一種紅層地區(qū)淺層土質(zhì)滑坡預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及到滑坡防治工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種紅層地區(qū)基于降雨時間和平 均降雨強度的淺層±質(zhì)滑坡預(yù)警方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紅層地區(qū)由紅色砂巖、砂堿巖、粉砂巖、砂質(zhì)頁巖和泥巖等交互組成，屬典型的層 狀巖體，巖層產(chǎn)狀大多平緩。紅層地區(qū)的±質(zhì)滑坡主要W淺層±質(zhì)滑坡為主，該類斜坡上覆 ±層薄，巖層緩傾，在強降雨條件下往往發(fā)生大范圍滑動。發(fā)生在紅層地區(qū)沿基覆界面順層 滑動的淺層±質(zhì)滑坡主要發(fā)生在l-5m的特殊區(qū)域，運類滑坡與降雨入滲有重要的關(guān)聯(lián)，滑 坡的參數(shù)選擇也與運種機理有關(guān)。
[0003] 目前國內(nèi)外對滑坡預(yù)報主要是建立在降雨對斜坡的影響上，并提出了許多模型， 例如:Green和Ampt (1911)首先建立了積水條件下的降雨入滲模型、化Kon [ 1933 ]建立了經(jīng) 驗入滲模型、PMlip(1957)提出了有名的Richards方程，然而影響斜坡滑動的因素并非只 是降雨條件能夠左右的，具有很大的局限性。在同樣的地質(zhì)條件下，地形條件同樣具有不可 替代的作用，所W對于滑坡的研究要系統(tǒng)的考慮降雨條件和地形條件，分析其規(guī)律，從而得 出適用性的模型并預(yù)測紅層地區(qū)淺層±質(zhì)滑坡的發(fā)生。
[0004][0005] 該專利文獻(xiàn)公開的±邊坡穩(wěn)定性預(yù)測預(yù)報方法，沒有考慮到在降雨或極端降雨在 不同歷時條件下的滯后作用對邊坡穩(wěn)定性的影響，滑坡失穩(wěn)預(yù)測滯后，不能對滑坡預(yù)警作 出最快的反應(yīng)，防災(zāi)適用性差。
[0006][0007] 該專利文獻(xiàn)公開的滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測預(yù)警方法，需要滑坡發(fā)生的大量歷史紀(jì) 錄監(jiān)測數(shù)據(jù)，再通過滑坡變形破壞模型試驗，計算滑坡監(jiān)測預(yù)警臨界闊值;再根據(jù)各個指標(biāo) 臨界指數(shù)確定研究區(qū)是否有滑坡發(fā)生的可能，需要分析的滑坡因子較多，整個預(yù)警工作復(fù) 雜，反應(yīng)滯后，預(yù)警效率低，防災(zāi)適用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種紅層地區(qū)淺層±質(zhì)滑坡預(yù)警方 法，本發(fā)明充分考慮了地形因子和降雨因子兩個條件的綜合作用，并將兩個條件的作用統(tǒng) 一起來形成紅層地區(qū)誘發(fā)淺層上質(zhì)滑坡的預(yù)報模型，得到的紅層地區(qū)誘發(fā)淺層上質(zhì)滑坡的 臨界值更符合誘發(fā)淺層滑坡機理，無需滑坡發(fā)生的大量歷史觀測數(shù)據(jù)，不僅滑坡預(yù)警準(zhǔn)確 性高，而且極大的縮短了預(yù)警反應(yīng)時間，提高了防災(zāi)適用性。
[0009] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0010] -種紅層地區(qū)淺層±質(zhì)滑坡預(yù)警方法，其特征在于，包括W下步驟：
[0011] a、將紅層地區(qū)滑坡體與未滑坡體作為調(diào)查對象，測量滑坡體與未滑坡體的坡度a、 滑坡體面積A、上部坡度0、上部面積Au、橫向左側(cè)坡度目1、橫向右側(cè)坡度目2、橫向左側(cè)面積Al、 橫向右側(cè)面積Ar和滑坡體上的梯田面積A' ；
[0012] b、根據(jù)式1計算紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的地形因子T中的坡度因子S、根據(jù)式2 計算上側(cè)面因子U、根據(jù)式3計算兩側(cè)因子C，通過地形條件對比確定臨空面因子F，有臨空面 F為0.1，無臨空面F為0;
[0016] C、根據(jù)步驟b得出紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的地形因子T;
[0017] T = S+U+0.2C+F (式 4)
[0018] d、根據(jù)式5計算降雨因子R;
(式5)
[0020] 其中，Io為調(diào)查對象最大一小時暴雨均值，通過查閱水文手冊確定；I為1小時平均 降雨量，通過雨量計測量;D為降雨歷時，通過雨量計測量;Do為單位時間1小時；
[0021] e、綜合地形因子T和降雨因子R，通過式6計算紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的臨界 值化；
[0022] 化=腳。.8 (式 6)
[0023] f、根據(jù)e步驟得到的紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的臨界值Cr大小進(jìn)行條件判別， 確定滑坡等級，并發(fā)出預(yù)警信號。
[0024] 所述步驟f中的滑坡等級依次為綠色預(yù)警等級、黃色預(yù)警等級、澄色預(yù)警等級和紅 色預(yù)警等級。
