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中图分类号:G276 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)04-0323-01
作为一种广泛分布的自然灾害,滑坡每年都造成大量的人员伤亡和财产损失。近年来,随着人口的增长和各种自然资源的开发,滑坡对人类的影响越来越大。
我们国家是一个山体众多、山势陡峻的国家,我国山区包括山地、高原和丘陵山区,它们面积占全国总面积的69%,地质灾害每年都会大量发生,如:地震、崩塌、火山、泥石流和滑坡等。近些年来,随着对山区的不断开发,滑坡等地质灾害的影响日益严峻。
一、区域性滑坡预测的意义
引起滑坡的原因有很多,在较差的地质环境条件下,降雨、地震、地下水变化、人类的活动等都有可能引起滑坡。
随着岩土技术、野外勘测水平和科学计算能力的不断提高,单个滑坡的机理研究和整治技术得到了很大的发展。在详细地质勘查和理论分析的前提下,结合目前各类先进的监测技术,做到对单个边坡的防治或临滑预报是很有可能的,但单体坡的防治和监测无论从时间上还是从经济角度都要付出较大代价,只能用于一些重大边坡。对于由降雨或地震引起的大范围区域性滑坡,则需要通过区域性滑坡预测预警来减小其造成的损失。
区域性滑坡预测根据预测地区的地质、地形和水文情况,考虑降雨、地震等诱发因素的作用,对未来整个区域内滑坡的可能分布做出预测,进而可通过对诱发因素的预报而对区域性滑坡做出预警。相比于单体坡的稳定性分析和滑坡预测,区域性滑坡预测需要知道整个区域内的地质、地形和水文分布,但在区域性范围内很难获得详尽数据,只能得到其大致分布情况,因而据此做出的滑坡预测带有较大的不确定性。即便如此,区域性滑坡预测至少具有三方面的重要意义:
(1) 它能得到滑坡的空间分布规律,从而能在宏观上对滑坡灾害进行预测和控制,结合土地利用规划,能在建设初期避开滑坡重灾区,避免后期代价昂贵的补救措施;
(2) 如能对滑坡的诱发因素实现相对较准确的预报,则可据此对滑坡做出相应的预报预警,避免其造成人员伤亡和巨大的财产损失;
(3) 由于滑坡灾害大多发生在山区,在基础设施被摧毁后往往难以获得受灾信息,它能在灾后迅速判断出受灾地点及其对道路等基础设施的影响,指导灾后救援。
上述意义中,实现区域性滑坡预报预警的前提是能对诱发因素做出较准确的预报,由于目前能较准确和精细地预报降雨,结合区域性滑坡预测方法,可在临滑状态下对降雨诱发的区域性滑坡进行预报预警;而对于地震诱发的区域性滑坡,由于目前技术水平无法准确预报地震,因而难以对其做出短期的预报预警,但根据区域内活动断层的分布和特征可以判断在未来较长时期内地震滑坡的可能分布区域,且在震后可以迅速判断出地震滑坡的分布,为救援工作提供参考。
二、区域性滑坡预测方法概述
区域性滑坡的预测方法大体上可以分为两类,一是基于统计和经验的预测方法;二是基于力学模型的预测方法。
随着我国科技的进步,工程中逐渐开始采用一种定量-半定量的方法来进行滑坡危险性区划。该方法依据工程经验和历史数据的统计规律,将影响滑坡的各种因素的作用进行叠加,得到区域内容易发生滑坡的地点的分布情况,即易滑度分布。由于计算易滑度的分布需要对各影响因素的作用进行分析和叠加,而影响因素包括地质、地形和水文的分布数据都来源于不同的图纸,不同图纸之间的分析运算使得在早期采用这类方法的工作量很大,而近十多年来,GIS技术的发展为图纸处理和运算提供了一个很好的平台。易滑度只反映了区域内未来发生滑坡的可能性大小的分布,并能给出发生滑坡的时间,因而从严格意义上易滑度的计算不能称之为“预测”,但因其属于滑坡预测的重要组成部分,一般可称之为“滑坡空间预测”。滑坡空间预测只反映了地质、地形、水文等内在因素的作用,而滑坡的发生往往还需要地震、降雨等诱发因素的作用。
