四川省石棉县地质灾害发生的雨量条件与气象预警(报)

石棉县发育地质灾害共280处,其发育、发生与降雨过程密切相关。崩塌、滑坡等地质灾害多发生于最大降雨量出现后的2～5d内,而泥石流灾害往往发生在最大降雨量出现的当天;根据地质灾害发育的地形地貌和地层岩性等地质背景,对石棉县进行了气象预警分区,分析了不同区域内地质灾害发生和相应降雨过程,确定了不同区域内地质灾害发生的当日降雨量和前期降雨量条件,建立了不同地质灾害敏感性分区内的基本雨量警戒线与不同降雨组合条件下的气象预警等级,并绘制出18幅地质灾害气象预警系列图,研究成果可为石棉县地质灾害气象预警提供依据。     

基于土壤侵蚀模型的浅层滑坡预警研究

[目的]利用土壤侵蚀模型进行浅层滑坡的预警研究,为山区滑坡预警预报工作提供参考。[方法]选取陕西省紫阳县境内440km~2区域作为典型研究区,在已有历史滑坡资料、气象资料和卫星资料的基础上,基于土壤侵蚀模型(USLE),并结合地理信息系统(GIS),确定滑坡临界土壤侵蚀强度,再根据降雨侵蚀力与降雨量之间的关系,推求滑坡点的预警降雨量。[结果]土壤侵蚀强度与滑坡的发生存在较好的相关性,研究区域滑坡预警的临界土壤侵蚀强度按等级分别为69.6,136.7,179.4t/km~2。[结论]相比以往仅仅统计滑坡与降雨之间关系的传统方法,基于土壤侵蚀模型的方法考虑更全面,也易于实现。     

四川省典型区域滑坡、泥石流致灾临界雨量阈值确定方法

[目的]确定四川省滑坡泥石流典型区域各个子区最关键的降雨因子,建立典型区域各子区临界阈值模型,为该区对滑坡、泥石流灾害进行有效预报提供科学依据.[方法]利用1999 2014年四川滑坡泥石流灾情资料,确定出滑坡、泥石流的典型区域,根据典型区域各个子区的气候和下垫面条件,比较不同降雨因子组合的阈值模型,得到各子区最关键的降雨因子,建立典型区域各子区临界阈值模型.[结果]平均降雨强度和峰值降雨强度是典型区域滑坡、泥石流阈值模型中的重要指标;诱发雨量多作为滑坡典型区域致灾临界阈值模型雨量指标,激发雨量只作为泥石流典型区域致灾临界阈值模型雨量指标;有效雨量可以在滑坡、泥石流典型区域值模型中应用.典型区域多采用多因子预报模型,只有汶川震区采用单因子预报模型,其临界阈值在震后呈现上升趋势.[结论]不同降雨参数对诱发滑坡泥石流灾害的作用不同,典型区域中各子区建立的预报模型及得出的临界阈值也不同.多因子预报模型考虑了多种降雨参数,比单因子模型更客观.     

基于降雨强度-历时的安徽省黄山市滑坡分组阈值研究

[目的]对安徽省黄山市降雨型滑坡的降雨强度—历时阈值进行研究,拟为黄山市各区县精细化滑坡预警提供技术支持。[方法]以黄山市2004—2019年历史滑坡点及其对应的降雨数据为研究样本,基于经验性阈值Caine模型,通过比较滑坡前有效降雨量的方式确定诱发滑坡降雨历时,建立各区县降雨强度—历时(I-D)阈值曲线。考虑到I-D曲线在灾害预警中的实用性,以歙县滑坡点为例,将该县诱发滑坡的降雨事件按照气象预报的雨强标准分为小中雨组、大雨组和暴雨及以上组。根据雨强的分组情况建立歙县复合型降雨I-D阈值。[结果]黄山市降雨型滑坡多由中长历时降雨诱发,复合型I-D阈值更能体现各雨况对滑坡的诱发作用,此阈值可直接使用气象预报的降雨对滑坡进行预警。[结论]I-D阈值具有强烈的区域适用性,依据气象预报对降雨强度分组的滑坡复合型降雨阈值曲线,可使用气象预报的降雨数据进行区域滑坡预警。     

