暴雨型滑坡災(zāi)害形成機(jī)理及預(yù)測(cè)方法研究思路

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1、暴雨型滑坡災(zāi)害形成機(jī)理及預(yù)測(cè)方法研宄思路魏麗丨，單九生丨，章毅之2，劉顯耀1（1.江西宵環(huán)境預(yù)報(bào)中心，江西南昌330046;2.江西省氣象科學(xué)研宂所，江西南昌330046）摘要：暴雨型滑坡災(zāi)害形成機(jī)理和預(yù)測(cè)方法研究，在國內(nèi)外仍是個(gè)難題和熱點(diǎn)。本研究的總體思路是：以江西為研究區(qū)域，從暴雨型滑坡災(zāi)害形成機(jī)理及預(yù)測(cè)理論入手，通過8個(gè)滑坡災(zāi)害易發(fā)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，系統(tǒng)地研宂大氣降水對(duì)地下水位、孔隙水壓力、滑坡土體應(yīng)力及滑坡穩(wěn)定性的影響，探討植被覆蓋與滑坡的關(guān)系；根據(jù)歷史資料，進(jìn)行滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃和暴雨型滑坡的時(shí)空分布特征分析；應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，提出滑坡體發(fā)生滑動(dòng)

2、的臨界雨量指標(biāo)：開發(fā)基于Web-GIS的暴雨型滑坡災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并進(jìn)行業(yè)務(wù)試驗(yàn)。關(guān)鍵詞：暴雨滑坡形成機(jī)理預(yù)測(cè)研宂屮圖分類號(hào)：P426.616；P694文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼.?A文章編號(hào)：1007-9033（2005）03-0（）17-060引言U?29J滑坡災(zāi)害對(duì)人類社會(huì)的影響，已成為一個(gè)不容忽視的環(huán)境難題，其危害已成為僅次于地農(nóng)的第二大自然災(zāi)害?；率堑刭|(zhì)災(zāi)害中的主要類型，全國290個(gè)縣市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查結(jié)果顯示，滑坡在地質(zhì)災(zāi)害中所占比例最大可達(dá)51°%。其主要誘發(fā)原因是暴雨，暴雨誘發(fā)的滑坡占滑坡總數(shù)的90%。一次集中性暴雨能誘發(fā)大量滑坡。如1998年全國范圍內(nèi)因特

3、大暴雨誘發(fā)；f大量滑坡、崩塌和泥石流，造成死亡人數(shù)1157人，受傷人員超過1萬人。江西宵1998年特大暴雨引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害有11萬處，其屮主要是滑坡；損失較大的重要災(zāi)害點(diǎn)466處，造成人員傷亡的災(zāi)害點(diǎn)51處，傷亡人數(shù)和直接經(jīng)濟(jì)損失超過前18a的總和。1995年6月美國弗吉尼亞州Madison縣，16h降水量達(dá)775mm,誘發(fā)了1000多處滑坡。根據(jù)世界紅十字會(huì)統(tǒng)計(jì)，1963?1996年，每年平均因滑坡災(zāi)害造成死亡人數(shù)達(dá)1550人。據(jù)估計(jì)，巾國每年由于滑坡災(zāi)害造成的損失達(dá)200億元。1暴雨型滑坡災(zāi)害形成機(jī)理及預(yù)測(cè)理論基礎(chǔ)［30?351滑坡（landslide）是指斜

4、坡（含人工邊坡）巖土體依附于其內(nèi)在或潛在軟弱結(jié)構(gòu)面（帶）,在重力等綜合因素作用下，失去原有平衡條件而產(chǎn)生的水平位移為主的滑動(dòng)現(xiàn)象?；聻?zāi)害是指自然地質(zhì)作川和人類活動(dòng)造成的惡化地質(zhì)環(huán)境，降低環(huán)境質(zhì)量，直接或間接地危害人類安全和生態(tài)環(huán)境平衡，并給社會(huì)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成一定損失的斜坡變形破壞乃至整體移動(dòng)事件。按動(dòng)力成因分，滑坡可分為天然動(dòng)力與人為動(dòng)力兩大類，前者分為地震型、降雨型、匯水型等。按滑動(dòng)面深度分為淺層滑坡（6m）、中層滑坡（6?20m）、厚層滑坡（20?50m）、巨厚層滑坡（〉50m）。大氣降水是滑坡致災(zāi)的最主要外因。降水對(duì)滑坡的作用是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，大氣降水注入

