三峡库区降雨型滑坡预警雨量阈值研究

三峡库区是滑坡灾害高发地区,降雨是诱发滑坡的主要因素之一。本文以三峡库区101例降雨型滑坡为研究对象,结合1980—2019年降雨监测数据,采用滑坡发生前10 d的日降雨量数据,拟合出三峡库区降雨强度-降雨历时（I-D）关系阈值曲线表达式,进一步拟合出不同规模、地层岩性、坡度、坡向、高程等因素下,不同发生概率的降雨型滑坡I-D阈值曲线表达式,并计算滑坡不同发生概率的临界降雨阈值。研究表明：滑坡易发地层区的降雨阈值相对小。三叠纪巴东组岩层发生滑坡的降雨阈值最小,其次为侏罗系;阳坡为滑坡的易发坡向,且阳坡滑坡的降雨阈值小于阴坡;滑坡规模和高程与降雨阈值呈正相关性;坡度小于25°时滑坡发生的概率最大,对应的降雨阈值最小。本文研究成果可为三峡库区降雨型滑坡预警预报提供支持。     

三峡库区王家坡滑坡降雨阈值分析

滑坡失稳破坏的诱因众多,其中,降雨是最常见和最活跃的诱发因素[1]。为深入研究降雨对降雨型滑坡的控制作用,分析诱发滑坡失稳变形的降雨阈值,本文以三峡库区王家坡滑坡为例,计算滑坡累积位移的类破坏点,并选取三个不同观测时段,分析不同观测时段下各个类破坏点的前期累积降雨量,得出斜率阈值。研究结果表明:随观测时段增大,累积降雨量斜率先增大后减小,且同一观测时段下,累积降雨量斜率与时间间隔呈反相关关系。本文选取观测时段n=10,时间间隔d=1,计算各个类破坏点的降雨量斜率,并通过加权平均得降雨量斜率阈值K=10.95。如果累积降雨量斜率大于斜率阈值,则滑坡很有可能失稳破坏。     

降雨及库水位联合作用下秭归八字门滑坡稳定性预测

针对三峡库区库水位调控方案和极端降雨情况,对秭归县八字门滑坡稳定性分析设置了10种计算工况,采用SEEP/W软件模拟该滑坡在降雨入渗及库水位联合作用下的暂态渗流场,并利用SLOPE/W软件,将暂态孔隙水压力分布用于该滑坡的极限平衡分析中,确定不同工况下（不同降雨强度）的滑坡稳定性系数,据此采用降雨量对该滑坡进行失稳预测。研究认为：150 mm/d以上的降雨量对该滑坡影响较大,降雨入渗具有滞后性;在相同的降雨量情况下,1 d的降雨强度比5 d的连续降雨对滑坡体的稳定性影响更明显;在水位从175 m降至145 m的过程中,临界雨量为100 mm/d时,滑坡就可能失稳;水位从145 m升至175 m的过程中和175 mm稳定水位时,当临界雨量为200 mm/d时,滑坡才可能失稳,即水位骤降过程中滑坡失稳概率大。不同工况下的滑坡土体含水率分析结果表明,降雨影响的主要是上部土体,下部土体含水率受控于地下水位,即降雨更容易引起浅层滑坡与局部滑坡     

基于易发性分区的区域滑坡降雨预警阈值确定——以云南龙陵县为例

滑坡所处不同易发等级的区域,降雨预警阈值差别较大。为提高滑坡降雨预警的针对性和准确率,文章以野外地质调查和滑坡易发条件分析为基础,结合信息量模型和层次分析法开展滑坡易发性评价,再通过滑坡发生概率与前期累计降雨量的相关性分析,分区进行滑坡降雨预警阈值模型研究。结果表明：坡度、高程、距断层距离、工程地质岩组、水系是龙陵县滑坡的主要孕灾地质条件;龙陵县滑坡非易发区面积为14.33 km²,低易发区面积为1 053.87 km²,中易发区面积为1 471.65 km²,高易发区面积为254.73 km²;确定单日和前3日为降雨预警时间,分区分时细化了降雨预警阈值模型;对比降雨预警阈值模型应用于龙陵县滑坡监测预警中的前后,预警信息减少了70条,预警准确率提高了14.4%,并实现了镇安镇户帕村施家寨组滑坡的有效预警。文章为区域滑坡降雨预警阈值确定提供了一种较好的参考方法。     

