区域地质灾害气象预警效果评价

中国(国家级)地质灾害气象预警工作自2003年起已经开展8a,共制作地质灾害预警产品1281份,预警效果如何需要开展相应评价。本文在前人研究基础上,分析以往地质灾害预警准确率评价方法和评价结果,提出国家级地质灾害预警准确率效果评价体系,认为评价地质灾害预警准确率效果分为预警时间、预警空间、预警强度3个方面,分别建立了预警时间、空间、强度和综合评价模型,并针对2008年7月和2009年7月的预警结果进行准确率评价,结果显示:2008年7月的预警准确率为16.57%,2009年7月的预警准确率为24.51%。评价结果与现阶段的工作研究程度基本一致,验证了该方法的可用性和适用性,预警"时间、空间、强度"及综合的预警效果评价模型符合目前我国小比例尺的地质灾害气象预警成效评价工作,可以用于国家级及省级地质灾害预警效果评价。

基于实时监测的河口糖厂滑坡监测系统研究

滑坡监测工作已经开展了多年,本文提出滑坡监测的内容包括基础因子、诱发因子和过程因子三部分,认为诱发因子和过程因子是滑坡监测的重点。针对降雨型滑坡监测,提出降雨-入渗-位移变形三者相结合的滑坡监测技术方法,并在河口糖厂滑坡监测工程中应用,实现了监测数据的实时自动采集、自动传输、自动入库的全自动监测系统。通过监测可知,河口糖厂滑坡降雨超过50mm达到67mm时,雨水入渗深度为7m;10d累计降雨量达到110mm时,雨水入渗深度超过7m,但未至12m;雨水由0m入渗至7m的入渗速率为0.53m.h-1,由7m至12m的入渗速率为0.29m.h-1。

地质灾害区域趋势预测理论方法与应用评估探讨

基于地质灾害潜势度的危险度预测理论,预测2017年全国地质灾害总体灾情、灾害类型及空间分布特征。结果显示,2017年全国地质灾害发生数量为7190起,主要集中在云南西北部及东北部、四川南部及东北部、贵州西北部及东部、重庆南部、广东北部局部、湖南西部及东南部、江西南部及福建西部地区等地区。通过与2017年实际灾害发生情况对比分析,灾害总数量和滑坡数量预测效果较好,误差在5%以内,潜在危险性极高(Ⅰ级)、高(Ⅱ级)区地质灾害发生密度较高,中(Ⅲ级)和低(Ⅳ级)区地质灾害发生密度低,与实际情况整体吻合程度较好,但极高区域(Ⅰ级)的判断有误,Ⅱ级区的发灾密度较Ⅰ级区高。地质灾害区域趋势预测结果可为政府部门提前制定防灾减灾相关措施工作提供决策支撑。

云南省新平县滑坡预警区划研究

以新平县为研究区,采用确定性系数(CF)方法分析滑坡与地质环境因子各区段(类型)之间的敏感性关系,得出各因子不同区段(类型)的敏感性大小,并运用Logistic回归分析方法建立预警区划模型,认为坡度、岩组、年均降雨量、高程、构造等五个因子是影响研究区滑坡发生的敏感性因子,建立Logistic概率预测模型,并对研究区进行五级预警区划,区划结果对该区预警工作有积极的指导意义。

基于自然村最大潜势度的区域地质灾害气象预警

以地质灾害详细调查、监测为基础,提出了基于自然村最大潜势度的区域地质灾害预警研究方法,建立了自然村最大潜势度、当日激发降雨与前期有效降雨、坡度等多指标的预警模型,并在哀牢山中段东麓的新平县进行了深入研究,分别建立了该地区地质灾害气象预警和警报指标,以该模型指标研制的自动预警系统经过两年的试运行和运行,效果较好.该方法比较适合我国大比例尺(县级)地区地质灾害气象预警工作,提高了预警的针对性,可以作为西南山区其他县市开展地质灾害气象预警工作的参考.

