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。     

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。     

台风暴雨条件下滑坡稳定性影响因素分析

以实验数据为依据,通过数值模拟对台风暴雨条件下滑坡体稳定性的主要影响因素进行模拟研究。台风暴雨条件下滑坡体的主要影响因素为特殊降雨雨型：(1) 在相同雨强程度下,台风暴雨的单峰型降雨水文响应速度、稳定性破坏速度及程度均大于普通均匀型降雨,单峰型降雨导致边坡短时间内达到失稳状态,呈“即雨即滑”情况;(2) 强台风多峰型降雨下,经过第一个峰值强降雨后浅层土质边坡已处于不稳定状态,当第二个强峰值降雨来临时,坡体的稳定性较单峰型降低更为迅速。这些为福建省台风暴雨这一特殊降雨类型条件下滑坡的发生机理探索及预警预报提供了新的思路和科学依据。     

四川巴中市滑坡灾害与降雨雨型关系探讨

巴中市地处四川盆地和秦岭造山带的过渡地带,地质构造以宽缓的隔档式褶皱为主,地层岩性主要为砂泥岩互层的红层岩体,红层滑坡灾害多为强降雨诱发。开展滑坡灾害与降雨雨型关系的研究,可为该地区滑坡灾害临界降雨阈值和预警服务提供参考。文章通过统计巴中市强降雨事件与滑坡发生的对应关系,初步揭示了滑坡灾害触发的降雨特征,并在分析降雨强度的基础上,结合降雨历时和降雨过程,对巴中市2007—2016年之间23场月降雨量大于200 mm的降雨事件进行了细分,共划分为单峰型、前峰型、后峰型、递增型、递减型、均匀型6类降雨雨型。对各类降雨雨型下滑坡发生数量进行统计,递增型和单峰型降雨事件下滑坡发生的比例分别为46.90%和25.02%。经稳定性计算分析,递增型和单峰型两类雨型条件下滑坡稳定性有明显降低,降雨过程对滑坡发生具有显著影响。结果表明:强降雨期间应加强降雨雨型的分析,为适时发布区域滑坡灾害预警信息、做好提前避让提供技术支撑。     

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。     

台风-非台风降雨型滑坡的多时段临界雨量值预测模型

统计确定临界降雨量是滑坡早期预警常用的方法.东南沿海地区台风暴雨不同于一般降雨,常引发滑坡灾害,从而威胁沿海地区人民生命财产安全.为了建立台风和非台风降雨型滑坡临界降雨量预测模型,以浙江丽水市为例,基于2010-2020年台风暴雨、非台风降雨诱发滑坡与降雨量的统计,构建了丽水市滑坡发生概率和有效降雨量的关系,提出了多时...     

福建省地质灾害气象预警有效降雨模型研究

降雨是诱发地质灾害最主要的外部因素之一,在中国东南沿海中低山丘陵区强降雨诱发的地质灾害集群发生,造成了大量人员伤亡和财产损失。以福建省为例,深入挖掘多年历史地质灾害案例的降雨实况资料,以县级行政区为统计单元,基于定量化降雨估测对诱发群发性地质灾害的典型降雨过程进行相关性研究,并基于地质环境的量化指标进行了偏相关分析验证,建立了福建省有效降雨模型并通过现场监测和预警应用进行了验证。研究表明：福建地区地质灾害的发生与灾害发生3日内降雨相关,且以0.79为折减系数逐日折减,据此建立了福建地区有效降雨模型;将福建地区有效降雨模型应用于地质灾害气象预警,可以在保证地质灾害命中率的前提下,减少预警区面积、降低预警等级、缩短预警持续时间,提高地质灾害气象预警的精准性。研究结果有助于准确把握降雨特征,可为区域地质灾害气象预警中降雨因子的合理评估提供科学依据。     

