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1預警判據影響因子的篩選
1.1預警指標影響因子[3]從地形條件看,在地形坡度大于10°的地區,只要有切坡、削坡等工程活動,且沒有進行合理護坡的地區,都有滑坡、崩塌地質災害的現象發生。其中10°~45°斜坡地段發生滑坡、崩塌地質災害最多,占總數的82%。地層條件、斜坡類型的不同,滑坡、崩塌地質災害的分布差異較大。江蘇省以土質滑坡、崩塌為主,土質滑坡、崩塌占84%。統計結果表明,在主要構造帶附近無大量滑坡、崩塌地質災害發生,說明構造對江蘇省滑坡、崩塌地質災害的發生影響微弱。控滑結構面對滑坡地質災害的發生影響較大,全省84%的土質滑坡發生在巖土接觸的邊坡體,近53%的巖質滑坡為順層滑坡。江蘇省低山丘陵、崗地地區植被總體較好,對滑坡、崩塌地質災害影響差異不明顯。人類工程活動對地質災害的影響明顯,全省范圍內的滑坡、崩塌地質災害均與人類工程活動有關,坡體在自然狀態下發生滑坡、崩塌地質災害的現象極為罕見。根據以上統計,說明江蘇省滑坡、崩塌地質災害的分布主要與地形地貌、地層巖性斜坡類型、控滑面結構及人類活動等有關。初期的預警模型考慮了地面高程因素,但本次研究認為:雖然滑坡、崩塌災害集中發生在15~150m的高程范圍,但只能說明該地面高程范圍區域內的人類工程活動比較強烈,并不能證明滑坡、崩塌災害的發生與地面高程有密切關系,故優化后預警模型剔除了地面高程影響因子。
1.2滑坡、崩塌地質災害“潛勢度”影響因子篩選滑坡、崩塌地質災害“潛勢度”是指孕育滑坡、崩塌發生的條件組合,包括地質環境條件和人類工程活動特征。根據2004年以來的地質災害資料統計結果,優化后的預警模型選取地形坡度、地層巖性及斜坡結構類型、覆蓋層厚度作為地質環境條件主要影響因子。由于江蘇省滑坡、崩塌災害均為小型,規模較小,本次模型優化不再考慮潛在滑坡、崩塌災害的面積系數和體積系數,因此人類工程活動因子考慮由人類工程活動引發的失穩斜坡的分布概率及年新增隱患點分布概率兩個因子。“潛勢度”影響因子賦值表見表2。
1.3滑坡、崩塌地質災害“發育度”影響因子篩選滑坡、崩塌地質災害“發育度”(F)是指地質環境和人文環境共同作用下滑坡、崩塌地質災害的發育程度,主要取決于單位面積內滑坡、崩塌災害發生的密度,面積系數和體積系數[5]。根據2003年以來地質災害,全省近90%的滑坡、崩塌為小型,且規模很小,因此,本次模型優化不再考慮滑坡、崩塌災害發生的面積系數和體積系數,只采用了滑坡、崩塌災害發生的密度。根據計算結果,江蘇省滑坡、崩塌地質災害“發育度”分為3級,即F≥0.1為高發育;0.05≤F<0.1為中發育;F<0.05為低發育。
2劃分易發區
根據滑坡、崩塌地質災害“易發度”劃分易發區。滑坡、崩塌地質災害“易發度”是對“潛勢度”和“發育度”的疊加組合,反映不同預警區滑坡、崩塌地質災害發生的相對程度。根據計算結果,江蘇省滑坡、崩塌災害“易發度”分為3級:即Y≥1.2為高易發;0.8<x<1.2為中易發;Y≤0.8為低易發。圖1為江蘇省滑坡、崩塌地質災害易發度區劃圖。
3預警判據研究
預警判據是指某一易發區內誘發發生滑坡、崩塌災害的臨界降雨量。預警判據研究是研究滑坡、崩塌災害的發生與降雨關系的基礎上,擬定不同的易發區內可能誘發地質災害風險的降雨量和預報雨量。
3.1預警等級劃分江蘇省滑坡、崩塌地質災害氣象風險預警等級劃分為有一定風險(四級)、風險較高(三級)、高(二級)和很高(一級),當預警級別達到三級以上時,向社會。
3.2有效降雨量前期預警模型采用了預報雨量與累計降雨量2個指標,累計降雨量為前5日降雨量之和。由于前期降雨只有部分入滲到巖、土體中,其余部分則通過蒸發或地表徑流等途徑流失,因此,本次模型優化采用了有效降雨量、預報雨量2個指標。有效降雨量綜合表示前期降雨特征。根據各預警區域地質環境、生態環境特點,通過優化方法得到前5日λ值如表3。
3.3臨界降雨量預警判據以滑坡、崩塌地質災害“易發度”為基礎,與觸發滑坡、崩塌地質災害的有效降雨量以及未來24h預報雨量進行疊加分析,實現滑坡、崩塌地質災害氣象風險預警。臨界降雨量在突發地質災害氣象風險預警中起著至關重要的作用。根據2004年以來的滑坡、崩塌地質災害發生與有效降雨量和預報雨量關系的綜合研究結果,對已建立的預警判據進行修正,建立各預警區滑坡、崩塌地質災害臨界降雨量預警判據(表4)。
4預警效果分析
2013年汛期,江蘇省突發地質災害氣象風險預警系統正式啟用修訂后的預警判據。2013年6月1日~9月30日,全省共三級預警5次,成功預報地質災害5起,占汛期滑坡、崩塌地質災害總數的83.3%,地質災害發生時間、區域與預報地質災害發生的時間、區域基本一致。由于預報準確、及時,2013年汛期避免人員傷亡310人,避免直接經濟損失5410萬元,取得了良好的防災減災效果。
5設想與建議
江蘇省滑坡、崩塌災害發生的數量較少,可用于驗證和優化預警模型的樣本數據不多。建議在各預警區分別建立典型的地質災害專業監測點,對斜坡的巖、土體的濕度、應力、地表位移、降雨量等進行實時監測,當降雨量達到臨界降雨時,系統及時向該隱患點的相關責任人發出預警信息。同時對監測數據進行分析統計,進一步研究滑坡、崩塌地質災害的影響因子及權重,不斷優化預警模型,提高預警精度。
6結論
本次預警模型的優化緊緊抓住滑坡、崩塌地質災害發生發展的地質環境和降雨特征兩個關鍵因素,一是根據地質環境條件將全省低山丘陵、崗地地區劃分為7個預警區;二是重新篩選空間評價因子,并對每個預警區進行3度分析,分別進行易發區劃分;三是建立基于有效降雨量和預報雨量的臨界降雨量預警判據。優化后的預警模型,應用效果良好,但預警模型仍需要在今后的預警工作中根據監測數據或滑坡、崩塌災害樣本數據不斷地修正,逐步提高預警精度。
作者:單玉香鄂建黃敬軍高立單位:國土資源部地裂縫地質災害重點實驗室