■魯偉光

（廣東省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)中心廣東廣州510425）

降雨對(duì)廣東滑坡地質(zhì)災(zāi)害的影響研究

■魯偉光

（廣東省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)中心廣東廣州510425）

本文研究降雨對(duì)廣東滑坡的影響,通過(guò)收集、整理廣東歷年來(lái)滑坡災(zāi)害資料,用統(tǒng)計(jì)分析的方法,總結(jié)和歸納出廣東全區(qū)的滑坡災(zāi)害的發(fā)生特點(diǎn)和時(shí)空分布規(guī)律并分析廣東滑坡災(zāi)害的成因，為廣東滑坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)的建立提供一定的理論依據(jù)。

降雨 滑坡 地質(zhì)災(zāi)害 統(tǒng)計(jì)分析

1　引言

國(guó)內(nèi)外許多的學(xué)者,根據(jù)降雨引發(fā)滑坡災(zāi)害的這種現(xiàn)象,針對(duì)許多不同的地區(qū)進(jìn)行了大量有意義的研究,考察了降雨引發(fā)滑坡的機(jī)理,并且把該機(jī)理應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報(bào)工作上,取得了非常好的成果。但是由于不同地區(qū)形成滑坡的條件不一樣,滑坡的發(fā)生機(jī)理也是各種各樣的,因此不能直接把其他地區(qū)的研究成果照搬過(guò)來(lái)應(yīng)用于廣東。

2　滑坡災(zāi)害形成原因

通過(guò)收集和整理廣東國(guó)土資源廳提供的2013年至2014年廣東地質(zhì)災(zāi)害資料可以發(fā)現(xiàn)2014年以來(lái)該省共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害267起，造成6人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失人民幣5403.1萬(wàn)元，因地質(zhì)災(zāi)害死亡人數(shù)為近三年來(lái)最低水平。

廣東地處沿海地區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生受降雨時(shí)間和降雨強(qiáng)度的影響明顯。有數(shù)據(jù)顯示，2013年廣東全省共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害1502起，其中，滑坡879起，占總災(zāi)害的58.52%,由此看出,滑坡災(zāi)害是廣東地區(qū)發(fā)生數(shù)量最多的地質(zhì)災(zāi)害。如圖1是廣東封開縣發(fā)生的山體滑坡事件，造成3人被埋1人死亡的慘劇。

圖1　封開縣山體滑坡事件

2.1地質(zhì)條件分析

山區(qū)丘陵地帶容易發(fā)生滑坡災(zāi)害。這是由內(nèi)因和外因相互作用引起的，滑坡災(zāi)害發(fā)生的內(nèi)因是這些地區(qū)的地形地貌較為復(fù)雜,其中強(qiáng)烈的地質(zhì)構(gòu)造也為滑坡災(zāi)害的產(chǎn)生提供了條件,另一方面是引發(fā)滑坡災(zāi)害的外因,比如說(shuō):地震和降雨、人類工程活動(dòng)等，其中降雨是引發(fā)廣西滑坡災(zāi)害的一個(gè)重要因素。

2.1.1地質(zhì)構(gòu)造

廣東省平原以珠江三角洲平原最大，潮汕平原次之，還有高要、清遠(yuǎn)、楊村和惠陽(yáng)等沖積平原。山脈大多與地質(zhì)構(gòu)造的走向一致，以北東～南西走向居多，如羅平山脈和蓮花山脈斜貫粵西、粵中和粵東；粵北的山脈大多是向南拱出的弧形山脈，此外粵東和粵西還有少量的山脈是北西～南東走向；山脈之間分布著大大小小谷地和盆地。臺(tái)地以雷州半島～電白～陽(yáng)江一帶和海豐～潮陽(yáng)一帶分布較多。

2.1.2地層巖性

花崗巖是構(gòu)成各類地貌的基巖巖石中最普遍的一種，其中砂巖和變質(zhì)巖也很多，還有大片的石灰?guī)r分在粵西北。此外局部還有紅色巖系地貌，如著名的丹霞山和金雞嶺等；沿海數(shù)量眾多的優(yōu)質(zhì)沙灘以及雷州半島西南岸的珊瑚礁。第四紀(jì)沉積層大多分布在沿海沿河地區(qū)，它們是構(gòu)成耕地資源的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.1.3氣候條件

