石柱县沙岭滑坡监测点降雨特性研究

目  录
摘要    2
Abstract    2
文献综述    3
引言    8
1 研究区概况    8
1.1 研究区自然条件    8
1.1.1 地理位置    8
1.1.2地形地貌    8
1.1.3 气候    9
1.1.4 植被    9
2.研究材料与方法    9
2.1降雨资料    10
2.2 分析方法    11
3.结果与分析    11
3.1  石柱县沙岭年降雨量特性分析    11
3.2  石柱县沙岭月降雨量特性分析    14
3.3  石柱县沙岭日降雨量特性分析    15
4.结论    18
参考文献    19
致  谢    20
 
石柱县沙岭滑坡监测点降雨特性研究 

摘要：本文通过对石柱县沙岭滑坡监测点1995～2000年6年间月降雨数据及763场降雨记录进行统计分析，研究区域的降雨特性，得出了年降雨量分布规律，多年降雨量均值1142.4mm，年最大降雨量达到了1455.5mm，年最小降雨量只有932.1mm，相差523.4mm，近6年年降雨量很不均衡。月降雨量分布规律，即降雨具有明显的季节性特征，主要集中在5～8月，平均降雨量占了全年降雨量的64.83%。以及日降雨量分布规律，即日降雨量在25～50mm的大雨以及100～200mm的暴雨日数虽然不多，但降雨量分别占到21.58%和18.85%；以此为沙岭滑坡监测点的滑坡灾害防治提供参考。
关键词：沙岭，滑坡，降雨特性

Study on characteristics of rainfall in landslide of shaling Shizhu

Abstract：In this paper ,basing on the shaling Shizhu landslide monitoring sites from 1995 to 2000 on 6 years of rainfall data and records of 763 and analysis rainfall characteristics of the study area ,it resulted in distribution of annual rainfall, average rainfall for many years 1142.4mm, the annual maximum reached rainfall 1455.5mm, only minimum rainfall 932.1mm, a difference of 523.4mm, the annual rainfall in nearly 6 isn’t stability，the monthly rainfall distribution, rainfall has obvious seasonal characteristics, mainly concentrated in 5 to 8 month, average rainfall was accounting for 64.83 percent in the annual rainfall. As well as daily rainfall distribution, while rainfall in the 25 ~ 50mm and 100 ~ 200mm of rain days are small, rainfall accounted for 21.58% and 18.85%; for shaling landslide hazard monitoring points provide a reference control.
Key Words：shaling, landslides, rainfall characteristics
 

