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。     

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。     

东南地区引发地质灾害降水分型及阈值分析

降水是引发地质灾害的最重要因素。该文综合利用2013-2016年东南地区(浙、闽、粤三省)地质灾害数据、国家气象中心逐小时降水量资料,通过对灾害特征和降水量等资料的统计,初步分析了降水因子与地质灾害的关系,并重点针对地质灾害的降水影响因子进行灾害降水的分型,根据降水分型(短临降水型、短时降水型、短期降水型、长历时降水型),基于最小临界雨量法,建立了各类型降水在东南地区的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2017年的各分类降水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。     

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。     

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。     

典型地质灾害链式机理研究

滑坡、泥石流与危岩是典型的地质灾害,每年由其造成的损失占到所有地质灾害的一半以上,针对典型地质灾害的链式规律进行深入研究,对于防灾减灾具有重大意义。从典型地质灾害的形成、发展过程入手,将灾害过程视为链式过程,将人为的工程防护治理措施视为断链过程。一个完整的链式过程包括致灾环、激发环、损害环和断链环。致灾环主要是由地质构造而形成的地质因素构成,激发环主要是由暴雨、地震、冰雪融水等非地质因素构成,损害环是由灾害发生后形成的灾害损失构成,断链环则是指工程治理与防护措施。     

山西西部地区黄土地质灾害与降雨的关联性分析

通过实地调研,收集了大量发生于山西西部地区的黄土地质灾害案例及其相应的降雨资料,统计分析了黄土地质灾害与降雨类型、降雨强度、降雨持续时间、降雨累积量等的关系,并通过室内直接剪切试验分析了该地区黄土抗剪强度随含水量增加的劣化规律。统计分析结果表明:宏观上由降雨诱发的黄土地质灾害占灾害总数的75%以上,且主要发生在6-9月,降雨诱发的地质灾害以滑坡、崩塌为主;10 d内连续降雨诱发的黄土地质灾害占降雨型灾害统计总数的76.9%;前期累计降雨量越大,黄土地质灾害发生频次越高;黄土滑坡、崩塌地质灾害的发生与前36 h的降雨量、降雨特征有关。试验结果表明:黄土地区大量雨水渗入土体会降低其抗剪强度,主要表现为随着含水量的增加土体的黏聚力急剧下降,从而导致滑坡、崩塌等地质灾害的发生。     

四川省汶川县板子沟8•20泥石流成因与易损强度分析∗

2019年8月20日,四川省汶川县绵虒、三江、水磨镇爆发大规模群发性泥石流灾害,造成大量人员伤亡和经济损失。以绵虒镇板子沟泥石流为典型实例,通过泥石流灾害前后遥感影像的解译和对比分析,以及雷达数据获取的流域内不同海拔位置的降雨数据,从物源和降雨两个角度分析了泥石流灾害的成因。利用FLO-2D数值模拟方法分析并计算此次泥石流强度指数,作为泥石流危险性的表征关键参数。基于板子沟流域典型建筑物类型的调查,构建了易损性曲线,量化了承灾体易损强度。研究结果表明:汶川地区泥石流致灾性和风险性仍处于较高水平,应进一步研究强震区泥石流灾害发生规律及风险性,为泥石流预警工作与有效工程防治提供科学参考。     

秦巴山区矿产资源开采区地质灾害致灾模式研究

秦巴山区地质环境脆弱,加之受到采矿工程活动的影响,区内地质灾害频发。目前矿产资源开采区内地质灾害研究相对较少。该文阐述了秦巴山区矿产资源开采区内开采现状,区内矿山以小型为主,开采矿类以金属矿产和建材非金属矿产为主,开采方式以露天开采为主;总结了秦巴山区地质灾害发育现状及采矿活动引发的地质灾害现状,采矿活动引发的地质灾害以泥石流为主,提出了4种致灾模式:采矿覆岩剧烈变形致灾型,采矿覆岩缓慢变形致灾型,采矿废渣与降雨耦合致灾型和露天边坡变形致灾型,并列举了部分典型地质灾害点。这对秦巴山区矿产资源开采区地质灾害防治具有重要的意义。     

广西地区地震次生地质灾害类型及分布特征

广西地处东南沿海地震带西段和右江地震带,地震次生地质灾害比较严重,主要为崩塌,其次为岩溶塌陷和地裂缝,滑坡、泥石流和堰塞湖等灾害较为少见。广西地区特殊的地质地貌条件造就了其独具特色的地震次生地质灾害,主要表现为:灾害类型多样,但单次地震造成的灾害类型相对单一;灾害的地区差异性显著;岩溶区地震具有"小震级、高烈度"的特点,极易小震致灾、甚至小震大灾。     