滇池西岸山地区域SCS-CN模型优化

[目的] 模拟计算滇池西岸山洪产流量,为该区面山截洪设施的修建,减少山洪灾害和保护滇池水环境提供科学决策的依据。[方法] 基于SCS-CN产流模型,选取昆明滇池西岸山地区域2019,2020年的33场实测降雨径流数据,通过坡度结合前期影响雨量对CN值进行分级优化设定。采用穷举法对λ进行优化取值。再以2021年的19场实测降雨径流数据验证优化SCS-CN模型的模拟精度及其参数适用性。[结果] ①采用坡度及前期影响雨量分级优化得到的CN值仅适用于降雨量＜30 mm的中小型降雨;对于降雨量≥30 mm的强降雨,需根据场次降雨前5 d的降雨总量采用线性内插法对标准SCS-CN模型中AMC等级进行修改,再确定对应的坡度CN修正值。②适合滇池西岸山地区域中小型降雨和强降雨的最佳初损系数λ值分别为0.15,0.2。③经验证,中小型降雨和强降雨下的NSE值分别为0.852 2,0.797 8,模型合格率分别为93.33%和75%。[结论] 优化的SCS-CN模型用于滇池西岸山地区域＜30 mm的中小型降雨和≥30 mm的强降雨情况下的产流计算是可行的,可为该区地表径流预测及SCS-CN模型的进一步优化提供科学依据和理论参考。     

多源强降雨灾情可信度智能判别方法

真实的灾情信息是有效防范和减轻强降雨灾害损失的重要参考。本研究以过程降雨强度（R）为指标,构建1984-2020年河北省县级多源气象灾情与致灾过程相匹配的强降雨灾害事件库。经过人工质控,获得真实灾情信息2305组,伪灾情信息263组。采用相关分析法确定与灾害发生程度（灾度）显著相关的降雨关键特征因子,基于单类支持向量机和十折交叉检验法,随机抽取10次样本,建立强降雨灾情气象因子致灾判别模型,并进行检验优化,以探索智能化、易用性的多源强降雨灾情可信度智能判别方法。结果表明：（1）与灾度显著相关的降雨关键特征因子共计11个,分别为最大降雨量、最小降雨量、过程平均降雨量、日均降雨量、平均小时雨强、1h最大雨量、3h最大雨量、6h最大雨量、12h最大雨量、24h最大雨量及前10日降雨总量,均通过了0.01水平显著性检验。（2）采用11个因子建立10个致灾判别模型（M1-M10）,依据真实灾情判别准确率确定最优模型为M9,其证真率为96.4%,证伪率为67.6%,表明该模型对灾情真伪判定较为片面,应进一步优化。（3）通过自相关检验,以最大降雨量、平均小时雨强、1h最大雨量及前10日降雨总量4个因...     

遵义市不同地质灾害易发区滑坡临界雨量研究

[目的]确定遵义市不同地质灾害易发区的滑坡临界雨量,建立阈值模型并对其进行检验评估,为该地区滑坡预测提供科学依据。[方法]利用遵义市2010—2016年59次滑坡事件对应的逐小时降雨资料,采用统计方法对不同地质灾害易发区的滑坡临界雨量的历时、降雨类型对比分析,建立阈值模型并对其进行检验评估。[结果]中锋型是主要的降雨类型;大于10和20mm/h强降雨基本来自滑坡发生当天,但中易区降雨历时均长于高易区的降雨历时。对于高易区来说,滑坡当日1h最大雨量与前期3d的有效雨量组合的阈值模型预报准确率最大,因此将滑坡当天1h最大雨量作为高易区滑坡发生的激发雨量。而对于中易区来说,滑坡当天3h最大雨量是其滑坡发生的激发雨量。[结论]不同等级地质灾害易发区其滑坡临界雨量不同。对已经确定的滑坡阈值模型需根据新增滑坡信息进行检验评估,如果预测模型对新增滑坡预测不准确,需调整其滑坡判别线,从而对阈值模型进行订正。     

