暴雨型滑坡灾害预报预警方法研究评述

滑坡灾害对人类和社会经济的影响已成为仅次于地震的第二大自然灾害。暴雨诱发的滑坡占滑坡总数的90％左右。从滑坡预报方法、暴雨型滑坡灾害时空预报预警、降雨和滑坡机制及稳定性、GIS在滑坡预报中的应用等几方面,分析了国内外动态及发展趋势。分析结果认为,现代数理科学新理论在滑坡预报中的综合应用得到了较快发展;“3S”技术作为滑坡监测预报手段,仍存在没有开发出来的较大潜力;从理论上,机理研究与区域统计研究结合程度有待进一步发展和突破;已建立的滑坡灾害预测预报模型具有很大的地域性、分散性以及由于监测资料不足带来的不稳定性,有必要进行更加系统深入的探讨,尤其要着力建立基于滑坡灾害发生机理的宏观区域预警模型;降雨-滑坡关系需有更准确的模型;受降水影响的土体含水量和孔隙水压力的测量方法应更精确、有效;基于Web-GIS平台建立区域滑坡灾害实时预警预报系统十分必要。     

暴雨型滑坡灾害因素分析及预测试验研究

针对暴雨型滑坡灾害预报预警服务的需要, 以江西为研究区域, 从暴雨型滑坡灾害形成机理及预测理论入手, 通过8个滑坡灾害易发点的监测试验, 系统地研究了大气降水对地下水位、孔隙水压力、滑坡土体应力及滑坡稳定性的影响, 探讨了植被覆盖与滑坡的关系。结果表明:滑坡稳定系数与降水量有较好的负相关关系, 当降水量增大时, 滑坡稳定系数减小, 且略滞后于降水量的峰值; 在其他因素一定的条件下, 地下水位升高, 滑坡稳定系数直线下降。经计算得到8个试验点促使滑坡复活的临界指标是24 h降水量为60~203 mm, 值域的变化与滑坡体的土壤结构、力学性质、植被覆盖程度和降水强度的时空分布等因素有关。     

降雨型滑坡地质灾害预警预报研究进展

为了提高我国不同区域、不同气候条件下受降雨影响产生的滑坡地质灾害预警预报水平,通过对近30 a国内外降雨型滑坡地质灾害预警预报主要研究成果的回顾,总结其预警预报的相关方法和手段,重点分析了在降雨型滑坡地质灾害预警预报研究与业务中常用的三类方法(即数学统计分析法、理论模型评价法、数值模拟法)的优缺点与适用范围,以期为今后国内科研业务人员开展降雨型滑坡地质灾害预警预报研究和业务工作提供参考依据。     

云南降雨型滑坡县级预警雨量阈值分析

根据云南省华坪县滑坡灾害历史数据和同期气象站实测小时降雨资料,以滇西北的华坪县为例动态地计算了每次滑坡灾害的有效降雨天数和对应前期的有效降雨量;并应用主成分分析法对44场降雨型滑坡进行分析,结果表明间接前期雨量、发生雨量和激发雨量对诱发滑坡都有重要影响,得出诱发滑坡的降水有短时强降雨和长时低强度降雨两种类型。由此建立了含有两类降雨特点的华坪县I〖CD*2〗D（降雨强度〖CD*2〗历时）阈值曲线,并在此过程中提出了确定降雨历时D结束时刻的方法和有待进一步研究的问题。通过对华坪县滑坡预警雨量研究,为其他县级滑坡灾害预警雨量阈值的确定提供一种方法。     

植被覆盖对暴雨型滑坡影响的初步分析

根据遥感资料、地形数据和历史观测资料等,以江西省为例,分析了森林植被覆盖率、森林生物量和暴雨型滑坡的空间分布,以及森林植被类型对大气降水的截留作用。分析结果初步揭示了植被覆盖对滑坡的影响,认为植被覆盖程度高、生物量多和植被覆盖差、生物量低的中低山区,都可能发生滑坡灾害。不同林冠对降水的截留作用,减缓了降水对斜坡的冲刷,但当降水强度达到或超过暴雨强度时,森林对降水的截留率减小。同等地质环境条件下,植被覆盖率低,滑坡较易发生,但当降水强度较大时,特别是达到诱发滑坡灾害发生的临界值时,植被对滑坡体的重力作用则更加重了滑坡的发生。植被覆盖对滑坡的影响主要取决于降水强度。高森林覆盖区发生滑坡的雨量临界值大于森林覆盖率差的区域。     

