基于临界雨量的震后泥石流预测预报研究——以白沙河流域为例

降雨型泥石流是影响汶川地震灾区灾后重建和可持续发展的主要灾害类型,震后几年已经给灾区群众生命财产造成了巨大的损失。以白沙河流域为例,对比研究了汶川地震前后泥石流临界雨量条件,震后临界雨量比震前日雨量降低约36.0%~48.8%,小时雨强降低约20.3~52.2%;采用Logistic回归模型对5种雨量数据组合条件下的泥石流预测进行了研究;建立了与气象部门紧密结合的当日降雨量泥石流预报等级,对于震后泥石流预测预报研究和防灾减灾具有重要意义。     

基于TRMM降雨数据的四川省地质灾害降雨阈值分析

降雨与地震是引发地质灾害的两个主要原因,尤其在地震区,地震导致了大量的滑坡松散堆积物与不稳定斜坡,在后续降雨条件下极易产生新的地质灾害。另一方面,高精度降雨数据的缺乏一直是由降雨导致的地质灾害预测预报的瓶颈。因此,该文尝试应用业内评价较好,精度较高的TRMM降雨数据来获取地质灾害发生前期降雨量。应用2000-2012年间的3h分辨率的TRMM3B42数据,结合2000-2012年间四川发生的重大滑坡泥石流灾害,提取出每次地质气象灾害发生前30d,15d,3d和当天的降雨数据。在此基础上,结合收集来的历次地质气象灾害的临界降雨过程雨量和历时数据,应用主成分分析法,将五组数据划分为两大主成分,并进行分析;绘制四川省地质气象灾害的降雨强度—历时阈值曲线,并以汶川地震为分界点,比较分析了地震前后的阈值变化情况。结果表明,在四川地区,滑坡泥石流灾害的发生同时受到降雨和汶川地震的影响。以灾害发生前30d,前15d,前3d有效降雨量因子组成的前期降雨这一主成分在滑坡泥石流灾害中贡献率较高,其次是以当天降雨和临界降雨过程组成的短历时降雨;通过对比地震前后的阈值曲线变化发现地震后的阈值更低,表明强地震后坡面稳定性降低,引发地质灾害的降雨条件降低。     

基于泥石流形成运动过程的泥石流灾害监测预警系统

"5·12"汶川地震灾区的泥石流灾害具有规模超大、群发性等特点。针对这些特点,监测预警将是及时有效而经济合理的防灾手段之一。在分析国内外泥石流预警研究进展的基础上,针对目前地震次生泥石流监测预警实践中的一系列问题,提出了一种基于泥石流形成运动过程的泥石流监测预警体系。该体系从泥石流形成机理研究出发,监测泥石流形成运动各阶段的特征参数,并根据各参数预警阈值建立相应的临灾预警等级,形成了全流域的泥石流综合监测预警体系,适用于汶川地震灾区这种高频率、大规模泥石流的防灾减灾工作。     

高家沟泥石流和深溪沟泥石流灾害特征

汶川地震之后,泥石流成为灾区最为严重的灾害类型之一,直接影响到灾后重建和灾区人民的生命财产安全.对汶川地震灾区7月初群发性泥石流进行野外考察,重点分析了高家沟和深溪沟两条泥石流的成因和特征.高家沟为由滑坡崩塌体引起的土力类粘性泥石流,容重约为2.07g/cm3,总量超过30万m3,分三次间歇性汇入主河,并堵断1/2河道,迫使岷江持续冲刷对岸路基,损毁213国道长达400m;深溪沟为山洪冲刷河道引起的水力类稀性泥石流,容重约在1.44～1.58 g/cm3之间,流量约在160～180 m3/s之间.对不同的泥石流沟应采用不同的防灾减灾措施,可有效降低泥石流灾害对人民生命财产的威胁.     