结合GIS技术,近些年来基于力学模型的区域性滑坡预测方法得到了很多研究和应用,这类方法通过对区域内各边坡的稳定性进行力学分析来预测滑坡的分布,它能较好地反映滑坡的力学机理。考虑到区域性滑坡大多为浅层滑坡,即滑坡体沿滑面的尺寸远大于其厚度,同时受实际所能获得数据的限制,基于力学模型的预测方法通常将区域内的边坡视为无限长,采用无限斜坡模型分析在不同的地震或降雨条件下各边坡的稳定性,土体一般采用Mohr-Coulomb破坏准则。与单体坡的稳定性分析相似,地震诱发的区域性滑坡预测大多通过计算区域内各边坡的Newmark位移来判断滑坡的分布;而降雨诱发的区域性滑坡预测则需要耦合渗流模型,通过计算各边坡的安全系数来判断滑坡的分布。目前,已有部分学者开发了一些基于力学模型的区域性滑坡预测系统,成功预测降雨诱发区域性滑坡。基于力学模型的预测方法的缺点是需要区域内各种较详细参数,所用模型越复杂,对参数的要求越高。
总体来看,国内学者主要是结合国内滑坡等地质灾害的发生特点,从中选出适合影响地质灾害产生因子,将较成熟的模型应用到不同区域的地质灾害危险性评价中。国内学者主要致力于研究分析各种模型在不同区域下的危险性评价效果,鲜有研究各影响因素对地质灾害的敏感性大小者,也罕有提出新的模型来量化各影响因素的权重大小者。
经过这么多年的发展,地质灾害常规危险性评价技术已经较为成熟,在影响地质灾害的各因素中,已明确了影响地质灾害的主要影响因素。信息量模型和多元统计模型等是大家公认的研究量化各影响因素权重的成熟方法。
因此, 結合国内学者大多数都是利用相关数据,对滑坡进行解译、灾情评估、地质灾害调查等工作。
参考文献:
[1] 辛鸿博,王余庆.岩土边坡地震崩滑及其初判准则.岩土工程学报,1999,21(5):591-594.
[2] 丁彦慧,王余庆,孙进忠.地震崩滑与地震参数的关系及其在边坡震害预测中的应用. 地球物理学报, 1999, 42(supp.l):101-107.
[3] Lin M L, Tung C C. A GIS-based potential analysis of the landslides induced by the Chi-Chi earthquake. Engineering Geology, 2003,71:63-77.
[4] 赵衡,宋二祥. 诱发区域性滑坡降雨阈值的分析研究.(已被《吉林大学学报(地球科学版)》录用. EI源刊.)
[5] 许强,黄润秋.“5.12”汶川大地震诱发大型崩滑灾害动力特征初探.工程地质学报,2008,16(6):721-729.
[6] 苟富刚.汶川地震滑坡发育规律及危险性分析.博士生论文.
作为一种广泛分布的自然灾害,滑坡每年都造成大量的人员伤亡和财产损失。近年来,随着人口的增长和各种自然资源的开发,滑坡对人类的影响越来越大。
我们国家是一个山体众多、山势陡峻的国家,我国山区包括山地、高原和丘陵山区,它们面积占全国总面积的69%,地质灾害每年都会大量发生,如:地震、崩塌、火山、泥石流和滑坡等。近些年来,随着对山区的不断开发,滑坡等地质灾害的影响日益严峻。
一、区域性滑坡预测的意义
引起滑坡的原因有很多,在较差的地质环境条件下,降雨、地震、地下水变化、人类的活动等都有可能引起滑坡。
随着岩土技术、野外勘测水平和科学计算能力的不断提高,单个滑坡的机理研究和整治技术得到了很大的发展。在详细地质勘查和理论分析的前提下,结合目前各类先进的监测技术,做到对单个边坡的防治或临滑预报是很有可能的,但单体坡的防治和监测无论从时间上还是从经济角度都要付出较大代价,只能用于一些重大边坡。对于由降雨或地震引起的大范围区域性滑坡,则需要通过区域性滑坡预测预警来减小其造成的损失。
区域性滑坡预测根据预测地区的地质、地形和水文情况,考虑降雨、地震等诱发因素的作用,对未来整个区域内滑坡的可能分布做出预测,进而可通过对诱发因素的预报而对区域性滑坡做出预警。相比于单体坡的稳定性分析和滑坡预测,区域性滑坡预测需要知道整个区域内的地质、地形和水文分布,但在区域性范围内很难获得详尽数据,只能得到其大致分布情况,因而据此做出的滑坡预测带有较大的不确定性。即便如此,区域性滑坡预测至少具有三方面的重要意义:
(1) 它能得到滑坡的空间分布规律,从而能在宏观上对滑坡灾害进行预测和控制,结合土地利用规划,能在建设初期避开滑坡重灾区,避免后期代价昂贵的补救措施;
(2) 如能对滑坡的诱发因素实现相对较准确的预报,则可据此对滑坡做出相应的预报预警,避免其造成人员伤亡和巨大的财产损失;
(3) 由于滑坡灾害大多发生在山区,在基础设施被摧毁后往往难以获得受灾信息,它能在灾后迅速判断出受灾地点及其对道路等基础设施的影响,指导灾后救援。
