基于诱发机理的区域降雨型滑坡预报模型研究

Rainfall-landslides are the main geo-hazards, in China, occurs in a cluster. Regional early warning of landslides is the important measure. The inducing mechanism and early-warning method of rainfall-induced landslides are the key science problem. Traditional warning model are always include only rainfall parameters, which can not consider the change of geological condition and rainfall inducing mechanism. The reliability and precision of the traditional warning model are lower. Thus, study for the early-warning model of rainfall-induced landslides, based on inducing mechanism, becomes the key of landslides warning. The subject plans to study in the combination of landslides mechanism analysis and spatial statistics, in the granite weathering zone. Geological condition factors and rainfall factors will be analyzed; rainfall inducing mechanism will be studied. Then, with the subject, the evaluation indexes of regional rainfall-landslides may be used to early-warning model. Determinacy coefficient function model (CF) will be used in indexes quantified; a new method named as "multi-factors overlay computing" is advanced to compute power. Finally, warning model is founded, which is based on geo-environments and rainfall factors coupling to acquire the criterion. The study results will provide theoretic base to the early warning of regional rainfall landslides.

降雨型滑坡是我国主要的滑坡灾害类型，具有区域群集发生的特点，区域滑坡预报预警是防灾减灾的重要途径。区域降雨型滑坡的诱发机理及预报模型，是滑坡预报预警的关键科学问题。传统的区域降雨型滑坡预报模型多采用统计结果建立降雨单参数模型，不能考虑地质条件变化和降雨诱发机制，预报可靠性和精度有限。建立一种基于诱发机理，考虑地质条件变化与降雨参数多因素耦合的预报判据模型，是进行区域降雨型滑坡预报研究的关键。本项目以花岗岩风化壳地区降雨型滑坡为例，采取将单体滑坡诱发机理与区域滑坡空间统计相结合的研究思路，分析滑坡发育的地质条件影响因素和降雨因素，研究降雨型滑坡的降雨诱发机制，提出区域降雨型滑坡发生的评价指标，采用确定性系数模型对定性指标定量化，提出"多因子迭加确定权重法"确定指标权重，建立多因素耦合的区域降雨型滑坡预报模型并进行校验，为该类滑坡灾害区域预报预警提供基础理论方法。

我国降雨型滑坡群集发生，危害严重。降雨型滑坡的诱发机理及预报模型，已成为滑坡预报预警的关键。本项目以花岗岩风化壳地区降雨型滑坡为例，采取将单体滑坡诱发机理与区域滑坡空间统计相结合的研究思路，分析滑坡发育的地质条件影响因素和降雨因素，研究降雨型滑坡的降雨诱发机制，提出基于诱发机理的区域降雨型滑坡预报模型。.（1）以花岗岩风化壳地区降雨型滑坡为例，系统整理近5年降雨型滑坡案例，分析了降雨型滑坡灾害特征，提取了典型二元结构斜坡特征，该类滑坡为“类土质滑坡”，可以用研究土质滑坡的方法进行分析；该类斜坡为双层结构的残坡积土斜坡，上部为坡积粘性土，下部为残积粘性土，斜坡稳定性差。（2）分析了区域降雨型滑坡与降雨相关性，提出了诱发滑坡的两种雨型（台风降雨型和持续强降雨型）及其诱发灾害特点。（3）粘土矿物定量分析、扫描电子显微镜-X 光能谱（SEM-EDX）和非饱和土三轴试验等方法，揭示了岩土体矿物组分、结构特征和物理力学特性。矿物组成均以伊利石/蒙脱石混层（I/S）矿物为主；滑体残坡积土样品结构大多松散，粘结力弱，滑带样品结构相对致密，粘结力好；不同含水量条件下，非饱和残积土的抗剪强度参数变化很大，呈一定的线性变化，为估算研究区非饱和残积土的抗剪强度提供了有利的帮助和依据。（4）以典型二元结构斜坡为例，以数值模拟的方法研究了斜坡稳定性敏感分析，结果显示内摩擦角的敏感性最大，其次为粘聚力，再次为渗透系数。分别以10mm/d，25mm/d，50mm/d，100mm/d四种降雨强度工况，模拟降雨入渗过程和入渗机理。持续降雨条件下，不同工况时，降雨持时分别达到320小时、120小时、52小时和26小时后斜坡失稳。停止降雨后，降雨的滞后作用时间约为5小时。（5）在研究区域降雨型滑坡特征、地质条件影响因素和降雨诱发机制的基础上，提取了地质参数和有效降雨参数，建立了双参数临界降雨模型和显式统计预警模型。（6）结合预警服务工作实践，选取花岗岩风化壳地区2015年某次强降雨过程诱发灾害的预警过程，通过现场调查、降雨校验、灾害校验等进行了案例分析。本项目通过典型斜坡机理分析、区域统计分析，研究了花岗岩风化壳地区滑坡特征及其影响因素，对降雨型滑坡的预报模型进行了有益探索，取得了较好进展，但在单体机理分析指导预警参数选取方面仍存在不足，需要后续做更进一步的补充研究。