基于过程降雨的红层丘陵低山区滑坡灾害气象预警阈值研究

[目的] 研究不同历时降雨强度与区域滑坡灾害的关系,并对滑坡灾害的气象预警阈值进行研究,为地方管理部门地质灾害预警提供科学依据。 [方法] 收集了2013—2021年研究区348个雨量站的逐小时降雨数据和231处近10 a已发生灾情、险情滑坡事件的时间及位置,基于平均降雨强度(I)—降雨历时(D)模型,分地貌单元,提出了不同降雨历时的临界降雨预警阈值和分级预警阈值。 [结果] 研究区丘陵地貌区不同前期降雨条件下1,3,6,12,24和48 h平均雨强的红色预警阈值依次为29.774,18.579,14.416,11.186,8.679和6.734 mm;低山地貌区不同前期降雨条件下1,3,6,12,24和48 h平均雨强的红色预警阈值依次为28.849,15.542,10.520,7.121,4.820和3.263 mm。 [结论] 在24 h前期降雨条件下,低山区对降雨的敏感性明显比丘陵区高,具体表现为低山区1,3,6,12和24 h的临界预警阈值明显比丘陵区更低,但随着降雨历时进一步延长,低山区和丘陵区域临界预警阈值趋于相近。     

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。     

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。     

论气象类滑坡灾害的预报原理和方法

从地质-气象耦合的角度进行分析,指出气象类滑坡灾害的产生机制主要是降水、温度以及大风等气象因素引起潜在滑坡灾害系统产生不可逆的自组织过程———形成“滑坡灾害系统”。这些气象因素参与地质过程,并成为这一自组织过程中十分活跃的关键因素;地质-气象耦合的自组织过程存在两个显著不同的阶段:自组织慢过程和自组织快过程,滑坡灾害主要产生于自组织快过程中。分析表明,不同的潜在滑坡灾害系统具有不同的自组织临界态,即使对于同一具体的潜在滑坡灾害系统,其自组织临界态所对应的气象要素临界值也不是一个固定不变的值,而是一个值域。总结了滑坡灾害气象预报的原理,论证了气象因素是滑坡灾害短期预报的关键问题,建立了具有鲜明物理意义的通用预报关系和模式;以潞水矿区为例,结合历史资料分析确定通用预报关系中的临界值,得到具体的滑坡灾害气象预报方法。     

基于试验模拟的滑坡泥石流灾害链风险监测预警

[目的] 开展以元阳梯田滑坡泥石流地质灾害链为基础的风险监测预警研究,为改善降雨诱发型滑坡泥石流灾害链的预警精度,提高防灾减灾工作针对性提供科学依据。 [方法] 采用降雨模型模拟试验来探讨元阳梯田滑坡—泥石流灾害链破坏过程,通过对降雨量、体积含水率和坡体变形破坏过程进行实时监测,分析不同降雨条件下灾害链风险预警阈值。试验设置长时间中雨(50 mm/h)、长时间暴雨(120 mm/h)、循环间歇暴雨和干旱突发型暴雨4种降雨工况。 [结果] 在降雨持续作用下,灾害链发展过程为：地表冲刷、蠕滑、快速滑动、泥石流运移及运移结束。坡体破坏最先从左侧坡脚开始,右侧坡脚稍后。不同降雨工况下坡体破坏形式不同：暴雨工况下坡体中部会产生一条横向裂缝,而形成上下两个滑块;中雨工况下坡体则陆续形成多个滑块;干旱突发暴雨工况下泥石流形成时间最短,运移距离最远,流通和堆积范围相比其他降雨工况更广。 [结论] 滑坡泥石流灾害链预警监测指标主要为累积降雨量、降雨持续时间、含水率变化和坡体变形发展现场监测。这些监测参数受降雨条件、土体性质、坡角和外部动力条件等诸多因素影响,因此在实际应用中需要综合考虑这些因素。     