上述意义中,实现区域性滑坡预报预警的前提是能对诱发因素做出较准确的预报,由于目前能较准确和精细地预报降雨,结合区域性滑坡预测方法,可在临滑状态下对降雨诱发的区域性滑坡进行预报预警;而对于地震诱发的区域性滑坡,由于目前技术水平无法准确预报地震,因而难以对其做出短期的预报预警,但根据区域内活动断层的分布和特征可以判断在未来较长时期内地震滑坡的可能分布区域,且在震后可以迅速判断出地震滑坡的分布,为救援工作提供参考。
二、区域性滑坡预测方法概述
区域性滑坡的预测方法大体上可以分为两类,一是基于统计和经验的预测方法;二是基于力学模型的预测方法。
随着我国科技的进步,工程中逐渐开始采用一种定量-半定量的方法来进行滑坡危险性区划。该方法依据工程经验和历史数据的统计规律,将影响滑坡的各种因素的作用进行叠加,得到区域内容易发生滑坡的地点的分布情况,即易滑度分布。由于计算易滑度的分布需要对各影响因素的作用进行分析和叠加,而影响因素包括地质、地形和水文的分布数据都来源于不同的图纸,不同图纸之间的分析运算使得在早期采用这类方法的工作量很大,而近十多年来,GIS技术的发展为图纸处理和运算提供了一个很好的平台。易滑度只反映了区域内未来发生滑坡的可能性大小的分布,并能给出发生滑坡的时间,因而从严格意义上易滑度的计算不能称之为“预测”,但因其属于滑坡预测的重要组成部分,一般可称之为“滑坡空间预测”。滑坡空间预测只反映了地质、地形、水文等内在因素的作用,而滑坡的发生往往还需要地震、降雨等诱发因素的作用。
结合GIS技术,近些年来基于力学模型的区域性滑坡预测方法得到了很多研究和应用,这类方法通过对区域内各边坡的稳定性进行力学分析来预测滑坡的分布,它能较好地反映滑坡的力学机理。考虑到区域性滑坡大多为浅层滑坡,即滑坡体沿滑面的尺寸远大于其厚度,同时受实际所能获得数据的限制,基于力学模型的预测方法通常将区域内的边坡视为无限长,采用无限斜坡模型分析在不同的地震或降雨条件下各边坡的稳定性,土体一般采用Mohr-Coulomb破坏准则。与单体坡的稳定性分析相似,地震诱发的区域性滑坡预测大多通过计算区域内各边坡的Newmark位移来判断滑坡的分布;而降雨诱发的区域性滑坡预测则需要耦合渗流模型,通过计算各边坡的安全系数来判断滑坡的分布。目前,已有部分学者开发了一些基于力学模型的区域性滑坡预测系统,成功预测降雨诱发区域性滑坡。基于力学模型的预测方法的缺点是需要区域内各种较详细参数,所用模型越复杂,对参数的要求越高。
总体来看,国内学者主要是结合国内滑坡等地质灾害的发生特点,从中选出适合影响地质灾害产生因子,将较成熟的模型应用到不同区域的地质灾害危险性评价中。国内学者主要致力于研究分析各种模型在不同区域下的危险性评价效果,鲜有研究各影响因素对地质灾害的敏感性大小者,也罕有提出新的模型来量化各影响因素的权重大小者。
经过这么多年的发展,地质灾害常规危险性评价技术已经较为成熟,在影响地质灾害的各因素中,已明确了影响地质灾害的主要影响因素。信息量模型和多元统计模型等是大家公认的研究量化各影响因素权重的成熟方法。
因此, 結合国内学者大多数都是利用相关数据,对滑坡进行解译、灾情评估、地质灾害调查等工作。
参考文献:
[1] 辛鸿博,王余庆.岩土边坡地震崩滑及其初判准则.岩土工程学报,1999,21(5):591-594.
[2] 丁彦慧,王余庆,孙进忠.地震崩滑与地震参数的关系及其在边坡震害预测中的应用. 地球物理学报, 1999, 42(supp.l):101-107.
[3] Lin M L, Tung C C. A GIS-based potential analysis of the landslides induced by the Chi-Chi earthquake. Engineering Geology, 2003,71:63-77.
[4] 赵衡,宋二祥. 诱发区域性滑坡降雨阈值的分析研究.(已被《吉林大学学报(地球科学版)》录用. EI源刊.)
[5] 许强,黄润秋.“5.12”汶川大地震诱发大型崩滑灾害动力特征初探.工程地质学报,2008,16(6):721-729.
[6] 苟富刚.汶川地震滑坡发育规律及危险性分析.博士生论文.