基于Logistic回归的陕南秦巴山区降雨型滑坡预测方法

通过建立陕南秦巴山区降雨型滑坡灾害数据库,分析了不同降雨因子的雨强分布,计算了降水突发型滑坡灾害、降水滞后型滑坡灾害的雨强与滑坡发生概率的相关系数,采用Logistic回归方法确定不同时效降雨因子,得到陕南秦巴山区降雨型滑坡预测模型,并利用滑坡灾害实例,运用ROC曲线和kappa系数法对模型进行了验证。结果表明：滑坡前第m日降雨量R_dm(m=0,1,2)及综合雨量R_c四个降雨因子为诱发降雨型滑坡较为显著的因子。当降雨强度≥75 mm·h^-1时,最易引起突发型滑坡;当连续降水达到2 d,且24小时雨量达到小雨或中雨时,应警惕滞后型滑坡灾害的发生。模型预测准确率达82.1%,ROC曲线的AUC值为0.836,kappa系数为0.616,验证结果显示该模型可靠。研究成果可作为陕南秦巴山区降雨型滑坡预报预警研究工作的重要参考。     

基于有效降雨阈值的澧源镇滑坡灾害危险性分析

以湖南省澧源镇为例,利用证据权模型和灰色关联度模型分别计算了坡度、地层岩性、斜坡形态、土地利用类型、人类工程活动5个因子二级状态证据权值和一级因子权重;综合2种模型确定全区滑坡易发性指数后,完成基于斜坡单元的全区滑坡易发性区划;根据研究区岩土体类型(碎屑岩类、碳酸盐岩夹碎屑岩类、碳酸盐岩类和松散岩土体类)分组研究不同滑坡发生概率下的有效降雨阈值曲线(I-D曲线)。研究降雨时间为3日、有效强度为22.4 mm/d的降雨工况下各岩土体类型滑坡发生的时间概率。综合时间概率和易发性结果得到澧源镇基于有效降雨阈值的滑坡灾害危险性区划图。研究结果表明:澧源镇滑坡灾害高和极高易发区占研究区总面积的25%,主要沿澧河分布;极高危险区和高危险区占研究区总面积的14%,主要分布在澧河北侧。     

降雨型滑坡时间概率的逻辑回归拟合及连续概率滑坡危险性建模

提高降雨型滑坡危险性预警精度和空间辨识度具有重要意义.以江西宁都县1980—2001年156个降雨型滑坡为例,首先基于传统的EE-D(early effective rainfall-rainfall duration)阈值法计算不同降雨诱发滑坡的时间概率级别;然后以各级别临界降雨阈值曲线对应的时间概率为因变量,并以对应的前期有效降雨量(early effective rainfall,EE)和降雨历时(D)为自变量,采用逻辑回归拟合出上述因变量与自变量之间的非线性关系,得到降雨诱发滑坡的连续概率值;之后对比C5.0决策树和多层感知器的滑坡易发性预测性能;最后利用降雨诱发滑坡的连续概率值与易发性图相耦合以实现连续概率滑坡危险性预警.结果显示：(1)宁都降雨型滑坡连续概率值的逻辑回归方程为1/P=1+e^{4.062+0.747 4×D-0.079 44×EE},其拟合优度为0.983;(2)2002—2003年的20处用于连续概率阈值测试的降雨型滑坡大都落在连续概率值大于0.7的区域,只有4处落在小于0.7的区域;(3)C5.0决策树预测滑坡易发性的精度显著高于多层感知...     