降雨和库水位升降对滑坡的影响

滑坡是三峡库区重要地质灾害之一,影响滑坡稳定性的因素有很多。针对降雨和库水位升降以水泥厂滑坡为例,运用自动化远程监测其变形和该区域降雨量,通过数据整理、分析,掌握降雨和库水位升降对滑坡变形的影响状况。结果表明：在监测期间,个别时间段滑坡变形加剧是降雨和库水位升降共同作用的结果,个别时间段降雨、库水位升降分别为滑坡变形加剧的主导因素,降雨对滑坡变形的影响表现出一定的滞后效应,滞后期一般为7～15d。监测表明,目前滑坡仍处于变形阶段,且向SE方向旋转滑移,但趋势有所减缓。通过对该滑坡的变形监测,可以定量分析和描述滑坡的运动状态,对三峡库区其它类似滑坡的研究具有重要的指导意义。     

日本阿波罗山国有林地降雨引起的滑坡研究

经对日本福冈县阿波罗山国有林地降雨引起的 31处滑坡的统计分析表明 ,每处滑坡的平均面积 91m2 ,平均泥沙量 98m3;就坡面坡度和形状比而言 ,滑坡发生的相对累积频率呈正态分布 ;就滑坡的面积和泥沙沉积量而言 ,滑坡发生的相对累积频率呈对数正态分布 ;93 5 %的滑坡发生在修建道路时形成的人工挖方或填方坡段 ,挖方坡比填方坡更易发生滑坡。 4 2 %的滑坡发生在凹坡 ,32 %发生在直坡 ,2 6 %发生在凸坡。径流流经地表裂隙两次以上的地点 ,引发滑坡危险性更大 ,发生频率达 4 5 2 %。     

降雨作用下黄土浅层滑坡的危险性分析

[目的]在不同的降雨条件下,对黄土浅层滑坡进行危险性分析,为评价黄土地区浅层滑坡提供有效手段。[方法]以甘肃省天水市为例,根据SHALSTAB模型,在ArcGIS中进行二次开发,编写不同降雨量时浅层滑坡危险性分析程序,计算不同降雨量下浅层黄土滑坡分布预测。[结果]随着降雨量的增加,浅层滑坡数量明显增多,所占面积比例从5mm/d的0.166%增加为320mm/d的3.624%,上升了20倍左右。[结论]当降雨量较小时,浅层滑坡分布于雨水集中汇积的区域,随着降雨的增加,浅层滑坡沿着黄土沟谷向上游延伸。通过和实际发生滑坡灾害进行对比分析,证明计算结果准确可信。     

南苏拉威西岛泥沙灾害预警

世界各地自然地质灾害频繁发生,许多国家科研人员都在进行降雨特性与山体滑坡之间相关性研究,以便在灾害来临之前能及时向群众发出预警,最大程度减少灾害带来的损失。日本九州大学水土保持实验室HASNAWIR等对印度尼西亚南苏拉威西岛1997～2007年发生滑坡的21次降雨事件的参数进行了研究,研究表明,在某一泥沙灾害高发区,可根据该区的降雨历史资料,确定泥沙灾害预警线、临界的降雨总量和降雨强度,当持续的降雨量和降雨强度超过临界值时,政府就可以通知区域内的群众从这里及时撤离,以减少不必要的损失和伤害。该方法为其他地区泥沙灾害的预警分析提供了可借鉴的研究手段。     

基于GBDT-LR和信息量模型耦合的滑坡易发性评价

[目的]探索准确、快速的滑坡易发性区划方法,为区域安全监测提供参考,为政府治理滑坡灾害提供科学依据。[方法]以安徽省池州市贵池区为研究区域,采用梯度提升决策树—逻辑回归(GBDT-LR)和信息量(I)模型耦合的方法,实现区域滑坡易发性评价。该方法通过对原样本地学习,组合产生新的模拟样本,从而增强易发性评价模型对滑坡的拟合能力;采用Borderline-Smote算法解决样本数据不对称的问题。选用r.slopeunits软件划分的斜坡单元作为最小评价单元,选取坡度、坡向、地形曲率、剖面曲率、平面曲率、地形湿度指数(TWI)、地形起伏度、归一化植被指数(NDVI)、距断裂距离和距水系距离总计10个评价因子。分别从频率比、滑坡灾害点及隐患点密度、ROC曲线3个方面对构建的滑坡易发性模型进行评价。[结果]试验结果表明：耦合模型I-GBDT-LR分别比I,LR,I-LR模型的高易发区频率比所占比例提升约10%,13%,7%,高易发区滑坡灾害点及隐患点密度分别提升约9,11,7,ROC精度提升约10%,9%,5%。[结论]从检验指标综合来看,耦合模型的精度均高于单一模型,所提出耦合模型精度又高于I...     