三峡库区滑坡灾害与地质环境关系分析

采用敏感性系数方法分析三峡工程库区滑坡灾害与地质环境各因子不同区段(类型)的关系,以敏感性系数的灾点分析法进行统计分析,得出各因子的不同区段(类型)对滑坡灾害发育的敏感性大小和三峡工程库区斜坡地段滑坡灾害发生的优势地质环境因子组合。

四川茂县“6·24”特大滑坡特征与成因机制分析

2017年6月24日,四川茂县发生特大滑坡灾害,体积约1.882×107m^3,滑程2.8 km,导致新磨村被毁,83人遇难。滑坡位于岷江上游松坪沟左岸,上部为厚层状杂谷脑组石英砂岩,中部和下部为中厚层状至薄层状石英砂岩及千枚岩地层,构造挤压带从滑坡区中上部穿过,具有上部富含地下水和下部隔水出露泉水的水文地质结构。受多期地震特别是1933年叠溪M_s7.5级地震导致岩体震裂破碎并形成裂缝,岩层倾向与斜坡坡向一致,极易形成滑坡灾害。斜坡上陡下缓,后缘坡体坡度达到60°,中部开阔陡坎及下部平缓宽阔的地形为滑坡的运动提供良好的地形条件,易形成滑坡—碎屑流。分析表明,地震作用以及降雨致地下水的静水压力和动水压力作用、冰雪冻胀及自身重力等因素共同作用下引发滑坡灾害。

都江堰市五里坡特大滑坡灾害特征与致灾成因

2013年7月10日四川省都江堰市中兴镇三溪村五里坡因持续大暴雨引发高位滑坡,滑坡呈现高差大、滑速快、滑距长、方量大、伤亡多等特点。野外观察发现,滑坡整体形态为倒"J"状,根据滑坡的滑动和堆积特征,可分为上部滑源区、中部滑流区和下部堆积区。滑坡区上部出露白垩系灌口组红色粉砂岩与泥岩互层,下部为块状砾岩,岩体结构为顺向坡。分析认为:地形陡峭、岩体破碎、地震作用等脆弱的地质环境和人类工程活动、持续强降雨等因素共同引发了本次特大型地质灾害,滑坡发生前48 h的544 mm累计降雨是滑坡发生的直接原因。在致灾模式上,主要呈现地震拉裂→基岩崩滑→加载失稳→滑流推碾→堆积停流的模式。

汶川地震高烈度区崩滑流灾害区域预警

本文提出了汶川地震高烈度区11县域(汶川、北川、绵竹、青川、茂县、都江堰、安县、什邡、彭州、平武和文县)地质灾害区域预警方法,包括发育度分布、潜势度区划与危险度区域预警。研究区地震后地质灾害类型由震前的滑坡、崩塌为主演变成泥石流为主,震后灾害数量是震前的8.7倍,地质灾害极高发育区分布面积204.32 km2,灾害点密度达到8.11起/km2,主要位于什邡、绵竹、安县、汶川及文县境内。基于地形坡度、坡向、高程、地貌、岩性、断裂构造、烈度区划、年均雨量、水系、人类工程活动(道路)及地质灾害发育度分区指数等11项因子,计算潜势度并划分为四个等级,极高潜势区面积占全区面积的4.17%,灾害点数占11县域灾害总数的44.15%,灾害点平均密度达到2.44起/km2,地质灾害极高、高潜势区呈线状、局部面状分布,在都江堰、彭州、什邡、绵竹、安县等地呈面状分布,在北川、平武、青川、文县等地呈条带状分布。将地震、汛期降雨和日降雨作为引发因子,基于潜势度评价,开展地质灾害危险度区域预警研究,地震引发地质灾害高危险度的地区主要集中在南部的汶川、都江堰、彭州、什邡、绵竹以及北部的青川、文县等地; 2013年汛期降雨引发地质灾害危险度高的地区集中在都江堰、绵竹、安县、北川、平武和文县等地; 2013年7月9日降雨引发地质灾害危险度高的地区集中在都江堰、彭州、什邡、绵竹和安县等,三种引发因子引发的实际灾害点与危险度预警的重点区域比较吻合,研究方法可以作为地震引发地质灾害预测、汛期(5～9月)地质灾害趋势预测和短临(1～3日)地质灾害区域预警提供科学支撑。

基于实时监测的新村滑坡参数变化特征分析

新村滑坡位于云南哀牢山中段东麓,为残坡积层滑坡,受地质构造作用及外界诱发因子影响明显。综合考虑滑坡的多种因素关系,在勘查工程配合下,开展地表位移、深部位移、含水率、孔隙水压力、水位、降雨量等6类参数监测,以1 h为间隔进行数据采集,建立了自动监测、自动传输、自动入库等全自动监测系统,捕捉降雨入渗导致滑坡内部相关参数的变化特征,为研究降雨-入渗-斜坡变形破坏提供基础数据支撑。根据2010年7月20日至8月2日监测时段的结果分析,该降雨过程使滑面附近含水率随降雨的影响增大了2%,水位升高1.1 m,水位升高滞后降雨1～2 d,导致①号地表位移监测点出现24 mm的局部滑动,但未引起深部位移的明显增加,该降雨条件下滑坡整体处于基本稳定状态。

