密、登封)山洪地质灾害造成251人死亡失踪,分布在44个乡镇140个行政村、组或社区,既具有群发性、分散性,也具有相对集聚性。本次山洪地质灾害分散复杂,流域灾害链和区域灾害群共存,山洪灾害链呈现空间关联、时间接续、动力转换和灾情放大的效应。文章总结了山洪地质灾害时空分布特点,分析了山洪地质灾害的形成因素,探讨了索河流域邢门堂垴跨沟路基阻水溃决-王宗店暴洪冲淹-崔庙村海沟寨公路路基堰塞淹没等山洪灾害链的成因,研究了王宗店村南头组滑坡顺层滑移的地质力学模式及其稳定性与力学参数的关系。初步提出当前期过程或日降雨量达到200 mm,未来1 h预报雨量超过40 mm,或3 h预报雨量超过100 mm,可以作为山洪地质灾害预警响应判据,必须启动红色预警响应。研究结果可为郑州市西部山区预防应对山洪地质灾害提供决策支持,也可供类似的山地丘陵区城乡社区防灾减灾与应急响应参考。     

甘肃地质灾害气象预警技术方法探讨

甘肃省是全国4大滑坡、泥石流分布区。境内滑坡、泥石流主要分布在西秦岭山地、黄土高原和祁连山地。根据历年灾害资料研究,降水引发的地质灾害占年度地质灾害的比例为45%~95%,且具有突发性、群发性和滞后性等特征,造成了严重的人员伤亡和经济损失。引发滑坡、泥石流主要有连阴雨、局地暴雨、前期降水-区域暴雨和区域性大暴雨。通过对降水与滑坡、泥石流关系研究,分类型建立了甘肃省滑坡24 h趋势气象预警模型和滑坡、泥石流实时降雨预警模型,并在2013年陇东南连续强降水过程中应用,取得了很好的预警效果。     

台风暴雨型地质灾害时空特征及预警效果分析

在我国东南沿海山地丘陵区,台风暴雨常诱发大量山体滑坡、崩塌和泥石流地质灾害,造成财产严重损失和人员伤亡。以2015年登陆的"苏罗迪"台风为例,在系统分析"苏罗迪"台风诱发地质灾害时空分布和预警效果的基础上,得出了如下结论:(1)"苏罗迪"台风诱发的600余处崩滑流灾害,主要集中分布在浙江、福建等东南沿海地区,灾害规模以小型为主,滑坡、崩塌、泥石流数量比例约为6∶2∶1,具有空间集中群发性;台风降雨诱发地质灾害具有"即雨即滑"的特点,当日降雨当日崩滑,具有强降雨当日即发性;小时降雨空间分布不均匀,地质灾害发生时间往往比平均小时大雨强滞后,滞后时间约1~2h,具有大雨强小时滞后性。因此,台风降雨诱发地质灾害具有空间集中群发性、强降雨当日即发性、大雨强小时滞后性三大特征。(2)提出了基于"命中率、漏报率和空报率"三指标的地质灾害预警校验方法,建立完善了各指标的测算方法和计算公式。"苏罗迪"台风地质灾害预警校验结果显示,本次过程中地质灾害气象预警效果总体较好,保证了较高的命中率,较低的漏报率,但预警区空报率偏高。除地质灾害气象预警本身的技术难度外,降雨预报准确率偏低特别是极端降雨预报不足的现状也是造成地质灾害空报率偏高的原因之一。     

2004—2018年北京市突发地质灾害时空分布特点和监测预警状况

本文对北京市规划和自然资源委员会发布的《北京市环境公报》（2004—2018年）和北京市水务局发布的《北京市水资源公报》（2004—2018年）进行了全面梳理,详细分析了近15年来北京市突发地质灾害的类别构成和时空分布规律。北京市突发地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷4种类型,其中崩塌是北京市发生数量最多的地质灾害。北京市突发地质灾害规模较小,分布广泛。大部分灾害发生在汛期,表明北京市突发地质灾害与降雨密切相关。极端强降雨发生后,不同类型灾害集中暴发。近年来,北京市突发地质灾害专业监测预警工作积极开展,并取得一定的成绩,但是相关的科研、监测预警技术等地灾防治工作仍需提升。本文的相关结论来源于真实数据的统计分析,可为北京市突发地质灾害监测预警工作提供客观数据支撑。     