中巴公路盖孜河段降雨型泥石流的激发雨型及临界阈值研究

目前针对新疆南疆干旱少雨地区降雨型泥石流的研究较为薄弱,开展泥石流发生的激发雨型和临界阈值研究具有重要理论意义和应用价值。以中巴公路盖孜河段为研究区,分析降雨型泥石流发生的降雨过程数据,探讨泥石流的激发雨型及激发雨量特征,建立研究区降雨型泥石流发生的临界降雨阈值。研究表明:(1)研究区降雨型泥石流的激发雨型包括快速、中速和慢速3个类型,这三种降雨历时的泥石流分别约占总数的64.3%、14.3%和21.4%,说明短历时的降雨更容易激发泥石流;(2)研究区降雨历时和诱发泥石流所需的平均雨强之间呈反比例关系,但降雨历时与泥石流发生所需的累计降雨之间是正比例关系;(3)利用有限的泥石流降雨过程数据拟合出降雨阈值函数,并对研究区无降雨资料区发生泥石流所需的激发雨量指标进行了合理预测。研究成果可为中巴公路沿线泥石流预警中降雨阈值确定提供基础数据,也可为新疆干旱地区的降雨型泥石流预警预报研究提供参考依据。     

泥石流监测预警研究现状综述

在泥石流灾害频发的今天,开展泥石流监测预警是一种行之有效的预防手段。从泥石流监测内容研究(固体物源、水源条件和泥石流运动特征等)、泥石流预警临界雨量、监测预警技术方法、手段等方面对泥石流监测预警的国内外研究现状进行了回顾和总结,并对现阶段泥石流等地质灾害监测预警成功率较低所存在的问题进行了分析,进而提出建议和未来监测预警的发展趋势。     

四川泥石流灾害与降雨关系的初步探讨

2003年，四川共发生了8次泥石流灾害，造成了1130余人死亡和失踪，给地方经济带来了巨大的损失，是近年来灾害最为严重的一年。结合天气形势分析结果和收集的降水资料对8次泥石流灾害进行了分析，得出了泥石流灾害的发生大都伴有暴雨天气过程；暴发泥石流地区历年的降雨资料，说明这些区域在泥石流发生的当月，降雨量比历年普遍偏多。针对降雨对泥石流的激发作用和临界雨量问题，探索了四川泥石流灾害的发生规律，及相应预测预报和防灾决策。     

汶川地震灾后重建的岩土工程问题探讨

在对5.12汶川地震灾区大量次生地质灾害实地考察调查的基础上,总结了次生地质灾害发育分布的特点,探讨了灾后重建的岩土工程问题。此次地震引发的次生地质灾害主要有崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等;次生地质灾害的发育分布与地震烈度相一致,与断裂带密切相关,并形成崩塌、滑坡→泥石流或崩塌、滑坡→堰塞湖→泥石流灾害链。灾后重建必须注重建设场地工程地质条件的研究、科学规划选址,合理避让地质灾害高风险地段;对重点高陡边坡灾害须进行必要的岩土工程加固,山区建筑地基基础设计应符合相关要求,要尽量减少对地质环境的扰动,预防工程诱发灾害。研究结果可为灾区岩土工程减灾防灾以及灾后重建提供参考。     

泥石流早期识别与监测预警研究进展探讨

近年来,受极端地震和极端天气的影响,泥石流灾害日益加剧,山区城镇泥石流风险问题逐渐引起大众的关注。泥石流的早期识别和监测预警作为防灾减灾的有效途径之一,已在山区城镇及重大工程建设区发挥重要的减灾作用。分析总结泥石流早期识别与监测预警技术方法和理论的目的在于掌握其发展现状与问题,进一步为山区城镇泥石流灾害防灾减灾提供有效应急对策。同时指出改进当前存在问题可为后期发展提供参考依据。本文通过文献综述法在阅读大量文献基础上,从技术与设备、预警理论与模型和监测预警体系3个方面对泥石流早期识别和监测预警研究进行回顾与评述,并针对其不足提出了加强深度学习在泥石流早期识别中运用,注重构建地面因素与天上因素耦合的泥石流预警模型,完善泥石流灾害应急系统的初步看法。     

基于空间插值与典型滑坡体的滑坡灾害气象预警模型研究

针对以往研究大多仅利用统计方法确定地质灾害预警临界雨量阈值,难以顾及不同滑坡体所具有地层、岩性等条件的不足,利用改进信息量模型构建安徽省滑坡灾害预警分区,通过耦合有效雨量和临界雨量获得全省75个典型滑坡点的临界雨量阈值,对其进行分区空间插值,并据此构建安徽省滑坡灾害气象预警模型。研究结果表明,该模型比现有预警模型的预警级别更准确,空间精度更高,克服了现有模型预警级别偏低,预报范围较宽泛的不足。     