区域地质灾害评价预警的递进分析理论与方法

根据多年丰富的区域地质灾害考察和综合研究实践,作者架构了区域地质灾害评价预警研究的理论体系和工作方法,主要包括:(1)开展区域地质灾害综合调查;(2)建立地质灾害信息系统,包括基于GIS的区域地质灾害空间数据库和分层图形库(GGIS);(3)研究区域地质灾害分布与地形(高程、高差、坡度)、水系、植被、工程地质岩组、地质构造形迹、斜坡类型、降雨量分布和地震活动等的统计关系,为评价因子选取、分级和权重确定提供依据;(4)筛选提取评价预警研究因子体系,建立地质灾害发育因子、基础因子、诱发因子和易损因子体系;(5)创建研究区域地质灾害"发育度"、"潜势度"、"危险度"和"危害度"(简称"四度")的概念模型和数学模型;(6)在满足一定精度比例尺数字化图上划分计算单元,分别计算研究区域地质灾害"发育度"、"潜势度"、"危险度"和"危害度";(7)根据计算结果和应用目的,把相同或相近级别的图斑合并,分别编制区域地质灾害"四度"区划图;(8)根据"四度"区划结果提出研究区的地质灾害防治规划、分级监测预警目标区和地质环境可持续开发利用对策;(9)对重点地段或地点专门编制地质灾害防治预案和政府-社会联动的应急反应机制。上述9个步骤构成区域地质灾害评价预警的时空递进分析理论与方法,简称"四度"递进分析法(AM FP)。

三峡库区地质灾害空间评价预警研究

通过全面野外调查(比例尺1∶100,000),填表登录了三峡库区(19县(区),54175km2)地质灾害点5706处,其中,滑坡3830处、不稳定斜坡1107处、崩塌549处、泥石流90处、地面塌陷85处、地裂缝45处。采用1∶250,000数字化地形底图,通过编制三峡库区工程地质图层,建立了基于MapGIS的三峡库区地质灾害空间数据库和分层图形库。在研究了三峡库区地质灾害分布与地形(高程、坡度)、水系、植被、工程地质岩组、地质构造形迹、斜坡类型、降雨量分布和地震活动等的统计关系基础上,筛选提取了地质灾害空间评价预警研究的发育因子(响应因子)、基础因子、诱发因子和易损因子体系。划分了三峡库区干、支流库岸的斜坡结构类型,预测建立了未来三峡水库在145～175m水位变动期水库库岸斜坡可能出现冲刷—坍塌、整体滑移、溶蚀垮塌和侵蚀—剥蚀等4种类型变形失稳模式。采用2 5km×2 5km(图面1cm×1cm)的网格剖分整个区域,共形成9309个网格。基于区域地质灾害评价预警的递进分析理论与方法(AMFP),分别计算了三峡库区地质灾害"发育度"、"潜势度"、"危险度"和"危害度"(简称"四度")。采用图斑合并方法分别编制了相应的"四度"区划图。根据"四度"区划结果,分别提出了三峡库区地质灾害监测预警与防治区划和地质环境开发利用的对策。

基于多期SPOT-5影像的降雨型浅层滑坡遥感解译研究

2005年6月17—23日福建省建瓯市发生特大暴雨,诱发大量中小型浅层滑坡灾害。利用发灾前、后两期SPOT-5影像(包括全色和多光谱),采用几何精校正、影像配准、影像增强、数据融合等处理方法,结合野外调查,建立滑坡解译标志,利用两期影像对比分析,提取滑坡点信息,最终共解译出滑坡点2186个。选取300个解译的灾害点进行了野外验证,野外验证的准确率达92%。研究表明,SPOT-5融合影像在中小型滑坡信息提取中的应用是可行的。

地质灾害与降雨雨型的关系研究

地质灾害的发生与降雨历时、降雨量及降雨雨型有密切的关系,不同雨型的降雨诱发地质灾害的诱发机制具有明显的差异性。本文通过收集的降雨实况与地质灾害反馈资料,将诱发地质灾害的降雨雨型分为3种类型:台风降雨、持续强降雨和局地暴雨。研究表明,台风降雨型降雨诱发地质灾害具有"即雨即滑"的特点,即地质灾害的发生与降雨在时间上具有较好的对应关系;地质灾害发生空间位置与台风运移轨迹也基本一致。多为群发型地质灾害,灾害规模较小,一般为表层或浅层滑坡、崩塌。持续强降雨型降雨诱发地质灾害,在强降雨过程中地质灾害具有同步发生的特点;在降雨强度不大但连续降雨过程中,地质灾害具有一定的滞后效应;在地质灾害大规模发生后,诱发新的地质灾害雨量阈值提高。局地暴雨型降雨诱发的地质灾害往往集中发生在出现局地暴雨的当日当地。