5、滑體，增加巖土的含水量、增大巖土體容重、軟化巖土、降低巖土的抗剪強(qiáng)度。降雨滲入到風(fēng)化巖土體之下的基巖而或斷水層而變成潤滑劑，降低了接觸而的抗滑性質(zhì)，從而導(dǎo)致滑坡的發(fā)生?；骂A(yù)測(cè)建立在預(yù)測(cè)科學(xué)和滑坡學(xué)理論基礎(chǔ)上?；孪到y(tǒng)動(dòng)態(tài)規(guī)律研究包括其演化過程中各階段的特點(diǎn)，以及其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)變化規(guī)律。基本受控于動(dòng)態(tài)因素作用的方式、強(qiáng)度和歷時(shí)，其作用乂常具有周期性的旋冋趨勢(shì)。目前，對(duì)其研究多集屮于氣候因素，尤其是降水的影響。區(qū)域性滑坡動(dòng)態(tài)隨降水量而變化。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，滑坡活躍期與當(dāng)?shù)亟邓S年或特大暴雨季節(jié)相對(duì)應(yīng)。位移一降水量關(guān)系統(tǒng)計(jì)模型表明，一般強(qiáng)度的降雨對(duì)蠕動(dòng)性滑坡的運(yùn)動(dòng)有

6、加速作用，且其位移量隨降水量的增大呈線性增長。降雨是影響滑坡穩(wěn)定度的重要各觀因子,滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法主要有費(fèi)倫紐斯法（FELLENIUS）的滑坡穩(wěn)定度計(jì)算方法、畢肖普法（BISHOP）和簡(jiǎn)布法（JANBU）等。其算法中的C（I）、W（I）、Fw（I）、h（I〉、HpT（I）等因子與降水量、持續(xù)吋間及降水強(qiáng)度有關(guān)。2國內(nèi)外研宄現(xiàn)狀2.1滑坡預(yù)報(bào)國內(nèi)外研宂動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)文海家、張永興、柳源［361（2004年）指出，國內(nèi)外滑坡預(yù)報(bào)研究的發(fā)展大體歸納為3個(gè)階段：20世紀(jì)40年代至70年代，采用經(jīng)驗(yàn)一統(tǒng)計(jì)學(xué)方法預(yù)報(bào)階段，日本學(xué)者齋藤時(shí)期是先驅(qū)代表之一。自20世紀(jì)80年代

7、開始，進(jìn)入預(yù)測(cè)滑坡學(xué)形成階段，預(yù)測(cè)滑坡學(xué)成為滑坡學(xué)和預(yù)測(cè)學(xué)科交叉的分支學(xué)科。許強(qiáng)等［37］（2004年）指出，建立滑坡預(yù)報(bào)模型和預(yù)報(bào)判據(jù)是滑坡時(shí)間預(yù)報(bào)的核心。20世紀(jì)90年代以后，滑坡預(yù)報(bào)研宂的特點(diǎn)可歸納為3個(gè)方面：一是多種預(yù)報(bào)方法的綜合應(yīng)用；二是現(xiàn)代數(shù)理科學(xué)理論廣泛應(yīng)用于滑坡預(yù)報(bào)方法研究；三是以“3S”技術(shù)應(yīng)用為代表，滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)手段得到前所未有的發(fā)展。2.2暴雨型滑坡災(zāi)害時(shí)空預(yù)報(bào)預(yù)警研究現(xiàn)狀國內(nèi)外滑坡災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警研宂大體分為2種類型：一類是以滑坡災(zāi)害位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)開展的模型預(yù)報(bào)研宂，最早由口本學(xué)者Saito［38j（1965年）在2

8、0世紀(jì)60年代提出，后巾