降雨型滑坡预报新方法

摘要 详细研究了三峡地区部分县市的滑坡和降雨历史资料，从滑坡与降雨量、暴雨以及降雨时间 3 个不同角度
的关系分析了降雨与降雨型滑坡的关系。在此基础上，提出了降雨因子的概念。同时，还提出了一种预报降雨型
滑坡的新方法，定量化地描述了降雨型滑坡的易发程度。按照一定的标准，对每种降雨分因子进行分级，通过多
因子叠合分析来研究降雨因子与降雨型滑坡之间的关系，并据此准确地预报滑坡的易发程度。通过将这种滑坡预
日期 /年.月.日
82.7.16～ 82.7.30 93.7.17～ 93.7.30
日最大降
崩塌滑坡 年降雨量 日最大降
雨发生时
/个
/mm 雨量/mm 间/月.日
备注
＞80 000 1 635
199
期间发生 4 次 7.16 暴雨
＞11 000 1 577
108
期间暴雨持续 7.17 了 4 d
另外，边坡变形与月降雨量也有着良好的对应 关系。武都滑坡与暴雨的关系分析表明[10]，当月降 雨量小于 100 mm 时，滑坡体基本上没有变形，当月 降雨量达到 100～300 mm 时，变形为 5～20 mm， 当月降雨量大于 400 mm 时，边坡变形可达到 50～ 100 mm。而当边坡的变形较大时，滑坡就很容易发 生，因此也可以说，月降雨量也是滑坡出现的一个
probability of rainfall-induced landslides quantitatively. Every rainfall-sub-factor is graded according to some criteria，and then the relationship between rainfall-factor and rainfall-induced landslides is studied. It is proved that
1 171.3
49
199.0 1994.04.14
涪陵
50
1 073.5
51
128.0 1993.10.24
重庆城区
15
1 092.7
52
206.0 1994.05.15
云阳
309
1 203.1
44
283.0
1982.07
武隆
17
1 104.1
27
119.6
石柱
8
1 126.6
29
165.7
开县
50
Ding Jixin，Shang Yanjun，Yang Zhifa，Zhang Luqing
(Key Laboratory of Engineering Geomechanics，Institute of Geology and Geophysics， The Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029 China)
2003 年 12 月 8 日收到初稿，2004 年 2 月 14 日收到修改稿。 * 国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB4127010)资助课题。 作者 丁继新 简介：男，1972 年生，1995 年毕业于阜新矿业学院测量工程系工程测量专业，现为博士研究生，主要从事工程地质与地质灾害方面的 研究工作。E-mail：dingjixin@hotmail.com。
这就是说，滑坡的产生是由降雨和区域地质环境两 方面的因素共同决定的，在进行滑坡的预测预报时 既要考虑滑坡产生的基础——地质环境，又要考虑 滑坡的主要诱发因素——降雨。以三峡库区为例， 崩塌和滑坡受地区地层岩性、地质构造和地貌条件 等地质环境以及降雨的控制，在空间分布上具有明 显的差异性。库区沿岸的秭归沙镇溪—范家萍、奉 节李家坝—云阳故陵镇、云阳大河沟—兴隆滩和万 县城区附近等库岸段斜坡的稳定性比较差，崩滑体 发育的数量也非常多。但崩塌和滑坡在时间发育上 主要受降雨、地震及人类工程活动等触发因素的制 约，其中降雨的影响最为明显。如表 2 所示，20 世 纪万县地区最严重的 2 次崩塌滑坡灾害分别发生于 1982 和 1993 年，均是由大量的降雨所引发的。
表 1 滑坡与降雨量的关系 Table 1 Relationship between landslides and rainfall
地名
滑坡数量 年平均降 观测时间 日最大降 发生时间
/个
雨量/mm
/a
雨量/mm /年.月.日
奉节
120
1 120.4
49
161.0 1995.08.03
万县城区 175
foundation for predicting rainfall-induced landslide according to historical data of rainfall and landslides. Key words engineering geology，rainfall-induced-landslides，rainfall-factor，superposition，prediction
众所周知，影响滑坡的因素很多，滑坡所在地 区的地形地貌、地质构造、岩体结构类型、结构面 及其组合、岩性特征、水文及水文地质条件、地震、 破坏地质环境的人类活动等众多因素都会影响滑 坡的发生，因此，个别地区有时并不遵循上述规律， 偶尔会出现年平均降雨量和日最大降雨量很高，但 其滑坡数量并不多的情况。比如，表 1 中的开县， 其年平均降雨量在各地区中是最多的，达到了 1 227.6 mm，其日最大降雨量也高达 218.4 mm，远 比奉节和万县城区多，但其滑坡数量却比二者少。
Abstract Historical data of landslides and rainfall of some counties and cities in the Three Gorges area are investigated in detail，and the relationship between rainfall and rainfall-induced landslides is analyzed from three different points of view，rainfall，rainstorm and rainfall duration. The conception of rainfall-factor is suggested thereafter. At the same time，a new method of predicting rainfall-induced landslides is proposed to depict the