基于显式统计原理的地质灾害区域预警方法初步研究

区域预警是提高防灾减灾意识、有效减轻地质灾害造成损失的重要手段。地质灾害显式统计预警理论考虑了地质环境变化与降雨参数等多因素的耦合作用,克服了传统单一临界雨量判据方法的局限。笔者应用地质灾害显式统计预警的基本原理,以中国的东南区为例开展应用研究。选取岩土体类型、地形起伏等12个基础地质环境因素.通过确定性系数模型(CF)综合分析了地质灾害分布与地质环境基础因素的关系.选取地质灾害"潜势度"作为地质环境优劣的指标,并进行了定量计算。选取当日雨量和一个降雨过程的前期累计雨量作为降雨激发因素的指标.采用多元回归的统计分析方法,分析了地质环境因素、降雨激发因素的耦合作用与地质灾害发育情况之间的关系.建立了显式统计的地质灾害预警预报模型。以2006年5月18日台风"珍珠"登陆期间的实况预警情况对模型进行了应用校验。验证了显式统计预警原理及模型方法的可行性和实用性。

中国地质灾害气象预警初步研究

根据致灾地质环境条件和气候因素,将中国划分为7个大区、28个预警区。根据对历史时期所发生的地质灾害点和灾害发生之前15日内实际降水量及降水过程的统计分析,创建了地质灾害气象预警等级判据模式图,初步制作了各预警区的预报预警判据图;根据检索到的研究资料建立了部分预警区的判据校正图。据此,在每天收到中国国家气象中心发来的全国降雨预报数据和图像半小时内,对所预报的次日降雨过程是否诱发地质灾害和诱发灾害的空间范围、危害强度进行预报预警。2003年的试验运行表明,地质灾害气象预警在技术上是可行的,能够为主动减灾做出贡献。

中国地质灾害气象预警模型研究

地质灾害气象预警是指对气象因素（主要为降雨）引发的地质灾害发生可能性大小的预测预报。中国大陆的地质灾害气象预警工作始于2003年,逐步形成了国家级、省级、市县级的分级运行业务模式,预警模型及可靠性问题是这项工作的核心科学技术问题和研究难点。考虑到各级地质灾害气象预警的时空尺度与预警时效,形成了两代预警模型并行运算、相互校验与补充的运行模式。第一代隐式统计预警模型,也称为临界降雨判据法,基于不同地质环境区域引发地质灾害的临界雨量不同,分区建立临界降雨判据,该模型2003年起在预警业务中使用,因其只涉及一个或一类参数,使用广泛,近年来又在模型参数、判据修正等方面不断完善。但单一的临界雨量指标很难准确反映地质环境的变化以及地质灾害的成生规律,且预警区划、判据更新与准确性提高等也限制了其进一步发展。第二代显式统计预警模型,耦合了地质环境变化与降雨参数等多因素建立预警判据,地质环境指标在模型中显式表达,在模型原理、空间精度、升级能力等方面表现了其优越性,显著提高了预警精细度和准确度,2008年开始在国家级预警业务使用,并逐步向省级推广。两代预警模型均是基于统计方法建立,一定程度上均受到统计样本的选择、地质环境条件的精细程度、实况降雨数据的精确匹配等因素控制和影响。多年来,两代预警模型在中国地质灾害气象预警业务中成功运行并不断升级完善,为中国大陆的地质灾害防灾减灾工作做出了重要贡献。

三峡库区白衣庵滑坡地质研究

白衣庵滑坡是一个由古滑坡、老滑坡和新滑坡组成的滑坡群 ,是川、峡二江在奉节东西贯通形成统一的长江后 ,三叠系巴东组 (T2 b)地层在江水强烈下切侵蚀事件的持续作用下导致江岸斜坡逐渐卸荷、倾倒、崩塌和表层滑坡等多期作用形成的古崩滑体。研究表明 ,白衣庵古崩滑体稳定性较好 ,老滑坡在三峡水库水位反复变动影响下可能局部失稳 。

