川藏铁路四川段沿线诱发地质灾害降水阈值研究

利用2009—2019年川藏铁路沿线四川段地质灾害数据、国家气象中心逐小时降水量资料,统计了地质灾害与降水的关系,发现研究区89%的滑坡灾害和96.6%的泥石流均发生在汛期,且地质灾害高发路段位于青衣江暴雨区,与四川地区降水时空分布特征相吻合。分析雨型、降雨强度、前期降雨等因子对地质灾害的影响,发现快速激发,中速激发和慢速激发的地质灾害分别约占33.3%、25.9%、40.8%,表明降雨历时并不是影响地质灾害发生的最直接因子,前期降雨的作用不可忽视;结合环境因子对地质灾害进行了分区,基于降雨历时-雨强(I-D)预报模型建立了川藏铁路沿线四川段引发地质灾害的降水阈值分布。利用该降水阈值的分布特征,检验了2019年引发地质灾害的降水量,发现阈值雨量的判别方法较为科学,具有较强的参考价值。     

浙江省泥石流与降雨历时关系研究及应用检验

灾害发生与降雨关系的研究是泥石流预警预报研究的核心内容,传统的研究在影响泥石流发生的前期有效降雨历时的选择上存在较大的随意性和主观性。以浙江省已发生的193条泥石流为样本数据,基于降雨历时始算时间的三种定义,对泥石流发生与降雨历时之间的关系进行了统计分析,认为浙江省泥石流总体上与2 d短历时强降雨关系密切。其中,台风期泥石流主要由2 d降雨引发,影响泥石流发生的降雨历时一般不超过10 d;梅雨期泥石流主要由3 d降雨引发,影响泥石流发生的降雨历时一般不超过15 d。基于上述结论,进行了台风期泥石流临界雨量的计算,并选择"云娜"台风期间发生的18处沟谷泥石流作为检验样本进行检验,证明效果较为理想。     

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。     

湖南省降雨型地质灾害致灾雨量阈值分析

湖南省是是全国地质灾害最严重的省份之一。基于1980-2007年湖南97个常规观测站逐12 h、逐日降雨量资料和同期发生的地质灾害及湖南灾害大典记录的地质灾害信息,在计算地质灾害发生前1~9 d的有效雨量的基础上,判别和筛选了由降雨引发的地质灾害,并引入合理的判别系数判定了致灾的不同降雨类型,从而得出了不同降雨型地质灾害的阈值。研究发现2 142条有效地质灾害信息中,64.6%属于降雨型地质灾害(共1384例),其中又有91.4%由短期降雨造成,8.6%由长历时降雨造成;结合致灾雨量阈值给出的不同类型降雨对地质灾害发生的贡献率、雨量阈值和灾害发生频次的分布图,直观显示了全省分县致灾临界雨量及不同降雨型地质灾害的高发区域。     

甘肃舟曲三眼峪泥石流降雨临界阈值

合理的雨量阈值指标是区域暴雨泥石流防灾减灾的关键所在。以甘肃舟曲三眼峪为研究对象,采用水文学分析方法,计算了不同降雨频率下洪水特征值以及不同规模的泥石流启动降雨量阈值,并将诱发泥石流的降雨预警级别划分为红、橙、黄、蓝四个预警级别和两个预备预警级别。结果表明:三眼峪小流域在前期干旱和一般条件下泥石流红色Ⅰ级降雨预警值分别为56.10 mm/h和50.86 mm/h,橙色Ⅱ级预警值分别为40.70 mm/h和37.87 mm/h,黄色Ⅲ级预警值分别为31.74 mm/h和29.88 mm/h,蓝色Ⅳ级预警值分别为23.83 mm/h和21.69 mm/h,预备Ⅴ级预警值分别为17.31 mm/h和15.69 mm/h,预备Ⅵ级预警值分别为10.16 mm/h和9.48mm/h。同时建立了在前期一般和干旱两种条件下,不同预警级别的泥石流降雨雨强与历时阈值关系,研究成果可为区域减灾防灾和科学研究提供依据。     

