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基于有效降雨阈值的澧源镇滑坡灾害危险性分析

赵海燕 殷坤龙 陈丽霞 郭子正 杨永刚 檀梦姣

赵海燕, 殷坤龙, 陈丽霞, 郭子正, 杨永刚, 檀梦姣. 基于有效降雨阈值的澧源镇滑坡灾害危险性分析[J]. 地质科技通报, 2020, 39(4): 85-93. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0431
引用本文: 赵海燕, 殷坤龙, 陈丽霞, 郭子正, 杨永刚, 檀梦姣. 基于有效降雨阈值的澧源镇滑坡灾害危险性分析[J]. 地质科技通报, 2020, 39(4): 85-93. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0431
Zhao Haiyan, Yin Kunlong, Chen Lixia, Guo Zizheng, Yang Yonggang, Tan Mengjiao. Landslide hazard analysis of Liyuan Town based on effective rainfall threshold[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(4): 85-93. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0431
Citation: Zhao Haiyan, Yin Kunlong, Chen Lixia, Guo Zizheng, Yang Yonggang, Tan Mengjiao. Landslide hazard analysis of Liyuan Town based on effective rainfall threshold[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(4): 85-93. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0431

基于有效降雨阈值的澧源镇滑坡灾害危险性分析

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0431
基金项目: 

国家重点研发计划 2018YFC0809400

国家自然科学基金项目 41572292

详细信息
    作者简介:

    赵海燕(1993-), 女, 主要从事滑坡灾害风险研究以及边坡设计工作。E-mail: zhaohy2017@cug.edu.cn

    通讯作者:

    殷坤龙(1963-), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事地质灾害预测预报研究工作。E-mail: yinkl@126.com

  • 中图分类号: P642.22

Landslide hazard analysis of Liyuan Town based on effective rainfall threshold

  • 摘要: 以湖南省澧源镇为例,利用证据权模型和灰色关联度模型分别计算了坡度、地层岩性、斜坡形态、土地利用类型、人类工程活动5个因子二级状态证据权值和一级因子权重;综合2种模型确定全区滑坡易发性指数后,完成基于斜坡单元的全区滑坡易发性区划;根据研究区岩土体类型(碎屑岩类、碳酸盐岩夹碎屑岩类、碳酸盐岩类和松散岩土体类)分组研究不同滑坡发生概率下的有效降雨阈值曲线(I-D曲线)。研究降雨时间为3日、有效强度为22.4 mm/d的降雨工况下各岩土体类型滑坡发生的时间概率。综合时间概率和易发性结果得到澧源镇基于有效降雨阈值的滑坡灾害危险性区划图。研究结果表明:澧源镇滑坡灾害高和极高易发区占研究区总面积的25%,主要沿澧河分布;极高危险区和高危险区占研究区总面积的14%,主要分布在澧河北侧。

     

  • 图 1  研究区地理位置及概况

    Figure 1.  Location and overview of the study area

    图 2  1995-2013年桑植县月平均降雨与滑坡数量关系

    Figure 2.  Relationship between monthly mean rainfall and landslide quantity in Sangzhi County from 1995 to 2013

    图 3  澧源镇滑坡易发性分区图

    Figure 3.  Landslide susceptibility zoning map of Liyuan Town

    图 4  澧源镇滑坡易发性预测曲线

    Figure 4.  Susceptibility curve of landslide in Liyuan Town

    图 5  各岩土体类型中滑坡有效降雨阈值曲线图

    Figure 5.  Curve of effective rainfall threshold of landslide in each rock and soil type

    图 6  桑植县澧源镇滑坡危险性分区图

    Figure 6.  Landslide hazard zoning of Liyuan Town, Sangzhi County

    表  1  评价因子信息

    Table  1.   Information of index factors

    一级影响因子 二级影响因子 频率比 证据权重 排序
    坡度/(°) [0, 10) 0.199 8 -2.029 29 19
    [10, 20) 1.790 4 0.550 79 7
    [20, 30) 1.359 1 0.165 23 11
    [30, 40) 0.605 2 -0.860 37 15
    > 40 0.139 5 -0.157 67 13
    岩土体工程地质类型 碎屑岩类 0.008 9 0.169 56 10
    碳酸盐岩夹碎屑岩类 0.007 3 0.215 11 9
    碳酸盐岩类 0.000 0 -0.289 81 16
    松散岩土体类 0.587 3 0.671 95 5
    土地利用类型 林地 0.440 1 -1.247 84 18
    农业用地 1.881 0 0.932 29 4
    建设用地 1.835 6 0.992 22 3
    果园地 1.451 7 0.572 68 6
    斜坡形态 凸形坡 1.036 4 0.257 06 8
    直线坡 0.543 9 -0.772 05 14
    凹形坡 1.189 5 0.008 06 12
    人类工程活动 道路切坡 1.252 5 1.441 11 2
    建房切坡 5.400 2 3.079 03 1
    非切坡区 0.848 9 -0.325 08 17
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    表  2  指标因子权重值

