A Rainfall Intensity-Duration Threshold for Mass Movement in Badulla, Sri Lanka

Mass movement in Sri Lanka is mainly triggered by heavy rainfall. International literature is rich of works defining rainfall intensity-duration models to identify the rainfall threshold for various types of Mass movement. However, studies have not focused to establish a relationship between intensity and duration of rainfall in Sri Lanka. Therefore, this study focused to establish rainfall intensity-duration models to identify the rainfall threshold for mass movements in Badulla district in Sri Lanka, where forty four (44) rainfall events that resulted in same number of landslides during the last three decades were considered. Results indicate the rainfall threshold relationship fits to the log linear model of the exponential function, I = α&#183D-β. The constructed I-D curve revealed that short duration (54 mm/h) in rainfall events can potentially trigger the landslide. However, long-duration (>8 h) and low-intensity (<25 mm/h) in rainfall events may also trigger mass movements in Badulla. As per the results, most mass movements occur during northeast monsoons and inter-monsoons. In general, higher mean rainfall intensities trigger the debris flows, while long-duration rainfall events can trigger both landslides and debris flow. When compared to Sri Lankan mass movements triggering threshold intensities are fairly higher than the global threshold values. It confirms that within Badulla, mass movements are triggered by very high intense and/or long duration rainfalls events only. Further, time series analysis of the rainfall events shows an upward trend of extreme rainfall events, which increased landslide occurring frequency in last six (6) years.

容县2010年6月滑坡灾害降雨阈值研究

大暴雨常引起群发性滑坡灾害的发生,对大暴雨引起的滑坡进行预警显得尤为重要,而确定诱发群发性滑坡的降雨阈值是预警的关键。在容县2010年6月初暴雨及其诱发的滑坡数据基础上,分析降雨和滑坡发生数量的相关性;采用降雨强度-降雨历时模型的统计分析方法,建立不同滑坡发生概率的降雨强度-降雨历时阈值线,且用ROC方法对阈值线进行检验。研究结果表明:滑坡发生数量和降雨量相关性为0.507;采用ROC方法分析得到滑坡发生概率为10%、50%、90%,阈值线的准确率分别为0.70、0.75、0.39,漏报率分别为0.05、0.23、0.93,误报率分别为0.75、0.29、0.04;综合以上指标,将50%阈值线作为研究区的阈值线,并进一步分析该线在不同日数下诱发滑坡的降雨阈值,作为容县群发性降雨型滑坡灾害预警分析。

基于降雨强度-历时评价边坡稳定性--以安徽省3个边坡为例

为了探究降雨条件对边坡稳定性的影响,确定降雨阈值曲线,利用FLAC 2D 7.0数值模拟软件对安徽省3个小型边坡进行饱和-非饱和渗流及稳定性分析,获取了边坡安全系数随降雨强度和历时的变化趋势。边坡监测位置处孔隙水压力与饱和度的变化结果显示:降雨对边坡的影响是有限的,降雨历时越长,极限降雨强度越小并趋于稳定,边坡趋于饱和,此时安全系数达到最小值,后续降雨对边坡安全系数影响很小;为确保安全,假设临界安全系数为1.15,对应降雨强度为临界降雨强度,降雨历时越长,临界降雨强度越小并趋于稳定,3个边坡临界降雨强度趋于稳定时分别为13、12和16 mm·d-1,对应的降雨历时分别为5、9和12 d,表明前期降雨对边坡稳定性影响很大。利用这3个边坡的临界降雨强度数据进行降雨阈值曲线拟合,并以435组安徽省2008~2022年历史灾害降雨数据验证该降雨阈值曲线。结果表明:95%以上的灾害数据点可以被该降雨阈值曲线预测。

三峡库区降雨型滑坡预警雨量阈值研究

三峡库区是滑坡灾害高发地区,降雨是诱发滑坡的主要因素之一。本文以三峡库区101例降雨型滑坡为研究对象,结合1980—2019年降雨监测数据,采用滑坡发生前10 d的日降雨量数据,拟合出三峡库区降雨强度-降雨历时(I-D)关系阈值曲线表达式,进一步拟合出不同规模、地层岩性、坡度、坡向、高程等因素下,不同发生概率的降雨型滑坡I-D阈值曲线表达式,并计算滑坡不同发生概率的临界降雨阈值。研究表明:滑坡易发地层区的降雨阈值相对小。三叠纪巴东组岩层发生滑坡的降雨阈值最小,其次为侏罗系;阳坡为滑坡的易发坡向,且阳坡滑坡的降雨阈值小于阴坡;滑坡规模和高程与降雨阈值呈正相关性;坡度小于25°时滑坡发生的概率最大,对应的降雨阈值最小。本文研究成果可为三峡库区降雨型滑坡预警预报提供支持。