四川雅安地质灾害时空预警试验区初步研究

借鉴美国旧金山湾和香港地区的经验,提出了地质灾害监测预警试验区建设和研究思路。经过近两年的工作,初步建成了四川雅安地质灾害监测预警试验区。取得的阶段性成果主要有:(1)根据现场考察和试验区地质灾害数据库,统计研究了降雨型滑坡的几何特征;(2)建成了由20台遥测雨量计构成的降雨观测网,取得了2002年4月～2003年8月的降雨观测数据;(3)结合历史降雨资料分析,初步研究了雅安试验区的年、日、小时和十分钟最大降雨特征;(4)研制了斜坡岩土体含水量野外监测仪,取得了桑树坡试验点2003年4月～8月的实时监测数据;(5)自上而下分4层研究了斜坡岩土层含水量变化,发现了岩土层含水量变化对降雨过程的滞后性;(6)基于区域地质灾害评价预警的递进分析理论与方法(AMFP),利用地质灾害因子分析结果,分别计算了雅安试验区地质灾害"发育度"和"潜势度";(7)利用2003年8月23～25日的过程降雨观测资料,对雅安试验区在该降雨过程中发生的地质灾害事件进行了时空预警反演模拟研究,计算出的地质灾害"危险度"分布比较符合实际,"危险度"可以作为预警指数使用。

汶川地震区地质灾害成生规律研究

本项研究建立了2008年"5.12"汶川地震区62县域(面积约15×104km^2,地理精度1∶250 000,包括四川省48个县、甘肃省10个县和陕西省4个县)和中心区11县域(面积约3.1×104km^2,地理精度1∶50 000,包括四川省10个县、甘肃省1个县)的地质灾害信息系统。62县域地震前编录地质灾害4 913处,占总数的23.5%;地震直接引发10 173处,占总数的48.8%;地震后新发生5 779处,占总数的27.7%。11县域地震前编录地质灾害251处,占总数的3.5%;地震直接引发4 789处,占总数的66.7%;地震后新发生2 137处,占总数的29.8%。根据地质灾害区域发育度、潜势度、危险度、风险度和危害度等"五度"评价理论,分别研究了2008年"5.12"地震前历史积累、地震引发、地震后("5.12"地震后到2013年底)和前三者合计的现状等4个时段的地质灾害区域成生规律。根据地质灾害发育度指数计算结果,62县域地震前地质灾害高、中发育区面积占比11.5%,现状情况下相应的发育区面积占比增加到27.5%。11县域地震前地质灾害高、中发育区面积占比0.71%,现状情况下相应的发育区面积占比增加到11.82%,地震引发作用及其滞后效应是显著的。考虑地质灾害发育度指数、地形坡度、坡向、高程、地层岩组、水文地质、断层分布、地貌类型、地震烈度、年均降雨量、植被盖度、水系、交通线分布、地震作用、汛期降雨和日降雨等要素指标,分别计算出不同时段的地质灾害潜势度指数和不同引发条件下地质灾害危险度指数和风险度指数分布,并按极高、高、中、低4个等级分别评价和编制了相应的区划图。62县域地震前地质灾害高、中潜势区面积占比63.1%,现状情况下相应的面积占比增加到70.5%,地震作用造成地质环境条件显著恶化。11县域地震前地质灾害高、中潜势区面积占比1.21%,现状情况下相应的面积占比增加到18.94%,地质灾害易发区或敏感区面积大幅增加。62县域地震引发地质灾害高、中危险区面积占比为68.1%,汛期降雨引发者面积占比52.4%,单日降雨引发者面积占比26.9%,说明地震、汛期降雨和日降雨引发地质灾害强度是依次降低的。11县域地震引发地质灾害高、中危险区面积占比63.2%,汛期降雨引发者面积占比22%,单日降雨引发者面积占比14.3%,说明高烈度区地震引发地质灾害的作用远高于汛期降雨或单日降雨效应。62县域地震引发地质灾害从极高风险区面积占比11.57%到低风险区的40.57%,呈线性变化,反映了地震破坏相对均匀的衰减作用;汛期降雨和日降雨引发地质灾害高、中风险区面积占比分别为65%和67%。11县域地震引发地质灾害高、中风险区面积占比达62.5%,汛期降雨引发者面积占比为27.4%,日降雨引发者面积占比16.3%,且远离降雨中心急剧衰减,反映了降雨作用的不均匀性和灾害分布的相对丛集性。考虑伤亡人数、直接经济损失和受灾人数3个指标,计算出"5.12"地震引发的地质灾害在11县域造成的危害度指数分布是,汶川、北川、绵竹和青川四县的地质灾害危害度指数均大于10,茂县、都江堰的危害度指数在9~10之间,安县、什邡、彭州和平武的危害度指数在8~9之间,文县的危害度指数为6.68。研究结果可以为汶川地震区地质灾害防治规划编制、区域预警预报、应急指挥部署和土地合理利用等的公共管理决策提供科学依据。