有限元法分析降雨条件下斜坡稳定性——以邻水县马鞍坪滑坡为例

通过对华蓥市马鞍坪滑坡现有变形监测情况表明,斜坡变形位移与降雨的关系十分密切,马鞍坪滑坡的后部强变形区,斜坡位移与50mm以上持续降雨几乎呈对应关系。研究人员采用工程地质条件分析与有限元分析法相结合,对马鞍坪滑坡进行了滑坡体在降雨条件下饱和一非饱和渗流分析与坡体稳定性分析。分析结果表明,降雨量是华蓥山地区斜坡失稳下滑的主要引发因素,不同雨量决定斜坡演化成滑坡的不同阶段,其影响作用也不近相同。计算结果表明,当日降雨量达到150mm左右且累积降雨量超过300mm的情况下,斜坡土体将出现变形,出现滑坡可能性大。该分析结果为今后华蓥山地区地质灾害监测预警示范中的地质灾害单体预警预报,提供了可靠预警参数。     

降雨引发的兰州黄土滑坡时空规律分析和临界降雨量预测

开展降雨型黄土滑坡预警对于区域性防治滑坡具有重要意义。本研究在收集1985~2015年兰州市降雨型黄土滑坡历史数据的基础上,运用反距离权重插值(IDW)和核密度估算(KDE)方法揭示了降雨引发黄土滑坡的时空分布规律。该文基于统计学的基本原理,运用相关性和偏相关性等方法建立适合兰州市的有效降雨量模型。通过拟合有效降雨量与滑坡因子的线性回归关系,确定引发黄土滑坡的临界降雨量阈值,设定兰州市黄土滑坡的降雨量危险性预警等级。研究表明:(1)兰州市黄土滑坡灾害点沿着黄河及其支流沿岸分布,城关区滑坡点最多且呈环形分布,西固区次之,其他地区分布较少;(2)降雨是兰州市及其周边地区黄土滑坡的关键诱因,10d有效降雨量与滑坡因子均呈现显著正相关特性,其相关系数达到0.698;(3)依据10mm、20mm和40mm临界降雨量阈值将预警等级划分为低、中、高3个危险性等级。     

三峡地区“14·9”极端暴雨型滑坡泥石流成灾机理分析

从三峡地区2014年9月极端降雨的强度、暴雨与地质灾害的关系和触发特大滑坡的地质特征角度出发,系统分析了"14.9"暴雨型特大滑坡泥石流的发育特征,分析认为"14.9"极端降雨是一次暴雨、局地特大暴雨的降水过程,过程主要集中于渝东北地区以及湖北巴东、秭归等地,最大单日降雨量达到403.4 mm,降雨强度明显超过川东地区区域内群发性岩质滑坡的降水临界值(250 mm/d),导致大范围地质灾害的发生;"14.9"暴雨红层地区滑坡主要是侏罗系与三叠系中上统岩层组成的层状碎屑岩斜坡失稳,破坏模式主要包括近水平顺层滑移破坏、滑移—拉裂破坏、滑移—溃屈破坏、变倾角旋转滑移破坏、斜倾顺层视倾向破坏和沿堆积层与基岩界面滑动等六种类型,且这些山体失稳后伴有泥石流灾害,形成更大范围的链生破坏。     

一种基于位移监测的“降雨阶跃型”滑坡预警系统

"降雨阶跃型"滑坡是一种在强度较大的降雨作用下,位移变形呈现出"阶跃型"动态演化特征的滑坡。其位移变形相对有规律,但由于变形时间长、临滑模式复杂,导致预警难度大。为了建立合理有效的"降雨阶跃型"滑坡预警系统,通过分析预警所需的关键判据,确定预警系统基本设计原则,并以王家坡滑坡为典型案例,设计5级递进式分级预警系统。研究表明:(1)王家坡滑坡的日降雨量、日位移速率阈值分别为25 mm/d、20 mm/d。(2)王家坡滑坡5级递进式分级预警系统,发出Ⅰ级绿色预警的方程为:0≤y <-1. 25x+10;发出Ⅱ级蓝色预警的方程为:-1. 25x+10≤y <-1. 25x+20;发出Ⅲ级黄色预警的方程为:-1. 25x+20≤y <-1. 25x+30;发出Ⅳ级橙色预警的方程为:-1. 25x+30≤y <-1. 25x+40;发出Ⅴ级红色预警的方程为:y≥-1. 25x+40。 更多还原     

