（大气物理学与大气环境专业论文）暴雨型滑坡灾害形成机理及预测方法研究.pdf

摘 要 本文 针对暴雨型滑坡灾害 预报预 警服务的 需要， 以 江西为研究区域， 从暴雨型 滑坡灾害 形成机理及预测理论 入手， 通 过八个滑坡灾害易发点的 监测试验， 系统地 研究了大 气降水对地下水位、 孔隙 水压力、 滑 坡土体应力及 滑坡稳定性的 影响。 探 讨了 植被 覆盖与 滑坡的关系。 根据历史资 料， 进行了滑 坡风险区划和暴雨型滑坡的 时 空分布 特征分析。 应用统计 学和试验 研究 相结合的 方法， 提出了 滑坡体发生滑动 的临 界雨量指标.开发了基于 w e b - g i s的暴雨型滑坡灾害预报预警业务系统， 并 进行了业务试验。 ( 1 ) 揭示了 江西省暴雨型滑坡时空 分布特征。江西省多为浅层滑坡， 结构以整 体式滑坡为主;丘陵区滑坡占多数; 较陡区 滑坡处数、体积最多; 滑坡多 发生于 2 0 3 5 “的斜坡及海拔 1 0 0 - 4 0 0 m地段; 滑坡主 要发生在雨季，5 - 7 月发生的 滑 坡占 总数的8 7 % ，发生在6 月的占7 0 %;日降 水量为 1 0 0 -4 0 0 m m时发生的滑坡 占总 数的7 0 %;滑 坡灾害发生多 与降雨同 步， 少数滞后;年暴雨日 在5 -6 日 的区 域较易发生滑坡。 (2 ) 提 出了 用日 综 合 雨 量 预 报 暴 雨 型 滑 坡 的 概 念和 指标 。 根 据1 9 6 0 s 年 代 以 来 资 料统计分析， 降 水诱发的 滑坡 不仅取决于当日 雨量， 而且与前期过程降水量有 关， 某日 降水量对滑坡的作用可持续1 - 1 0 天。 在日 综合雨量计算模型中引入了衰 减系 数的 概念， 用于计算诱发 滑坡的 有效雨量。 分析了不同降水过程蒸散量的日 变 化及 对日 综合雨量的影响。 ( 3 ) 揭示了降水导致滑坡的 动态 过程和机理。降水 对滑坡的作用是一个动 态过 程， 暴雨 期间发 生的浅 层土质 滑坡是受到 短时 间内 强降水的作用， 滑坡土体因降 雨 入渗很快达到饱和状态， 导致短期内 地面位移 加剧， 土体 应力发生较大变 化， 使 土 体饱和度 及孔隙 水压力上升， 降 低了 斜坡物质的 抗滑力， 随 着时间推移， 最终 导致 滑坡发生。 ( 4 )揭示了 不同 类型滑坡发生滑动的大 气降水临 界值，为滑坡灾害预 测提供 了 依据。 在江西省滑坡灾害易 发区 建立8 个监测点， 其中包括1 个重要监测点 和7 个一般监 测点。 对各监测点地下 水位、 孔隙水压力、 滑动带土应力以 及滑坡 体位移 等进行实时 监测， 分析了 各监测要素与大 气降 水的关系。 通过大气降水和滑坡 稳定 性 关系 研究， 初步确定了 江西 省滑坡灾 害预报预警的降水量指标。 监测试验结 果表 明， 滑坡是可以预报的。 滑坡体发生滑动的降水临界值试验及模拟结果与统计学分 析有较好的 一致性。 ( 5 ) 揭示了 地下水 位变 化与 大气降水变 化一 致性特征口 地下水位与 滑坡稳定度 呈负相关。 试验表明， 地下水位 波动一般滞后 于降水 过程 0 . 5 -1 天，每个降水过 程对地下水 位的影响因滑体本身 而异，有的 在 5 天之内即 可消除， 有的则延长至 巧 日 ， 越接近地表， 地下水位与降 水变化在时间 上一致性越强。 ( 6 ) 揭示了 滑坡体不同 深度孔隙水 压力 值的 变化特征。 孔隙 水压力是反 应滑坡 土 体水 分饱和程度的重要指标， 研究表明， 在一次降水 过程中， 随 着降 水量及强度 的 增加， 孔隙水压力 值增大， 抗滑力下降， 滑 坡体稳定 性减小。 地下水 位以下的 孔 隙水 压力 与降 水过程及强度有很 好的 一致性; 地下水位以上的包 气带 孔隙 水压 力在 每 个过程中 有波动， 峰值较降雨 过程滞后0 -2 天，自3 月至8 月 孔隙 水压力逐渐 下降， 至8 月中 下旬达最低值，以 后逐步回 升， 其变化趋势与蒸发蒸 腾作用有关。 ( 7 ) 揭示了滑坡土体 应力 变化与 滑坡体位移的响应关系。 应力监测是反映滑坡 体是否发生蠕动的较好指标。 试验结果表明， 应力监测在反映滑坡体是否发生滑动 时比 孔隙 水压力更为敏感. ( 8 ) 提出了植被覆 盖对 滑坡的 影响 主要取决于降水强 度的 观点。 植被覆盖度高、 生物量多和植被覆盖差、 生物量低的中 低山 区都 可能发生 滑坡。 森林植被对大 气降 水有截留 作 用，能 减缓水 蚀和雨蚀， 但当 降水强 度超过5 0 m m时，截留作用 减小。 同 等地质环 境条 件下， 植被覆盖 率低， 滑坡较易 发生， 当降水强 度较大时， 特别是 达到诱发 滑坡灾害发生的临 界值时，由 于植被根系分布深度小于浅层滑坡土体深 度， 植被 对滑坡体的 重力作用会加 重滑坡的 发生。 但高森林覆盖区发生 滑坡的 雨量 临界值大于 覆盖率 差的区 域。 ( 9 ) 建立了 滑坡灾害预测模型， 开 发了 基于w e b - g i s 的 滑坡灾害预报预鳌业务 系统，并 进行了 业务试验。 结果 表明， 2 0 0 4 年 5 次区 域性暴雨过程均导致局地 滑 坡灾害，预报预警等级与滑坡灾害发生程度一致。 