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。     

汶川地震灾区震后泥石流激发雨量研究

降雨作为泥石流的触发因素,常用于泥石流的预警预报,一个地区泥石流发生与否与前期有效累积降雨量和激发雨量相关密切。在对汶川地震灾区已发泥石流灾害的18个泥石流案例的1 h激发雨量与流域面积、沟谷长度、松散物质储量、岩石类型、地震动峰值加速度、土地利用类型以及泥石流沟的坡度等影响泥石流活跃性的因子进行主成分分析基础上,选取了6个主成分对泥石流1 h雨量激发系数进行拟合,得出了1 h激发雨量的计算方法。并讨论了该方法在地震灾区的适用性,可为地震灾区泥石流灾害的预警预报提供参考。     

容县2010年6月滑坡灾害降雨阈值研究

大暴雨常引起群发性滑坡灾害的发生,对大暴雨引起的滑坡进行预警显得尤为重要,而确定诱发群发性滑坡的降雨阈值是预警的关键。在容县2010年6月初暴雨及其诱发的滑坡数据基础上,分析降雨和滑坡发生数量的相关性;采用降雨强度-降雨历时模型的统计分析方法,建立不同滑坡发生概率的降雨强度-降雨历时阈值线,且用ROC方法对阈值线进行检验。研究结果表明：滑坡发生数量和降雨量相关性为0.507;采用ROC方法分析得到滑坡发生概率为10%、50%、90%,阈值线的准确率分别为0.70、0.75、0.39,漏报率分别为0.05、0.23、0.93,误报率分别为0.75、0.29、0.04;综合以上指标,将50%阈值线作为研究区的阈值线,并进一步分析该线在不同日数下诱发滑坡的降雨阈值,作为容县群发性降雨型滑坡灾害预警分析。     

基于NAM模型的长白山北景区泥石流降雨阈值研究

泥石流严重影响山区生活和建筑环境安全，建立泥石流降雨I-D阈值可以有效降低泥石流灾害的影响。但是现有的建立曲线的统计方法高度依赖于大量的泥石流和降雨事件，对于缺乏观测数据的山区来说是非常困难的，且以统计方法建立起来的阈值曲线精度有限。该文采用由NAM模型和物理模型耦合的阈值模型，其中NAM模型是集总式概念性水文模型，模拟的是流域范围内发生的降雨径流过程，可以模拟出降雨所引发的径流值。该模型在长白山北景区得到验证，长白山北景区是一个典型的泥石流沟谷，历史上记载了数次泥石流事件。利用历史引发泥石流的降雨观测数据，对提出的阈值模型进行了验证，该新模型的精度被确定为85.72%,证明该模型在泥石流预测预警方面具有很大的应用潜力。     

