土质滑坡成灾临界降雨量问题研究——以福建省德化县为例

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地质灾害是自然灾害的一个主要类型,具有突发性特点,不仅给人类生命安全带来威胁,而且对财产、环境、资源等具有破坏性。我国地质和地理条件复杂,气候条件时空差异大,是一个崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生十分频繁和灾害损失极为严重的国家。地质灾害已经成为严重制约我国经济发展的重要因素之一,每年汛期,地质灾害的发生十分频繁,已经超出了人们采取的各种防治措施进行治理的能力。 滑坡是地质灾害中的一种,是边坡失稳的主要表现形式之一,是内因和外因共同作用的结果。内在因素主要包括地层岩性、地质构造、地形地貌、工程地质岩组、水文地质条件、植被等与地质环境相关的控制因素;外在因素主要包括地震、降雨、人类工程活动等在内的外在诱发因素。据有关资料统计表明,滑坡灾害大多是在一定的地质背景条件下,由于某些诱发因素的激发产生的。在地震、人类工程活动、降雨等诱发因素中,降雨是最常见也是最主要的触发因素。由降雨诱发的滑坡称为降雨型滑坡,目前在研究降雨型滑坡方面主要有两种途径,一种是从降雨入渗对斜坡岩土体位移破坏机理方面的研究,另外一种是从降雨量与滑坡关系方面的研究,为预报预警服务。 基于降雨入渗对斜坡岩土体位移破坏机理方面的研究,主要是利用滑坡位移监测数据,研究雨水入渗导致滑坡作用过程的变化,多用于单体滑坡成灾机理的研究,且只能对单体斜坡的稳定性进行预测预报;基于降雨量与滑坡发生的关系方面的研究,大多是统计滑坡成灾时降雨强度与过程降雨量,确定某一界限值作为成灾的临界值,这类研究大多是为区域性成灾预警预报服务。为防灾减灾服务,进行区域灾害预警预报,灾害发生的可能临界雨量值至关重要。 为了探求滑坡成灾时的临界降雨量,本文总结分析了国内外在降雨型滑坡方面的滑坡成灾与临界降雨量关系的研究成果,借鉴其先进的思想和研究方法。以福建省重灾区德化县为例,在分析德化县滑坡的时空分布特征的基础上,基于大气降雨的观测,研究滑坡成灾与降雨强度、过程降雨量和降雨持续时间之间的相互关系,建立滑坡成灾与降雨量之间的定量关系。本文的具体内容包括以下几个方面: 1、总结了德化县滑坡的发育类型与分布特征。德化县滑坡灾害点多,密度大,时空分布不均。灾害空间分布不均,多发生于地形起伏剧烈的山区,从局部地形看,切割剧烈,斜坡高和坡度陡时,灾害活动频繁。主要分布在戴云山脉西南部及北部低中山、中低山区;灾害大多发育于岩石风化后形成的残坡积土体中,其中以火山岩残坡积土体中为最。时间上分布主要受季节性降雨因素的控制,每年灾害多发生在雨季和台风雷阵雨季,多发生在5到8月,年际间则以台风正面侵袭的降雨量异常年灾害活动频繁。 2、地质灾害规模以小型房前屋后土质滑坡为主,由于建房、修路、开矿及水利建设等人类工程活动,不仅构成了有效临空面,而且造成了大量弃石堆土等不良地质现象,在外界诱发因素(尤其是强降雨)条件下,具有突发性、群发性特点。当降雨强度达到50-60mm/d时,区内斜坡稳定性较差的地段将会发生大规模的滑坡灾害。 3、在分析了滑坡发生的时空分布特征的基础上,研究了滑坡成灾与降雨量之间的关系。基于大气降雨的观测,探讨降雨强度、过程降雨量和降雨持续时间与滑坡发生时间上的对应关系。发现区内滑坡成灾不仅与降雨强度有关,还与前期累计降雨有关。利用二项分类Logistic回归分析方法,对滑坡点与其对应的降雨强度及过程降雨量进行统计分析,得到了滑坡发生的概率表达式,在此基础上建立了同时考虑降雨强度及过程降雨量的滑坡成灾临界降雨量表达式,定量确定了研究区内的滑坡成灾的临界降雨量表达方式。基于气象部门预报的气象信息及雨量监测点的实测历史雨量数据,可用滑坡临界指数R判定成灾与否,结合滑坡发生的概率表达式确定滑坡成灾的概率,进一步确定滑坡成灾的可能性,为气象预警预报提供参考依据。
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