关键词:暴雨，滑坡灾害，机理，预测方法，研究 ab s t r ac t f o r m e e t i n g t h e s e r v i c e n e e d s o f p r e d i c t i n g a n d w a rn i n g l a n d s l i d e s t r i g g e r e d b y e x t r e m e l y h e a v y r a i n f a l l , b as e d o n m e c h a n i s m o f l a n d s l i d e i n d u c e d b y t o r r e n t i a l r a i n s t o r m a n d i t s p r e d i c t i n g t h e o r y , b y m o n i t o r i n g a n d e x p e r i m e n t i n e i g h t t r i a l g r o u n d s , t h e i m p a c t s o f r a i n f a l l o n u n d e r g r o u n d w a t e r t a b l e , p o r e w a t e r p r e s s u r e , s o i l s t r e s s a n d l a n d s l i d e s s t a b i l i ty a r e s t u d i e d . t h e in fl u e n c e o f v e g e t a t io n c o v e r a g e o n l a n d s l i d e i s d i s c u s s e d . wit h h i s t o r i c d a t a , r is k d i v i s i o n i s r e s e a r c h e d a n d t h e t e m p o r a l - s p a t i a l d i s t r i b u t i o n f e a t u res o f l a n d s l i d e i n d u c e d b y h e a v y r a i n f a ll a r e a n a l y z e d . c o mb i n i n g t r a i l d a t a a n d s t a t i s t i c s m e t h o d , t h e p r e c i p i t a t i o n v a l u e s u s e d t o p r e d i c t i n g a n d w a rn i n g l a n d s l i d e s a re g i v e n . o p e r a t i o n a l f o r e c a s t i n g a n d w a rn i n g s y s t e m o f l a n d s l i d e d i s a s t e r s t r i g g e r e d b y h e a v y r a i n f a l l o n w e b - g i s i s d e v e l o p e d , w h i c h h a s b e e n t e s t e d i n c o n v e n t i o n a l o p e r a t i o n . ( 1 ) t h e t e m p o r a l - s p a t i a l d i s t r i b u t i o n f e a t u r e s o f l a n d s l id e i n d u c e d b y h e a v y r a i n f a l l a re r e v e a l e d . c h a r a c t e r i s t i c s o f j i a n g x i p r o v i n c i a l l a n d s l i d e s c a n b e d e s c r i b e d m a i n l y a s ty p e s o f s h a l l o w l a y e r . t h e s t ru c t u r e o f l a n d s l i d e i s e x p re s s e d m o s t l y in f o r m o f i n t e g r a l m o v e m e n t . l a n d s l i d e s h a p p e n e d i n h i l l y l a n d a r e m o r e t h a n o t h e r c o n d i t i o n s . a m o u n t a n d v o l u m e o f l a n d s l i d e s i n s h a r p s l o p e a r e l a g e r t h a n t h a t o f t e r r a i n s l o p