近日，南方科技大學環境科學與工程學院鄭春苗研究團隊利用基於邊坡水文和土力學耦合的流域尺度降雨型滑坡數值模擬手段，揭示了單次降雨事件中降雨強度動態變化特徵對降雨型滑坡發生運移和危險性動態演進的影響機制。研究成果以“降雨強度的動態變化特徵影響滑坡發生發展和危險性動態演進（Rainfall intensity temporal patterns affect shallow landslide triggering and hazard evolution）”為題在地球科學領域頂級期刊Geophysical Research Letters 上發表。
降雨型滑坡是世界範圍內頻發的一種嚴重自然災害，常給人類生命財產造成重大損失。降雨事件中降雨強度的動態變化特徵影響邊坡水文過程和土體力學響應，進而影響滑坡的發生時間和空間分佈。目前相關研究多聚焦於降雨事件的平均降雨強度和降雨持續時間對滑坡的控制作用，鮮有降雨強度時間序列的動態變化特徵對滑坡的影響機制的相關研究。因此，研究團隊主要針對“降雨強度時間序列的動態變化特徵如何影響降雨過程中滑坡的發生發展和滑坡災害危險性的動態演進”核心科學問題展開了研究。
圖1. 降雨強度動態變化特徵改變降雨入滲和滑坡發生規模
研究團隊首先建立降雨強度時間序列的定量表徵，利用隨機過程模擬技術，生成一系列具有不同動態變化特徵的降雨時間序列。接著，研究團隊利用基於邊坡水文和土力學耦合的流域尺度先進降雨型滑坡發生運移和危險性評價模型LHT（Landslide Hydromechanical Triggering），精細模擬不同降雨模式下的降雨入滲、土體強度演化和滑坡的發生運移過程，進而分析刻畫降雨過程中滑坡危險性的動態演進特徵。研究結果表明，降雨強度的動態變化特徵改變降雨過程中的降雨入滲量，影響邊坡土體的力學強度和破壞過程，進而控制最終的滑坡規模（圖1）。
圖2. 不同降雨動態變化特徵下流域滑坡危險性的動態演進
研究結果亦表明，在相同降雨持續時間和總降雨量的條件下，與滯後型降雨事件（即峰值降雨強度出現在降雨事件後半階段）相比，先進型降雨事件（峰值降雨強度出現在降雨事件前半階段）會產生較大的降雨入滲，從而促進滑坡的發生發展，增加局域滑坡發生危險性（圖2）。
鄭春苗課題組範林峰博士介紹，該研究成果不僅有助於推動降雨型滑坡誘發機理的理論進展，也對預報降雨誘發地質災害的相關研究具有重要意義，能夠為區域滑坡預警體系的建立提供科學依據。
該研究由鄭春苗課題組與瑞士蘇黎世聯邦理工學院環境系統科學系教授Dani Or課題組合作完成。範林峰為論文第一作者和通訊作者，南科大為論文第一通訊單位。
該研究得到了國家自然科學基金青年基金、國家重點研發計劃、國家環境保護流域地表水-地下水汙染綜合防治重點實驗室等的經費支持。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1029/2019GL085994
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