降雨對廣東滑坡地質災害的影響研究

■魯偉光

（廣東省地質災害應急搶險技術中心廣東廣州510425）

降雨對廣東滑坡地質災害的影響研究

■魯偉光

（廣東省地質災害應急搶險技術中心廣東廣州510425）

本文研究降雨對廣東滑坡的影響,通過收集、整理廣東歷年來滑坡災害資料,用統計分析的方法,總結和歸納出廣東全區的滑坡災害的發生特點和時空分布規律并分析廣東滑坡災害的成因，為廣東滑坡地質災害預警預報系統的建立提供一定的理論依據。

降雨 滑坡 地質災害 統計分析

1　引言

國內外許多的學者,根據降雨引發滑坡災害的這種現象,針對許多不同的地區進行了大量有意義的研究,考察了降雨引發滑坡的機理,并且把該機理應用于地質災害的預警預報工作上,取得了非常好的成果。但是由于不同地區形成滑坡的條件不一樣,滑坡的發生機理也是各種各樣的,因此不能直接把其他地區的研究成果照搬過來應用于廣東。

2　滑坡災害形成原因

通過收集和整理廣東國土資源廳提供的2013年至2014年廣東地質災害資料可以發現2014年以來該省共發生地質災害267起，造成6人死亡，直接經濟損失人民幣5403.1萬元，因地質災害死亡人數為近三年來最低水平。

廣東地處沿海地區，地質災害的發生受降雨時間和降雨強度的影響明顯。有數據顯示，2013年廣東全省共發生地質災害1502起，其中，滑坡879起，占總災害的58.52%,由此看出,滑坡災害是廣東地區發生數量最多的地質災害。如圖1是廣東封開縣發生的山體滑坡事件，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地質條件分析

山區丘陵地帶容易發生滑坡災害。這是由內因和外因相互作用引起的，滑坡災害發生的內因是這些地區的地形地貌較為復雜,其中強烈的地質構造也為滑坡災害的產生提供了條件,另一方面是引發滑坡災害的外因,比如說:地震和降雨、人類工程活動等，其中降雨是引發廣西滑坡災害的一個重要因素。

2.1.1地質構造

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、楊村和惠陽等沖積平原。山脈大多與地質構造的走向一致，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。臺地以雷州半島～電白～陽江一帶和海豐～潮陽一帶分布較多。

2.1.2地層巖性

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

2.1.3氣候條件

廣東省屬熱帶和亞熱帶季風氣候區，氣候資源十分豐富。廣東降水豐富，是全國為數不多的省區之一，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。廣東也是全國受臺風影響最多的省份，平均每年約有10次臺風影響廣東。臺風會給廣東帶來災害，但也帶來雨水，廣東降雨多與臺風多有一定關系。

盡管自我表露大部分是建立在親密關系的基礎上[23]，但有關研究表明，網絡交互以及其他以互聯網為基礎的溝通都可以促使用戶進行較高程度的自我表露。例如，Rheingold (2001) 的研究表明，許多人會通過網絡空間的溝通建立新的有意義的聯系，相對于傳統的面對面聊天而言，借助“媒介”進行溝通會使得人們很自然地向他人呈現出自己更為私密的信息。

2.2滑坡災害的規律

為了解廣東滑坡地質災害在各個時間段上的分布規律,統計了從2005到2012年間的廣東滑坡災害的發生情況。如表1所示，滑坡在每年發生的時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還是有一定規律的,最重要的一點就是滑坡災害主要集中在5～7月份。

表1　2005～2012年的廣東滑坡災害的時間分布

3　滑坡與降雨的關系

降雨會使斜坡巖土體內的水動力狀態發生改變，非常影響斜坡[1]的穩定性，具體主要表現在：①在雨季或者長期降雨情況下，巖土體的含水量會增加。同時巖體的裂隙和節理都較寬松，雨水會沿著裂隙和節理入滲到巖體中，使巖土體的容重增加，當土體吸水飽和，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“潤滑”作用，使得抗滑力減少。②因該區為易滑地層，入滲降雨會浸泡軟化易滑地層，引起孔隙水壓力的下降，同時會進一步地容蝕和弱化軟弱面，形成更易滑面；③在暴雨或強降雨時，滑坡堆積物、崩塌堆積體等會隨著雨水一起流入河谷中，易引發泥石流災害。

3.1與降雨類型的關系

在氣象學上，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度時間

根據這4種降雨類型的特點，可以建立降雨強度與降雨時間的關系式：

p＝mt+n,t≤t，（2）

根據Rosso模型建立的水量的平衡關系及達西滲透定理，可以得到如下關系式：

根據上式可求解出，當降雨初始潛水深為h0，淺層滑坡內地下水位高度h的關系式：

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（°），降雨強度為p（mm/d），某一網格以上的上游集雨面積為a（m2）,網格寬度為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（d）；T＝kz為沿邊坡鉛直深度的飽和滲透系數（m2/d）；k為土體飽和的滲透系數（m/d）.

不同類型的降雨對滑坡發生的數量和強度的影響各不相同，從影響時間上，一般連陰雨的強度低，因為連陰雨降雨周期長，所以降雨容易滲透地表，同時連陰雨期間會經常發生有暴雨，這樣的降雨組合形式容易發生大面積滑坡。另一方面從災害成因上看，強降雨和連陰雨對滑坡形成所起的作用也不相同。

3.2與前期降雨的關系

前期有效降雨量模型公式為:

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

降雨量在災害發生前期偏多，會使原來處于缺水狀態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，使巖土處于不穩定狀態。而若前期降雨偏少，長時間的干旱會使地表巖土體疏松，因此使巖土抗剪力減少，雨水會沿著這些構造下滲，在此期間一旦有強降雨或者暴雨發生，巖土會因雨水的下滲而變的不穩定[2]，容易引發地質災害。

3.3滑坡發生的滯后性

根據較長時間的觀察來看,降雨多發期或其中后期容易發生滑坡現象。根據統計的數據可知，日降雨量為25～75mm時,滑坡一般有3～8天的滯后時間,日降雨量增大,達到75～150mm時,滑坡一般有1～2天的滯后時間,最長可達6天;當日降雨量達到15Omm以上,滑坡一般在滯后時間很短或峰值時發生。當然,這種滯后時間不僅與日降雨量有直接的關系還同時與有效降雨量有關,只有降雨量達到臨界狀態時,這種滯后性才比較明顯。另外,滑坡的滯后時間還與滑體的雨前滑體的穩定程度、性質、規模很大的有關。

4　結束語

降雨是誘發地質災害最重要、最活躍的自然因素，但多年來，專家、學者對滑坡形成的研究，主要集中于水土流失、地質災害狀況普查以及從地質構造、地形地貌方面分析該區域的地質災害成因[3,4]，而對該區域地質災害和其主要誘發因子降雨之間的關系詳細分析的很少。雖然從降雨量、降雨歷時等方面進行了分析，但是得出的應用成果僅在本研究區內或者在類似研究區適用，這是因為不同的地區因不同的地質環境、不同的巖土體等條件下，降雨過程對滑坡災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.重慶地區滑坡與降雨關系的概率分析 [J].巖石力學與工程學報, 2005,24(17):185～187

[2]熊煒.秦巴山區軟弱變質巖淺表層滑坡成因機理研究 [D].西安：長安大學，2012.

P694[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～388～2