《基於物理過程模型的降雨型淺層滑坡易發性研究》是依託浙江大學，由趙宇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於物理過程模型的降雨型淺層滑坡易發性研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：趙宇
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國東南部地區鬆散沉積土邊坡分布最廣，與人類活動相關度最大，每年來襲的颱風暴雨都會引起大量的淺層滑坡。為了更加合理的利用人力、物力、財力資源，提高滑坡治理的效率，套用地理信息系統（GIS）預測淺層滑坡時間、空間信息的研究得到大力發展。本項目在GIS框架下，從淺層滑坡的機理出發，綜合考慮地下水位、土體強度指標等關鍵參數的時變效應，建立淺層滑坡的物理過程模型，通過無限邊坡模型來評價邊坡的穩定性，針對大範圍區域開展淺層滑坡易發性研究。預測土層厚度時：採用不同解析度和精度的DEM數據，實現預測模型精度的最佳化；計算邊坡安全係數時：通過室內試驗得到滑坡發生前后土體強度指標和滲透係數等參數的變化規律，對已滑動區域進行相應的參數時變修正。在此基礎上提出基於物理過程模型的淺層滑坡實時預報模型，以氣象站降水數據為輸入，考慮地下水位的時變效應，實現實時輸出滑坡安全係數分布圖，用於指導淺層滑坡災害治理和監測。
結題摘要
降雨型滑坡一直是地質災害研究的熱點和難點。浙江省地處我國東南沿海，受颱風暴雨影響，淺層降雨型滑坡頻繁發生。本項目選擇浙江省樂清、新昌等地作為研究區域，建立了地質災害基礎資料資料庫，從縣域、匯水域和單體滑坡三個尺度開展降雨型堆積土滑坡易發性研究。 針對樂清市北部開展縣域尺度研究，以高程、坡度、坡向、NDVI、河流距離、公路距離、地層岩性以及降雨量作為評價因子，採用邏輯回歸法，基於GIS平台開展了滑坡風險評價研究，分析結果表明降雨、坡向、高程、坡度等因子影響較大。研究中分別採用了5m、15m、30m三種DEM解析度，ROC曲線和滑坡實例檢驗結果表明15m為本區域最佳格線解析度，其AUC為84.8%，極高風險區和高風險區實際發生滑坡數比例為77.1%。 基於數理統計的易發性評價可以確定高滑坡風險區域，但不能預測滑坡發生時間和失穩斜坡位置。因此，本項目選擇樂清市仙溪鎮小流域作為研究對象，根據土壤的生成、搬運、侵蝕機理建立物理過程模型，計算得到堆積層厚度分布圖。通過無限邊坡模型分析不同降雨事件下該區域的滑坡風險，部分已知災害點落入高風險區域，一定程度上驗證了研究方法的合理性。但因缺少土層厚度的現在鑽孔數據支持，無法對土層模型進行參數矯正，分析結果存在一定偏差。另外，地質災害調查中以點代面的記錄方法對進一步改善預測結果造成了不利影響。 大型降雨型滑坡通常具有各自獨特的成因機制，因為必須有針對性的分析研究。下山村滑坡位於新昌縣，歷史上曾多次滑動。本項目通過分析該滑坡的地質剖面、測斜數據、地表變形、鑽孔水位和降雨數據，確定了滑坡的兩個緩傾角滑面和失穩機制，分析結果表明滑坡滑動量大小以及滑動與否都無法與降雨量直接建立聯繫，但鑽孔水位與滑坡表面變形速率具有極強的相關性。對下山村滑坡而言，超過13.5m臨界水位滑坡即會出現加速滑動。通過滑坡機理研究和監測數據分析確定水位閾值的方法，提供了大型降雨型滑坡監測預警的新思路。 本項目在縣域、匯水域和單體滑坡三個尺度開展了降雨型淺層堆積土滑坡易發性研究，取得有益成果，在浙江省地質災害防治領域有重要套用價值，也為類似研究開拓了新思路。在本項目資助下，培養碩士生和博士生各2名，發表SCI刊源論文4篇、錄用1篇，獲得實用新型專利授權3項、浙江省科學技術進步二等獎1項。
