区域滑坡灾害危险性时间预测研究

第25卷第3期湖南科技大学学报(自然科学版)2010年9月J oum al of H un an U ni ver si t y of Sci ence&T echnol ogy(N at ur al Sci ence E di t i on)V01．25N o．3 S e pt．2010区域滑坡灾害危险性时间预测研究高华喜1一，殷坤龙z(1．浙江海洋学院船舶与建筑工程学院，浙江舟山316004；2．中国地质大学(武汉)工程学院。

湖北武汉430074)摘要：以巴东县新城区历史滑坡资料为例，借鉴地震灾害相关的预泱l理论与方法，对该区在未来5a，l O a及50a不同时段内不同投摸滑坡发生的超越概率进行了定量计算与预测．结果表明：巴东县新城区在未来5a。

l O a及50a时间段内，在不考虑人类防治工程的条件下，该区有可能发生规l羹在50X10．n13以上的中型滑坡、250X10‘m3以上的大型滑坡、400X104n，以上的大型滑坡的概率均达90％研究成果为社会经济发展的防灾减灾需求灾害管理提供了科学依据，同时也为完善丰富滑坡灾害危险睦评价理论的学科体系奠定了基础．关键词：区域滑坡；危险】生：时间预测中圈分类号：U416．1文献标识码：A文章编号：1672-9102(2010)03—0047—03经过数十年的研究与探索，国内外灾害滑坡灾害评价理论与方法得到迅速提高，并且朝着独立学科的方向逐渐发展【‘-61，但由于该学科涉及到的内容丰富，知识面广，其中不乏包括对自然科学与社会科学的研究，而且涉及到其它学科的穿插与渗透等多学科的综合影响，致使已有的研究成果还不足以形成系统的、完善的和全面的学科体系，应用水平也远不能满足社会经济发展的防灾减灾需求．从已有的文献资料的研究成果来看，大多数滑坡灾害研究者对单体滑坡的发生时间进行了较为详细的研究，而对区域滑坡灾害危险性随着时间而变化这一特点的研究却明显不足．虽然有一部分研究者冠以灾害风险时间尺度，如5a或50ar7l，但计算结果仍然把这10a或50a时间段内看作是稳定的、不会变化的量，后者较前者有所进步，考虑了10a或50a之后随着控制与诱发滑坡内外因素的变化其风险结果也将发生由量变到质变的特点．其实滑坡灾害是受内外环境的影响而变化，有其相对易发的年份，也有其相对不易发的年份，而政府需要的恰恰是其相对活跃易发的年份．此时已有的研究成果在指导防灾减灾过程中就不可避免遇到许多棘手的问题．实践证明滑坡灾害危险性评价对认识自然灾害程度、制定减灾规划、部署防治工程、提高灾害管理水平具有十分重要的意义哆1预测模型研究滑坡灾害危险性评价与区划的结果是为政府减灾防灾决策提供理论依据，对于政府而言，更希望得到滑坡可能活跃的年份，以便从宏观上对滑坡灾害进行风险管理．论文借鉴地震灾害危险预测方法【t ol开展滑坡灾害危险性时间预测．滑坡危险性时间预测如果按照地震危险性中的定义方法则可以定义为某一研究范围内今后一定时间内(r)发生某种滑坡体的体积超过某一范围(m)的概率，也即超越概率．滑坡危险性时间预测模型分析基于两个基本假设：1)滑坡的发生可以用稳态泊松过程来描述；2)每个危险性单元中滑坡年频度口(≥m)与滑坡规模m之间满足于G ut enber g—R i cher关系l gv(>．m)=a-bm．(1)式中，a、b为经验常数．对于某一研究区内假设有Ⅳ处潜在滑坡(或高危险性预测单元)，分别为xi=(i=l，2，…，Ⅳ)在各潜在滑坡彼此独立的前提下则只(肘≥m)与只(肘≥巩)的关系为收稿日期：2010--03-05基金项目：浙江省自然科学基金资助项目(Y6080139)；国家自然科学基金项目资助(50874080)通信作者：高华喜(1976一)，男，江西九江人，博士。