台风暴雨型滑坡降雨阈值曲线研究——以福建地区为例

台风暴雨型滑坡具有群发性、规模小、爆发性强的特点,容易造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。本文应用极值理论分析,以极端降雨重现期的极大值作为标准并计算有效的降雨区间,通过统计分析,确定触发暴雨型滑坡的降雨阈值曲线。应用模型对福建地区台风暴雨型滑坡进行了分析,福建省3个灾害高发区为:南平一三明地区、泉州地区和宁德地区。南平—三明地区降雨阈值较高,但发生的滑坡数量较多,主要以3d的降雨为主;泉州地区小于3d的连续降雨和大于8d的连续降雨是触发该地滑坡的主要降雨区间;宁德地区对短期降雨较为敏感,滑坡主要由1d的降雨引起。比较分析研究表明,台风地区触发滑坡的降雨阈值要高于非台风地区。降雨型滑坡阈值主要受气候,地质和土壤厚度影响,气候因素为主控因素。

诱发区域性滑坡的降雨阈值

根据降雨预测区域性滑坡是防止滑坡造成人员伤亡的重要途径,其关键是确定诱发滑坡的降雨阈值。按特定地质气象条件分区整理并分析了国内不同地区诱发区域性滑坡的降雨阈值,结果表明降雨阈值与年均降雨量有较大的相关性。除西南部分地区外,我国大部分地区的预报24h降雨量阈值为年均降雨量(MAP)的0.04～0.08倍,这是因为年均降雨量反映了地区的常规降雨水平,而只有发生非常规的降雨才会诱发滑坡,因而年均降雨量越大对应的降雨阈值越大。分析了目前国内的降雨阈值的确定过程中缺乏详尽数据和论证等问题,并指出了国内的降雨阈值不能反映短时强降雨影响的缺陷。针对国内还没有适用性更广的雨强-持时(I-D)阈值曲线的现状,尝试性地建立了鄂西地区的I-D阈值曲线I=4.0D-0.51,并在此过程中提出了确定降雨持时D开始时刻的方法。

缓倾黄土滑坡稳定性分析及阈值研究——以廖集村滑坡为例

以天水廖集村缓倾黄土滑坡为例,通过多种试验手段获取滑坡特征参数,建立非饱和入渗与稳定性分析的滑坡耦合模型,基于降雨入渗过程和斜坡失稳机制分析,着重在初始条件变化下,求得相应状态下考虑降雨过程的雨强-历时滑坡阈值.数值模拟结果表明:干燥状态下,土体下渗困难,仅对表层含水率影响明显,而湿润状态下,下渗迅速,基质吸力显著降低,在更短的时间滑坡即会失稳.故湿润状态下,降雨强度-历时滑坡阈值的判据标准低于干燥状态,降雨持时<150 h且雨强>1.2mm/h的组合区间即会发生滑坡,多为强降雨天气.干燥状态时,降雨持时>200 h,雨强为0.41～2.08mm/h为滑坡发生的优势组合区间,往往为连阴雨天气.

贵州省思南县降雨型滑坡危险性预警研究

滑坡易发性评价只能确定滑坡在特定环境下发生的空间概率,无法根据研究区滑坡发生的诱发因素对滑坡危险性做出动态的预警。将降雨等滑坡诱发因素叠加到滑坡易发性评价图上,从空间和时间上同时对滑坡发生的概率进行预测,可实现降雨型滑坡危险性预警。以贵州省思南县降雨型滑坡为研究对象,结合研究区滑坡和降雨数据,采用基于临界降雨阈值的滑坡危险性预警方法,对思南县滑坡在降雨诱发工况下的危险性进行了预警研究。首先采用逻辑回归模型计算出思南县滑坡易发性分区图;然后以滑坡易发性分区图为基础底图,通过相关性分析得出与研究区滑坡事件相关性最大的前期降雨天数,并确定研究区前期有效降雨系数用于计算前期有效降雨强度,得出降雨诱发滑坡的平均有效降雨强度EI与降雨持续时间D的阈值曲线(EI-D阈值曲线);最后将EI-D阈值曲线叠加研究区滑坡易发性分区图,得出思南县降雨型滑坡危险性预警等级分区,并进行实例验证。结果表明:基于临界降雨阈值的滑坡危险性预警方法所得到的评价结果与实际情况相符,能够精确高效地反映降雨诱发滑坡的空间概率和时间概率。