2014年云南昭通鲁甸6.5级地震灾区雷击风险分析及防御措施研究

地震灾区现场区域环境条件复杂,人员密集程度高,具有雷电灾害防御能力弱、群众防雷避险常识淡薄、防雷设施亟待完善的特点,特别是在雷电高发季节,雷击易造成群体性雷电灾害事件。本文以2014年云南昭通鲁甸6.5级地震灾区为例,在进行现场勘察、闪电监测资料综合分析和数据统计的基础上,开展地震灾区雷电活动时空分布特征研究,探讨不同类型的雷击损害风险对灾区可能造成的影响,针对灾区雷电灾害隐患突出的严峻形势,提出相应的对策措施及建议,为有效防御和减少雷电灾害对地震灾区带来的不利影响和公共安全隐患提供技术依据和决策参考。     

云南相似大震人员伤亡差异因素分析

1976年云南龙陵、1988年云南澜沧-耿马地震发震时间、地点、震级相近,地震类型相近(双主震),极震区烈度相同,灾区社会经济状况基本相似,但人员伤亡相差10倍。通过对比分析找出云南两次相似大震人员伤亡的主要差异因素:预警型前震(或临震预报发布)是减少地震人员伤亡的最重要因素;高烈度区(Ⅸ)面积大小是影响人员伤亡的最重要因素。特定环境条件下次生灾害(震后火灾)对死亡人数有影响;集体行为的偶然因素对死亡人数也有影响。     

基于雨量(强)条件的泥石流预测预报研究现状、问题与建议

在对基于雨量(强)条件泥石流预测预报现状综合分析的基础上,提出了目前降雨型泥石流预测预报中存在的问题:①前期降雨对泥石流发生的贡献问题;②前期降雨对泥石流影响的衰减问题;③前期有效降雨天数的确定问题;④前期降雨和短历时降雨的权重衡量问题;⑤基于前期有效雨量的泥石流预测预报模式的确定问题。提出了降雨型泥石流预测预报程式框架和相关建议:①基于雨量(强)条件的泥石流预测预报应同机理研究密切结合;②单沟泥石流临界雨量条件和预测预报应同泥石流类型密切结合;③区域泥石流临界雨量条件和预测预报应同环境地质背景密切结合。     

大别山区山洪灾害预警模型的建立与应用

根据近年来大别山地区高密度雨量站资料,利用GIS技术形成的更为精细的栅格点坡度和高度数据,得出雨量与山区坡度和高度的具体关系,并由此推算出两个子流域发生山洪灾害的雨量阈值;实时通过数据服务器获取前期逐时雨量资料,形成24 h和6 h雨量,根据雨量关系式求算面雨量,与山洪灾害雨量阈值进行比较,给出是否发生山洪灾害的预警信息;及时发布预警信息,将山洪灾害的预警信息在淮河流域气象中心进行实际应用。     

基于GIS的芦山地震灾区滑坡灾害风险评价

选择芦山地震灾区为研究区,以滑坡灾害为研究对象,在GIS技术的支持下进行了芦山地震灾区滑坡灾害危险性、易损性和风险评价研究。首先,选择坡向、坡度、地层岩性、断裂带、河流冲刷作用、地震烈度和降水量7个影响因子建立了芦山地震灾区滑坡灾害危险性评价的指标体系,同时提取研究区的人口密度、经济密度、林地覆盖率、建筑覆盖率、道路密度和滑坡灾害影响区6个指标因子建立了滑坡灾害易损性评价的指标体系。然后,分别应用信息量模型和贡献权重迭加模型,进行了芦山地震灾区滑坡灾害危险性评价和易损性评价,进而开展了基于GIS的芦山地震灾区滑坡灾害风险评价,最后应用自然断点法进行了滑坡灾害风险度区划研究。研究结果表明:高风险区和较高风险区面积分别为102.43 km2和3529.65 km2,占全区总面积的0.24%和8.25%,其灾害分布密度分别为20.50个/100 km2和2.38个/100 km2(均大于芦山地震灾区的平均值,尤其是高风险区)。高风险区和较高风险区的分布主要与人类工程活动密切相关,是人类经济活动最为频繁的地区。与实地调研结果对比发现,研究结果基本符合芦山地震灾区的实际情况,可以为芦山地震灾区恢复重建、聚落搬迁和人口分布再调整提供参考。     

