基于过程降雨的红层丘陵低山区滑坡灾害气象预警阈值研究
​涂姗姗 刘翔 罗嘉
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​涂姗姗 刘翔 罗嘉,. 基于过程降雨的红层丘陵低山区滑坡灾害气象预警阈值研究[J]. 气候变化研究,20246. DOI:10.12721/ccn.2024.157054.
摘要: 红层丘陵低山区是我国地质环境复杂、生态脆弱的重要区域之一。近年来,随着气候变化的影响,该地区的降雨模式发生了显著变化,极端降雨事件频发,导致滑坡灾害频发,给当地人民生命财产安全带来了严重威胁。因此,建立基于过程降雨的滑坡灾害气象预警阈值,对于提高预警准确性、减少灾害损失具有重要意义。基于此,以下对基于过程降雨的红层丘陵低山区滑坡灾害气象预警阈值进行了探讨,以供参考。
关键词: 基于过程降雨;红层丘陵低山区;滑坡灾害;气象预警阈值研究
DOI:10.12721/ccn.2024.157054
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引言

湖北省作为中国中部的重要省份,其地理环境复杂多样,其中红层丘陵低山区地形起伏,地质构造复杂,是滑坡灾害易发区之一。随着气候变化和人类活动的影响,滑坡灾害频发,给当地居民的生命财产安全造成严重威胁。因此,研究基于过程降雨的滑坡灾害气象预警阈值,对于提高防灾减灾能力具有重要意义。

1过程降雨概述

过程性降雨是指在一定时间范围内发生的具有一定时空特征的降水过程,通常以雨季、雷雨季或降雨事件作为研究对象。其特点包括降水量较大、雨强变化剧烈、持续时间较长、空间分布不均匀等,对于生态环境和自然地质灾害如滑坡、泥石流等的发生具有重要的影响。过程性降雨的发生受多种因素影响,主要包括气旋、锋面、对流等气象系统的活动,山地、地形的地形抬升作用以及水汽含量等。这些因素相互作用下,会导致大范围的、较强强度的降水事件。在红层丘陵低山区,过程性降雨常常呈现多发性、局地性和强降雨性的特征。由于地形复杂,容易形成地形抬升产生降水,再加上容易形成对流性降水的气候条件,使得过程性降雨频繁且具有显著的时空非均质性。这种特殊的气象特点使得这一地区的滑坡灾害风险增加,因此对过程性降雨的研究具有重要的现实意义。在分析过程降雨的时候,往往需要考虑降雨的总量、强度、时程、频次等降水要素,还需要关注降雨空间分布、持续时间等因素。这些要素对于滑坡等地质灾害的发生都有直接影响,因此构建针对性的过程性降雨预警系统对于减少滑坡灾害具有重要意义。

2滑坡灾害发育特征

地形地貌特征:滑坡多发生在陡坡、沟谷、山脊等地形地貌复杂的区域。陡坡易受坡面侵蚀和重力作用影响,导致土层失稳,从而引发滑坡灾害。同时,地震、暴雨等自然因素也会加剧滑坡的发生。岩石结构和岩土性质:滑坡的发生与受滑动断裂面控制的地质结构密切相关。存在节理、褶皱、断层等构造破裂,或者土层质地松散、含水量高等情况时,滑坡易于发生。岩土层的稳定性和抗剪强度是滑坡发育的重要因素。条件:气候因素对滑坡的发育也有重要影响。较高的降雨量可能导致土壤饱和、岩体微裂等,增加了滑坡发生的风险。此外,气温变化、冻融作用等也会对滑坡的形成产生影响。植被覆盖:植被在防止滑坡发生中扮演着重要角色。密度适当的植被可以有效减缓水土流失,提高土壤的稳定性,减少滑坡的发生。然而,过度开发、滥伐林木等会降低植被覆盖率,增加滑坡的危险性。人为因素:人为活动也会对滑坡的发育产生重要影响。土地开发、采石、排水工程等人类活动可能改变原有地质条件,增加了滑坡的风险。不规范的规划建设、违法开采等行为也会诱发滑坡事件。