四川省典型区域滑坡泥石流与降水的关系

[目的]对四川典型区域滑坡泥石流与降水的关系进行研究,为进一步分析四川地区气候变化与地质灾害分布规律之间的关系提供基础。[方法]四川滑坡、泥石流灾害多由降水引发,在收集整理近15a滑坡泥石流灾害事件后,确定出四川滑坡、泥石流的典型区域,进而分析典型区域滑坡、泥石流与降水气候特征的关系。[结果]四川省滑坡典型区域在川东地区,泥石流典型区域在阿坝州地区。近年典型区域滑坡、泥石流近年频次明显增加,典型区域滑坡属于较长日数降水诱发型,与15d有效降水密切相关,前期降水中,强降水所占比例较大;典型区域泥石流属于较短日数降水诱发型,与3d有效降水密切相关,前期降水中,中小型降水所占比例较大。[结论]研究区15d有效降水量和3d有效降水与降水气候特征间的关系密切,可分别作为典型区域滑坡、泥石流预报因子。     

数量化理论Ⅲ在川东红层岩质滑坡研究中的应用

[目的]揭示川东红层岩质滑坡稳定性的影响因素,为该地区滑坡的防治提供理论依据。[方法]基于对川东红层地区的滑坡综合调查,利用数量化理论Ⅲ对该地区滑坡的影响因素及其耦合作用进行分析。[结果]川东地区滑坡的主要作用因素为岩层倾角、滑坡高度及临空面高度,次要作用因素为土地利用情况及岩层组合关系,而一般作用因素是外营力及人类工程活动和岩层时代;确定出年降雨量、侏罗纪时代岩层、小于50m的滑坡高度、岩层倾角在5°~15°之间、厚层砂岩或泥岩夹薄层泥岩或砂岩、临空面高度在5~15m之间、土地旱地利用及河流冲刷及人类工程活动的主控影响因素。[结论]在不同滑坡样品中,不同因素的耦合强度具有一定的差异。经对比分析结果与现场调查的可靠性验证,证明了该方法的有效性。     

"沼改厕"推广模式的实现及其在四川省的应用

农村户用沼气池是国家战略性惠农措施,中国政府为促进农村沼气工程建设投入了大量财力物力。近年来,因劳动力转移、农业产业结构调整等多种原因造成大量沼气池闲置弃用,极大地浪费了国家和人民的财产。如何提高农村户用沼气池利用率,改善农村生产生活环境是当前乡村振兴面临的一大难题。该研究从"沼改厕"的现实背景、发展现状和技术模式入手,通过"推广模式、推广方法、效益分析和管护机制"四个层面对四川省"沼改厕"典型地区进行案例分析,并深入讨论了"沼改厕"模式的推广应注意的问题,为农村"厕所革命"提供互补的改厕方式,也为"沼改厕"推广模式提供理论支撑。     

基于GIS的城市滑坡灾害易发性评价——以湖北省宜昌市城区为例

[目的]对城市滑坡灾害进行易发性分区评价,为城市规划与防灾减灾工程提供理论依据。[方法]以湖北省宜昌市城区为研究区,通过GIS平台选取高程、坡度、地层岩性、归一化植被指数(NDVI)、与水系的距离和道路密度等6个评价因子,采用似然比方法分析评价因子和滑坡发育的关系,并以归一化似然比值将评价因子参数分类量化;以量化值作为Logistic回归模型的自变量,抽取样本数据建立滑坡易发性评价回归模型。[结果]评价因子结果显著,模型的整体准确率达到79.2%,ROC曲线下面积达0.871;极低易发区和低易发区占全区面积的61.59%,包含滑坡灾害的11.29%;高易发区和极高易发区虽仅占全区面积的17.88%,却发育了68.55%的滑坡灾害,结果与滑坡灾害分布特征相符合。[结论]对宜昌市城区的滑坡易发性进行了等级划分。采用GIS和Logistic回归相结合的滑坡易发性评价方法,结果准确可靠。     

