浙江省滑波、泥石流气象条件分析及其预报研究

根据1949-2001年浙江省淳安、磐安、庆元和永嘉县滑坡、泥石流与降雨量的统计分析，将滑坡泥石流发生区划分成台风影响区和非台风影响区，提出了累计有效降雨量的概念及其计算式，确定了台风影响区和非台风影响区的临界累计有效降雨量。针对滑坡、泥石流应用MM5中尺度预报模式进行本地化研究，研究48小时的雨量预报。经2003年和2004年试报。雨量预报和滑坡、泥石流预测有较好的预报能力。     

石阡县降雨型滑坡临界雨量的研究

利用石阡县2010—2014年18起降雨型滑坡事件对应的区域气象站以及气象台站逐小时降水资料,采用统计分析的方法分析了滑坡发生前后的降水类型,建立了临界雨量的预报模型。结果表明滑坡对应的暴雨类型均属于尖峰型降水,强降雨时间都较短。滑坡的降雨量度与历时关系的分析表明可以将小时雨量大于10 mm作为石阡县滑坡的起报必要条件。基于区域气象站资料建立的滑坡预报模型表明24 h雨量(前期3d雨量)与1 h最大雨量(3 h最大雨量)呈反相关关系。在滑坡预警预报中可以根据气象台的24 h雨量预报值(或前期3 d有效雨量)及1 h最大雨量(或3 h最大雨量)预报值就可以及时发出滑坡预警,从而在地质灾害防御中起到重要作用。     

铜仁地区滑坡临界雨量研究

利用铜仁地区2010—2014年以来61起滑坡事件对应的区域气象站以及气象台站逐小时降水资料,采用统计分析的方法分析了滑坡发生前后的降水类型,建立了不同时效的有效雨量和激发雨量组合的预报模型。结果表明:滑坡前期3天累积雨量与滑坡暴发当日3h最大雨量组合预报模型的准确率最大,空报率最小,滑坡暴发当日24h雨量与滑坡暴发当日3h最大雨量组合预报模型的准确率次之,并分别得到这两种情况下判断滑坡是否发生的判别曲线,根据判别曲线和24h及3h降水预报,可以制作铜仁地区的滑坡预报。     

自动雨量站资料在地质灾害监测中的应用

通过对滑坡、泥石流地质灾害发生地区地质条件、外在因素、前期降水的影响等分析研究,设计了滑坡、泥石流地质灾害等级判别标准,并研制了预报方法。利用ArcGIS Engine、MICAPS等语言工具开发了滑坡、泥石流预报系统,使用前期数据库中自动气象站逐小时雨量和本地区的逐日降水影响系数,以及地质灾害气象发生等级条件进行计算,制作地质灾害发生等级预报。该研究工作为各地防治地质灾害提供了帮助和指导。     

诱发江西省泥石流、滑坡的降水特征分析

统计分析了1960~1999年江西泥石流、滑坡的降水量特征,发现泥石流、滑坡不仅与3d内大降水(≥50mm)、1h最大雨量有关,而且与累计降水量也有较大关系。     

广西泥石流和滑坡地质灾害临界雨量界定方法

利用2012-2016年广西泥石流和滑坡地质灾害事件及其事件前期临近自动气象站的逐小时雨量资料,采用统计的方法,确定诱发广西泥石流和滑坡灾害的临界致灾雨量,并用2017年的灾害个例及其雨量加以检验和修订。结果表明:前期降雨对广西泥石流和滑坡起主导作用,当24h雨量152mm时,泥石流临界雨量为H1=-0.2872H24+83.55;当24h小时雨量≥152mm时,泥石流临界雨量为H1=39.9mm。广西滑坡的雨强和降雨历时曲线满足I=11.31D-0.7关系。     