基于ArcIMS技术的浙江省突发性地质灾害预报预警信息发布

针对区域群发性滑坡(泥石流)灾害概率预报预警系统(LAPS)应用发展的需要,提出基于ArcIMS的突发性地质灾害预报预警模式,开发完成浙江省突发性地质灾害预警预报信息发布系统(LAPS-IMS)。该系统采用空间数据库引擎技术管理海量滑坡(泥石流)、地质、DEM、土地利用、土壤、降雨等数据。基于WebGIS技术实现了突发性地质灾害概率空间分布预报预警图的发布、信息查询、空间定位和空间叠加等功能。改变了先前仅以栅格图片发布灾害信息存在的缺陷,可传达现势的、准确的和直观的灾情信息。经系统试运行表明,该系统运行稳定、性能高效,在浙江省突发性地质灾害的预警预报及减灾防灾工作中起到了重要作用。     

群发性地质灾害应急处置研究

群发性地质灾害应急处置是一项非常态工作,群发性地质灾害应急处置的关键是高效的组织体系和强大的技术贮备。本文是作者在多年工作实践的基础上,结合群发性地质灾害应急处置的基本特点,总结了地质灾害应急处置组织和应急技术工作特点,将群发性地质灾害应急处置技术工作划分为灾情预判、排查评估、监测预警、工程处置和安全选址5个阶段。在分析国外技术进展的基础上,提出了突发地质灾害应急处置关键技术的突破方向。     

天水市“7.25”群发性山洪地质灾害发育特征及成因分析

通过对天水市"7.25"群发性山洪地质灾害的现场调查,系统查明了此次地质灾害的灾情、致灾因素、灾害特征、致灾范围以及分布规律,分析了此次山洪地质灾害发育特征及成因。结果表明:本次由强降雨引发并加剧的地质灾害类型主要以黄土-泥岩及黄土滑坡为主,中小型沟谷泥石流、土质崩塌和土质不稳定斜坡次之。"7.25"山洪地质灾害具有普遍性、群发性、局地爆发性等特征,其隐蔽性强,潜在危害大,灾害链模式显著。灾害发生期间降雨具有强度大、范围广等特点,使区内山体岩土体饱和,显著降低了岩土体抗剪强度,加之与地震的叠加效应明显加剧了此次群发性山洪地质灾害。     

地质灾害与不同尺度降雨时空分布关系

降雨是地质灾害最重要的诱发因素之一,开展地质灾害与不同尺度降雨的时空分布研究,分析降雨诱发地质灾害的特点规律,对于提升地质灾害区域预警水平和防灾减灾实践具有重要意义。本文以2006～2007年汛期地质灾害的实际发生情况为例,通过统计分析方法,对区域地质灾害与年降雨量、月降雨量、月暴雨日数、典型降雨过程之间的时空分布关系开展系统分析,研究表明:降雨是群发型地质灾害发生的重要诱发因素,地质灾害的发育密度与年均雨量成正比,地质灾害发育密度最大的区域,其年均雨量最大;地质灾害分布与月降雨量、月暴雨日数的分布总体上具备一定的对应关系,但并不是完全对应的,主要受到典型强降雨过程的落区控制;在地质灾害多发区出现典型强降雨过程时,地质灾害群发。     

江苏省地质灾害气象预警系统的设计与实现

由于强降水是滑坡、崩塌等突发性地质灾害的主要诱因,通过分析现有地质灾害和降水资料以及灾害的发生与强降水之间的关系,综合考虑该地区地质环境特征和前期降雨过程、降雨类型、累计雨量和当日降雨量以及预期(未来24h)降雨量,对滑坡、崩塌灾害与降雨量的相关性进行了研究,建立了地质灾害气象预警模型,在此基础上开发了江苏省地质灾害气象预警系统并投入使用。该系统运行稳定、功能全面,可自动下载气象数据、绘制雨量等值线图,具有强大的信息查询功能。     

黄河流域甘肃段地质灾害发育特征

黄河流域甘肃段是甘肃省地质灾害最为集中的区域。截止2019年底,查明地质灾害点共12829处,占全省灾害总量的70.83%。按照水系分布划分,以渭河流域、泾河流域、黄河干流流域最为发育,其他水系次之。依据空间分布特征,划分为永登—靖远等北部泥石流灾害为主的区段、中部崩塌滑坡泥石流集中区段、南部崩塌滑坡泥石流为主的区段和玛曲—碌曲地质灾害轻微发育区段。依据时间分布特征,具有2—5月冻融期、7—9月主汛期两个高发时段。地质灾害具有小灾巨损、群发巨损和链式巨损等致灾特征。单体灾害易形成巨大损失,降雨、地震引发的群发性地质灾害往往损失巨大,同时崩滑流阻断河道形成的堰塞湖风险也常有发生。     

