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滑坡灾害是三峡库区主要发生的地质灾害之一。由于滑坡预测判据是滑坡时间预报的核心,且对滑坡的预测判据的研究直接影响着滑坡预测预报的准确率,各预测判据之间又相互影响,所以对滑坡预测判据的研究已成为学者研究的热点和难题。三峡库区主要发生的滑坡为降雨型滑坡,本文针对三峡库区降雨型滑坡的主要诱发因素-降雨量,结合数据挖掘方法,对三峡库区1900-2004年间发生的重点滑坡灾害进行了详细的分析。主要利用统计分析与分形理论方法,分别对降雨量与滑坡频率进行分析,在此基础上,得出累积降雨量与滑坡频率符合分形分布。在确定累积降雨量的阈值问题上,采用统计分析与分形理论结果相对比,从而确定滑坡当日降雨量临界值、前3日累积降雨量临界值、前7日累积降雨量临界值。并利用分形理论得出诱发滑坡的当日有效降雨量、前3日有效降雨量、前7日有效降雨量的临界值。具体如下:
1、滑坡与降雨在时间分布上具有一致性对三峡库区全年各月滑坡发生的频率进行分析,得出三峡库区滑坡灾害绝大多数为降雨型滑坡。由于三峡库区的降雨主要集中在雨季5~10月,雨季总降雨量约占全年总降雨量的70%。根据统计分析,得出该研究区的滑坡灾害也主要发生在雨季。月平均降雨量中,7月最大,滑坡灾害在7月发生的频率也是最高,约占全年滑坡的32%,这说明三峡库区滑坡灾害与降雨在时间上具有一致性。
2、滑坡发生频率与累积降雨量、当日降雨量、日最大降雨量之间的关系用双对数曲线对滑坡发生前10的日最大降雨量与滑坡发生频率进行分析,得出两者之间的关系服从分形分布。且用相关分析得出两者之间的相关系数是0.949,表明滑坡的发生与日最大降雨量高度相关。
对滑坡发生与降雨延后时间进行相关分析,得出两者是负相关关系。负相关表示因变量随着自变量的变大而变小,表明滑坡发生相对于降雨在时间上有一定的滞后性,且随着降雨推迟的时间越长,滑坡发生的频率就越小。
对诱发滑坡的累积降雨量进行统计分析和相关分析得出,诱发滑坡的累积降雨量与滑坡频率服从分形分布的特征,且利用相关分析得出,两者相关系数达0.969;相关分析的结果显示,两者高度相关,说明滑坡的发生与累积降雨量关系密切。
对滑坡当日降雨量与滑坡频率进行统计分析,得出当日降雨量与滑坡发生频率高度相关,相关系数达0.962。
3、不同降雨规模对滑坡的影响不同分别对滑坡发生前10天内的小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨进行分析,得出降雨规模不同,滑坡发生的频率也有差异,且降雨规模与滑坡发生频率的相关性也不同。根据相关关系分析,表明滑坡的规模、类型与诱发滑坡降雨量的规模有着明显的相关性,且由研究可知,暴雨、大暴雨、小雨与滑坡发生的相关性最强,其次是大雨,与滑坡发生频率相关关系最小的是中雨。造成这种现象的原因是暴雨、大暴雨的降雨强度很大,造成滑坡面的摩擦力瞬间减小,加剧坡体失稳;而小雨对滑坡的影响,则是由于大部分厚度小、土质疏松的小型滑坡体,在雨量较小时,能形成持续有效的入渗量,滑坡块体容易引起饱和,发生滑动。
4、当日降雨量、前3日降雨量、前7日降雨量临界值的对比确定通过对滑坡当日累积降雨量、滑坡前3日累积降雨量、滑坡前7日累积降雨量进行常规统计分析,得出滑坡当日降雨量与滑坡前3日累积降雨量、滑坡当日累积降雨量与滑坡前7日累积降雨量、滑坡前3日累积降雨量与滑坡前7日累积降雨量之间的相关方程,计算了滑坡发生的当日降雨量、前3日降雨量、前7日降雨景的临界值分别为23mm、38mm、80mm;而用分形分布方法得出的临界值分别为51mm、98mm、157mm;分形分布方法得到的成果,与李秀珍计算的三峡库区滑坡发生的临界降雨量30mm、120mm、150mm对比,比较接近,可见用分形分布方法得出的当日降雨量临界值、前3日累积降雨量临界值、前7日降雨量的临界值更接近实际。因此认为用分形分布来研究临界降雨量要优于用常规统计分析方法得出的当日降雨量、前3日降雨量临界值、前7日降雨量的临界值。从而得出三峡库区的当日降雨量临界值、前3日累积降雨量临界值、前7日降雨量的临界值分别为51mm、98mm、157mm。
5、有效降雨量临界值的确定通过相关分析方法,求出每日影响因子,同样用分形分析方法,对滑坡前10日的有效降雨量进行分析,并得出当日有效降雨量临界值、前3日有效降雨量临界值、前7日有效降雨量的临界值分别为51mm、76.5mm、82.5mm.。
6、对滑坡体及面积的分析对滑坡体积、面积与滑坡累积频率进行分析,得出滑坡体积与滑坡累积频率、滑坡面积与滑坡累积频率之间的关系也服从分形分布。
结论是滑坡的频率与降雨量之间符合分形分布,降雨时间与滑坡发生在时间上存在一致性,不同的降雨规模对滑坡的影响也不同,降雨量与滑坡的发生关系密切,表明降雨是三峡库区滑坡发生的主要诱发因子。分形分布确定的滑坡累积降雨量临界值的确定相比常规统计分析更有优越性。