有效雨量和滑坡泥石流灾害概率模型

针对我国西北至东南的带状区域,将其划分为6个区划单元:黄土高原西部、秦岭山区、大巴山区、大别山区、罗霄山区和浙闽沿海。通过提取并分析滑坡泥石流灾害发生频次和雨量信息,发现对于任何一个区划单元,并不存在一个临界雨量,诱发地质灾害的有效降水处于一个比较大的区间,对于给定的有效降水,滑坡泥石流灾害只是存在一个发生的可能性。进一步研究了6个区划单元内有效雨量和滑坡泥石流灾害的概率关系。相关系数检验表明了本文计算的降水因子与滑坡泥石流灾害发生的频次服从高斯分布,可以利用密度函数曲线来定量计算有效降水为某一值情况下滑坡泥石流灾害发生的概率。研究还表明我国由西北至东南,诱发滑坡泥石流灾害的雨量值增大,增大的幅度可以通过6个区划单元降水因子与滑坡泥石流灾害高斯分布的参数来定量描述。     

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。     

"5.12"汶川特大地震重灾区泥石流滑坡气候特征分析

本文通过对汶川“5.12”特大地震重灾区1991-2003年的泥石流、滑坡等山地灾害的终初日、时空分布及其与降水的关系的分析,还对这次特大地震造成堰塞湖的滑坡面积进行了统计分析。得出了汶川特大地震重灾区的泥石流、滑坡的时空分布、多发时段与集中发生时段、终初日及其出现地点、泥石流、滑坡与当日雨量与前期降水的关系等特征方面新的认识。指出了“5.12”特大地震造成堰塞湖的滑坡面易发生群发性泥石流、滑坡等山地灾害的严重隐患。从而为抗震救灾和灾后重建工作提供科学依据。     

金华短时暴雨特征分析

短时暴雨,特别是短时雨量在100 mm以上的特大暴雨,是引发山体滑坡、泥石流、山洪爆发等山地灾害的直接因素.本文统计分析了金华本站短时暴雨的分布特征,并分析了与暴雨的相关关系及不同天气形势背景,提出了几点预报短时暴雨的着眼点及建议.     

滑坡泥石流大尺度统计预报模型的实时检验

利用滑坡敏感性分布和降雨阈值公式建立了一个滑坡泥石流统计模型,该模型可以用于中国大尺度范围内的滑坡泥石流预警。使用CMORPH卫星降水驱动该统计模型,对2016—2017年的106起滑坡泥石流事件进行了验证分析。结果表明,该模型能较好地预警大多数滑坡泥石流事件,其中对72. 1%的雨季滑坡泥石流事件能较好预警,但对非雨季的事件只有35%能较好预警,对雨季的预警效果明显优于非雨季。由于滑坡泥石流主要发生在雨季,因此该模型总体上具有较好的效能。该模型对于强降雨引发的快速滑坡事件具有较好的预警能力,但对于由强度较小、持续时间较长的降雨引发的慢过程滑坡事件的预警效果有待提升。利用该统计模型以及CMORPH实时卫星降水产品,可以建立滑坡泥石流大尺度实时预警系统,对滑坡泥石流减灾防灾具有一定意义。     

基于卫星降水和WRF预报降水的“6.18”门头沟泥石流事件的回报检验研究

2017年6月18日北京门头沟地区突发泥石流,造成6人伤亡。短时强降水是这起事件的主要诱发因素,但常规气象观测并没有很好地观测到此次降水过程,可见降水数据的准确性对于滑坡泥石流的实时预警及预报至关重要。近年来,卫星遥感估算降水发展迅速,WRF（Weather Research and Forecasting Model）模式关于降水的预报技巧也逐渐提高。本文以自动站降水资料为参考,首先利用定性方法和泰勒图、TS（Threat Score）评分等定量的方法比较了CMORPH（CPC MORPHing technique）、GPM（Global Precipitation Measurement）和PERSIANN-CCS（Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using Artificial Neural Networks-Cloud Classification System）三种卫星降水资料以及不同起报时间的WRF预报降水对此次降水过程的表现能力,然后利用降水数据驱动滑坡泥石流统计预报模型,对此次事件进行了回报,分析不同降水数据在模型中的实际应用效果,最终为滑坡泥石流实时预警和预报系统的构建提供参考。结果表明,三种卫星降水资料基本上能反映出此次降水过程东北—西南向的带状空间分布形态,其中,CMORPH与自动站资料的空间相关性最好,命中率也最高,但对降水量有一定的高估,GPM对平均降水量的时间变化有较好的反映,体现了卫星降水在观测较少地区的良好利用价值,PERSIANN-CCS的表现则相对差些。WRF模式能预报出此次降水的带状空间分布特征,但降水中心的位置与实际有所偏差;此外,预报的最大降水量的峰值出现时间比实际上晚。由于此次降水的强局地性,只有空间分辨率均匀且质量相对较好的CMORPH卫星降水驱动模型可以回报出此次事件,而自动站点资料由于空间分布不均,则没有回报出此次事件,这表明了卫星降水在滑坡泥石流实时预警系统的构建中具有一定的优势。WRF模式降水驱动模型可以提前做出预警,虽然预报的事件发生时间与实际相比偏晚3~5 h,但WRF可以较好地预报72 h内的降水,因而可以延长灾害的可预见期。WRF模式预报降水的时间和空间精度都需要进一步提高,但是仍具有很好的参考意义。     