北京市突发地质灾害预警模式研究

突发地质灾害气象预警预报,是有效降低灾害可能造成的人员、财产损失的重要方法。本文概略地总结了北京市突发地质灾害气象预警第一代人工预警产品和第二代智能预警产品的特点。基于即将建成的覆盖北京市山区、浅山区的突发地质灾害专业监测网络,对未来突发地质灾害的预警产品影响的分析,提出了未来突发地质灾害气象预警,将由一、二代的单因素的气象预警模式,转化为激发因素、响应因素、表达因素等多因素联合的第三代物联多维度的预警模式的构想。     

1970～2014年长江流域极端降水过程的时空变化研究

基于长江流域131个气象站数据,利用Mann-Kendall非参数检验、主成分分析及R/S分析等方法分析了长江流域极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)主要强降水指数变化均呈现增加趋势。20世纪70年代主要极端降水指数呈持续下降趋势,20世纪80年代、90年代和2000年以后降水指数变化趋势年代差异增大,稳定性差。(2)强降水在太湖流域、鄱阳湖流域大部分地区和洞庭湖流域的下游地区呈显著增加。(3)除了弱降水指数外,各极端降水指数之间具有显著的相关性。(4)长江流域降水的主要特点在于弱降水变化不显著,强降水变化幅度较大,降水过程不稳定,容易发生洪涝灾害。     

川东北地区强降雨诱发崩滑流灾害分析

川东北地区一直以来都是地质灾害高发地区,地质环境条件脆弱,极端降雨事件频发,是区域地质灾害预警高度关注地区。以2012年6月下旬到7月上旬持续强降雨诱发崩滑流灾害过程为例,通过统计方法,从空间和时间角度,分析地质灾害的空间分布、时间分布与降雨的相关关系,得到该区域降雨诱发地质灾害的规律特点及临界降雨判据。(1)川东北地区的降雨模式常见为数日持续降雨,且降雨中出现数次(2~3日)的极值雨量,在这种降雨模式下,考虑到前期降雨的累积效应,需要着重关注第二次的极值降雨,往往会诱发更大的群发灾害过程,并具有明显的滞后效应,此特点在巴中、达州、广元等地表现得尤为明显,而南充市的即时发灾特点更为明显。(2)川东北地区各市临界雨量不同,在少量前期雨量累计情况下,广安最低,约为25mm;其次是广元,约为50mm;最后是巴中、达州和南充,约为90mm。相关结论可为该地区的区域地质灾害预警研究和实践提供技术支撑。     

河北唐山地区盛汛期短时强降水概念模型及物理量特征分析

利用2006-2013年区域自动站降水资料以及NCEP再分析资料,应用EOF分析和中尺度天气图分析等方法对唐山地区盛汛期短历时强降水的时空分布特征、天气学概念模型以及物理量特征进行研究.结果表明：唐山东北部是短时强降水的活跃区、西南部为不活跃区,但西南部极端短时强降水更强;存在5种降水空间分布类型,分别是“一致型”“西北多型”“东南多型”“东北异常偏多型”“东北异常偏少型”.700 hPa切变线是否断裂、副热带高压及高低空急流的位置以及高低空干湿区配置决定了降水分布;短时强降水发生时局地水汽丰富,暖云层厚度较大,垂直风切变较弱,存在一定的不稳定能量,强天气威胁指数较小、0℃层较高,大多数类型都有强的水汽辐合,但“东北异常偏多型”辐合较弱,其水汽主要来源于本地.     

浙江宁波市地质灾害的雨量阈值及预报分析

山体滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害主要由强降水或连续性降水引发产生,根据最近七年来宁波市国土资源局和宁波市气象台联合制作的地质灾害气象预报预警和地质灾害实况资料分析,结果发现:在最近七年里出现的159处地质灾害中,由热带气旋强降水引发的地质灾害有142处,约占89%;宁波市绝大多数地质灾害是由强降水引发,而强降水中又以热带气旋强降水为主要诱因,引发宁波市地质灾害的有效雨量大多数在100mm以上,因此,100mm有效雨量可作为预报引发宁波市地质灾害的雨量阈值,而200mm有效雨量可引发多处地质灾害产生。统计结果为以后地质灾害气象预报预警及强降水的临近监测提供参考依据。     