四川盆地泥石流、滑坡的时空分布特征及其气象成因分析

通过对1991-2001年四川盆地泥石流滑坡的时空分布特征与气象条件分析,得出了一些有益的认识,为泥石流滑坡预警预报提供了参考依据.(1)四川盆地泥石流滑坡主要发生在6～8月,以7月份为最多,多发区在四川盆地西南部,其次是四川盆地中、东部;岷江下游、沱江上中游是无泥石流滑坡区;在5～8月,有逐月从四川盆地东南部向西北推进到盆地西北部的趋势.(2)四川盆地泥石流、滑坡的气象成因是四川盆地多暴雨,为多发泥石流滑坡提供了充足的水源条件;四川盆地西北、西南部在大暴雨情况下,盆地西南、中东部在大雨、暴雨情况下发生泥石流滑坡的可能性大;在不同地质、地貌条件下,不同等级降水诱发泥石流滑坡的可能性还与前期的降水情况有关.反映了强降水对诱发泥石流滑坡的重要作用.     

一基于Web-GIS技术的滑坡灾害预报预警业务系统

2004年开始在江西地质灾害易发区内建立了8个滑坡灾害监测点。通过定点监测试验、历史资料的统计分析和应用滑坡稳定性原理等方法,揭示了我国东部丘陵区降雨诱发滑坡灾害的形成机理。分析表明,降水对滑坡的诱发作用,不仅取决于当日雨量,而且与前期过程降水量有关,但前期各日雨量的影响程度是不相同的;饱和状态下的滑坡,其稳定性主要与滑坡的条块重量(W)和总的孔隙水压力与总的上浮压力之比(ru)有关。在监测试验和统计分析的基础上,建立了滑坡稳定性预报预警报的数学模型,确定了滑坡灾害发生时的降水临界值。应用Web-GIS技术,建立了滑坡灾害预报预警的实时业务系统。在近年来的预报服务中,多次成功地发布了滑坡灾害预报和警报,取得了明显的成效。     

暴雨型滑坡灾害形成机理及预测方法研究思路

暴雨型滑坡灾害形成机理和预测方法研究,在国内外仍是个难题和热点。本研究的总体思路是：以江西为研究区域,从暴雨型滑坡灾害形成机理及预测理论入手。通过8个滑坡灾害易发点的监测试验,系统地研究大气降水对地下水位、孔隙水压力、滑坡土体应力及滑坡稳定性的影响,探讨植被覆盖与滑坡的关系;根据历史资料,进行滑坡风险区划和暴雨型滑坡的时空分布特征分析;应用统计学和试验研究相结合的方法,提出滑坡体发生滑动的临界雨量指标;开发基于Web—GIS的暴雨型滑坡灾害预报预警业务系统,并进行业务试验。     

四川盆地泥石流、滑坡的时空分布特征及其气象成因分析

通过对1991—2001年四川盆地泥石流滑坡的时空分布特征与气象条件分析，得出了一些有益的认识，为泥石流滑坡预警预报提供了参考依据。(1)四川盆地泥石流滑坡主要发生在6～8月，以7月份为最多，多发区在四川盆地西南部，其次是四川盆地中、东部；岷江下游、沱江上中游是无泥石流滑坡区；在5～8月，有逐月从四川盆地东南部向西北推进到盆地西北部的趋势。(2)四川盆地泥石流、滑坡的气象成因是四川盆地多暴雨，为多发泥石流滑坡提供了充足的水源条件；四川盆地西北、西南部在大暴雨情况下，盆地西南、中东部在大雨、暴雨情况下发生泥石流滑坡的可能性大；在不同地质、地貌条件下，不同等级降水诱发泥石流滑坡的可能性还与前期的降水情况有关。反映了强降水对诱发泥石流滑坡的重要作用。     

一次山体滑坡气象成因与应急服务分析

通过对2011年5月9日13时～13时30分在广西桂林市全州县咸水乡发生山体滑坡灾害的调查分析,结果表明：滑坡是由于气象因素诱发的地质灾害,是由于连续暴雨导致短期内大量的雨水渗入风化、破碎的岩体,导致滑坡体突然失稳。从而引发岩土体滑坡。对此次暴雨过程气象局及时发出了预警,作出了出色的应急服务。     

“海棠”台风(2005)暴雨过程数值模拟及位涡分析

采用WRF模式对2005年"海棠"台风登陆福建省前后24h内所造成的降水过程进行了数值模拟,在此基础上,利用模式输出结果,借助位涡理论分析位涡与台风低压流场及降水的关系,并结合对风场、相当位温、相对湿度等诊断量的分布特征分析,探讨了台风强降水的发展和维持机制。结果表明,310K等熵面上高位涡发展演变较好反映了台风低压系统路径移动以及强度变化的过程。暴雨中心主要出现在位涡大值区及其偏东北方向,且位涡气块回旋少动,与暴雨的发展维持密切相关。高位涡区主要位于等熵面坡度和梯度最大处,当等熵面上下贯通,对流层高层的高位涡沿等熵面下传,形成位涡柱时,有利于暴雨增幅。台风环流内水汽充足,上升运动强烈,也有助于此次台风降水强度持续强大。     