西藏东南部山洪灾害过程水文动力模拟和临界雨量

[目的]研究西藏山洪致灾临界雨量确定方法,为西藏地区水文气象预警提供基础数据资料,以服务于高原山洪灾害防御工作。[方法]采用水文动力模式Floodarea模型对西藏东南部的一次山洪过程进行模拟研究,并利用气象资料逐时降水量进行了淹没高度计算,得到了山洪致灾临界雨量。通过实地考察获取西藏自治区林芝市巴宜区2015年8月一次山洪灾害的基本参数资料,与模型模拟研究结果进行对比分析和模型验证。[结果](1)Floodarea对暴雨诱发山洪过程的模拟结果较好,结合多源降水数据能更准确地模拟西藏山区山洪暴发的过程;(2)通过调整雨量情景设定可推算山洪不同淹没水深的临界雨量,得到较为准确的洪水淹没范围和降雨量—淹没深度关系;(3)应用降雨量—淹没深度关系计算得到巴宜区永久河山洪沟的4个淹没深度灾害山洪等级(0.1,0.6,1.2,1.8m)的6h累计临界雨量分别为33,55.7,75.4,91.9mm。[结论]研究结果表明Floodarea软件适用于西藏高原水文观测资料匮乏的复杂地形山区,能较准确地重现山洪灾害过程和确定山洪临界雨量,可为复杂地形山区山洪防治和预警提供参考。     

基于Mein-Larson入渗模型的降雨滑坡失稳破坏概率研究

[目的]评价降雨诱发浅层滑坡的失稳破坏概率,为相关研究提供理论依据。[方法]在引入并扩展了Mein-Larson降雨入渗模型的基础上,将Mein-Larson入渗模型与无限边坡稳定性方法有机结合,建立2种降雨情形(高强度短历时和低强度长历时)下降雨滑坡稳定性的确定性评价模型,然后再将蒙特卡洛数值模拟方法与降雨滑坡的确定性评价模型结合,建立降雨滑坡稳定性的概率评价方法。[结果]提出了1种降雨诱发浅层滑坡失稳的概率评价方法。[结论]概率评价方法可以描述降雨滑坡发生及发展过程中存在的不确定性,可以计算不同降雨情形下,不同降雨时刻降雨诱发边坡的失稳破坏概率。该方法的评价结果更符合边坡实际情况。     

四川省泥石流活动与降水因子特征

基于四川省近2008—2015年泥石流灾情和多年降水气候资料,分析了四川省泥石流的分布和降水因子特点,利用主成分分析(PCA)和K-means聚类法,对泥石流灾害所在地区降水因子(年均降雨量、降雨日数、暴雨雨量、暴雨日数、雨季雨量、当日降雨量、前3日降雨量和前3日降水和前9日降水比值)进行了分析,得到了不同降雨类型诱发的泥石流特点和分布,探求了四川省泥石流灾害时空分布规律及其与多年气候降水特征的关系。结果表明:四川省泥石流多分布于龙门山断裂带、川西高原、攀南(攀枝花和凉山州)地区和盆周东部山区,这些地区存在有利于泥石流发生的地质、地形和物源条件和水源条件;多数泥石流事件的发生与灾害前3日降水密切相关;基于聚类结果,得到四川省泥石流类型和分布特点,对四川省对不同地区开展减灾风险管理提供了科学依据和参考。     

桂东南容县地质灾害发育与时空分布特征

[目的]掌握广西壮族自治区容县地质灾害的发育状况,为地质灾害的防治规划和监测预警提供科学依据。[方法]基于10a余的详查资料,运用统计分析方法,深入探讨地质灾害的发育与时空分布特征。[结果]地质灾害有滑坡、崩塌、不稳定斜坡和泥石流4种类型,数量百分率分别为40.57%,26.87%,32.30%和0.26%,规模以小型为主。致灾体多为表层残坡积土,滑坡以牵引式为主,崩塌以滑移式与牵引式为主,不稳定斜坡有坡面局部崩塌型、坡面冲蚀型、高陡型。地质灾害受局地强降雨与台风降雨影响显著,在6—8月集中发生,稍滞后于降雨,具有夏汛突发的特点。地质灾害地域分布呈全县整体分散而部分乡镇高密度聚集的特点,主要发育于低山丘陵地貌区和块状坚硬花岗岩岩组区。沿地质构造带呈局部线状分布,但受地质构造的影响不大。[结论]容县地质灾害发育与分布主要受岩土体类型、降雨与人类工程活动影响。     