副教授，主要从事自然灾害预测研究．E—m ai l：ghx2001408@126．com．47只(肘≥m)=l—n[1一只(肘≥m i)】．(2)式中，只(M≥m)表示在研究区内滑坡规模(M，以滑坡体积表示)大于等于m的超越概率，而只(肘≥矾)表示在施处的潜在滑坡发生大于等于巩的超越概率．在泊松假设下，则每年发生滑坡体积大于等于m 的概率只(M≥m)与年发生率V i(≥m)的关系为只(肘≥，啦)=1一exphi(≥m)】．(3)将式(3)代入式(2)，得2一P,(M>一m)=l-exp[-艺秽t(≥m)】．(4)如果时间间隔是r，则r时间间隔内发生规模大于等于m的概率以肘≥m)为，旦Jf氓肘≥，，1)=l-【1一只(肘≥m)】r=1一exp卜艺秽；(≥m)】l(5)滑坡的年发生率移。

(≥m)定义为移；(≥m)：li m型寻吐．(6)7-o』式中，M(≥m)是研究区内滑坡规模大于等于m的滑坡个数；T是滑坡记录长度．但实际情况下r不可能无限长，这时式(6)近似地写为秒i(≥m)≈尘掣．(7)』由式(5)可知，若能求出研究区滑坡的年发生率t，；(≥m)，则研究区的滑坡危险性即可求出．2模型应用研究对巴东县新城区自1990年以来发生的滑坡(包括潜在滑坡)资料按体积进行分类整理，可得到图1．从图1可以看出，巴东县新城区已经发生滑坡，其规模变化曲线与拟合曲线基本重合，服从泊松分布．随着滑坡体积的增加，滑坡发生次数逐渐减少，满足滑坡危险性时间预测模型的假设，能够用G ut enber g—R i che r 模型来刻画，因此可以利用建立的滑坡危险性时间预测模型对巴东县新城区未来发生的滑坡进行预测．滑体体积，(10Sn’)图1巴东县城区滑坡发生次数与滑坡体积分布曲线图Fi昏1C ur ve—l i n e dis t ri bu t i o n gr ap h bet w e en l a ndsl i des t i m es a nd vol um e将滑坡数据依次代入滑坡年发生率公式(7)，得到巴东县城区不同级别滑坡年发生率(表1)．由此可见巴东县城区自1990年以来几乎每年都有一到两处10×104m3滑坡或潜在滑坡发生．将t I；(≥m)计算结果代入公式(5)，分别对未来5a、10a及50a内发生不同规模滑坡的超越概率(B(肘≥m)，户l。

