暴雨與高溫對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響探究

Summary：近年來，全球變暖導(dǎo)致極端降雨情況增多，此外熱島效應(yīng)加劇，進(jìn)一步增大了地區(qū)暴雨的強(qiáng)度和降雨量極值。暴雨往往具有突發(fā)性和連續(xù)性，而近年來區(qū)域極端高溫、降水事件頻發(fā)，暴雨演化誘發(fā)后續(xù)的一系列地質(zhì)災(zāi)害對(duì)基建設(shè)施的維護(hù)和應(yīng)急管理提出了新的挑戰(zhàn)。基于此，本文就暴雨與高溫對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響進(jìn)行簡(jiǎn)要探討。Keys：暴雨；高溫；地質(zhì)災(zāi)害；影響；1暴雨與高溫災(zāi)害預(yù)警分析城市的擴(kuò)張和發(fā)展離不開基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，但近年城市極端降雨頻率增大，加劇了城市基礎(chǔ)設(shè)施事故的風(fēng)險(xiǎn)。我國經(jīng)歷了快速城鎮(zhèn)化的發(fā)展時(shí)期，大部分地區(qū)傳統(tǒng)基建設(shè)施完善，但也普遍臨近或超過其使用壽命，在面對(duì)暴雨等城市災(zāi)害時(shí)極易引發(fā)嚴(yán)重的事故，例如暴雨造成的城市內(nèi)澇、道路橋梁等交通網(wǎng)絡(luò)的癱瘓、城市老舊管網(wǎng)的破裂等。老基建設(shè)施的安全管理措施大都成熟完備，但是大部分老基建在抵御風(fēng)險(xiǎn)隱患時(shí)更多還是依靠人工的隱患排查和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管，存在效率低下的問題。故在城市災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注城市老基建的事故風(fēng)險(xiǎn)因素及其風(fēng)險(xiǎn)管理。如果已知降水量及高溫具體數(shù)值，可采用軟件監(jiān)管溫度、降雨實(shí)況，通過日綜合溫度、降水量預(yù)報(bào)發(fā)布地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)或預(yù)警。圖1匯總得到了預(yù)報(bào)預(yù)警流程，該圖表示6、12、24h地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)。進(jìn)一步表明，如果某站點(diǎn)的6、12、24h可能會(huì)發(fā)生3級(jí)及以上的降水和高溫時(shí)，便可立即啟動(dòng)預(yù)警警報(bào)，并采取響應(yīng)防護(hù)措施。另一方面，如果將氣象站和溫度站點(diǎn)數(shù)據(jù)及時(shí)更新，那么可以大大提高預(yù)警信息的準(zhǔn)確度。通常在計(jì)算某地區(qū)的日綜合降水量和溫度時(shí)乘以降水衰減系數(shù)作為結(jié)果，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警的結(jié)果應(yīng)為數(shù)值模型預(yù)報(bào)結(jié)合衛(wèi)星云圖分析、降水為雷達(dá)回波、當(dāng)日溫度的研究結(jié)果。圖1地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警流程2實(shí)驗(yàn)分析為例驗(yàn)證本文所提方法的有效性，本文對(duì)試驗(yàn)地區(qū)用所提方法進(jìn)行驗(yàn)證。獲取得到我國某個(gè)地區(qū)降水對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響機(jī)理2.1地質(zhì)災(zāi)害與日降水的關(guān)系表1匯總得到了降雨強(qiáng)度對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響，包括泥石流滑坡等發(fā)生次數(shù)及比例。結(jié)果表明，當(dāng)日降水量大于200mm時(shí)和日降水量大于150mm時(shí)，發(fā)生降水型滑坡的概率分別為32.1%和30.3%，當(dāng)日降水量大于100mm時(shí)，發(fā)生降水型滑坡的概率為16.9%;當(dāng)日降水量大于200mm時(shí)，發(fā)生泥石流的概率為39.5%。該數(shù)據(jù)證明，泥石流、滑坡發(fā)生的重要原因是暴雨，文中所提出的方法可以有效研究不同暴雨條件的影響。表1降雨強(qiáng)度對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響降水類型

＞200

＞150

＞100

＞75

＞50

＞38滑坡次數(shù)

122

115

66

42

19

19比例/%

32.1

30.3

16.9

10.9

4.7

4.9泥石流次數(shù)