e r e l a t i v e l y a n d g e n t l y . c o n s i d e r i n g e ff e c t s o f h e i g h t , l a r g e n u m b e r s o f l a n d s l i d e s a p p e a r i n h e i g h t b e t w e e n 1 0 0 t o 4 0 0 m e t e r s a b o v e s e a l e v e l . mo s t o f l a n d s l i d e s t a k e p l a c e i n r a i n i n g s e as o n . a g r e a t o f l a n d s l i d e s a r e t r i g g e re d b y h e a v y r a i n f a l l , w h i c h t a k e s a p r o p o rt i o n o f 8 7 % i n m a y t o j u l y a n d e s p e c i a l l y 7 0 % i n j u n e . t h e t i m e s o f l a n d s l i d e d i s a s t e r s h a p p e n e d i n d a i l y r a i n f a l l w i t h 1 0 0 t o 4 0 0 m m a r e 7 0 % o n t o t a l s . m o s t l a n d s l i d e d i s as t e r s o c c u r n e a r l y t h e s a m e t i m e w i t h p r e c i p it a t i o n p e r i o d a n d m i n o r i t y l a g s . r e g i o n s h a v i n g 5 t o 6 h e a v y r a i n f a l l d a y s g e n e r a l i n a y e a r a t t r i b u t e t o s u s c e p t i b i l i ty a r e a s o f l a n d s l i d e s . ( 2 ) d a i l y c o m p r e h e n s i v e r a i n f a l l i n d e x t o f o r e c as t l a n d s l i d e s a r e i n v e s t i g a t e d . b y a n a l y z in g d a t a s i n c e 1 9 6 0 s , p re c i p i t a t i o n - i n d u c i n g l a n d s l i d e s n o t o n l y re l a t e t o c u r r e n t l y r a i n f a l l b u t a l s o l i e o n p re v i o u s r a i n i n g p r o c e d u r e . t h e i n fl u e n c e o f d a i l y p re c i p i t a t i o n o n l a n d s l i d e c a n p e r s i s t o n e t o t e n d a y s . d e c l i n e d c o e f fi c i e n t i s i n t r o d u c e d i n t o c o m p r e h e n s i v e r a i n f a l l m o d e l , w h i c h i s u s e d t o c a l c u l a t e e ff e c t i v e r a i n f a l l . d a i l y c h a n g e s a n d f u n c t i o n o f e v a p o r tr a n s p i r a t i o n o n t h e i n d e x a re s t u d i e d . ( 3 ) t h e d y n a m i c p r o c e s s a n d m e c h a n i s m o f l a n d s i d e s t r i g g e r e d b y e x t r e m e l y h e a v y r a i n f a l l a r e re v e a l e d . t h e f u n c t i o n o f p r e c i p i t a t i o n o n l a n d s l i d e i s a d y n a m i c p r o c e s s . w h e n r a i n i n g w a t e r i m p r e g n a t e i n t