贺兰山东麓极端暴雨的中尺度特征

利用近10年宁夏逐时自动气象站降水、银川CD雷达、FY-2、探空和ECMWF再分析0.125°x 0.125°等高分辨率多源气象资料,在中尺度系统分型基础上,对比分析贺兰山东麓6次极端暴雨的中尺度特征.结果表明:(1)低空偏(东)南急流夜间增强并配合贺兰山地形,在东坡山前触发或增强了暴雨中小尺度系统,造成地形处降水增幅...     

云台山景区降水资源调查分析

利用景区水库的降水和水文观测历史记录,采用对邻近气象测站测值进行同比气候差订正的方法来弥补少量资料的断缺,以形成完整的历史资料链条。运用与周边气象站对比分析的统计方法,对景区降水、泉瀑汇流水量的年度分布、多年变化趋势进行分析,结果表明:云台山景区降水资源较周边地区显著偏多,降水主要集中在汛雨阶段,多局地性的暴雨、大暴雨日;景区库区来水量分为丰、平、枯年,与汛期降水关系密切,其降水有明显的年代际变化特征,近期正在向少雨年代过渡。     

高空西北气流下贵州铜仁特大暴雨的成因分析

本文利用NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料和地面区域自动站逐小时观测资料,对贵州省铜仁市梵净山东侧2020年6月29日夜间的一次特大暴雨天气过程的大尺度环流背景和中尺度天气系统进行了分析。结果表明：此次暴雨过程处于高空西北气流控制背景下,中低层动力抬升条件较弱,但深厚的暖云层和湿层、较低的自由对流高度（LFC）、抬升凝结高度（LCL）和中等到强的对流有效位能（CAPE）,配合低层水汽辐合抬升运动的爆发性增强有利于此次梵净山东侧高效率降水。暴雨落区分为A区和B区两个区域,其间降雨特征存在明显不同,A区降水开始时间早,累计雨量大,主要为偏东北风与偏东南风辐合引起的上升运动造成的对流性降水,而B区小时雨强更大,由于小尺度涡旋的发生发展、配合低层弱冷空气的抬升触发作用造成的冷性降水;且降水强度与1h正变压、负变温呈正相关关系。迎风坡和喇叭口地形的动力强迫抬升作用,利于低层水汽输送和抬升凝结,受近地层东北气流与东南偏南气流形成的中尺度辐合线触发、加强,也是此次极端暴雨形成的重要原因。     

登陆热带气旋Bilis（0604）暴雨增幅与风场结构变化

利用日本气象厅区域谱模式（RSM）20 km再分析资料及改进的调和—余弦算法,对2006年4号台风Bilis登陆后暴雨增幅前后风场的结构变化特征进行了比较分析。Bilis台风登陆西行过程中,于14日18:00（协调世界 时,下同）开始,至15日12:00出现明显的暴雨增幅现象。在暴雨增幅前后时段,暴雨区的全风场及无辐散风分布变化强度小于无旋风。具体表现为:暴雨增幅前,Bilis低层西南部的无旋风速加强,辐合中心与Bilis中心逐步靠近,垂直上升运动加强;在暴雨增幅期间,Bilis西南部的低层和高层的无旋风速都一致持续加强。这种无旋风场上的变化与暴雨强度变化有很好的相关性,即:无旋风在Bilis西南部的增强及辐合增强与该区域暴雨的增强相对应,暴雨增幅的时段与高低层无旋风的风速加大和辐合增强是一致的。对暴雨增幅起主导作用的是无旋风的变化及其引起的散度变化。无旋风速及辐合增强时,暴雨增强并维持;无旋风及辐合减弱后,暴雨强度逐渐减弱。无辐散风强度变化与暴雨强度变化相反,而全风速在暴雨增幅前主要由无旋风决定,暴雨减弱阶段主要由无辐散风决定,对无旋风及无辐散风的分析能更加明显的揭示出暴雨增幅时期风场的具体变化。相对于全风场分析,无辐散风和无旋风能提供更多的风场结构变化与暴雨增幅的关系,这对于预报和分析登陆台风的风雨分布有一定的促进作用。     