廣東省屬熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候資源十分豐富。廣東降水豐富，是全國(guó)為數(shù)不多的省區(qū)之一，各地年平均降水量在1351～2610毫米之間，多雨期是6～8月，其中6月降雨量占全年降水量的70%以上。廣東也是全國(guó)受臺(tái)風(fēng)影響最多的省份，平均每年約有10次臺(tái)風(fēng)影響廣東。臺(tái)風(fēng)會(huì)給廣東帶來(lái)災(zāi)害，但也帶來(lái)雨水，廣東降雨多與臺(tái)風(fēng)多有一定關(guān)系。

盡管自我表露大部分是建立在親密關(guān)系的基礎(chǔ)上[23]，但有關(guān)研究表明，網(wǎng)絡(luò)交互以及其他以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的溝通都可以促使用戶進(jìn)行較高程度的自我表露。例如，Rheingold (2001) 的研究表明，許多人會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)空間的溝通建立新的有意義的聯(lián)系，相對(duì)于傳統(tǒng)的面對(duì)面聊天而言，借助“媒介”進(jìn)行溝通會(huì)使得人們很自然地向他人呈現(xiàn)出自己更為私密的信息。

2.2滑坡災(zāi)害的規(guī)律

為了解廣東滑坡地質(zhì)災(zāi)害在各個(gè)時(shí)間段上的分布規(guī)律,統(tǒng)計(jì)了從2005到2012年間的廣東滑坡災(zāi)害的發(fā)生情況。如表1所示，滑坡在每年發(fā)生的時(shí)間分布上都是不相同的,但可以看出它在每一年中的分布趨勢(shì)還是有一定規(guī)律的,最重要的一點(diǎn)就是滑坡災(zāi)害主要集中在5～7月份。

表1　2005～2012年的廣東滑坡災(zāi)害的時(shí)間分布

3　滑坡與降雨的關(guān)系

降雨會(huì)使斜坡巖土體內(nèi)的水動(dòng)力狀態(tài)發(fā)生改變，非常影響斜坡[1]的穩(wěn)定性，具體主要表現(xiàn)在：①在雨季或者長(zhǎng)期降雨情況下，巖土體的含水量會(huì)增加。同時(shí)巖體的裂隙和節(jié)理都較寬松，雨水會(huì)沿著裂隙和節(jié)理入滲到巖體中，使巖土體的容重增加，當(dāng)土體吸水飽和，巖土體容重增加，同樣使得土體的下滑力增大，并且潛在滑面受到水的“潤(rùn)滑”作用，使得抗滑力減少。②因該區(qū)為易滑地層，入滲降雨會(huì)浸泡軟化易滑地層，引起孔隙水壓力的下降，同時(shí)會(huì)進(jìn)一步地容蝕和弱化軟弱面，形成更易滑面；③在暴雨或強(qiáng)降雨時(shí)，滑坡堆積物、崩塌堆積體等會(huì)隨著雨水一起流入河谷中，易引發(fā)泥石流災(zāi)害。

3.1與降雨類型的關(guān)系

在氣象學(xué)上，降雨有不同的類型如圖2所示。

圖2　4種降雨類型的降雨強(qiáng)度時(shí)間

根據(jù)這4種降雨類型的特點(diǎn)，可以建立降雨強(qiáng)度與降雨時(shí)間的關(guān)系式：

p＝mt+n,t≤t，（2）

根據(jù)Rosso模型建立的水量的平衡關(guān)系及達(dá)西滲透定理，可以得到如下關(guān)系式：

根據(jù)上式可求解出，當(dāng)降雨初始潛水深為h0，淺層滑坡內(nèi)地下水位高度h的關(guān)系式：

滑坡體厚度為z（m），地下水位高度為h（m），坡面與水平面

夾角為θ（°），降雨強(qiáng)度為p（mm/d），某一網(wǎng)格以上的上游集雨面積為a（m2）,網(wǎng)格寬度為b（m），h為地下水的高度（m）；h0為降雨初始潛水深度（m）；sr為土體的飽和度（%）；e為土體孔隙比；t為降雨歷時(shí)（d）；T＝kz為沿邊坡鉛直深度的飽和滲透系數(shù)（m2/d）；k為土體飽和的滲透系數(shù)（m/d）.