435

318

192

101

44

11比例/%

39.5

28.9

17.5

9.1

4.0

1.02.2地質(zhì)災(zāi)害與高溫天氣的關(guān)系雖然降水是影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要因素之一，但是通常地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生時(shí)受多種因素控制的，一般如果降水量比較少，說明該地處于高溫干旱狀態(tài)，土體強(qiáng)度較低，降水可能導(dǎo)致土體劣化，誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。為研究高溫氣候?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害的影響，表2統(tǒng)計(jì)了地質(zhì)災(zāi)害與高溫天氣的相關(guān)關(guān)系。本文主要統(tǒng)計(jì)了研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的前10d結(jié)果。結(jié)果表明，在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前3d，累計(jì)高溫天數(shù)與地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)性都比較大，其相關(guān)系數(shù)均大于0.5，最大相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.57;另一方面，隨著時(shí)間的增多，在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前4d和前8d，兩者的相關(guān)系數(shù)明顯降低，到發(fā)生前第10d時(shí)，相關(guān)系數(shù)僅為0.36，證明累計(jì)高溫天氣與地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)性較差。也即超過10d時(shí)，高溫天氣對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響程度很弱。通過匯總得到了后10d高溫天氣的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)，結(jié)果表明，累計(jì)災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)合計(jì)186次，占后10d高溫天氣總地災(zāi)發(fā)生次數(shù)比例為44.7%，高溫發(fā)生第2天出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的次數(shù)為115次，占總地災(zāi)發(fā)生次數(shù)比例為27.6%，合計(jì)高溫發(fā)生當(dāng)前和第2天的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率為72.2%，這結(jié)果表明，后1d和后2d時(shí)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的高峰期實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)嚴(yán)格對(duì)該時(shí)段進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。表2地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生次數(shù)與高溫天氣累計(jì)時(shí)長(zhǎng)累計(jì)高溫天氣

災(zāi)害當(dāng)天

前1d

前2d

前3d

前4d

前5d

前6d

前7d

前8d

前9d

后10d相關(guān)系數(shù)

0.47

0.56

0.57

0.53

0.48

0.45

0.41

0.37

0.38

0.36

0.362.3滑坡坍塌與小時(shí)降水量分析基于目前研究成果，分析短時(shí)強(qiáng)降水類型A，連續(xù)性降水B和持續(xù)強(qiáng)降水C型對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響，圖2匯總得到研究區(qū)A和B型降水在地質(zhì)災(zāi)害36h的逐時(shí)和累計(jì)降水量圖2表明，如果研究區(qū)的降雨類型為A型，地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象通常發(fā)生在最大降雨時(shí)或降雨后幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，圖3為連續(xù)降雨類型結(jié)果，結(jié)果表明，兩次或多次的B型降雨，當(dāng)降水峰值大于30mm時(shí)，在第二次強(qiáng)降雨后，該區(qū)域可能發(fā)生滑坡等地災(zāi)。圖2崩滑災(zāi)害前36h逐時(shí)和累積降雨量(A型)圖3崩滑災(zāi)害前36h逐時(shí)和累積降雨量(B型)2.4方法評(píng)價(jià)采用專家評(píng)價(jià)法和非飽和滲流兩種研究手段對(duì)地質(zhì)災(zāi)害影響機(jī)理分析結(jié)果進(jìn)行評(píng)估表明，專家評(píng)價(jià)法對(duì)短時(shí)強(qiáng)降雨A型，連續(xù)降雨B型，持續(xù)強(qiáng)降雨C型，短時(shí)高溫D型的平均得分均大于96分，僅對(duì)持續(xù)高溫E型得分為95.8分，證明本文結(jié)果對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響效果評(píng)價(jià)結(jié)果較好。專家評(píng)價(jià)法得到的非穩(wěn)態(tài)飽和滲流對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響評(píng)分均在70分以下。通過與試驗(yàn)的對(duì)比證明，本文所提出的方法可很好的研究暴雨和高溫的影響，也證明了本文方法的有效性。結(jié)語本文提出了引入綜合日降水量和日綜合高溫對(duì)暴雨和高溫下的地質(zhì)災(zāi)害的影響程度進(jìn)行分析及預(yù)警，得到以下結(jié)論:(1)泥石流、滑坡發(fā)生的重要原因是暴雨，文中所提出的方法可以有效研究不同暴雨條件的影響，并能實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)預(yù)警。(2)降水和高溫發(fā)生的后1d和后2d時(shí)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的高峰期。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)嚴(yán)格對(duì)該時(shí)段進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。(3)結(jié)果表明，在高溫發(fā)生當(dāng)前和第2d的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生概率為72.2%，因此除暴雨外，高溫也是導(dǎo)致滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的關(guān)鍵因素。實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)在該時(shí)段加強(qiáng)