西南低涡与不同系统相互作用形成暴雨的异同特征分析

利用1°×1°NCEP再分析资料和地面加密自动站资料,通过对2007年四川盆地盛夏3次西南低涡与不同系统相互作用时形成四川盆地暴雨过程的环流特征、影响系统以及风暴相对螺旋度、湿位涡、水汽通量等物理量场特征进行对比分析,找出西南低涡与不同系统相互作用形成暴雨过程中各物理量的异同点。分析表明,西南低涡与不同系统相互作用形成暴雨机制的共同点是：暴雨发生在西南低涡中心附近,西南低涡暴雨区内存在着稳定的上升气流和水汽辐合,伴有明显的能量释放特征,西南低涡暴雨都是发生在对流层中层螺旋度大值区,强降水一般出现在对流层低层MPV1〈0同时MPV2≥0的范围内,都具有“低层正涡度辐合,高层负涡度辐散”的典型暴雨动力结构。西南低涡与不同系统相互作用形成暴雨机制的不同点是：在西南低涡与高原低涡形成暴雨机制中高空急流的作用十分重要,在西南低涡与切变线形成暴雨机制中低空急流的动力作用十分明显,而深厚的西南低涡暴雨高低空急流作用不是十分重要。在西南低涡与切变线或深厚的西南低涡形成暴雨机制中锋面抬升作用明显,对流层高层MPV1正值区叠加在低层MPV1负值中心上,而与高原低涡相配合形成暴雨机制中锋面抬升作用不明显,不具有MPV1下负上正的结构。深厚的西南低涡暴雨是非移动的,而西南低涡与高原低涡或切变线形成的暴雨是移动性的。     

甘肃东南部两次极端致灾暴雨对比分析

为了研究甘肃东南部相同气候背景条件下极端暴雨天气的成因,提高极端暴雨强度和落区预报的准确率,利用NCEP再分析、自动气象站降水、常规观测资料及卫星云图资料,对2013年8月7日和2017年8月7日发生在甘肃东南部两次极端暴雨进行对比分析。结果表明:两次极端暴雨天气过程都伴随着短时强降水等强对流性天气,具有降水量大、雨强强、灾害重的特点,其中冷空气的强度对暴雨落区、空间分布以及影响系统移动以及对流强度产生重要影响。在强冷空气和高空低槽、低层切变线影响下,暴雨区偏南,强降水区域小,持续时间短,不稳定条件更好,对流强度更强;在弱冷空气和高原槽、低层低涡、低空急流作用下,暴雨区偏北,强降水范围大,持续时间长,大气湿层厚度大,低层水汽辐合强度、涡度以及垂直速度更强,降水效率更高,但对流强度相对较弱。卫星云图上,在强冷空气的影响下对流发展旺盛,形成强中尺度对流云团,对流云团呈带状;在弱冷空气作用下对流云团尺度小,发展范围小,有暖云降水特征,降水效率高。     

近59年德江县暴雨特征分析

摘要：利用贵州省德江县国家一般气象站1959—2017年每日降雨量资料、乡镇区域自动站2011—2017年每日降雨量资料,对德江县暴雨特征开展研究,结果表明:1、德江县暴雨日出现在春、夏和秋季,主要集中在5月到7月,6月暴雨日数最多;暴雨日数年变化呈现一定的波动,但总体是上升趋势;2、德江暴雨主要出现在夜间,占77.7%;3、暴雨主要分布在德江县的南部,北部出现的暴雨次数相对较少。 关键词：暴雨、暴雨日、时空分布     

一次暴雨过程受不同系统影响的动力热力场结构特征

本文使用常规观测资料、卫星云图、自动气象站降水量以及0.25°×0.25°的NCEP/NCAR再分析资料,对出现在东北地区北部受不同系统影响的连续2d暴雨过程的热力和动力场结构特征展开研究。结果表明:24日为暖锋锋生暴雨,暴雨范围大;25日为台风暴雨,暴雨出现在台风移动路径上,为狭长带状。暴雨是由MCS活动造成的,每次短时强降水均与TBB低值中心相对应,台风倒槽内的MCS强度比暖锋云系内的MCS弱,但是降水强度却更大。台风安比携带大量暖湿空气,其东侧的低空急流向北输送热量和水汽,水汽辐合集中在边界层内,台风暴雨的水汽辐合强度比暖锋暴雨更强烈,所造成的雨强更大。暖锋暴雨期间,小兴安岭迎风坡地形的辐合抬升作用明显;高层强辐散及地形辐合抬升作用对暴雨有较大贡献。台风暴雨期间,低空辐合,特别是水汽辐合作用对暴雨有较大贡献;辐合区位于台风倒槽附近,倒槽表现为冷锋性质。