湖南慈利县滑坡灾害的临界降雨量阈值研究

科学合理地确定降雨诱发滑坡的预警阈值是区域防灾减灾的关键。以降雨型滑坡灾害高发的武陵山区为例,选取湖南慈利县1987—2011年逐年的历史滑坡灾害及降雨数据进行统计研究。首先,利用SPSS软件分析降雨与滑坡事件的相关性,发现该地区降雨型滑坡灾害主要受前3 d累积降雨量影响,且前期降雨有效系数仅为0.6;进而基于经验阈值分析模型,建立该地区分级预警的宏观平均有效降雨强度-降雨持续天数(I-D)降雨阈值曲线,并通过已知降雨滑坡事件进行空间验证;最后,考虑区内降雨型滑坡规模、滑体厚度及坡度的差异,分类建立了不同地质条件特性的I-D阈值曲线,发现临界降雨量阈值与滑坡规模及厚度呈显著正相关关系,而滑坡坡度则存在明显的最易发区间(25°~35°),此时临界降雨量阈值最小。研究结果可为武陵山区及相关地区降雨型滑坡的预测预报提供依据和借鉴。

基于SCS模型和新安江模型的雨量预警指标综合动态阈值对比

为了解决下垫面条件复杂性和前期影响雨量不确定性给小流域山洪预警带来的难题,选取广东省罗定市太平镇太北村和罗镜镇大平岗村两个小流域作为研究对象,通过水位流量关系和致灾水位插值得到致灾流量,由致灾流量通过三角汇流曲线反推得到临界产流量,考虑前期影响雨量的因素,分别通过SCS模型和新安江模型反推得到动态临界雨量,并与广东省用国家新技术方法算出的临界雨量进行对比。结果显示,两种模型在临界雨量的计算上均满足预警要求,但基于新安江模型计算得出的结果偏安全,在山洪预警中更加可靠。

基于降雨强度与历时的红层区滑坡降雨阈值分析——以普洱为例

普洱位于云南西南部,境内岩浆岩分布广泛。地质构造不仅复杂,也是典型的红层易滑区。本文利用普洱市2009-2014年降水量和滑坡资料,采用Caine阈值曲线和聚类分析方法,分析了红层区降雨型滑坡特征及确定降雨型滑坡的降雨阈值曲线,以期为红层区降雨型滑坡的预报预警提供理论依据。通过统计分析得出:(1)研究区域滑坡灾害主要集中在哀牢山群、无量山群及澜沧群,并属相应断裂带上。(2)7-9月滑坡灾害发生最为频繁,占发生总量的77.1%。(3)滑坡灾害可分为短历时强降水型,中等历时弱降水型和长历时弱降水型、非降雨型滑坡,通过统计分析得出全市有40个滑坡事件与降雨无明显相关关系(0.7%)。(4)使用改进后的Caine模型研究了区域滑坡降雨阈值曲线,得到4类曲线:I=85 D-0.874、I=45 D-0.811、I=27 D-0.782、I=12 D-0.774。其最低阈值高于Guzzetti全球阈值,但较Caine全球阈值略低,最高阈值较福建台风型降雨滑坡阈值高。

三峡库区谭家湾滑坡降雨阈值研究

秭归县谭家湾滑坡是三峡库区典型的大型堆积层滑坡,近年来受降雨影响而变形明显,严重威胁人民的生命财产安全。在滑坡区域地质环境和累积位移曲线的基础上,分析了滑坡变形和降雨量的关系。研究表明:降雨为谭家湾滑坡变形最主要的诱发因素,滑坡累积位移曲线在持续性降雨和强降雨条件下呈“阶跃”特征,且阶跃变形发生明显的滞后现象;谭家湾滑坡“阶跃”加速的位移速率阈值为17 mm·d^(-1);前期降雨+当次降雨模式下谭家湾滑坡的前期降雨、当次降雨阈值分别为10、13 mm;持续降雨结束后,监测点位移速率恢复至正常要经过5~8 d;每一次降雨对滑坡变形的影响时间为8 d。