    Table  2.   Weighting of index factors

    坡度 岩土体工程地质类型 土地利用类型 斜坡形态 人类工程活动
    0.177 41 0.179 09 0.201 96 0.174 62 0.266 92
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    表  3  澧源镇易发性等级分区与滑坡频次

    Table  3.   Classification of landslide susceptibility and landslide occurrences in each class

    易发性等级 分级栅格数(A) 分级栅格占比/% 滑坡栅格数(B) 滑坡栅格占比/% 滑坡频次(B/A)
    极低易发区 113 860 25 0 0 0.00
    低易发区 118 859 26 0 0 0.00
    中易发区 106 269 24 471 16 0.00
    高易发区 91 231 20 977 34 0.01
    极高易发区 21 775 5 1 440 5 0.07
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    表  4  桑植县1996年7月18日-22日降雨信息

    Table  4.   Rainfall information of Sangzhi County from July 18 to July 22, 1996

    时间 18日 19日 20日 21日 22日
    降雨量/mm 0.1 14.1 117.2 78.5 0.1
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    表  5  各岩土体类型中不同滑坡发生频率对应的有效降雨阈值曲线

    Table  5.   Effective rainfall threshold corresponding to the frequency of occurrence of different landslides in each rock and soil types

    岩土体工程地质类型 降雨滑坡发生频率/% 降雨阈值曲线
    碎屑岩类 10 I=20.093D-1.099 8
    20 I=27.647D-1.099 8
    50 I=48.692D-1.099 8
    碳酸盐岩夹碎屑岩类 10 I=15.371D-0.593 07
    20 I=19.971D-0.593 07
    50 I=54.981D-0.593 07
    碳酸盐岩类 10 I=25.905D-0.645 76
    20 I=32.931D-0.645 76
    50 I=74.815D-0.645 76
    松散岩土体类 10 I=19.0124D-0.896 7
    20 I=26.830D-0.896 7
    50 I=37.85D-0.896 7
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    表  6  研究工况下各岩土体类型滑坡的有效降雨阈值及时间概率

    Table  6.   Effective rainfall threshold and time probability ofeach rock and soil type under research conditions

    岩土体工程地质类型 降雨阈值曲线 降雨滑坡发生概率P[B|A] 降雨发生概率P[A] 时间概率P
    碎屑岩类 I=74.961D-1.099 8 0.644 4 1 0.644 4
    碎屑岩夹碳酸盐岩类 I=43.571D-0.593 07 0.428 6 1 0.428 6
    碳酸盐岩类 I=45.920D-0.645 76 0.218 4 1 0.218 4
    松散岩土体类 I=60.171D-0.896 7 0.750 0 1 0.750 0
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    表  7  危险性分区与历史滑坡频次

    Table  7.   Hazard zoning and historical landslide frequency

    危险性等级 分级栅格数(A) 分级栅格占比/% 滑坡栅格数(B) 滑坡栅格占比/% 滑坡频次(B/A)
    极低危险区 154 342 34 0 0 0.00
    低危险区 114 804 25 178 2 0.00
    中危险区 122 047 27 1 258 45 0.01
    高危险区 48 125 11 610 21 0.01
    极高危险区 12 676 3 842 32 0.07
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    表  8  危险性验证案例信息及结果

    Table  8.   Information and results of hazard verification case

    滑坡名称 发生日期 所属岩土体工程地质类型 易发性等级及空间概率范围 时间概率 危险性概率值 危险性分区结果 验证结论
    朱家坪四组滑坡 2012-07-23 碎屑岩类 极高易发区(> 0.7) 0.644 4 0.45~0.64 极高危险区(> 0.55) 符合
    卢家湾滑坡 2012-05-01 碎屑岩夹碳酸盐岩类 高易发区(0.5~0.7) 0.428 6 0.21~0.30 中危险区(0.25~0.40) 符合
    朱家台苏桥滑坡 2012-04-05 松散岩土体类 高易发区(0.5~0.7) 0.750 0 0.37~0.53 高危险区(0.40~0.55) 符合
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  • 收稿日期:  2019-06-29

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