台风暴雨型土质滑坡演化过程研究

台风暴雨型滑坡是我国东南丘陵山地主要的滑坡类型,揭示其失稳演化规律对东南丘陵山地台风暴雨型土质滑坡监测预警具有重要的理论及实际意义。本文以福建泉州德化石山滑坡为研究对象,结合现场地质勘察资料,建立滑坡物理与数值模型对其变形演化过程进行模拟,探究边坡失稳涉及的渗流和变形位移等规律。研究结果表明:(1)初期雨水以垂直入渗坡体为主,且入渗速率较大;后期入渗速率随坡体饱和度增加而减小。有前期小降雨的情况下,坡脚位置更易出现积水饱和现象;(2)雨水入渗是导致坡体稳定性下降的主要原因:在暴雨工况中E3(模拟全程降雨为暴雨雨强100 mm·d-1)中,稳定系数保持下降,从1.197降至1.125;在双峰暴雨工况E4(前期30 mm·d-1小雨强降雨,后期100 mm·d-1暴雨雨强降雨)中,小雨强降雨过程中稳定系数基本保持不变,从1.197降至1.188,当暴雨一开始,稳定系数骤降至1.060;(3)台风暴雨型滑坡位移演化过程具有阶段性特征:压缩沉降微变形阶段,该阶段位移曲线变化平缓,基本不发生位移;匀速变形阶段,该阶段位移匀速增长,位移速率不变;加速变形阶段,加速变形直至失稳阶段,破坏迅速,具有突发性,曲线呈非线性;(4)当前期发生小雨强降雨(降雨强度≤30 mm·d-1),后期突发大暴雨雨强降雨(降雨强度≥100 mm·d-1)情况下滑坡的发生具有突变性,在试验中暴雨初期位移骤增20 mm,而后快速发展到90 mm左右。     

我国登陆台风影响区地质灾害易发性分析

地质环境脆弱的地区,台风的特大暴雨可以诱发山体滑坡和泥石流等地质灾害,造成严重人员伤亡。本文分析了我国登陆台风影响区域内的地质灾害时空分布特点,利用信息量方法,通过灾害的易发性区划来分析登陆台风影响区地质灾害特征,进而比较台风和非台风影响条件下地质灾害产生的地理条件和信息量差异。分析结果表明,在台风强降雨条件下,地质灾害的触发地质环境条件较非台风降雨触发地质灾害明显降低,地质灾害脆弱性明显增加。     

“8.12”陇南市特大暴雨与落区和泥石流点预报

2010年8月11至13日,陇南市连续发生强降雨,引发暴洪、泥石流和滑坡等地质灾害.本文讨论暴雨的天气实况、环流背景和物理特征,从云图和降雨特征分析降雨机理.研究发现,副高边缘低槽东移形成低涡,在涡旋过程中单点降落,是形成暴雨的根本原因;又因单点的强度太大,短时形成灾害.     

中国地质灾害气象预警模型研究

地质灾害气象预警是指对气象因素(主要为降雨)引发的地质灾害发生可能性大小的预测预报。中国大陆的地质灾害气象预警工作始于2003年, 逐步形成了国家级、省级、市县级的分级运行业务模式, 预警模型及可靠性问题是这项工作的核心科学技术问题和研究难点。考虑到各级地质灾害气象预警的时空尺度与预警时效, 形成了两代预警模型并行运算、相互校验与补充的运行模式。第一代隐式统计预警模型, 也称为临界降雨判据法, 基于不同地质环境区域引发地质灾害的临界雨量不同, 分区建立临界降雨判据, 该模型2003年起在预警业务中使用, 因其只涉及一个或一类参数, 使用广泛, 近年来又在模型参数、判据修正等方面不断完善。但单一的临界雨量指标很难准确反映地质环境的变化以及地质灾害的成生规律, 且预警区划、判据更新与准确性提高等也限制了其进一步发展。第二代显式统计预警模型, 耦合了地质环境变化与降雨参数等多因素建立预警判据, 地质环境指标在模型中显式表达, 在模型原理、空间精度、升级能力等方面表现了其优越性, 显著提高了预警精细度和准确度, 2008年开始在国家级预警业务使用, 并逐步向省级推广。两代预警模型均是基于统计方法建立, 一定程度上均受到统计样本的选择、地质环境条件的精细程度、实况降雨数据的精确匹配等因素控制和影响。多年来, 两代预警模型在中国地质灾害气象预警业务中成功运行并不断升级完善, 为中国大陆的地质灾害防灾减灾工作做出了重要贡献。     