[0025] 所述步驟f中的預(yù)警信號通過條件判別確定，當(dāng)紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的臨 界值Cr< 1.95，可能性很小，為綠色預(yù)警等級，發(fā)出綠色安全信號；當(dāng)紅層地區(qū)誘發(fā)淺層± 質(zhì)滑坡的臨界值1.95含Cr<2.55,可能性小，為黃色預(yù)警等級，發(fā)出黃色預(yù)警信號；當(dāng)紅層 地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的臨界值2.55含化<3.45,可能性中等，為澄色預(yù)警等級，發(fā)出澄色 預(yù)警信號；當(dāng)紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的臨界值Cr含3.45，可能性大，為紅色預(yù)警等級， 發(fā)出紅色預(yù)警信號。
[0026] 本發(fā)明預(yù)警基本原理如下：
[0027] 在相同的地質(zhì)條件前提下，誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡主要由地形條件和降雨條件決定， 兩個條件缺一不可，共同作用下誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡。本發(fā)明充分考慮了運兩個條件的綜合 作用，并將兩個條件的作用統(tǒng)一起來形成紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的預(yù)報模型;經(jīng)大量 的野外調(diào)查研究，分析確定對于既定淺層±質(zhì)滑坡和未滑坡而言，得到了地形條件與降雨 條件的函數(shù)關(guān)系式6,通過紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的臨界值Cr大小進(jìn)行條件判別，確定 滑坡等級，并發(fā)出預(yù)警信號，完成整個預(yù)警工作。
[00%]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在W下方面：
[0029] -、本發(fā)明，當(dāng)應(yīng)用于紅層地區(qū)的淺層±質(zhì)滑坡預(yù)警時，依次通過步驟a-e，就能夠 計算紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的臨界值Cr,較現(xiàn)有技術(shù)而言，由于對于紅層地區(qū)誘發(fā)淺 層±質(zhì)滑坡的臨界值Cr的測算同時考慮了引發(fā)滑坡的地形因子T和降雨因子R兩大因素的 作用及其相互影響，并將兩個條件的作用統(tǒng)一起來形成紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的預(yù)報 模型，得出的紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的臨界值Cr更符合誘發(fā)淺層滑坡機理，滑坡預(yù)警 準(zhǔn)確性更高；而且對于既定不穩(wěn)定斜坡而言，采用本發(fā)明方法測算紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì) 滑坡的臨界值化不需要滑坡發(fā)生的大量歷史觀測數(shù)據(jù)，只需要確定紅層地區(qū)觀測區(qū)域的地 形因子T和降雨因子R即可，對于紅層地區(qū)誘發(fā)淺層滑坡預(yù)警能夠做出最快的反應(yīng)，極大的 提局了防災(zāi)能力。
[0030] 二、本發(fā)明，充分考慮了地形因子T和降雨因子R，降雨因子R中的Io為調(diào)查對象最 大一小時暴雨均值，通過查閱水文手冊確定，I為1小時平均降雨量，通過雨量計測量，D為降 雨歷時，通過雨量計測量，Do為單位時間1小時，降雨因子R能夠很快速的計算得到，通過在 已有的地形條件和降雨條件下測算出紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑坡的臨界值Cr并進(jìn)行條件 判別，能夠最快判斷出誘發(fā)淺層滑坡的可能性大小的區(qū)域，較現(xiàn)有技術(shù)對于滑坡的預(yù)警僅 僅從降雨條件考慮而言，不僅準(zhǔn)確度更高，而且能夠做出最快的反應(yīng)，預(yù)警靈敏度高，防災(zāi) 適用性強。
[0031] =、本發(fā)明，地形因子T中的坡度因子巧自常重要，因為紅層地區(qū)許多滑坡的坡度較 緩，上側(cè)面因子U同樣重要，由于是淺層滑坡，橫向的凹陷地形對于水流的匯集作用大于橫 向的臨空面的影響，因此橫向凹陷地形有利于滑坡的形成，但橫向地形的作用較小，兩側(cè)因 子C重要性較小，由式4計算得到的地形因子T符合滑坡機理，具有客觀的滑坡預(yù)警參考價 值，結(jié)合降雨因子R，極大的提高了滑坡預(yù)警準(zhǔn)確度;在本發(fā)明中紅層地區(qū)誘發(fā)淺層±質(zhì)滑 坡的臨界值Cr的確定充分考慮了既定不穩(wěn)定斜坡兩大誘發(fā)滑坡的因素，在沒有大量前期監(jiān) 測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上也能確定該斜坡的臨界雨量，極大的提高了防災(zāi)適用性。
[0032] 四、本發(fā)明，降雨因子R和地形因子T