基于信息流理论的降雨指标与滑坡泥石流因果分析

降雨是滑坡泥石流灾害形成与发生的主导因素,但对其间的因果关系却缺乏定量的分析与验证。本文基于重庆地区2004～2016年的滑坡泥石流灾害数据与降水资料,具体分析了灾害与降雨的相关关系;并利用Liang-Kleeman信息流方法分别计算相应降雨指标与滑坡泥石流的信息流,结果表明:重庆滑坡泥石流灾害发生频次与年均降雨量的相关系数分别为0. 51、0. 53,均达到α=0. 1水平的显著性相关;年均降雨量、Pa指数、降雨日数、暴雨频次、暴雨量到滑坡泥石流均存在单向因果关系;暴雨量到滑坡泥石流的信息流最大,是诱发滑坡泥石流的最主要的因素。基于信息流理论的降水与滑坡泥石流灾害的因果分析,不仅为滑坡泥石流灾害降水预报模式提供理论支撑,也对提高滑坡泥石流灾害预报预警准确率以及开展防灾减灾工作具有重要意义。     

汶川强震区群发性泥石流特征研究——以四川省都江堰龙池“8·13”群发泥石流为例

汶川地震导致大量崩塌和滑坡等次生地质灾害,为泥石流发生提供了丰富的物源,强降雨过后,汶川强震区的群发性泥石流出现了高发区。在2008-2010年的三个雨季里,强震区暴发了多处群发性泥石流灾害,龙池所在的龙溪河流域"8·13"群发泥石流灾害就是其中之一。首先对龙池龙溪河流域2010年8月13日暴发的45条泥石流沟进行简单的灾害阐述,其次在调查数据的基础上阐述了群发泥石流的特征:①成因多样,主因为地震和降雨综合的作用;②规模不一,以中小型为主,流体性质多集中为过渡性—粘性;③隐蔽性强,泥石流活动多集中在极小流域,主要为沟谷型泥石流;④泥石流活动集中在断裂带附近;⑤危害方式以冲蚀、淤埋和堵塞河道为主,且具有灾害链作用和叠加-放大作用。最后针对震区群发泥石流的活动特征,提出增强减灾措施的针对性。     

汶川地震诱发黄洞子沟地质灾害链效应及断链措施研究

黄洞子沟地区是汶川地震触发震害最为严重,灾害链效应最为明显的地区。通过详细的实地调查、借助遥感影像、雨量数据分析,揭示了震后地质灾害发育情况及特征,并归纳出了地震-滑坡-堰塞湖;地震-震裂山体-崩塌-碎屑流-泥石流;地震-崩塌、滑坡-泥石流三种典型的地质灾害链模式。将灾害链成链动力过程划分为:孕灾环、激发环、演化环和损害环,孕灾环是前提,激发环是启动因素,演化环是过程,损害环是结果。黄洞子沟灾害链是由内外动力作用联合形成的复合型灾害链,仍处于不断演化的过程当中,并从地形条件、地质条件、气象水文条件三个方面对灾害链的成链条件进行了分析,最后针对黄洞子沟灾害链的现状及威胁对象,建议从损害环采取主要断链措施。     

云南宁洱6.4级地震灾区范围的快速判断

采用云南175个历史强震的等震线图、云南数字等震线模型和云南1：400万活动断裂资料,对常规正圆法灾区范围量化与数字等震线模型灾区范围量化得到的云南宁洱6．4级地震灾区范围进行了对比,分析了地震等震线长轴方向与活动断裂的关系。结果表明,灾害地震的灾区范围用等震线模型来量化比常规用正圆来量化更加符合地震的客观情况。     

震后灾害链生机制及其对汶川地震城镇重建的影响

汶川8级大地震对地表产生强烈扰动,导致次生山地灾害极度发育,影响到震后灾害的活动特征及其相应的减灾对策。震后松散固体物质急剧增加、流域微地貌变化明显(沟道堵塞严重)、水文变化利于侵蚀和洪峰,使得灾害群发链生:崩塌、滑坡→泥石流→堰塞湖→溃决洪水(泥石流),8月中旬灾区各地因强降雨而大规模爆发泥石流堵塞河道,洪水冲毁掩埋重建城镇,给地震重灾区造成巨大损失。从以汶川县映秀镇为例,在阐述灾害链研究成果的基础上,分析震后灾害链的形成条件、成灾过程以及对城镇重建居民点的危害特点,进而提出灾害防治措施,为灾后城镇建设防灾减灾提供参考建议。