o la n d s l i d e m as s , i t c a n i n c r e as e w a t e r c o n t e n t a n d v o l u m e w e i g h t o f r o c k s o i l m a s s , i n t e n e r a t e s o i l , e n h a n c e r o c k s o i l c a p a c i t y , a n d a l s o b e c o m e s l u b r i c a n t w h i l e p e n e t r a t i n g i n t o b e d r o c k s u r f a c e u n d e r w e a t h e r i n g r o c k m as s o r l a y e r c u tt i n g w i t h w a t e r , w h i c h d i m i n i s h a n t i - s l i d e f o r c e a n d c a u s e l a n d s l i d e . s u p e r f i c i a l l a n d s l i d e i n t o r r e n t i a l r a i n f a l l a r e d u e t o s h o rt t i m e f u n c t i o n o f v i o l e n t p r e c i p i t a t i o n , i n t h e c a s e , l a n d s l i d e m ass q u i c k l y a r r i v e t o s a t u r a t i o n s i t u a t i o n t h a t l e a d t o g r o u n d d i s p l a c e m e n t s h a r p l y , as w a t e r p e n e t r a t e p r o m p t l y a n d m a k e as c e n d i n g o f s o i l s a t u r a t i o n d e g r e e a n d p o r e w a t e r p r e s s u r e , r e d u c i n g s l o p e s u b s t a n c e s t r e n g t h a n d e n d i n g w i t h h a p p e n i n g l a n d s l i d e , a d d re s s i n g a b o v e as s u p e r fi c i a l l a n d s l i d e m e c h a n i s m ( 4 ) c r i t i c a l v a l u e s o f p r e c i p i t a t i o n t o f o re c as t l a n d s l i d e s a r e i n v e s t g a t e d , w h i c h p r o v i d e b as e s f o r p r e d i c t i n g a n d w a rn i n g l a n d s l i d e d i s as t e r s . e i g h t o b s e r v a t i o n g r o u n d s i n s u s c e p t i b i l i ty a r e as i n j i a n g x i p r o v i n c e a r e d e v i s e d t o m o n i t o r i n g c h a n g e s o f w a t e r t a b l e , p o r e w a t e r p re s s u r e , s t re s s o f g l i d i n g z o n e , a n d l a n d s l i d e m as s m o v e m e n t . b a s e d o n o b s e r v in g d a t a a n d h i s t o r i c r e c o r d s , t h e p u r p o s e i s t o s t u d y m o d e l s o f l a n d s l i d e s s t a b i l i ty a n d s e a r c h c r i t e r i o n s f o r p r e d i c t i n g o r w a rn in g l a n d s l i d e d i s a s t e r s . b y m o n i t o r i n g a n d e x p e r i m e n t , it i s p r o v e d t h a t l a n d s l i d e h a z a r d s c a n b