四川省泥石流预报的区域临界雨量指标研究

本文在讨论四川泥石流分区的基础上,论述了区域泥石流临界雨量指标的确定方法及应用问题。并制定了四川泥石流预报的区域临界日雨量和临界小时雨强指标。     

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。     

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。     

基于有效降雨阈值的鄂西山区五峰集镇滑坡危险性评价∗

五峰集镇地质环境背景条件复杂，特别在汛期降雨影响下滑坡地质灾害频发，因此开展五峰集镇滑坡空间预测评价和降雨阈值研究，不仅对研究区滑坡的防灾减灾具有实际指导意义，同时对基于降雨阈值的滑坡危险性评价方法研究也具备较好的参考价值。本文以降雨型滑坡多发的五峰集镇为例，利用地理探测器法准确选取研究区评价因子，综合层次分析模型与 BP 神经网络模型计算全区易发性指数，得到基于斜坡单元的滑坡易发性分区；同时，统计每个滑坡点的降雨历时及有效降雨强度，分析研究区滑坡的致灾雨型，绘制诱发鄂西山区滑坡灾害发生的临界降雨 I‐D 阈值曲线，得到设计工况下的时间概率；综合易发性分区和时间概率得到基于有效降雨阈值的鄂西山区五峰集镇滑坡危险性分区图。研究结果表明：五峰集镇滑坡高和极高易发区占研究区总面积的 27.12%，主要分布于研究区大型河流两岸；五峰集镇滑坡发生 10%、50%、75%概率的阈值曲线分别为 I = 31.42 × D^{-0.786 94} 、I = 68.11 × D^{-0.786 94} 、I = 84.74 × D^{-0.786 94} ；五峰集镇滑坡高和极高危险区占研究区总面积的 19.33%，主要分布于研究区中部及东南部河流两岸。本文所构建的五峰集镇滑坡危险性评价体系，以及适用于鄂西山区的基于降雨阈值滑坡危险性评价方法，能够为山区地质灾害防控以及危险性评价研究的不断完善提供有益参考。     

汶川地震扰动区小流域地质灾害风险概率问题

汶川地震扰动区地质灾害的特点是滑坡崩塌极为发育,泥石流物源丰富,灾害发生频率高。以都江堰白沙河小流域为例,在完成小流域风险区划的基础上,采用Logistic回归统计模型分别对震后小流域中滑坡泥石流发生的临界降雨量及时间概率,不同等级风险区(高、较高、中等、较低,共4级风险区)滑坡泥石流发生的临界雨量及空间概率进行分析统计。研究表明当日降雨量是触发滑坡泥石流的时间条件,发生概率为0.7~0.9。大暴雨是触发高、较高风险区滑坡泥石流的空间条件,发生概率可达到0.9。发生风险损失的临界雨量为大暴雨。     

局部高强度降雨的地质灾害特征分析

传统地质灾害特征分析方法,以地面综合调查为主,忽视局部高强度降雨条件这一主观因素,使得地质灾害特征分析结果存在较高的片面性。该文提出基于局部高强度降雨的地质灾害特征分析方法,根据降雨强度、灾害持续时间和平均降雨量等指标设立临界组合判别运算雨量阈值,按照雨量阈值判断地质灾害类型,并结合预警判据图分析局部高强降雨的地质灾害分布特征。实验结果表明,所提方法可全面分析出实验地区地质灾害具有滞后性、群发性和同时性特征。     

基于临界水深法的单沟泥石流启动降雨量推算

以汶川县七盘沟为研究对象,在高精度遥感影像的支持下,通过对七盘沟的实地勘察,收集汇总了七盘沟泥石流的基础数据(松散堆积体属性、泥石流容重等)。应用临界水深法,结合七盘沟的实际情况,逆向推求七盘沟泥石流启动的临界降雨量。研究发现:汶川县七盘沟流域共查明117处松散堆积体,其临界水深介于0.18~11 m之间,松散堆积体的临界启动值为0.1~6.9 m/s,启动降雨量处于0.1~174 mm之间。本研究结果与七盘沟实际情况基本吻合,可为单沟泥石流监测和预警预报系统的建设和完善提供一定参数指导。     

降雨强度对泥石流起动影响的模型试验研究

利用自制小比例模型槽,采用可控降雨强度降雨模拟器,进行了人工降雨诱发泥石流的室内模型试验,研究降雨强度对泥石流起动的影响,并确定泥石流起动的临界降雨强度。基于临界降雨强度下泥石流的起动过程,对孔隙水压力和坡体内部含水率的变化规律进行了研究,并与现场试验进行了对比。运用Geodog软件对泥石流形成前坡体的位移场进行了分析,研究坡体破坏规律。研究结果表明,泥石流起动的临界降雨强度范围为43~50 mm/h。泥石流发生前存在一个孔隙水压力增加的过程,在泥石流形成后,孔隙水压力急剧下降。降雨强度影响雨水在坡体内部的渗透,是泥石流起动的主要原因。泥石流起动与坡体含水率和饱和度的变化有关,当坡体饱和度超过80%时,产生整体滑动破坏,并迅速转化为泥石流。     

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。