3基于过程降雨的红层丘陵低山区滑坡灾害气象预警阈值的建议

3.1精细化降雨监测与数据收集

针对红层丘陵低山区的滑坡灾害预警,首要任务是实现对降雨过程的精细化监测与数据收集。由于该区域地质环境复杂,降雨特征多变,因此必须建立密集的降雨观测网络,包括自动气象站、雨量计等设备的布设,确保能够实时、准确地获取降雨数据。我们还应注重历史降雨数据的收集与整理。通过对历史数据的深入分析,我们可以了解该区域降雨的时空分布规律,为预警模型的构建提供基础数据支持。此外,结合遥感、雷达等现代技术手段,实现对降雨过程的动态监测和实时数据更新,提高预警的时效性和准确性。除了降雨数据,我们还应综合考虑其他与滑坡灾害相关的地质、环境等数据。例如,地质构造、地层岩性、地形地貌等因素对滑坡灾害的发生具有重要影响。因此,我们需要建立完善的数据共享机制,整合多源数据资源,为预警模型的构建提供更全面的数据支撑。

3.2完善预警模型与算法

预警模型的构建是滑坡灾害气象预警的核心环节。针对红层丘陵低山区的特点,我们应选取适合的预警模型与算法,并结合实际情况进行优化和改进。我们需要考虑降雨强度、降雨历时、降雨类型等降雨特征对滑坡灾害的影响。通过深入分析这些特征与滑坡灾害之间的关联性,我们可以确定预警模型的输入参数,并建立相应的数学模型。我们需要考虑地质条件、地形地貌等其他因素对滑坡灾害的影响。这些因素与降雨特征共同作用于滑坡灾害的发生过程,因此需要在预警模型中予以充分考虑。我们还应注重预警模型的验证与优化。利用历史数据对模型进行验证,评估其预测精度和可靠性。根据验证结果,对模型进行必要的调整和优化,提高其预警性能。

3.3加强预警信息发布与应急响应

预警信息的发布需要迅速、准确且覆盖面广。我们应利用现代通信手段,如手机短信、电视广播、网络平台等,确保预警信息能够第一时间传达给公众和相关决策部门。同时,建立多渠道的预警信息发布体系,确保信息的及时性和准确性。对于偏远地区或信号覆盖不佳的地方,可以考虑使用卫星通信或无人机等方式进行信息发布,确保预警信息的全面覆盖。应急响应机制的建立需要明确各部门的职责和任务,形成快速、高效的响应流程。一旦接收到预警信息,相关部门应立即启动应急预案,组织救援力量,调配救援物资,确保在灾害发生时能够迅速展开救援行动。同时,加强与相邻地区的协调合作,形成区域性的防灾减灾合力,共同应对滑坡灾害带来的挑战。我们还应加强公众防灾减灾意识的宣传和教育。通过举办讲座、开展演练、发放宣传资料等方式,提高公众对滑坡灾害的认识和应对能力。让公众了解预警信息的含义和应对措施,知道在灾害发生时如何自救和互救,减少灾害带来的损失。加强预警信息发布与应急响应是红层丘陵低山区滑坡灾害气象预警中的重要环节。

结束语

通过深入分析红层丘陵低山区的降雨特征与滑坡灾害之间的关系,成功构建了基于过程降雨的滑坡灾害气象预警模型,并确定了相应的预警阈值。这一成果不仅提高了滑坡灾害预警的准确性和及时性,也为红层丘陵低山区的防灾减灾工作提供了重要的科学依据。然而,我们也认识到,滑坡灾害的发生受到多种因素的影响,未来的研究还需要进一步考虑其他地质、环境等因素的综合作用。同时,随着气候变化和人类活动的不断影响,滑坡灾害的预警和防治工作也将面临新的挑战和机遇。我们将继续关注这一领域的研究进展,为红层丘陵低山区的防灾减灾工作贡献更多的力量。

参考文献

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