报新方法应用于三峡的万县地区，证明了它可以比较准确地确定滑坡发生的时间。这种滑坡预报方法将为根据历
史降雨和滑坡资料来预测降雨型滑坡奠定良好基础。
关健词 工程地质，降雨型滑坡，降雨因子，叠合，预报
分类号 P 642.22
文献标识码 A
文章编号 1000-6915(2004)21-3738-06
NEW METHOD OF PREDICTING RAINFALL-INDUCED LANDSLIDES
第 23 卷 第 21 期 2004 年 11 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
23(21)：3738～3743 Nov.，2004
降雨型滑坡预报新方法*
丁继新 尚彦军 杨志法 张路青
(中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学重点实验室 北京 100029)
1引言
滑坡是一种严重的岩土体失稳现象，降雨原因 引起的滑坡称为降雨型滑坡。滑坡的发生固然离不 开不良的地质条件和岩土体结构条件等内因，但另
一方面它也离不开各种外部营力的作用。引起滑坡 的外部营力有很多种，在诸多外部营力中，降雨尤 其是大量的降雨或暴雨无疑是触发滑坡的最主要的 因素之一。降雨对滑坡的触发作用主要体现在，在 降雨过程中，地表水进入岩土体增加了坡体的自 重，增大了孔隙水压力，使处于极限平衡状态的坡
第 23 卷 第 21 期
丁继新等. 降雨型滑坡预报新方法
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体产生滑动；降雨由地表进入地下，转变成为地下 水，浸泡软化滑动面，降低了坡体的抗剪强度；坡 体多次的干湿交替变化导致岩土体开裂，产生大量 的节理裂隙。
研究表明，在具备了滑坡的地势、地质条件 时，降雨在很大程度上是山地滑坡发生的最主要激 发因素。比如，根据调查统计，甘肃省陇南武都地 区 95%的滑坡发生于雨季，贵州六盘水地区 94%的 滑坡发生于雨季[1]。国内外许多学者对降雨与滑坡 的关系进行了卓有成效的探索[2～9]，他们采用不同 的方法或模型来研究某个区域滑坡产生时雨强或降 雨持续时间的临界值。他们的研究在一定程度上说 明了降雨与滑坡之间的关系，从不同的角度探讨了 降雨对滑坡的作用，为深入开展降雨型滑坡的研究 奠定了良好的基础。作者在综合前人研究成果的基 础上，搜集了三峡地区部分县市多年的滑坡和降雨 历史资料，分析了多种不同类型降雨分因子与滑坡 之间的耦合关系，并进一步通过降雨分因子叠合的 方法定量化地研究了它们与降雨型滑坡的产生之间 的关系，从而为降雨型滑坡的准确预测预报提供了 崭新的思路。
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岩石力学与工程学报
2004 年
重要影响因素。 2.2 降雨型滑坡与暴雨的耦合关系
从表 3 可以看出，暴雨次数与降雨型滑坡的发 生也密不可分。表 3 中的 4 个研究区域，无论是暴 雨发生的总次数，还是每年平均的暴雨次数，万县 城区都是最多的，与之相应，万县城区发生滑坡的 次数也是最多的，达到了 175 次。除重庆城区外， 奉节、万县城区和涪陵 3 个地区完全合乎这个规 律。整体上讲，一年中暴雨出现的次数越多，滑坡 发生的次数也就越多，尤其是 100 mm 以上的暴雨 更容易导致滑坡的产生。比如，1981 年 7 月 1 日， 重庆市出现了大暴雨，日降雨量高达 143 mm，而 当天重庆市的镇江寺和重庆仪表厂 2 个地方就都相 应地出现了滑坡。1982 年 7 月 15～30 日，万县地 区的云阳县出现了 3 次暴雨过程，降雨主要集中在 15～17 日，19～30 日，26～30 日 3 个降雨过程， 日最大降雨量达到了 283 mm，结果在云阳县发生 了 20 000 多个滑坡和崩塌，万县市各县(区)发生的 大小崩滑体达 80 000 之多。1993 年 7～8 月，万县 地区再次出现了暴雨过程，7，8 月份 2 个月的总降 雨量达到了 690 mm，占当年降雨量的 43.7%，此次 暴雨过程在万县市各县(区)再次触发崩滑体 11 000 处，直接经济损失高达 1.8 亿元人民币。同样，在 1982 年 7 月中间，石柱出现了暴雨，仅 16，17 两 日的降雨量就超过了 400 mm，并且这两天的降雨 量分别都超过了 100 mm，其中 16 日的降雨量高达 243 mm。这次暴雨过程在石柱地区也诱发了多个 滑坡，其中规模较大的就是沙岭滑坡，滑坡体积高 达 1.0×107～1.5×107 m3。
1 227.6
Fra Baidu bibliotek
25
218.4
注：表中的观测时间是指降雨的观测时间，空白处表示资料不详。
表 2 万县市严重崩塌滑坡与降雨量的关系 Table 2 Relationship between severe landslips or
landslides and rainfall in Wanxian city
this new method of landslide prediction can predict the occurrence time of landslides with higher precision through applying it to Wanxian，a city in the Three Gorges area. This method of landslides prediction would lay a solid
2 降雨型滑坡与降雨的关系
2.1 降雨型滑坡与降雨量的耦合关系 从表 1 可以看出，降雨型滑坡的发生与该地区
的年平均降雨量及日最大降雨量关系密切，基本上 呈现出年平均降雨量越多，滑坡发生次数越多的规 律。年平均降雨量超过了 1 200 mm、日最大降雨量 高达 283 mm 的云阳滑坡数量高达 309 个，远远超 过了其他地区。但由于表 1 中重庆城区的年降雨量 值采用的是重庆沙坪坝气象台站的数据，而沙坪坝 距离重庆城区有一定的距离，因此，它不完全遵循 这个规律。