e p r e d i c t e d . c r i t i c a l r a i n f a l l v a l u e t o i n d u c e l a n d s l i d e a c q u i r i n g fr o m f i e l d t r i a l i s i n c o n s o n a n c e w i t h s t a t i s t i c s r e s u l t s . ( 5 ) c h a n g e s o f w a t e r t a b l e b e i n g c o n s i s t e n t t o p r e c i p it a t i o n a r e r e v e a l e d . wa t e r t a b l e i s a n t i - d e p e n d e n c e t o l a n d s l i d e s t a b i l i ty , b u t d e p e n d e n c e o n p re c i p i t a t i o n . t h e fl u c t u a t i n g o f w a t e r l e v e l l a g s r a i n f a l l w a v e w i t h 1 t o h a l f o f a d a y , t h e e ff e c t o f e a c h p r e c i p i t a t i o n p r o c e s s o n w a t e r t a b l e i s d i ff e r e n t fr o m l a n d s l i d e f e a t u r e s , s o m e a ff e c t i n g d u r a t i o n p e r s i s t 5 d a y s o r l e s s , o t h e r s w i l l c o n t i n u e 1 5 d a y s . n e a r t o g r o u n d s u r f a c e , w a t e r t a b l e c h a n g e s s t r o n g l y d e p e n d o n p r e c i p i t a t i o n . d r o p s p e e d o f u n d e r g r o u n d w a t e r v a r i e s wi t h wa t e r t a b l e a n d r a i n f a l l a mo u n t . ( 6 ) c h a n g i n g f e a t u r e s o f p o r e w a t e r p re s s u r e i n d i ff e r e n t d e e p o f l a n d s l i d e b o d y a r e r e v e a l e d . p o r e w a t e r p r e s s u r e i s a u s e f u l i n d e x t o r e p r e s e n t s a t u r a t i o n d e g r e e o f l a n d s l i d e m as s . r e s e a r c h s h o w s th a t t h e i n c r e a s e s o f r a i n f a l l a n d i t s i n t e n s i ty g o w i t h d e c r e a s in g o f l a n d s l i d e s t a b i l i ty . p o r e w a t e r p r e s s u r e d e c l i n e g r a d u a l l y fr o m ma r c h t o a u g u s t ti l l t o a l o w e s t v a lu e a n d t h e n i n c r e as e a g a i n . b u r y i n g d e e p i n 6 t o 7 m e t e r s , d e c e n d i n g t r e n d b e c o m e w e a k e r , w h i c h i s r e l a t e d t o e v a p o r tr as p i r a ti o n . ( 7 ) v a r i e s o f l a n d s l i d e ma s s s t r e s s h a v i n g a c o n s i s t e n c y w i t h l a n d s l id e m o v e m e n t a r e r e v e a l e d . s t re s s m o n i t o r i n g c a n c o m m e n d a b l y r e fl e c t c o n d i t