降雨重现期及其用于滑坡概率分析的探讨

极端气候条件往往会诱发各种地质灾害,而降雨型滑坡的发生则与极值降雨关系密切。为了有效预防和控制汛期滑坡灾害的发生,定量评估滑坡灾害造成的人员与经济风险,讨论了汛期极值降雨条件下滑坡概率的分析方法。利用Gumbel极值分布理论,以三峡库区巴东县1990~2006年日降雨量为基础资料,采用统计分析方法,求取研究区在汛期(6月中旬至9月)最大一次连续降雨量、多日累积最大降雨量的极值及其分布曲线; 在此基础上,以研究区一个滑坡实例为对象,综合采用渗流模拟、稳定性分析和基于蒙特卡罗的滑坡概率分析方法,讨论了降雨极值及其重现期成果分别在降雨新生型滑坡和降雨复活型滑坡概率分析中的应用思路与方法。结果表明,随着重现期的增加,一次降雨过程的降雨量也增加; 随着降雨日数的增加,具有不同重现期降雨事件的累积降雨量均会增加,且重现期越长,累积降雨量值会越大; 降雨极值曲线分别应用于降雨新生型和降雨复活型滑坡概率分析的思路是可行并有效的。     

降雨与滑坡灾害相关性分析及预警预报阀值之探讨

详细研究了深圳市降雨与滑坡的历史资料,对区域性滑坡与降雨量进行偏相关分析,与降雨强度进行相关分析以及与降雨时间进行了系统地统计分析。研究结果表明,（1）滑坡的活动1～4日的降雨量及一次降雨过程的降雨量偏相关系数较大,表明一次性降雨量达到或超过某一数值时区域性滑坡就可以出现;（2）暴雨尤其是大暴雨及特大暴雨与滑坡的关系非常密切,相关系数达0.8以上,大暴雨或特大暴雨具有直接触发滑坡的作用;（3）滑坡活动时间与季节性降雨相对应,季节雨量越多,滑坡亦越多;另外滑坡活动时间与暴雨、大暴雨相吻合或略滞后,滞后时间一般不超过4 d,暴雨的当天及次日发生滑坡的可能性最大。在此基础上,探讨了区域性滑坡发生的临界降雨量和降雨强度阀值。最后将滑坡灾害的地质模型与降雨模型耦合建立了滑坡灾害的空间预警预报区划指标和等级系统,为区域滑坡灾害发生的时间与空间预报预警提供了科学依据。     

库水位变动联合降雨作用下麻柳林滑坡稳定性评价

库水位变动和降雨是影响三峡水库库区滑坡失稳的重要因素,因此进行不同时段内的库水位变动联合降雨工况下的滑坡稳定性评价具有重要意义。以重庆市万州区麻柳林滑坡作为研究对象,首先在实际监测资料的基础上,将工程地质类比法和GeoStudio数值模拟相结合,对滑坡抗剪强度参数进行反演优化;然后基于P-Ⅲ型分布曲线对降雨重现期进行分析后共设置25种计算工况,利用GeoStudio模拟软件进行模拟计算。并选取了内摩擦角、黏聚力及降雨量3个因素进行了正交试验,采用极差分析法进行稳定性敏感分析。分析表明,麻柳林滑坡稳定性变化幅度与降雨强度呈正相关,变形量与滑坡稳定性系数呈负相关;最不利工况为低水位联合百年一遇降雨工况,此时麻柳林滑坡稳定性系数为0.960,滑坡模拟变形量达到0.394 7 m。极差分析结果表明所选取的3个影响因素的敏感性由大到小依次为:内摩擦角、黏聚力、降雨量。此次研究成果为确定库区滑坡失稳破坏工况和稳定性分析评价提供了一种可行的思路。     

四川雅安市雨城区降雨诱发滑坡临界值初步研究

四川省雅安市雨城区位于四川盆地西部,素有"雨城"之称。地质灾害以滑坡为主,且有群发性、浅层、规模小、降雨诱发的特点。作者分析了雨城区大量历史滑坡和降雨量数据,结合雨城区滑坡发育特点,选择3日(72h)内发生2个以上滑坡的点作为统计分析样本,进行不同阶段降雨量耦合关系分析,应用滑坡前3日累计降雨量与3日前15日累计降雨量,建立了滑坡发生与降雨量的统计关系:在雨城区,当前期无降雨、3日累计降雨量达到70mm时,将有滑坡发生;15日累计降雨量达到339mm时,也将可能出现滑坡。     