地质灾害气象预警区划方法研究——以湖北省巴东县为例

大气降雨是崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害主要的诱发因素之一。本次研究依据多年的地质灾害监测资料和气象数据,经过筛选和分析,选取巴东县有时间记载的274处地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流),其中209处地质灾害的发生与降雨有关,占总数的76.3%。本文通过随机选取其中61处地质灾害与降雨量资料,进行相关性分析,确定了巴东县突发性地质灾害发生的临界降雨量和有效过程降雨量,建立了地质灾害气象预警模型,完成了地质灾害气象预警区划,为巴东县政府做好地质灾害预警工作提供了科学的依据。     

汶川县渔子溪地震地质灾害特征及灾害链成生分析

渔子溪下游耿达乡-映秀镇河段是汶川地震触发震害最为严重、灾害链效应最为显著的河段之一。本文通过详细的实地调查和遥感影像分析,力求揭示该河段地质灾害的特征及灾害链的成生过程、成生条件。依据震害特征,将地质灾害划分为斜坡中上部强风化岩土体失稳坠落、块状岩质边坡滑移式垮塌及局地暴雨启动型泥石流3类,并分析震害发育规律。调查表明,灾害点的空间展布受控于发震断裂,且北岸发育密度更大,茂汶断裂两侧差异显著。对51个崩塌点及17条泥石流研究发现,地震崩塌灾害主要发生在40°以上斜坡,主要分布在斜坡中上部(0.4倍坡高以上)及地貌突出部位,且大纵比降的壮年期沟谷易发泥石流。同时,诱发因素的转变致使地质灾害向降雨主导的小规模单体崩塌、泥石流方向发展。区内主要存在2种地质灾害链:(1)内动力地质灾害链"地震→崩塌→压迫河道、毁路或形成堰塞湖",其成生过程经历高速启动、滑移运动、堵河3个阶段; (2)内外动力耦合作用地质灾害链"地震→崩塌、震裂山体→暴雨→泥石流→压迫河道、毁路或形成堰塞湖",成生过程可划分为启动、堵塞(沟谷后)溃决、铺床、堵河4个阶段。灾害链的成生条件概括为:脆弱的地质环境; 强烈地震动震垮、震裂高陡斜坡(>50m,>40°); 强降雨及适宜的堵河条件。     

小区域地震地质灾害空间分布特点分析方法探讨

统计分析方法是研究地震地质灾害的基本方法,很多学者以灾害面积和灾害数量为基础数据提取了不同的评价指标对地震滑坡的空间分布特点进行评价。在使用灾害数量或点密度等指标进行分析时,存在很大的局限性,需要通过实地调查确认等手段严格保证数据的精确性。以白沙河流域作为研究区域,选取了灾害面积比（Ph）、灾害数量比（Pn）和地表面积比（Pa）作为3个评价参数,通过相互对比的方法揭示了地震灾区小流域都江堰白沙河流域内地震地质灾害的主要分布范围分别为坡度30～50,高程1450～2740m,坡向为E-SW向坡。结果表明,该方法简单易行,可以更加全面的快速评估地震灾区小流域地质灾害的空间分布特征,提供较多的灾害信息,判断小流域地表破坏严重程度,为防灾减灾及灾后重建提供帮助。同时发现,地震地质灾害的主要集中分布区与破坏严重区并不一定重合,因此,在对地震灾害进行空间分布分析时需要同时对这两个方面进行分析,不可忽略。将分析结果与汶川震区已有成果进行了对比发现,汶川地震灾区的地质灾害主要分布区存在坡度和高程上限,分别为50和3000m; 白沙河流域的地质灾害坡向分布与北川映秀断裂走向关系密切,其主要分布坡向中间值与断裂走向夹角约90,但在该研究区灾害的分布不存在背坡面效应的特点; 该流域内地震地质灾害的分布与岩性分布相关性较弱。     