i o n s o f s l o p e c r e e p i n g , i n d i c a t i n g p r o b a b i l i ty t h e m as s o c c u r r i n g . i t i s p r o v e d t h a t s t r e s s - m o n i t o r i n g d a t a h a s m o r e s e n s i ti v e t o i n d i c a t c r e e p i n g o f l a n d s l i d e t h a n t h a t o f p o re w a t e r p r e s s u r e . ( 8 ) e ff e c t s o f v e g e t a ti o n c o v e r a g e o n l a n d s l i d e s a r e d e r i v e d fr o m i n t e n s i ty o f p r e c i p i t a ti o n . w h e t h e r m o r e o r l e s s d e g r e e s o f v e g e t a t i o n c o v e r , b i o l o g y a m o u n t a n d i n m o u n t a i n o u s a r e as , l a n d s l i d e d i s as t e r s w o u l d o c c u r , w h i c h a re d e c i d e d b y i n t e n s i ty o f p r e c i p i t a t i o n . f o r e s t v e g e t a t i o n p l a y s a r o l e o f i n t e r c e p t i n g p r e c i p i t a t i o n , w h i c h c a n r e l i e v e w a t e r e r o s i o n . wh e n r a i n f a l l i n t e n s i ty i s 5 0 m m o r mo r e , i n t e r c e p t i o n a m o u n t d e c r e as e s h a r p l y . i n t h e s a m e g e o l o g i c a l e n v i r o n m e n t , w h i l e p r e c i p i t a t i o n i n t e n s i ty r e a c h t o a t h r e a t v a l u e t h a t c a n l e a d t o l a n d s l i d e , v e g e t a t i o n w e i g h t a d d i n g t o s o i l m as s w i l l s h a r p e n e v e n t s o f l a n d s l id e h a z a r d . t h e t h re a t r a i n f a l l v a l u e t o p r e d i c t l a n d s l i d e s i n d e n s e f o r e s t a r e a i s l a g e r t h a n t h a t i n s p a r s e z o n e . ( 9 ) s p a t i a l - t e m p o r a l c o u p l e m o d e l s t o f o r e c a s t a n d w a rn l a n d s l i d e h a z a r d s a r e b u i l t o p e r a ti o n s y s t e m o n w e b - g i s i s d e v e l o p e d . t h e r e s u l t s p r o v e t h a t g r a d e s o f f o r e c a s t in g a n d w a r n i n g a r e a d a p t e d t o d e g r e e s o f h a z a r d c as e s d u r i n g fi v e t i m e s r e g i o n a l h e a v y r a i n f a l l p r o c e s s e s , w h i c h i n d u c e d l o c a l l a n d s l i d e h a z a r d s i n 2 0 0 4 . f o re c as t i n g a n d w a rni n g res u l t s a r e c o n s i s t e n t t o r e a l c a s e s . k e y w o r d s : h e a v y r a i n f a l l , l a n d s l i d e h a z a r d , m e c h a n i s m , p r e d i c t i n g m e t h o d , s t u d y 学位论文独创性声明 本人郑重声 明: 1 .