粤港澳大湾区复合灾害系统敏感性评估

[目的]识别灾害的敏感性是防灾减灾的重要前提,复合灾害系统敏感性评估是复合灾害系统风险评估的重要组成部分。[方法]首先根据暴雨—滑坡灾害链特征构建复合灾害系统敏感性评估指标体系,进而采用卷积神经网络(CNN)和参数最优地理探测器—层次分析法耦合模型(OPGD-AHP)对粤港澳大湾区的暴雨—滑坡灾害链敏感性进行评估。通过对暴雨和滑坡单灾种的敏感性分析,分别得到粤港澳大湾区暴雨和滑坡的敏感性分级图,并由统计分析得出暴雨诱发滑坡的阈值及其转换概率,以此对暴雨-滑坡灾害链敏感性进行分析,最终得到粤港澳大湾区暴雨—滑坡灾害链敏感性分级图。[结果](1)粤港澳地区暴雨-滑坡灾害链高敏感区域主要分布在广宁县、怀集县等西北部地区和惠阳区、惠东县等东部地区;(2)次高敏感性和中敏感性区域主要分布在封开、德庆、从化、龙门、博罗等区域;(3)低敏感区和次低敏感区主要分布在南海、荔湾、禅城、顺德、南沙、番禺、三水、白云等中部地区。[结论]研究结果可为粤港澳大湾区的防灾减灾、增强灾害链风险抵抗力和恢复力提供科学依据和技术支持。     

基于GIS的延河流域滑坡崩塌地质灾害空间分布及其引发因素分析

[目的]以更符合滑坡崩塌发生发展规律的延河流域为例,进行地质灾害空间分布及引发因素分析研究,为防灾减灾提供依据。[方法]依据区县地质灾害详细调查资料,建立GIS地质灾害数据库,包含地理数据、基础地质数据、地质灾害点数据和栅格数据。统计分析坡度、坡高、坡型、河谷发育期等引发因素;选取坡度、坡型、植被、河谷地貌、地层、降雨量、道路距离、居民点8因素,采用加权信息量法进行地质灾害易发性分区阐述地质灾害空间分布。[结果]坡高50~100m,坡度30°~45°易形成滑坡;老年河谷灾害点密度为壮年期的2倍,幼年期的3倍;凸型和直线型斜坡更容易产生滑坡和崩塌灾害,阶梯型和凹陷型斜坡稳定程度明显增高。延河流域滑塌高易发面积1 664.96km2,灾害点密度0.29处/km2;中易发3 102.02km2,密度0.10处/km2;低易发3 888.99km2,密度0.04处/km2。[结论]以流域为单位进行地质灾害研究,引发因素、空间分布规律更为明显,指导防灾减灾更加实用。     

福建省建瓯市地质灾害发育特征及形成机制

[目的]分析建瓯市地质灾害发育特征及成因,以便进一步做好建瓯市地质灾害防灾减灾工作。[方法]在区域地质灾害详细调查的基础上,分析建瓯市地质灾害的发育类型、规模、分布以及危害性等特征,总结区内地质灾害的发育规律。针对地质灾害的地形条件、地层岩性以及典型致灾土体的土工试验研究,结合对典型灾害点的讨论分析,确定建瓯市地质灾害的形成机制及土体抗剪强度特征。[结果](1)建瓯市地质灾害以小规模滑坡为主,数量众多,普遍表现为表层堆积土顺基岩面滑塌的发育特点;(2)区内地质灾害多发的原因是由于多期次构造运动导致岩体破碎,易构成不稳定结构面组合,加之表层风化土体抗剪强度较低,在人为切坡及强降雨条件诱发下,导致了斜坡的变形破坏。[结论]建瓯市地质环境条件较差,不合理的切坡易诱发滑坡。     