5.12汶川地震对都汶公路(G213)沿线土地破坏及损失评价

5.12汶川地震及其次生山地灾害对灾区的土地资源造成了严重破坏,损失巨大.以重灾区都汶公路沿线为研究对象,通过野外实际调查,利用遥感影像解译和土地利用资料,探讨了地震引起的崩塌、滑坡等次生山地灾害对土地利用的破坏方式和特征,次生山地灾害以移动破坏、淤埋破坏和拉裂破坏3种形式破坏土地资源,并对土地利用损失进行了评估.结果表明:①各种土地利用类型中,淤埋破坏是最主要的破坏形式,占总破坏面积的77.23%,移动破坏面积占总破坏面积的22.77%;②林地和草地破坏呈现出在缓坡地带和陡坡地带破坏比例高,在中间地带破坏比例低的规律,旱地破坏具有随着坡度的增大而加剧的趋势;③研究区内各类土地利用类型总损失价值达76 577.26万元,其中林地损失量最大,占总损失价值的87.18%,是地震引起崩塌、滑坡灾害损失的主要对象.     

地质灾害区域预警原理与显式预警系统设计研究

通过总结分析国内外经验和新认识,文章把地质灾害区域预警原理初步划分为隐式统计预警、显式统计预警和动力预警三种类型。隐式统计预警是把地质环境因素的作用隐含在降雨参数中,仅仅考虑降雨参数建立模型的方法。显式统计预警是一种把地质环境因素变化与激发因素相迭加耦合而后建立判据模型的预警方法。动力预警是一种考虑地质体在降雨过程中自身动力变化过程而建立数学物理判据方程的方法,实质上是一种解析预警方法。本文以系统工程思想为指导,比较全面地架构了显式统计预警系统的设计方法,包括需求分析、问题表述、目标设定、设计原则、图层设计、系统建模、系统运算、预警等级确定、产品生成、产品会商、产品发布、预警校验、预警决策、应急行动、成本收益分析和系统完善升级等内容。这项设计研究为具体研发设计某个地区的预警系统提供了思想平台,为建立国家、省和市(县)分层级联动的地质灾害区域预警体系提供了技术路线。     

地质灾害气象预报预警方法研究

地质灾害的诱发因素包括自然因素和人为因素.人为因素主要与人类工程活动有关.在一定的地质地形条件下,自然诱发因素则主要是降雨.因此在确定的地质环境背景下,研究气象和地质灾害发生的耦合关系极其重要.本文通过总结前人关于地质灾害预报预警的研究,提出了一套完整的应用降雨对地质灾害进行预报预警的方法体系.     

陕北延安“7.3暴雨”诱发地质灾害主要类型与特征

2013年7月3日以来,陕西延安地区百年不遇的持续性强降雨,引发了大量的崩塌、滑坡、泥流地质灾害,造成严重的财产损失和人员伤亡。通过野外实地调查,对本次持续性强降雨诱发大范围地质灾害的主要类型和特征进行了较为系统的研究。研究表明,本次持续性强降雨引发的地质灾害共计8 000余处,灾害类型主要有崩塌、滑坡和泥流,分别以小规模黄土崩塌、浅表层黄土滑坡、坡面型黄土泥流为主,以及上述灾种链生转化形成的沟谷型泥流。在持续降雨条件下,多灾种转化而成的复合型灾害是造成人员伤亡和财产损失的主要类型。     

陕西省合阳县地质灾害发育规律及气象预警方法研究

通过详细的野外地质灾害调查，确定了合阳县现有地质灾害隐患点80个，以黄土崩塌及黄土滑坡为主，主要沿大峪河、金水河、徐水河、太枣河4大沟系及黄河西岸展布。研究表明，本区地质灾害的发生，除了受岩土体性质、地形地镜等因素影响外，不规范的人类经济工程活动和降雨是引发地质灾害发生的一个重要因素。在对该区地质灾害发育规律进行分析的基础上，结合合阳县历史地质灾害发生时的降雨资料，做出地质灾害气象预警降雨量判据图。利用该降雨量判据图，采用模板判据法，对该区8个地质灾害易发区进行气象预警。在接到当地气象部门的气象预报舌，结合气象预警区划图，对地质灾害易发区发生地质灾害的可能性做出预报，以利于当地各部门采取适宜的防范措施。