不同類型的降雨對(duì)滑坡發(fā)生的數(shù)量和強(qiáng)度的影響各不相同，從影響時(shí)間上，一般連陰雨的強(qiáng)度低，因?yàn)檫B陰雨降雨周期長(zhǎng)，所以降雨容易滲透地表，同時(shí)連陰雨期間會(huì)經(jīng)常發(fā)生有暴雨，這樣的降雨組合形式容易發(fā)生大面積滑坡。另一方面從災(zāi)害成因上看，強(qiáng)降雨和連陰雨對(duì)滑坡形成所起的作用也不相同。

3.2與前期降雨的關(guān)系

前期有效降雨量模型公式為:

式中Rc為有效降雨量，R0為滑坡發(fā)生當(dāng)天降雨量，Ri為滑坡發(fā)生前第i天降雨量，n為所考慮的前期降雨天數(shù)，α為有效降雨系數(shù)，一般取為0.8。

降雨量在災(zāi)害發(fā)生前期偏多，會(huì)使原來(lái)處于缺水狀態(tài)的巖土體的含水量升高，使其飽和或者接近飽和，增大巖土體的重量，使巖土處于不穩(wěn)定狀態(tài)。而若前期降雨偏少，長(zhǎng)時(shí)間的干旱會(huì)使地表巖土體疏松，因此使巖土抗剪力減少，雨水會(huì)沿著這些構(gòu)造下滲，在此期間一旦有強(qiáng)降雨或者暴雨發(fā)生，巖土?xí)蛴晁南聺B而變的不穩(wěn)定[2]，容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

3.3滑坡發(fā)生的滯后性

根據(jù)較長(zhǎng)時(shí)間的觀察來(lái)看,降雨多發(fā)期或其中后期容易發(fā)生滑坡現(xiàn)象。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可知，日降雨量為25～75mm時(shí),滑坡一般有3～8天的滯后時(shí)間,日降雨量增大,達(dá)到75～150mm時(shí),滑坡一般有1～2天的滯后時(shí)間,最長(zhǎng)可達(dá)6天;當(dāng)日降雨量達(dá)到15Omm以上,滑坡一般在滯后時(shí)間很短或峰值時(shí)發(fā)生。當(dāng)然,這種滯后時(shí)間不僅與日降雨量有直接的關(guān)系還同時(shí)與有效降雨量有關(guān),只有降雨量達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí),這種滯后性才比較明顯。另外,滑坡的滯后時(shí)間還與滑體的雨前滑體的穩(wěn)定程度、性質(zhì)、規(guī)模很大的有關(guān)。

4　結(jié)束語(yǔ)

降雨是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害最重要、最活躍的自然因素，但多年來(lái)，專家、學(xué)者對(duì)滑坡形成的研究，主要集中于水土流失、地質(zhì)災(zāi)害狀況普查以及從地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌方面分析該區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害成因[3,4]，而對(duì)該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害和其主要誘發(fā)因子降雨之間的關(guān)系詳細(xì)分析的很少。雖然從降雨量、降雨歷時(shí)等方面進(jìn)行了分析，但是得出的應(yīng)用成果僅在本研究區(qū)內(nèi)或者在類似研究區(qū)適用，這是因?yàn)椴煌牡貐^(qū)因不同的地質(zhì)環(huán)境、不同的巖土體等條件下，降雨過(guò)程對(duì)滑坡災(zāi)害的影響是不相同的，所以不能一概而論。

[1]張珍,李世海,馬力.重慶地區(qū)滑坡與降雨關(guān)系的概率分析 [J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2005,24(17):185～187

[2]熊煒.秦巴山區(qū)軟弱變質(zhì)巖淺表層滑坡成因機(jī)理研究 [D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

P694[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～388～2