坚持以 “ 求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果 。 3 、本论文中除引文外， 所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 己经发表或撰写过 的研 究成果 。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意 。 作者签名: 日期: 而 an s t p以 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京信息工程大学有关保留、使用学位论文的规 定， 学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文 的电子版和纸质版; 有权将学位论文用于非赢利 目的的少量复制并允 许论文进入学校图书馆被查阅; 有权将学位论文的内容编入有关数据 库进行检索: 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。 保密的学位论 文在解密后适用本规定 。 作者签名: 日期: 散丽 a ,r n - 1 ; i s 第一章 引 言 1 . 1 研究的意义与目的1-291 滑 坡灾害 对人类社会的 影响已 成为一 个不可忽视的环境难题， 其危害已 成为仅 次于地震的 第二大自 然灾害。 滑 坡是地质灾害中 的主要类型， 全国2 9 0 个县市地质 灾害调查结果显示， 滑坡在 地质灾害中 所占比 例最大达 5 1 %， 其主要诱发原因是 暴雨， 暴雨诱发的滑坡占滑 坡总 数的9 0 %. 一次集中性暴雨能诱发 大量滑坡， 如 1 9 9 8 年全国范围内因 特大暴雨诱发了 大 量滑坡、 崩塌和 泥石流， 造成死亡 人数 1 1 5 7 人， 受伤人员超 过 1 万人。 江西省 1 9 9 8 年特大暴雨引发的地质灾害 有 1 1 万处， 其中 主要是 滑坡， 损失较 大的重要灾害点 4 6 6处，造成人员伤亡的灾害点5 1 处，伤亡人数和直接经济损失超过前 1 8 年的总 和。 1 9 9 5 年 6 月美国弗吉尼亚州ma d i s o n 县， 1 6 小时降水量达 7 7 5 二， 诱发了1 0 0 0 多处 滑坡. 根据世界红十字 会统计，1 9 6 3 - 1 9 9 6 年， 每年平 均因 滑坡灾害造成死 亡 人数 达 1 5 5 0 人。 据估计， 我国 每年由 于滑坡灾害造成的 损失 达2 0 0 亿元。 暴雨型滑坡灾害形成机理和 预测方法研究在国内 外仍 是个难题和热点。 本文以 江西为 研究区 域， 开展暴雨型 滑坡灾害形成机理及 预测方法研究， 将有助于揭示我 国东部 丘陵山区 暴雨型滑坡形成 机制， 建立滑 坡稳定 性数学模型， 确定不同 类型滑 坡发生 滑动的 大气降 水临 界值， 开 展基于w e b - g i 5 、日 综合雨量、 滑坡风险区 划和 降水预 报相结 合的 滑坡灾害预报预 警方法研究， 建立实时 预报预警业务系统， 目 的 是进一 步揭示 大气降 水对滑坡灾害 形成的 作用、 完善 滑坡灾害预报预警技术及为防 灾减灾提供科学依据。 1 . 2暴雨型滑坡灾害形成机理及预测理论基础30- 351 滑 坡 ( l a n d s l i d e ) 是指斜坡 ( 含人工边坡) 岩土体依附于其内 在或潜在软弱结 构面 ( 带)， 在重力等综合因素作 用下， 失 去原有平衡条件而产生的水平位移为主 的滑 动现象。 滑坡灾害是指自 然地质作用和人类活动 造成的 恶化地质环境， 降 低环 境质量， 直接或间 接地危害人类安 全和生态环境平衡， 并 给社会和经济建设造成一 定损失的 斜坡变形 破坏乃 至整体移 动事件。 按 动力成因分， 滑坡可 分为天 然动力与 人为动力两大类， 前者分为地震型、 降 雨型、汇水型等。按滑动面深度分 为浅层滑坡 ( 6 m )、中 层滑坡 ( 6 - 2 0 m )、 厚层 滑坡 ( 2 0 - 5 0 m )、巨厚层滑坡 ( 5 0 m )。 大气降 水是滑坡致灾的最主要外因。 降 水 对滑坡的 作用是一个动态过程， 大 气降 水注入滑体， 增加岩土的含水量、 增大岩 土 体容重、 软化岩土、 降 低岩土的 抗剪强度。 降 雨渗入到风化岩土体之下的基岩面 第一章 引 言 1 . 1 研究的意义与目的1-291 滑 坡灾害 对人类社会的 影响已 成为一 个不可忽视的环境难题， 其危害已 成为仅 次于地震的 第二大自 然灾害。 滑 坡是地质灾害中 的主要类型， 全国2 9 0 个县市地质 灾害调查结果显示， 滑坡在 地质灾害中 所占比 例最大达 5 1 %， 其主要诱发原因是 暴雨， 暴雨诱发的滑坡占滑 坡总 数的9 0 %. 