1、第24卷增2 岩石力学与工程学报 V0124 Supp22005年1 1月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov,2005四川省滑坡灾害记录分析杨媛媛,黄宏伟(同济大学地下建筑与工程系,上海200092)摘要t在滑坡记录的基础上,结合地质、气温及降水分布,对四川省滑坡灾害进行了系统分析。通过对19492001年四川省的400起滑坡灾害数据的研究,分析了降雨、温度及地震对滑坡发生的影响,建立了滑坡的发生概率与季节变化的分布图。此外,还对滑坡体积的频数进行了统计,建立了累计频数百分比与滑坡方量的定量关系,并与香港地区进行了比较。
2、关键词:岩土工程;滑坡;数据分析;伤亡率中圈分类号:P 6422 文献标识码:A 文章编号:10006915(2005)增2536605LANDSLIDE HAZARD PRoBABILITY ANALYSIS FOR SICHUANPRoVINCE USING LANDSLIDE INVENToRYYANG Yuanyuan,HUANG Hongwei(Department ofGeotechnical Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China)Abstract:Landslides,defined as the movement
3、 of a mass of rock,debris or earth down a slope,can be triggeredby a variety of external stimulus,such as intense rainfall,earthquake shaking,water level change,storm waves,rapid stream erosion or some human activities that cause a rapid i矗crease in shear stress or decrease in shearstrength of slope
4、-forming materialsThey can resulin enormous casualties and huge economic losses inmountainous regionsBased on the published records of landslides,it is found that Sichuan Province takes up thehighest percent in ChinaThis paper presents a landslideinventory-based framework for systematic landslidehaz
5、ard analysis by employing historical landslide data in Sichuan Province,coupling with geological,geomorphologic,climatic,and rainfall dataBased on 400 landslide data from 1949 to 2001,the seasonaldistributions of landslides are established and compared with the seasonal rainfall variationThe cumulat
6、ivefatalities and injuries caused by landslides increase with the cumulative rainfall in Sichuan Province,indicating astrong correlation between rainfall and landslide consequencesThe frequency-volume relationship for landslide inSichuan has been consideredBased on previous study,the cell size is se
7、lected as logarithmicWhile the dataavailable for analysis is only 89,the relationship is not sufficiently representativeHowever,it is obvious that ithas the same distribution as Hong Kong,except that the scale of landslides is different:most of the reportedlandslides have volume exceeding 1 00 000 m
8、,and the majority of the landslides in Hong Kong have a volumeless than 500 m。In addition,the relationship in Hong Kong is updated on the basis of lands1ide data from 1 992200 1And in the analysis,the data that just has a dim range is not included and for those that have clear range,theaverage value
9、s are usedThe average annual fatality and injury rates in Sichuan Province caused by landslide are4988and 2806,respectivelyKey words:geotechnical engineering;landslides;data analysis;casualty rate收藕日期l 20050626;修回日期:200507 01作者简介:杨媛嫒(1982一),女,现为硕士研究生,主要从事边坡工程和隧道工程方面的研究工作。E-mail:、yyy623126coin。第24卷增2
