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基于iSquares理论的区域群发性滑坡灾害风险快速评估模型及应用

极端降雨,群发型滑坡,风险评价

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.21 陆地生态系统对极端气候事件的响应过程、机制和模拟

开展区域尺度群发性滑坡灾害稳定性分析及动力学预测对早期预警和防灾减灾具有重要意义。现有的考虑降雨作用的滑坡确定性物理模型，在开展评估时鲜有考虑滑坡失稳后的灾害动力学过程。针对这一问题，提出一种基于iSquares理论的群发性滑坡灾害风险快速评估模型RRL-Squares（Regional rainfall-induced landslide-Squares）。该模型考虑降雨条件下地表径流和地下湿润峰的时空瞬时变化特征，耦合三维滑坡稳定性计算方法确定失稳单元，利用iSquares数值模型预测滑坡的动力学过程，实现了区域尺度滑坡灾害风险的快速评估。以我国湖南省桂东县2021年发生的降雨诱发区域群发性滑坡-泥石流灾害为例，对RRL-Squares模型进行了实际工程应用。结果表现，土壤渗透系数、粘聚力和内摩擦角是RRL-Squares模型最重要的输入参数；模型准确捕捉了降雨诱发浅层滑坡的时空分布特征，受试者特征曲线表征的精度达到81.2%。此外，由于模型使用了深度平均且不可压缩假设下适用于类流体运动分析的无网格化数值模拟方法，在滑坡失稳和动力学预测方面的计算效率比同类型模型提高了20倍。所提出的模型有望为区域灾害链风险防控和早期预警提供理论和技术支撑。