一次集中性暴雨能诱发 大量滑坡， 如 1 9 9 8 年全国范围内因 特大暴雨诱发了 大 量滑坡、 崩塌和 泥石流， 造成死亡 人数 1 1 5 7 人， 受伤人员超 过 1 万人。 江西省 1 9 9 8 年特大暴雨引发的地质灾害 有 1 1 万处， 其中 主要是 滑坡， 损失较 大的重要灾害点 4 6 6处，造成人员伤亡的灾害点5 1 处，伤亡人数和直接经济损失超过前 1 8 年的总 和。 1 9 9 5 年 6 月美国弗吉尼亚州ma d i s o n 县， 1 6 小时降水量达 7 7 5 二， 诱发了1 0 0 0 多处 滑坡. 根据世界红十字 会统计，1 9 6 3 - 1 9 9 6 年， 每年平 均因 滑坡灾害造成死 亡 人数 达 1 5 5 0 人。 据估计， 我国 每年由 于滑坡灾害造成的 损失 达2 0 0 亿元。 暴雨型滑坡灾害形成机理和 预测方法研究在国内 外仍 是个难题和热点。 本文以 江西为 研究区 域， 开展暴雨型 滑坡灾害形成机理及 预测方法研究， 将有助于揭示我 国东部 丘陵山区 暴雨型滑坡形成 机制， 建立滑 坡稳定 性数学模型， 确定不同 类型滑 坡发生 滑动的 大气降 水临 界值， 开 展基于w e b - g i 5 、日 综合雨量、 滑坡风险区 划和 降水预 报相结 合的 滑坡灾害预报预 警方法研究， 建立实时 预报预警业务系统， 目 的 是进一 步揭示 大气降 水对滑坡灾害 形成的 作用、 完善 滑坡灾害预报预警技术及为防 灾减灾提供科学依据。 1 . 2暴雨型滑坡灾害形成机理及预测理论基础30- 351 滑 坡 ( l a n d s l i d e ) 是指斜坡 ( 含人工边坡) 岩土体依附于其内 在或潜在软弱结 构面 ( 带)， 在重力等综合因素作 用下， 失 去原有平衡条件而产生的水平位移为主 的滑 动现象。 滑坡灾害是指自 然地质作用和人类活动 造成的 恶化地质环境， 降 低环 境质量， 直接或间 接地危害人类安 全和生态环境平衡， 并 给社会和经济建设造成一 定损失的 斜坡变形 破坏乃 至整体移 动事件。 按 动力成因分， 滑坡可 分为天 然动力与 人为动力两大类， 前者分为地震型、 降 雨型、汇水型等。按滑动面深度分 为浅层滑坡 ( 6 m )、中 层滑坡 ( 6 - 2 0 m )、 厚层 滑坡 ( 2 0 - 5 0 m )、巨厚层滑坡 ( 5 0 m )。 大气降 水是滑坡致灾的最主要外因。 降 水 对滑坡的 作用是一个动态过程， 大 气降 水注入滑体， 增加岩土的含水量、 增大岩 土 体容重、 软化岩土、 降 低岩土的 抗剪强度。 降 雨渗入到风化岩土体之下的基岩面 或断水层面 变成润滑剂，降 低了 接触 面的 抗滑性质，从而导致 滑坡的 发生。 滑坡预测 是建 立在预 测科学和滑 坡学理论基础上。 滑坡系统动态规律研究包括 其演化过程中 各阶段的 特点以及 其运 动学和动力学 变化规 律。 基本受控于动态因素 作用的方式、 强 度和历时， 其 作用又常具 有周期性的旋回趋势。目 前 对其研究多集 中于气候因素尤其是降水的影响。 区 域性滑坡动态随降 水量而变化， 统计结 果表明 : 滑坡活跃期与当地降水丰年 或特大暴雨季节相对应。 位移 一 降 水量关系统计 模型表明:一 般强 度的降雨 对蠕动 性滑坡的运动有加速作用， 且其位移量随降水量的增大呈线性增长。 降雨是影响滑 坡稳定度的重 要客 观因子， 滑 坡稳定 性计算方法主要有以 下几种， 式中c o ) , w ( i ) , f w ( i) , h ( i) , h p t ( i) 等因子与降 水量、持 续时间 及降水强度 有关。 费伦纽斯 法 ( f e l l e n i u s ) 的滑坡 稳定度计算方法 考虑滑体及其外部作用力产生的下滑力与作用于滑面上的 抗剪力对于滑弧圆 心o 的力 矩平衡。 其基本解析计算公式 如下: fos=fi i f2二( 1 . 1 ) 式中:f 1 为抗剪力，f 2 为下滑力下同。 f 1 = ( 艺 ( c ( i) x l ( i) + ( w ( i) x c o s ( a rf ( i ) 一 f w ( i ) 一 e p t ( i) 一 h p t (i ) x t a n ( f a i ( i) ) f 2 = e ( w ( i) x s in ( a rf ( i ) + e p p ( i) + h p p ( i) ) 其中 c ( i) 一第i 土条的 滑面粘聚 力 ( k p a ) 1 ( i) 一土条i 的 滑面长度 w ( i) 一土条的 重量: w ( i) = 艺 d ( j ) x r (j ) x b ( j ) i a m - 一 地层的种数; d g ) 一 第 层地 层 的 厚 度 d (i) = y d (j + 1) - y d y ) ; r 一地 局的 容 重( 当 处 于 地 下 水 位以 上 时 用 干 容 重 ， 而 处 于 水 中 时 用 浮 容重 ，即浮 容重二 饱和容重 一 干容重) b ( i) 一土条i 的宽度b ( i) = x ( i + 1 ) - x ( i) y d 6 ) , y d (j + 1 ) -翁层地层的 底、顶y 坐标; a 桥砂 一第 i 土条的滑面倾角(