10、 杨媛媛等四川省滑坡灾害记录分析 53671 引 言滑坡是指岩石、碎石或者土体沿破面的运动。引起滑坡的外部因素很多,诸如强降雨、地震、水位变化、暴风雨、河流侵蚀、人类活动等,都可能引起坡面材料剪应力的急剧上升及抗剪强度的急剧下降。滑坡有不同形式,包括崩塌、岩滑、碎石流、塌方、岩崩、泥流【l2】。在许多国家,滑坡造成的经济损失和伤亡比预计的要严重得多,而且每年带来的经济损失也远比其他自然灾害(如地震、洪水、暴雨)惨重13。在美国,每年滑坡带来约1020亿美元的经济损失和2550人死亡【4J。意大利在12791999年期间840次滑坡中的死亡总人数超过1万人pJ。在中国,19511989年期问,由
11、滑坡引起的死亡人数保守估计超过5 000人,平均每年超过125人,而且平均每年的经济损失大约为5 000万美元【6】o从我国公布的滑坡记录来看,四川省是滑坡最频繁的省份。四川盆地泥石流滑坡主要发生在68月,多发区在四川盆地西南部,其气象成因是四川盆地多暴雨,为多发泥石流滑坡提供了充足的水源条件【7】。港渝两地在地形、地貌上有许多相同或类似,且均雨量充沛,研究发现当24 h降雨强度小于100mm时,发生大量滑坡的概率很低,从1 h降雨强度分析,当降雨强度达70 mlTlh时,滑坡的数量及严重性都会增加瞄J。重庆市的滑坡体积大多超过了100 000 m3【91。本文主要综合分析四JIl省的滑坡灾害
12、,特别是滑坡的季节性分布,降雨量和滑坡次关系,地震对滑坡的影响。此外,还对滑坡体积的频数进行了统计,建立了累计频数百分比与滑坡方量的定量关系。根据全国的19491999年的滑坡数据计算了四川省的年伤亡率。2滑坡记录分析法研究滑坡发生概率有多种方法,主要分为4类:记录分析、探索分析、统计分析及确定性分析【I川。滑坡记录分析法是最直接的研究方法。通过收集某一地区某段时间滑坡资料,分析滑坡发生的频率,可以可靠地预测该地区的滑坡发生概率。建立诱发因素与滑坡次数的关系及滑坡频率与滑方量的关系可以帮助说明滑坡概率。但滑坡记录分析只能用于已经发生滑坡的地区,而对尚未有滑坡历史的地区不适用。3地质和气候条件四
13、川位于亚热带范围内,由于复杂的地形和不同季风环流的交替影响,气候复杂多样。东部盆地大部年降雨量为900 1 200 mm。但在地域上,盆周多于盆底,盆西缘山地是全省降雨最多之地,为1 300l 800 mm;其次为盆东北和东南缘山地,为1 200 1 400 mm;盆中丘陵区降雨最少,为8001 000 mm。在季节上,冬季(12月次年2月)降雨最少,占全年总降雨量的35,夏季(510月)降水最多,占全年总降雨量的80,冬干夏雨,雨热同期。川西高原降雨少,年降雨量大多为600700 mm,金沙江河谷的年降雨量400 mm。干雨季分明,69月为雨季,降雨量占全年总雨量的7090;11月次年4月为
14、干季,各月降雨量小于10 mm。川西南山地降水地区差异大,干湿季节分明。大部年降雨量为800 1 200 mm。木里以北与川西北高原接壤,年降雨量小于800 mm;安宁河东侧与东部盆地相当,年降雨量为1 000 mm左右。雨季(69月)降水占全年总降雨量的8590。4滑坡灾害分析本节主要使用滑坡记录进行灾害分析,这些数据主要来源于中国可持续发展信息网(http:wwwsdinfonetcn),气候和降雨量的信息来自中国自然资源数据库(http:wwwnaturalresourcescsdbcn)。41滑坡季节分布及影响因素(1949“-2001年)图l(a)是四川1省的滑坡季节分布状况,从中可
15、以看出每年七份月发生滑坡最为频繁。从月平均降雨量和温度的分布曲线(图1(b)可以看出,滑坡的季节分布与降雨量及气温之间的相关性很强。本文进一步研究了暴雨对滑坡的影响。图2所示为19812001每月发生暴雨次数和滑坡数量,图3所示为19802001年间的每年的滑坡数量,由图2,3可知,1982,1996和1998年的滑坡最多,而从降雨量来看,恰恰这些年发生暴雨最多。因此,进一步证明了降雨量对滑坡的影响。图4所示为累计的地震频数分布,对比图1可以看出两者的相关性很弱,这可能是由于选用的滑坡数据都是由降雨引起的原故。5368 岩石力学与工程学报 2005年-州 I广1f1 2(a)4 5 6 7 8
16、 9 10 ll 12月份省滑坡频率的季节分布图7060蓬50蛐籁40艇30母蝻20100月份(b)降雨量和温度分布曲线图1基本资料Fig1 Basic data0 2 4 6 8月份图2滑坡和暴雨频率的季节分布Fig2 Seasonal distribution of landslides and rainstorms42四川滑坡引起的伤亡率意大利从14101999年的至少996次滑坡中,据估计至少伤亡12 421人【5J,年伤亡人数为21人【21;香港19481996年的258次滑坡中死亡人数和受伤人数分别为556和570人,年伤亡人数为2298川21。据统计,在全国的滑坡记录中,四川发生
17、的滑坡次数占153,死亡人数占211,受伤人数占121。图5所示为中国19491999年的伤亡总数,在总共2 099次滑坡中死亡12 055人,受伤11 827人。3025蓬20羹15棼10501980 1985年份1995 2000 2005图3年累计滑坡次数(19802001年)Fig3 Yearly distribution of landslides(19802001)蜒=妊螓皑舞士蝶月份图4四Jrf省累计地震频数的季节分布Fig4 Seasonal distribution of earthquake in Sichuan蒜,U怒:b垛年份图5中国的累计伤亡人数(19491999年)
18、Fig5 Cumulative fatalities and injuries in China(i9491999)四川省的322次滑坡中死亡人数和受伤人数分别为2 544人和1 431人,年平均死亡人数和受伤人数分别为4988人和2806人。因此,年伤亡率为7794。43滑坡体积及频率的关系文11】收集了香港地区在19921997年的2 811加如如m0p巡啊M挖加他mH!mB642、螂舔鄹磐士略gm,嘲崆世母F牛叹、巅幢嘴7654320第24卷增2 杨媛媛等四川省滑坡灾害记录分析 5369组滑坡数据,建立了滑坡累计频率与滑方量的关系,文2】通过分析19921998午594组滑坡数据,建立了
19、香港岛滑坡累计频率与滑方量的关系。本文将建立四川地区滑坡频率与强度之间的关系,并对香港地区的关系进行更新。在数据收集过程中,没有采用只给出模糊范围的数据,以增加关系式的可靠程度。图6,7分别给出了香港地区和四川省滑坡累计频率与滑坡方量的关系图。基于以前的研究,采用对数作为坐标单元,这样就得到了曲线线性部分的回归直线(表1)。母辎鼙:b蝶滑坡方量,m3图6累计频率一滑坡方量关系(香港)Fig6 Cumulative frequencyvolume relationship(Hong Kong)冰巅_!襄5士嚼滑坡方量m3图7累计频率一滑坡方量关系(四川)Fig7 Cumulmive freque