台风“利奇马”暴雨引发的土壤侵蚀调查研究——以山东省临朐县为例

[目的]实地调查极端降雨事件下的土壤侵蚀特征,探寻水土流失治理中存在的问题,为人类应对极端天气灾害提供科学依据。[方法]以受2019年8月9号台风"利奇马"暴雨影响较大的山东省临朐县为调查区域,采用资料分析与野外调查相结合的方法,分析曾家沟、耿家沟典型小流域的坡面侵蚀、道路侵蚀及弥河上游各级河道的冲淤情况。[结果]"利奇马"台风过境期间,暴雨中心的雨量站降雨量达到50 a一遇标准;林草地、撂荒地基本无细沟侵蚀发生,坡耕地细沟侵蚀模数为4 560～19 500 t/km~2,梯田田面上细沟集中于承接上方汇水的位置;受植被保护或石坎梯田的田坎完好,而其他类型田坎滑塌严重。调查样地滑塌侵蚀模数301～36 321 t/km~2,田坎滑塌最为严重;河岸尤其是弯顶处冲刷严重,河道回流区、两河交汇处、拦河坝以及桥梁上游等淤积量较大。[结论]小流域的水土保持措施可减少暴雨造成的土壤侵蚀量。建议针对不同部位和利用类型的土地设计修建适宜的蓄排水和保土措施,并加强对农民的水土保持型农艺培训,提升极端暴雨下的水土流失防灾减灾能力。     

舟曲县特大泥石流灾害发生的深层原因及预警防范

舟曲县"8·8"特大泥石流灾害的发生造成了巨大的人员伤亡和财产损失。从该次特大泥石流灾害发生的地质条件入手,分析了诱发泥石流的两点主要原因——不可抗力的自然因素和人为因素的破坏。进而得出舟曲县特大泥石流灾害发生的深层原因,并提出了具有针对性的预警、监测和应急措施。建议构建综合预警防范机制,以便从根本上防范此类地质灾害的再次发生。     

三峡库区泥石流灾害预警研究

 采用三峡库区有历史记录的40次泥石流灾害的日降雨量以及前15 d的降雨量,当日1 h及10 min最大降雨强度等降雨参数作为训练数据,在对研究区进行荒溪分类以及灾害危险区域制图的基础上,结合雨季的降雨特征监测以及实时天气预报模型,构建了基于神经网络的三峡库区泥石流灾害实时预报模型。详细阐述了应用神经网络方法建立三峡库区泥石流灾害实时预报模型的关键技术,包括确定输入层、输出层以及隐含层的神经节点,建立学习知识库以及各节点初始权重等相关指标。该模型可以预测泥石流发生的临界降雨量、警戒降雨量以及避灾降雨量等指标,因此,依据当地降雨的实时监测数据或天气预报,就可以预测泥石流的发生几率,从而减少泥石流发生的直接危害。模型采样GIS技术以及国际先进的软、硬件技术,系统性能稳定,运行结果准确性较高,且具有广泛的应用性。该模型为可视化信息系统,可以通过该系统监测荒溪类型变化,进行危险区域制图,实现荒溪科学管理,为三峡库区泥石流灾害预警及防治的管理和决策提供科学参考。     

不同降雨特征条件下舟曲县地质灾害危险性区划

[目的]合理区划甘肃省甘南藏族自治州舟曲县区域地质灾害危险性,为该区以及类似区域地质灾害危险性区划提供科学依据。[方法]从舟曲县暴雨地质灾害触发因素入手,结合野外勘察,采用无限边坡稳定性SINMAP模型,开展不同降雨特征条件下区域地质灾害危险性区划研究,对不同级别下灾害区域面积和所占比例的迁移与转化规律进行定量评价。[结果]地势低洼地区与地形湿度较高区域、灾害点分布规律一致,随着降雨量的逐渐增大,地表浅层土壤水分、土壤湿度区域面积逐渐增加,逐渐扩展到山脊和坡度较缓的斜坡单元;随着降雨预警级别的升高,1h雨量从10mm升至56mm,稳定性区域面积比例和所占滑坡比例分别减少22%和38%,不稳定性区域比例值分别增加121%和125%,潜在不稳定区域面积和所占滑坡比例始终最高,均值高达35%和39%;同时,基本稳定区、潜在不稳定区正逐渐向不稳定区及极不稳定区迁移与过渡,发生地质灾害的潜在性逐渐增大,危险程度日益加剧;预警级别升至蓝色Ⅳ级时,地质灾害即被触发,预警级别升至黄色Ⅲ级后,危害程度发生质变,地质灾害危险程度显著加剧。[结论]降雨是舟曲地质灾害的诱发因素,如遇合适的强降雨条件,地质灾害危险程度依然严峻。