基于USLE模型的大小凉山地区土壤侵蚀定量研究

[目的]对四川省凉山地区土壤水力侵蚀状况进行定量研究,为该区水土流失调查提供数据支持。[方法]利用四川省地理国情普查数据,基于对USLE模型的本土化研究成果进行分析和研究。[结果]凉山彝族自治州平均土壤侵蚀模数为1 207.67t/(km2·a),土壤侵蚀面积为15 221km2,占该区土地总面积的25.19%。从空间分布上看其中金沙江沿岸是凉山彝族自治州土壤侵蚀最为严重的地区,其次是安宁河流域和黑水河流域。[结论]凉山州目前水土流失面积较大,水土流失治理的形势依然严峻。     

长江上游水土流失重点防治区滑坡泥石流预警系统减灾成效评价

自1991年长江上游水土流失重点防治区滑坡、泥石流预警系统建立以来,取得了巨大的预警成效。介绍了预警系统的建设历程及运行模式,主要从减灾的经济效益、社会效益和生态效益方面对滑坡泥石流预警系统的减灾成效作了评价。对于减灾的经济效益,主要通过投资的保护比(投资的土地保护比、投资的居民生命保护比和投资的固定资产保护比)和投资的减损比(投资的经济减损比和投资的人员伤亡减损比)来进行评价。预警系统投资保护比中,投资的土地保护比达15.11km2/万元,投资的居民生命安全保护比达40人/万元,投资的固定资产保护比为40.0～93.3;预警系统投资减损比中,投资的经济减损比为3.63,投资的人员伤亡减损比达5.69人/万元。相关评价数据和事例表明,该预警系统所取得的成效是十分显著的,应进一步加快预警的建设和发展。     

四川省土地整理项目绩效评价

土地整理绩效评价是提升土地整理成效的关键环节,构建一种适用于四川省不同整治方向土地整理项目的评价体系,选择合适的评价方法,对于土地整理项目验收、指导实践活动具有重要意义。本文从四川省五大土地整治工程类型区中的4个重点项目区中,选取典型土地整理项目,运用IPOE评价框架,从投入、过程、产出、结果 4个维度入手,建立评价体系,采用熵权法确定指标权重,运用物元分析法建立物元评价模型对土地整理项目进行绩效评价。结果表明:1)分属4个不同类型区的苍溪县、洪雅县、古蔺县和盐源县的土地整理项目的绩效水平分别为:优秀、优秀、优秀、较差,对应等级的综合关联度为:0.214 0、0.316 4、0.401 8、?1.914 9。2)运用逻辑模型评价框架,建立评价指标体系,符合综合绩效理念,有利于全面科学地进行土地整理绩效评价;物元分析法适用于不同整治方向的土地整理项目绩效评价,简单全面而且能够体现不同整治重点的分异信息。在此基础上对四川省土地整理项目的绩效评价较符合项目实际,具有一定适宜性。3)四川省土地整理项目开展取得一定成效,但仍需从宏、微观两方面入手,继续提高土地整理项目的绩效水平。     

2000—2020年四川省植被覆盖时空变化特征及其气候驱动因子

[目的] 对四川省植被变化规律及影响因子进行分析,为该地区自然资源可持续发展提供理论支持。[方法] 基于2000—2020年四川省MODIS-NDVI数据集,统计研究区2000—2020年植被覆盖度(FVC),分析其时空变化特征以及与气候因子的关系。[结果] ①四川省FVC变化趋于稳定,其多年FVC均值在0.50左右。②在空间尺度上,FVC存在明显的空间分布异质性,东部FVC高于西部,且从西北向东南方向呈现依次递增的空间分布格局。③四川省高植被覆盖度区域面积比例达到70%左右,其总体植被状况较好,且总体存在缓慢增长的迹象。④研究区内FVC变化与气温、降水正负相关关系并存且面积比例接近。⑤四川省FVC变化的驱动力主要为非气候因子,以气候因子为驱动的区域面积占研究区总面积的21.17%。[结论] 四川省地形地貌复杂,气候条件好,植被生长旺盛,多年来FVC较为稳定,维护了长江中上游地区的生态环境。四川省未来应着重关注人类活动因子,积极构建长江中上游生态屏障。