降雨诱发滑坡分析

灾害与防治工程2005年第2期(总第59期)

降雨诱发滑坡分析

艾志雄 牛恩宽 刘 波

摘要:滑坡等地质灾害频发制约了我国经济的发展,对滑坡的形成机理的研究

已广泛开展。滑坡的产生受地质等因素的影响,而其中一个外部动力就是降

雨,尤其是久雨和暴雨,常常诱发滑坡的产生。从已发生的滑坡分析入手,结合

降雨特征,剖析了降雨对滑坡的诱发作用,得出应加强对易发滑坡等地质灾害

地区的降雨监测,为滑坡的预报预警提供参考。

关键词:滑坡; 降雨; 诱发

Analysis on Landslides Induced by Rain fall

A i Zhix iong N iu Enkuan Liu Bo

Abstract An increasing o f disasters such as landslides influence the development of China' s economy.T he resear ch o n landslide mechanism is under taken w idely.One o f the influ encing factor s o f landslides is r ain fall,especially the lasting rain and r ainstorm,w hich are easily induced landslides.The article analyzes the effect o f rain fall inducing landslides, based on the statistics of happened landslides and the characters of rain fall,leading to a conclusio n that rain fall m onitoring in landslide area should be enhanced in order to prov ide the r efer ence of pr edicting landslides.

Keywords landslides; rainfall; induce

1 中国滑坡现状

我国是地质灾害多发的国家之一,每年的滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷和地裂缝等地质灾害造成的损失和人员伤亡是很大的。其中以滑坡为主,见图1。我国的滑坡的地质灾害主要分布在我国大地貌的第二级地貌阶梯的川东鄂西底中山高易发区、湘西和云贵高原高易发区、青藏高原东缘高易发区、横断山高山峡谷高易发区,行政区划上主要是云南、四川、重庆、贵州、湖南、湖北、广西等省。

作者简介:艾志雄(1980-),男,三峡大学土木水电学院硕士研究生;邮编:443002。

9

图1 2004年不同地质灾害类型发生情况

它们主要发生在6~9月,这正是这些地区的主

汛期,降雨多且强度大,易在局部地区造成点多面广

的群发性地质灾害。

2 滑坡与降雨的关系据资料统计,特大型灾害性滑坡,属于暴雨及冰雪消融型占60%,地震型占15%,地震暴雨型占10%,人为因素占10%,原因不明占5%。研究表明,在具备滑坡的地势、地质的客观条件下,降雨在很大程度上则是山地滑坡发生的激发条件,降雨类型的滑坡约占滑坡总数的70%。大量的统计资料表明,大多数的滑坡是发生在降雨期间或降雨后,一个地区的滑坡发育程度有随降雨强度增多而增强的规律[2]。孙广忠在 中国典型滑坡 [3]书中列举的90多个滑坡实例,有95%以上的滑坡都与降雨有密切关系,其中有相当一部分滑坡发生在雨季,直接起因于降雨渗流荷载。降雨诱发滑坡存在暴雨诱发、久雨诱发两种。鸡扒子滑坡是典型的暴雨诱发滑坡,新滩滑坡是典型的久雨诱发滑坡。

2.1 滑坡空间分布与降雨分布一致性

三峡库区中心地带忠县到云阳一带是整个三峡库区多雨区,年降水量1200mm 以上,巫山到秭归是少雨区,年雨量1100m m 以下,其他地区年雨量1100~1200mm 之间。而这些地区正好是滑坡多发区,滑坡的空间分布与暴雨中心区域有一定的近似性。

2.2 滑坡时间分布与降雨分布一致性

三峡库区西段(重庆段)暴雨在4~11月均有发生,6月、7月发生次数最多,分别占总次数的22.2%、26.4%。三峡库区东段(湖北段)暴雨在4~11月均有发生,主要出现在6~