漳州市山体滑坡主要影响因素分析

对漳州市区域内近十几年来所发生滑坡的地质灾害点进行调查研究,提出了漳州地区山体滑坡主要受地形、地质、气象和人类工程活动因素的综合影响。一般地形坡度在25°～50°,坡型为阶梯型、人工边坡无支挡,土质边坡坡度大于70°与坡高大于4m者,连续10d内降雨量在170mm以上,且日降雨量在100mm的强降雨时,发生滑坡的概率,达71.7%。故此,降雨量170mm以上、日降雨量大于或等于100mm时,可作为漳州市地质灾害预警预报的指标。     

库水位下降和降雨对重庆万州下坪滑坡稳定性的影响

三峡库区库岸有众多滑坡发育,受库水位升降和降雨影响,滑坡稳定性状态处于变化之中。为研究滑坡稳定性变化规律,以万州区下坪滑坡为例,采用极限平衡法与概率分析法,分析了库水位从159 m降至145 m阶段该滑坡的稳定性状态。在设置库水位降速时考虑现状值与期望值两种情况,从降雨量和降雨持续时间两个角度考虑50年一遇降雨条件。分析结果表明:(1)在增大库水位下降速率的条件下,下坪滑坡稳定性降低,破坏概率变大。(2)在相同的降雨时间内,单日降雨量越大,滑坡稳定性降低越快;在库水位降速与单次总降雨量一定时,降雨持续天数越长,滑坡稳定性最差。(3)单次总降雨量一定时,滑坡破坏概率随降雨天数增加而增大,其速率表现为由快变慢,稳定性系数随降雨天数增加而减小,其速率表现为由快变慢。(4)从定性和定量两方面分析,在1.2 m/d降速+14 d降雨条件下,下坪滑坡稳定性状态最差,处于低危险性、基本稳定状态。     

降雨作用下山区边坡稳定性分析

降雨是诱发边坡失稳破坏的主要原因,本文以坡地水文模型为基础,结合无限边坡稳定计算模型,研究降雨条件下边坡启动的临界降雨条件。通过工程算例表明:降雨量与边坡体稳定系数成反比;滑坡启动的临界降雨量随边坡坡度的增大而减少;随边坡土体内摩擦角的增加而逐渐增加,此分析对降雨型滑坡的研究有借鉴性的意义。     

基于危险度区划的县级区域降雨引发滑坡的风险预警方法——以四川省米易县降雨滑坡为例

降雨滑坡预警在世界上开展广泛,但对小区域的降雨滑坡风险进行预警尚不多见。以通用的风险定义为基础,首先对目标区域——四川省米易县的地质灾害进行调查,以典型滑坡进行反演,获得灾害的本底因素,按贡献率权重叠加法进行危险度分区;通过对承灾体的调查确定承灾对象,并将各承灾对象按密度由行政界限向1km×1km的网格单元转化后叠加形成易损度分区。二者相乘完成风险分区。对研究区域近5年逐日降雨数据与172条地质灾害记录进行分析,按前期日降雨量模型得到降雨阈值,根据滑坡空间概率和降雨引发滑坡的时间概率叠加的结果,得到研究区域的降雨滑坡概率,对照风险分区,完成风险预警。     

滑坡降雨阈值模型的应用

在数字高程模型（DEM）的基础上,运用滑坡降雨阈值模型,以楚雄丁家坟一斜坡作为试验研究工点,结合现场勘察、监测数据以及斜坡岩土体主要特性、地形地貌、降雨强度与降雨持续时间、地下水位等因素,模拟斜坡单元产生潜在滑动时的临界降雨量,研究降雨对滑坡发生、分布的影响。研究结果表明：各斜坡单元产生潜在滑动时的临界降雨量各不相同,在不同的降雨量及地下水位条件下滑坡降雨阈值模型模拟的潜在滑坡位置主要位于楚勐公路下边坡处,与实际发生滑坡的位置吻合率达80%以上,滑坡降雨阈值模型可实现对斜坡稳定性进行可视化分析与预测,为降雨型滑坡提供一种有效的预测与分析方法。