A Probabilistic Prediction Model for Heavy Rain-Caused Landslides in the Chongqing Region

Landslide (or rockslide) is a geological disaster that is mainly induced by strong precipitation, among a number of other natural inducing factors. Based on 1615 landslide cases, a statistical analysis is performed to find the relationship among the landslide occurrence time, rainfall 0-10 days ahead, and probability of landslides over the Chongqing region. The results show that 1) strong rainfall-caused landslides occur mainly on the day it rains or 1-2 days after the heavy rain, and as time goes on, the likelihood of the disaster reduces rapidly; 2) the heavier the rainfall, the closer the landslide time is to the precipitation time.A concept of "effective precipitation" is thus developed, and a categorical prediction model for heavy rain-caused landslides is established. Tests show that for categories III, IV, and V landslides, the model forecast accuracy arrives at 29.9%, 75%, and 100%, respectively. This indicates that the categorized probabilistic prediction can serve as a warning for the landslide prevention and mitigation.     

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。     

西藏泥石流、滑坡时空分布特征及其与降水条件的分析

通过对1970~2006年西藏泥石流、滑坡的时空分布特征与降水条件分析,得出西藏地区泥石流、滑坡主要发生在藏东地区、喜马拉雅山南侧及沿雅鲁藏布江一线,每年6~8月是泥石流、滑坡多发时段,降水是诱发泥石流、滑坡的主要气象条件,发生泥石流、滑坡可能性与不同雨型、不同等级降水和与前期降水情况密切相关。该研究分析结论,为西藏泥石流、滑坡预警预报提供了参考依据。     

暴雨型泥石流多层预报系统的研究

本文采用数值天气预报模式、静止气象卫星云图、雷达回波和遥测雨量计四种手段进行大气降水的预报与监测,提供不同时空尺度的降水预报产品,构建不同时空尺度满足不同精度要求的泥石流预报系统。该系统具有区域与沟谷相结合,时空尺度合理嵌套的优点,由四川省范围、凉山州地区以及单沟泥石流预报模型组成,可进行不同层次的泥石流预报,能满足不同层次的泥石流减灾要求。     

中国降水型泥石流研究现状

在综合调研泥石流研究现状基础上,总结了降水型泥石流研究进展。从降水资料的使用、泥石流发生区域雨量的估算、分析降水与泥石流关系的模型、环境背景因子的考虑等四个方面分别进行了论述。目前加密雨量观测资料、卫星雷达资料的应用,提高了泥石流灾害所在小流域实况降水估算精度。由简单地考虑临界雨量发展到考虑前期间接有效雨量、前期直接有效雨量、激发雨强和历时,同时考虑降水类型对泥石流的影响。目前降水和泥石流的关系模型发展为确定性模型和概率性模型。环境因子的考虑向两个方向发展:一种倾向是针对环境背景数据开展更加精细的区划,针对每个区域单元所处的环境背景情况建立降水与泥石流关系模型;另一种发展趋势是利用信息量等模型将环境因子作为降水与泥石流关系模型中的变量。     

基于RS和GIS的地质灾害易发性定量评价:以湖北省五峰县为例

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。