陕南地区突发地质灾害应急处置与防治

陕南安康市汉滨区是地质灾害高发区之一,区内主要为滑坡灾害,每年汛期因降雨引发多期突发性地质灾害。以汉滨区广景花园滑坡灾害为例,分析突发地质灾害发生后的监测预警、应急响应、应急处置及灾害防治工作,说明建立地质灾害隐患点监测预警体系、应急救援处置体系、技术支撑体系的重要作用。     

湖南省“631”地质灾害预警模式及避险案例研究

降雨是地质灾害的主要诱发因素,但做到精准预测降雨时段和落区很难,这也是传统的地质灾害短期预警误报率较高的原因之一。湖南省地处中南,降雨充沛,地质条件相对脆弱,地质灾害多发频发。为应对日益严峻的地质灾害防治形势,结合湖南多年预警工作经验,构建了“631”递进式地质灾害气象风险预警模式。该预警模式以湖南省地质灾害综合防治信息系统为技术支撑,基于精准度较高的短临雨量预报和实况雨量,形成“提前6 h预报暴雨落区、提前3 h预警、提前1 h叫应、提前半小时再呼应”预警叫应机制。目前该预警模式已广泛应用于湖南省地质灾害防治工作,大大提升了预警效率和精准度。2022年6月初湖南遭遇一轮超历年极值的强降雨过程,地质灾害呈群发性出现,运用该预警模式,2022年转移人数、避让起数均排全国第一,取得了显著的防灾成效。     

基于数值模拟的城镇地质灾害危险性评价方法

定量计算城镇尺度地质灾害不同降雨强度下的危险性是地质灾害风险评价中的难点。以红层地区群发性浅层滑坡链式灾害为研究对象,探索一种新的城镇尺度下的地质灾害危险性量化评价方法,为城镇地质灾害风险评价奠定基础。通过查询喜德县米市河区域不同降雨频率下降雨参数,统计分析国家雨量站数据及近50 a的18场群发性地质灾害降雨历时、雨型分布特征。以土层厚度、植被覆盖度及地形数据处理为基础,基于STEM TRAMM数值计算方法及降雨分布曲线计算城镇地质灾害危险性,绘制研究区地质灾害危险性评价图。通过遥感解译数据、地面调查数据及灾害数据库数据与数值计算结果对比,表明应用降雨特征统计及STEM TRAMM数值计算方法精细化评价红层地区城镇地质灾害危险性具有良好的适应性、便捷性及科学性,可为其他不同孕灾背景下的城镇地质灾害危险性评价提供思路。     

基于WEBGIS和实时降雨信息的区域地质灾害预警预报系统

基于WEBGIS平台,根据浙江省地质灾害大调查和补充调查资料,结合浙江省气象台提供的雨季实时降雨量与降雨量预测信息,建立了浙江省突发性地质灾害预警预报系统。该系统目的在于：（1）建立浙江省突发性地质灾害信息库管理系统,实现对突发性地质灾害点分布和灾情信息的图形和数据一体化管理;（2）建立基于网络或其它通讯方式的滑坡（泥石流）灾害实时预警预报系统,实现与气象部门的连接,根据雨季的实时降雨预报和雨量资料,对浙江省滑坡（泥石流）灾害发生的空间范围进行实时发布。该系统核心是地质灾害预警预报模块,而模块是在区域地质灾害空间预测的基础上,结合实时的气象动态信息,研究在不同地质环境和不同气象条件下地质灾害体发生的规律,以提高区域地质灾害的预报精度。2004年的5月底到7月初的雨季中进行了试运行,该系统的预测情况与地质灾害的实际发生情况吻合性较好,表明预测方法和模型是基本可行的,且可操作性强。     

绵竹清平8·13群发泥石流成因、特征与发展趋势

2010年8月13日凌晨,5·12汶川地震极重灾区绵竹市清平乡发生群发泥石流灾害,27条沟谷发生泥石流,占泥石流沟总数的69.4%,其中以文家沟泥石流最为严重。在调查基础上,分析了8·13特大群发泥石流的成因、特征和发展趋势,并提出了灾后规划重建中的地质安全问题。从成因上看,8·13特大群发泥石流是5·12汶川地震和强降雨共同作用的结果;从特征上来看,泥石流呈现出暴发空间的群发性、启动过程的复杂性、发生过程的持续性,成灾过程的链式性、危害形式的多样性、泥石流规模的放大性和泥石流隐患的隐蔽性等7个方面的特征;清平乡各沟8·13泥石流冲出方量约占物源总量的10%～50%,泥石流存在进一步频发、群发的态势,建议在灾后规划重建的过程中,应全面科学评估清平乡泥石流灾害的链式效应和地质环境容量问题,将地质灾害的防治同规划重建密切结合。