20、ncyvolume relationship(Sichuan)四川省累计滑坡频率与体积的关系:lgN=47150516 lgV麦1TableI累计频率一滑坡方量关系线性部分的回归直线Regression Hne fit to the linear parts of cumulativefrequencyvolume relationship香港地区的变化趋势基本相同。由图6,7可知,四川省的滑坡方量大部分都超过了100 000 m3,而香港地区则小于500 ITl3。5结论基于滑坡记录,对四川省进行了滑坡灾害分析,经过分析400组滑坡数据,得到以下结论:(1)滑坡的累计每月发生次数与降水量及气
21、温的分布相关性很强,而与地震关系不大。(2)19491999年滑坡死亡和受伤总人数分别为2 544和1 431人,年平均伤亡人数为7794人,其中死亡人数4988人,受伤人数2806人。(3)滑坡累计频数与滑方量之间的曲线与香港地区相似。对于滑坡产生的后果和风险评估,有待于进一步研究,在此基础上可建立四川省的滑坡风险图。参考文献(References):【1】Dai F C,Lee C F,Ngai Y Y Landslide risk assessment andmanagementan overviewJEngineering Geology,2002,64(1):6587【2 Chau
22、K T,Sze Y L,Fung M K,et a1Landslide hazard analysis forHong Kong using landslide inventory and GzsJIComputer andGeosciences,2004,30f4):4294433】 Guzzetti F,Carrara A,Cardinali M,et a1Landslide hazard由于用于分析的数据只有89组,因此,得到的关系不具备完全的代表性,但可以明显看出,它和evaluation:a review of current techniques and their applica
23、tion in amulti-scale study,Central ItalyJGeomorphology,1999,3 1:181216Schuster R L,Fleming R wEconomic losses and fatalities due tOlandslidesJBulletin of the Association of Engineering Geologist,1986,23f11:11285370 岩石力学与工程学报 2005笠6Guzzetti E Landslide fatalities and the evaluation of landslide risk
24、inItalyJEngineering Geology,2000,58:89107Li T,Wang SLandslide Hazards and Their Mitigation in ChinaMBeijing:Science Press,1992郁淑华四川盆地泥右流滑坡的时空分布特征及其气象成凶分析J】高原气象,2003,22(增1):8389(Yu ShuhuaAnalysis ofspatialtemporal characteristics of mud-rock flow and landslide inSichuan basin and its meteorological c
25、auseJPlateau Meteorology,2003,22(Supp1):8389(in Chinese)汪 敏滑坡灾害风险分析系统理论及在港渝地区应用研究博士学位论文D】重庆:重庆大学,2001(Wang MinResearchon the theory of landslides hazard risk analysis and its application toHong Kong and ChongqingPh DThesisDChongqing:Chongqing University,2001(in Chinese)9 张粱,张亚成,罗元华地质灾害灾情评估理论与实践【M】北京
26、:地质出版社,1998(ZhangLiang,ZhangYacheng,LuoYuanhuaThe Theory and Application of Geological Hazards EvaluationMBeijing:Geological Publishing House,1998(in Chinese)110】Soeters R,Westen V C JSlope instability,recognition,analysis,and donationsAIn:Turner A K,Schuster R L edLandslides:Investigation and Mitig
27、ation,Special Report 247,TransportationResearch Board,National Research CouncilCWashington,DC:National Academy Press,19961291771 1】Dai F C,Lee C E Frequency-volume relation and prediction ofrainfallinduced landslidesJEngineering Geology,2001,59(34):253266岩石力学与工程学报稿件远程处理系统开通事宜在中国科学院高水平学术期刊国际化基础设施建设项目
28、基金资助下,经过多方的共同努力,岩石力学与工程学报稿件远程处理系统已于2005年8月16日投入使用,该系统包括远程作者投稿、作者查稿、专家审稿和编辑4个功能模块。作者、审稿专家和编辑可以通过登陆网址:http:wwwrockmechorg,分别点击各功能模块来完成相应的功能。作者可通过本系统填写个人信息、设置用户和密码,以及上传投稿稿件的WORD电子文档,随时查询稿件的审理进程。审稿专家可根据收到稿件审稿单上的用户名和密码登陆,然后评审相应的稿件并填写审阅意见。岩石力学与工程学报稿件远程处理系统的开通将给广大读者、作者、审稿专家和编辑部的工作带来方便,并提高稿件处理效率。欢迎广大读者使用本刊稿件远程处理系统进行投稿、查询稿件,也欢迎本刊审稿专家使用本系统完成审稿。为了更好地改进我们的工作,欢迎您在使用该系统过程中提出宝贵的意见和建议。(本刊编辑部)