文献综述

1.滑坡
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。
1.1 滑坡的分类
滑坡分类的目的在于对发生滑坡作用的地质环境和形态特征以及形成滑坡的各种因素进行概括，以便反映出各类滑坡的工程地质特征及其发生发展的规律，从而有效地预测和预防滑坡的发生，或在滑坡发生之后有效的进行治理。根据不同的原则和指标，各国学者和工程部门对滑坡提出了各种分类方案；对于一个滑坡，从不同的角度可以有不同的分类。
（1）根据物质可分为黄土、粘土、碎屑和基岩滑坡。
（2）根据岩性和构造可分为顺层面、构造面和不整合面滑坡等。
（3）按滑坡的滑动力学特征，则可分为推动式、平移式和牵引式滑坡。
（4）根据滑坡体厚度可分为浅层（数米）、中层（数米至20米）和深层（数十米以上）滑坡。
（5）从研究山坡发展形成历史出发，则可以分为古滑坡、老滑坡、新滑坡、现代活滑坡等类型，日本渡正亮则按滑坡的发展阶段，将滑坡分为幼年期、青年期、壮年期和老年期。
（6）根据触发原因可分为人工切滑、冲刷、超载、饱水、潜蚀和地震滑坡等。
1.2  滑坡要素
一个滑坡从孕育到形成，一般都有一个从量变到质变的过程，即经历从孕育、蠕变、剪切、形成四个阶段。这个过程因滑坡形成环境和影响因素的不同而有长有短。通常斜坡上的地质体进入蠕变阶段即可视为滑坡。而当滑坡已经发展到了一定的阶段并出现明显的标志时（如滑面已经贯通、滑体发生了明显位移），都具有一些可以测量的特征，这些特征就是滑坡要素，即滑坡体，滑动面，滑坡床，滑坡周界，滑坡壁，滑坡台阶，封闭洼地，滑坡舌，滑坡鼓丘，拉张裂缝，剪切裂缝，扇形裂缝，鼓张裂缝，滑坡泉，剪出口，滑坡坝和滑坡湖，滑坡轴，主滑方向，滑动距离等。了解滑坡要素是认识、分析滑坡的基础，也是不同滑坡间相互对比的前提[1] 。
1.3 滑坡的形成条件
探讨滑坡的形成条件，必须考虑影响边坡稳定性的因素，影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等。它们常常起着主要的控制作用。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工开挖、爆破以及工程荷载等。
产生滑坡的内部条件与组成边坡的岩土的性质、结构、构造和产状等有关。不同的岩土，它们的抗剪强度、抗风化和抗水侵蚀的能力都不相同，如坚硬致密的硬质岩石，它们的抗剪强度较大，抗风化的能力也较高，在水的作用下岩性也基本没有变化，因此，由它们所组成的边坡往往不容易发生滑坡。反之，如页岩、片岩以及一般的土则恰好相反，因此，由它们所组成的边坡就比较容易发生滑坡。从岩土的结构、构造来说，主要的是岩（土）层层面、断层面、裂隙等的倾向对滑坡的发育有很大的关系。同时，这些部位又易于风化，抗剪强度也低。当它们的倾向与边坡坡面的倾向一致时，就容易发生顺层滑坡以及在堆积层内沿着基岩面滑动；否则反之。总之，当边坡的岩性、构造和产状等有利于边坡的发育，并在一定的外部条件下引起边坡的岩性、构造和产状等发生变化时，就能发生滑坡。 
    滑坡发育的外部条件主要有水的作用，不合理的开挖和坡面上的加载、振动、采矿等，以前两者为主。
2．降雨
从云层中降到地面的液态水, 称为降雨。降雨来自云中, 但有云不一定有降雨, 只有当云体发展到一定程度, 使云滴增长到上升气流再也托不住时, 大云滴才会离开云体而降落。在降落过程中, 一部分云滴在空中被蒸发掉, 另一部分在空中没有被蒸发掉而最终降落到地面, 成为降雨[2]。
降雨类型:对流雨、台风雨、地形雨、锋面雨。
按降雨的性质可分为连续性、阵性和间歇性降雨。阵性降雨开始和停止都比较突然，降雨强度变化大；连续性降雨持续时间较长，降雨强度变化不大；间歇性降雨的降雨强度较弱，并常有一定长时间的断续现象。降雨的形成主要决定于上升气流的强弱和水汽供应量充足与否[3]。
降雨等级分为：小雨、中雨、大雨、暴雨和特大暴雨。在气象部门，各级降水强度都有专门用语：以24小时降水量为标准，降雨量不足10mm为小雨；降雨量在10～24.9mm之间为中雨；降雨量在25～49.9mm之间为大雨；降雨量在50～99.9mm之间为暴雨；降雨量在100～249.9mm之间为大暴雨；降雨量大于等于250mm为特大暴雨。出现暴雨以上的降雨就为灾害性天气，称为强降雨。