8图2 三峡库区湖北段地质灾害逐月出现频次

月,占全年的77.2%。根据库区湖北段

的滑坡统计,降雨集中的5~8月是滑坡

等地质灾害的高发期,期间6~7月发生

最为频繁。8~9月阴雨天减少,滑坡等

灾害发生的也少,10月随着降雨的增加

而增多,11月至次年3月降雨量稀少,滑

坡等灾害少有发生,见图2。周国兵[5]等

对重庆577个由降雨诱发的滑坡的分

析,也得出了相同的结论。

2.3 降雨强度对滑坡的影响

气象部门对降雨强度的规定见表1。

表1 降雨强度

类型

小雨中雨大雨暴雨大暴雨降雨量/mm (0,10)[10,25)[25,50)[50,100)!100 当暴雨或持续降雨时,降雨对滑坡体的侵蚀和下渗作用加大,对滑坡体的稳定性不利。降雨强度越大,诱发滑坡的可能性越大。单九生等

[4]统计了江西的滑坡与降雨的关系,得出暴雨基本上可决定滑坡发生的时间,当日降雨量>50mm,发生的滑坡占87%,随着降雨量10

的增大,滑坡发生的机遇更大。雨水入渗使土体饱和度增加,吸力锐减并引起抗剪强度大幅度降低。持续降雨还可以引起地下水位上升或在相对隔水层以上出现暂时性地下水。所以当持续降雨的时间和强度超过某种限度,则可导致滑坡。同时,前期连阴雨也可以诱发滑坡,前期降雨量越大,滑坡发生的概率越大。周国兵[5]等对重庆577个由降雨诱发的滑坡的发生前10d的累计降雨量进行统计分析,得出滑坡前期累计降雨量与滑坡发生的累计概率图,也表明随着降雨量的逐渐增加,滑坡的可能性也越来越大。

3 降雨诱发滑坡产生与复活的机理

一次降雨过程由3个基本特征参数构成[1]:总降雨量、降雨时间与降雨强度,并非所有的降雨过程都能影响或促使滑坡发生,事实上只有少数降雨才有可能产生滑坡或使滑坡复活。这是因为在一定的地质背景与力学环境的边坡需要一定的降雨量、降雨强度或降雨时间。总降雨量太少、能饱和或增加岩石容重的可能性也小、渗入地下的量少,地下水位、水压抬高也小。降雨强度也会影响渗入量,因为强度大,土壤能吸收更多的水分,在地表及沟谷中水压大,沿节理裂隙和表土孔隙渗入量也大;降雨时间长短也影响降雨和地表水的渗入量,使滑坡的岩土体软化和强度降低,有利于滑坡的发生。

降雨对滑坡变形及稳定具有极为不利的影响,具体表现在以下两方面:一是力的作用:当降雨入渗补给地下水时,将使地下水位抬高,顺滑坡方向的渗透力增大;当降雨入渗在浅层形成滞水时,将使非饱和带土层的含水量增加,加大该土层的湿容重,使自重荷载增加,同时使非饱和带负孔隙水压力减小;当降雨在地表形成坡面径流时,会对坡面形成冲刷力及动水压力,侵蚀坡脚,破坏坡体,改变边坡结构和应力分布。上述各种力的增加,对滑坡稳定及变形均属不利因素。二是对强度的影响:滑体及滑带在入渗水的物理及化学作用下均会使其抗剪强度参数降低;非饱和带负孔隙水压力减小也将使其抗剪强度大幅度的降低。

4 结 语

降雨对滑坡发生起到诱发作用,加强对降雨的监测,同时加强降雨对滑坡作用规律的研究,有助于对滑坡发生机理的认识和滑坡预警预报的准确性,从而减少滑坡造成的损失。

参 考 文 献:

[1] 张年学.长江三峡工程库区顺层岸坡研究[M].北京:地震出版社,1993.33~69.

[2] 谢剑明.降雨对滑坡灾害的作用规律研究[D].武汉:中国地质大学硕士学位论文,2004.

[3] 中国岩石力学与工程学会地面岩石工程专业委员会.中国典型滑坡[M].北京:科学出版社,1988.

[4] 单九生.诱发江西滑坡的降雨特征分析[A].地质灾害气象预报预警技术文集[C].北京:气象出版社,

2004.20~23.

[5] 周国兵,马 力.重庆市山体滑坡等级预报研究[A].地质灾害气象预报预警技术文集[C].北京:气象

出版社,2004.54~57.

[责任编辑 吉 文]

11