(M≥m)，氏(肘≥m))进行计算，结果如表l所示．表1巴东县新城区未来不同时段出现不同规模滑坡的超越概率T a bl Sur pas s pr ob abi l i t y of t he dif f erent s cal e i n t he f ut u r e dif f erent per i od i n B adon g C o unt yM／104m3口．(≥m)Ps(M≥m)Pl o(肘≥m)P，D(J】l f≥m)I---201．000．990．990．99≥300．76O．980．990．99≥400．590．950．990．99≥500．53O．930．990．99≥1000．410．870．980．99≥1500．350．830．970．99，>200O．290．770．950．99，>250O．240．690．900．99≥300O．180．590．830．99≥3500．120．440．690．99≥4000．060．250．440．95三兰i竺====：：从表l对未来不同时段预测结果可以看出，巴东县新城区在未来5a时间内，在不考虑人类治理工程的条件下，巴东县新城区可能发生规模在50×104m3以上的中型滑坡其概率达90％．因此对于巴东县新城区未来5a时间内需要加强滑坡调查与区划，编制城市发展规划方案，合理使用土地，对建设用地必须进行地质灾害危险性评估，对已经发生的滑坡或现具有变形迹象的斜坡，需要采取必要的防治措施，或布置监测预警系统，以免滑坡发生造成不必要的人员伤亡和财产损失．同时从表l还可以发现，巴东县新城区在未来的10a内，发生规模在250X104m3以上的大型滑坡的概率也在90％以上；未来50a发生400X104m3以上的大型滑坡的概率也达到了90％．因此巴东县新城区必需对建设用地进行地质灾害危险性评估、地质灾害防治规划及城市发展规划方案的编制，完善滑坡监测网络与预警工程，从源头杜绝滑坡的发生及发生后对人类和经济造成损失．3结论1)通过地震震级与滑坡规模对比分析，以及相关计算，本文借鉴地震超越概率理论是可行的．2)通过对1990年以来的历史滑坡资料进行统计运用地震灾害危险性预测理论与方法，对研究区在未来5a、10a及50a不同时段内不同规模滑坡发生的超越概率，进行了定量计算与预测，其结果基本符合研究区滑坡灾害发展规律与趋势．3)预测结果为滑坡灾害的管理提供科学依据，同时也为丰富完善滑坡灾害危险性评价理论奠定了理论基础．参考文献：【l】郭抗美，王超，纪洪广．基于降雨人渗深度反演的某黄土滑坡机理研究阴．湖南科技大学学报(自然科学版)，2009，24(3)：56-60．G uo K M。

W a ng C．J i H G．A nal ys i s0f l oes s hm ds l i de m e chan i smbase d on dept h i dent i fi c at i on d rai nfa l l i nm u-gt ia n[J1．J ournal0f H u na n U ni ver si t ydSci ence＆Technol ogy(Nat ur al Sci enceEdi t i on)，2009，24(3)：56-60．【2】张业成．中国自然灾害综合风险预测与分区减灾对策叨．地质灾害与环境保护．1998，9(1)：l一5．弛Y C．C om pr ehens i ve ri sk pre d i c ti o n and co unt el"m eas u／'t*f ar di sa s t er a i n chi n a叽Jour nal0f c,eozoO cal H azar d s and E nvi r onm e nt Preservf lt iou。

1998，9(1)：l一5【3】殷跃平，柳源．中国地质灾害防治研究一对国际减灾十年活动(1990-2000年)的思索们．工程地质学报，2000(增刊)：l—l O．Y i n Y P．uu Y．O n t he ponder0f se olngi cal hazar ds preven t i on s i nC hi n a i n t en ye ar s(1990-2000)U l J ou r nal0f Engineer i ng G eol ogy，2000(S)：1—10．【4】黄崇福．自然灾害风险评价理论与实践【M】．北京：科学出版社，2005．H ua ng C F．B asi c pri n c i p l es0f ri s k a nal ysi s0f nat ura l di sas t ers【M】．Beij i ng：sci e nce pr ess．[5】曹洪洋，边亚东，袁颖．一种新的区域滑坡影响因子敏感性分析方法研究与应用Ⅱl湖南科技大学学报(自然科学版)，2009，24(2)．'49-52．C an H Y，B i a n Y D，Y uan Y．A p pl ic at i o n and r esearch of a ne w m et hodon se nsi t i v i t y ana l ys i s0f i n f lue n c e fa c t or s of r egional l an dsl i des【刀．J ou r nal0f H unan U ni ve r si ty of Sc i enc e＆Tceh ndog y(N a t ur a l Sci enceEdi ti on)，2009，24(2)：49—52．嘲黄润秋，向喜琼，巨能攀．我国区域地质灾害评价的现状及问题忉．地质通报，2004，23(11)：1078—1082．H ua ng R Q，№X Q，Ju N P．A m06sm ent of C,hi r m's r egional群df l丑_矗Is：pre se nt s i tuat i on andprobl em s[J]．R egi o nal G eo l ogyo f C hi na，2004。