产生降雨的主要过程有：①天气系统的发展，暖而湿的空气与冷空气交汇，促使暖湿空气被冷空气强迫抬升，或由暖湿空气沿锋面斜坡爬升。②夏日的地方性热力对流，使暖湿空气随强对流上升形成小型积雨云和雷阵雨。③地形的起伏，使其迎风坡产生强迫抬升，但这是一个比较次要的因素。多数情况下，它和前两种过程结合影响降水量的地理分布[4]。
降雨不仅是一个重要的气候要素,也是一个关键的水文要素。它对区域水资源时空分布生态环境形成与演变以及农业生产起着决定性的影响。另外,降雨是造成土壤流失、山洪、滑坡、泥石流等灾害的主要诱因[5]。分析降雨时空变化规律是研究气象变化、水文循环以及环境演变的基础,成为气象学家、水文学家以及生态环境学家研究的热点[6]。近年来,随着对未来气候变化研究的重视,国内外建立多种全球气候模型( GCMs) 或区域气候变化模型(RGMs) ,预测不同温室气体排放情景下未来降雨变化趋势[7]。但未来全球气候变化预测结果还存在很多不确定性因素, 政府间气候变化组织( IPCC) 对气候变化预测结果的评价为:气温升高预测结果较为可靠,而降雨预测结果还存在很大不确定性。因此,利用实测历史资料分析降雨时空分布规律及变化趋势,对增强未来气候变化认识及其对区域水文、生态环境影响分析具有重要的参考价值[8]。
3．降雨对滑坡影响
目前, 对降雨诱发滑坡的研究主要集中在个方面：一是采用统计分析的方法寻求降雨与滑坡之间的相关性规律, 对滑坡进行动态预报二是研究降雨人渗的物理过程, 并建立相应的模型, 对滑坡的稳定性进行分析[9]。
大量的滑坡发生在大雨、久雨及特大暴雨之后的事实,使人们很早就开始重视降雨与滑坡的关系研究。不少学者从降雨量、降雨强度及降雨形式的角度分析了降雨与滑坡之间的关系, 其总体观点为降雨型滑坡的时空分布, 严格受降雨地区及降雨时间的控制, 雨量越大的地区滑坡越发育, 且滑坡剧烈活动的时间与降雨时间相吻合或略滞后。但“ 雨量越大的地区滑坡越发育” 只是一个笼统的概念, 没有确切的“ 量”的指标, 无法对滑坡预测预报工作进行指导。按照孔隙水压力理论, 降雨型滑坡是在坡体地下水位达到斜坡失稳的临界状态时发生的, 而大多数斜坡的地下水位都受控于降雨的补给量, 因此可以按照降雨量来间接进行滑坡预报[10]。基于这一思路, 大量学者在定义和计算不同尺度的临界降雨量肠一工方面进行了大量研究工作。如四川省普降暴雨,诱发大量滑坡, 当时的成都地质学院将作为四川盆地的临界降雨量。然而, 雨季滑坡中某一时段地下水位的波动一般是含水系统对此前多次降雨的综合响应, 因此前期降雨量是研究中的重点和难点问题之一[11]。文献介绍了四川盆地、陕南地区及鄂西地区等几个主要暴雨滑坡集中区的临界暴雨强度, 并分析了各地临界暴雨强度同的主要原因, 在此基础上得到结论影响的因素包括地层岩性、地质构造、滑坡特征、地表植被及多年降雨量等, 因此不同地区的不同并指出前期降雨量对滑坡滑动是否有明显影响, 取决于滑体岩土的性质及滑坡形成机制等多种因素,不可一概而论。而文献认为一次降雨并不一定会导致滑坡发生, 而每次降雨中也只有部分降雨量对滑坡的发生起作用,故提出了用有效降雨量和降雨强度。
降雨诱发滑坡” 仅仅是直观的说法, 严格来讲, 是降雨转化的地下水及其与斜坡岩土体之间的相互作用诱发滑坡。地下水作为地质营力之一, 与边坡岩土体之间作用（水-岩作用）可分为物理作用、化学作用和力学作用, 水-岩作用在滑坡的孕育和发生中有着不可估量的作用[12]。然而, 降雨诱发滑坡是多因素综合约束的结果, 总体看来, 是通过促进滑移面剪应力增大、促使滑带土抗剪强度降低来实现的, 就目前资料分析, 主要表现在以下几个方面：一是降雨人渗对边坡岩土体加载作用, 使其含水量增大, 重度变大, 从而滑移面的剪应力增大。二是降雨人渗产生的地下水与岩土体产生润滑、泥化及软化及水化作用, 改变了岩土体的力学性状,导致其内聚力下降, 基质吸力减小, 抗剪强度降低。三是降雨人渗后导致边坡内地下水位升高, 在坡脚处难以瞬间排泄,产生静、动水压力使其滑移同时在边坡后缘拉裂缝内产生很大的静水压力使裂缝扩容, 导致更多的降雨人渗坡体瞬间滑移使坡前地下水渗流的排泄通道迅速减小当渗流量一定, 而渗透断面趋于零时, 渗透动水压力趋于无穷, 在坡前产生极高的渗透区, 即出现水激现象。四是地下水位升高时,对滑体产生浮托作用, 降低了抗滑力。五是降雨侵蚀坡脚,破坏坡体, 改变着边坡结构[13]。
石柱县存在一定的滑坡灾害，且主要发生在1995～2000年之间，2000年之后滑坡比较少，因此本文选取石柱县沙岭滑坡监测点1995～2000年的降雨数据进行分析，得出降雨特性，对监测点滑坡防治措施规划等工作具有重要的意义。