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。     

山区沿河公路地质风险形成机制

根据山区沿河公路灾害的特点,将以岩土介质为主的传统地质灾害类型和水沙介质灾害类型整合,提出了“广义地质灾害体”的概念,并以介质组成为标准进行了广义地质灾害体分类.在孕灾环境评价和致灾因子评价的基础上,提出了广义地质灾害体的孕灾环境与致灾因子异相耦合发育机理.基于公路承灾体健康的理念,认为公路承灾体易损性主要受控于公路结构本身的健康性态,采取技术可行、经济合理的技术措施使结构健康复原是工程性减灾措施的目的.将公路承灾体类型分为结构性承灾体和功能性承灾体两类.提出了公路地质风险的耦合对抗形成机制,即公路地质风险是广义地质灾害体危险性与公路承灾体易损性之间时空耦合对抗的结果.认为地质风险评估是关于多因素非线性灾害风险系统的预测评价问题.根据地质风险形成的耦合机制,提出了采用解耦措施来逆向控制公路地质风险形成演化过程的减灾思路.针对山区沿河公路,给出了从孕灾环境、致灾因子、广义地质灾害体危险性、承灾体易损性评价到地质风险评估的思路与一般函数表达式.     

宁夏地质灾害气象预报预警研究

利用1982—2004年宁夏的地质灾害与降水资料,分析了宁夏主要地质灾害的分布规律和形成机理,重点研究了引发地质灾害的气象条件。结果表明,滑坡和泥石流是宁夏主要的地质灾害类型,它们形成的气候条件都与降雨有直接的关系;地质灾害主要集中在其易发区内强降雨和暴雨出现频次较多的季节,由降雨引发的滑坡等地质灾害大多发生于降雨时段的中后期或稍后,泥石流一般与暴雨、持续降雨同时发生,雨量越大的地区地质灾害越发育,而连续性降水、短时强降水和暴雨是造成地质灾害的主要气象诱因。同时,根据研究结果,采用统计学方法建立了宁夏汛期地质灾害潜势预报模型,通过2004年汛期业务试运行,表明该预报模型有一定的参考价值,但还需进一步改进。     

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。     

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。     

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。     

基于前期有效雨量的山洪灾害临界雨量探讨

从山洪灾害形成的条件入手,分析了广东省瑶安小流域1958-2011年发生的10场山洪灾害雨量资料,认为降雨是该区山洪灾害的重要诱发因素,且灾害发生当日降雨量与前4d有效雨量之间关系最为密切。利用该两者之间关系分别作出了警戒雨量和转移雨量基准线,分析了该地区山洪灾害形成的警戒雨量和转移雨量,探讨该区山洪灾害形成的临界雨量条件。     

陕西省精细化地质灾害气象预报预警研究

在黄土高原和秦巴山区地质灾害与降水相关特征分析基础上,介绍了陕西省气象台精细化地质灾害气象预报预警模型与业务系统.利用新一代多普勒天气雷达和自动气象站加密资料实现了综合雨量的精细估计,结合GIS地形地貌信息和历史灾害风险分析确定出降水影响系数后,通过计算指标量与灾害临界阈值判断实现了陕西省l 915个乡镇地质灾害的逐日...     

基于流域系统的暴雨径流型灾害链--以湖南省为例

暴雨径流是一种最普遍、最活跃、最敏感的致灾因子,在其形成过程中易诱发灾害链.根据灾害系统理论和暴雨径流形成规律,系统研究了湖南省江湖流域暴雨径流型灾害链,结果表明:(1)湖南省特定的自然环境助长了暴雨径流型致灾因子链的形成与发展;(2)从类型上讲,可分为四水流域山丘区坡面汇流型致灾因子链、四水河网洪水汇合型致灾因子链和洞庭湖区洪水组合型致灾因子链;(3)从灾害性质与特性上看,除了具有一般的社会属性和自然属性外,还具有显著的关联性、互生性和放大性;(4)从致灾能量上看,当各级致灾因子的实际致灾能量一定时,各承灾体抗灾阈能总量越小,致灾因子链的有效致灾能总量越大;(5)从灾情上看,灾情表现的形式多,承灾体损失价值量的累积值巨大.