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为了探讨土壤含水量与对滑坡产生的影响,分析土壤含水量在持续强降水下达到饱和所需要的时间,充分研究国内外关于滑坡形成机制、土壤含水量测量、滑坡预测试验的基础上,在湖南青山试验点开展了关于土壤含水量对滑坡的影响研究。研究内容主要包括:调查青山地质条件,测量其15个试验点的高程、坡度、土层厚度、含水量、入渗率等相关资料;分析目前存在的土壤含水量测量方法,选用TRIME-PICO便携式土壤水分测量仪作为文章试验测量工具,并分析其使用原理与方法;分析土壤含水量与山地高程、坡度、入渗率之间的关系;试验得出土壤含水量与山地高程、坡度、入渗率之间的关系,并通过土壤含水量与入渗率的相关性研究,综合试验结果,分析在不同含水量的入渗条件下,当土壤含水量达到饱和,形成水膜的时间,其时间对应的也是产生滑坡灾害的理论时间;根据试验的实际情况以及前人对山体滑坡预测预报的研究,自主发明出来了一套简单可行的山体滑坡预测方法,利用滑坡实例对实地滑坡预测结果进行比较,验证了预测结果具有一定的可行性,总体而言,取得如下结论: (1)土壤含水量与山体高程存在一定的负相关性 在试验区132-262m的山体高程范围内,数据表明:不同土层含水量与高程之间均存在一定的相关性。表层土壤含水量、中层土壤含水量与山地高程递减关系较底层含水量弱,底层含水量与山地高程受到外界控制较少,其含水量与高程之间主要受重力影响成反相关性,山地海拔越高,土壤含水量呈减少趋势,其与高程之间的线性拟合程度最高。 (2)土壤含水量随山体坡度增加有减少趋势 试验区域内,山体坡度范围在18-36°之间,根据测量到的数据,可明显发现表层土壤含水量与坡度之间的相关性较;中层土壤含水量、底层含水量与山体坡度数据点较表层土壤含水量分布集中,并发现两者与山体坡度之间存在负相关性,其原因也是表层土壤含水量最为敏感,层内土壤受水分蒸散影响最大,加之草本植物根系大部分分布在表层,所以表层土壤含水量受外界影响大,分布规律较难寻找。 (3)土壤含水量与土壤入渗性能存在线性相关性 试验数据表明,表层含水量范围在10.8-26.3%之间,随着表层含水量的增加,土壤初始入渗率大致为降低趋势。主要是因为土壤处于非饱和状态时,土壤入渗受到土壤大孔隙流和土水势的影响。初始阶段,土壤表层含水量越低,对水的吸力作用更大,因此水分下渗速度加快。进入稳定阶段后,入渗条件受土壤底层含水量的控制较多,当土壤处于稳定供水的情况下,水压增大,土壤含水量小的部分,对水的吸收能力更大,并发现底层土壤含水量与稳定入渗率之间的线性拟合度高达0.905。 (4)土壤含水量与山体滑坡时间的分析 利用线性内插法,将底层土壤含水量由原范围的6.8-16.6%的15个值,精确到小数点后一位,补充到107个值,并算出相应的入渗率,得到土壤含水量与稳定入渗率之间新的线性关系式,拟合系数由原来的0.905提高到了0.922,两者的线性关系公式如下:i=-0.5254 V+15.569其中i为稳定入渗率(mm/h),V为土壤含水量(%)。并在不考虑坡体下方支撑力与微地形的情况下,可得土壤含水量与滑坡响应时间的公式:t=0.7H(2.65-pb)/2.65(-0.5254V+15.569) (5)山地滑坡区域预测方法是可行的 利用山地滑坡预测系统,与都江堰三溪村滑坡事件进行对比,预测方法分析得到的滑坡地点,与实际发生滑坡的地点范围大致相同,预测方法根据土壤含水量预测时间为强降水38.3h后,实际发生滑坡的时间为持续降水后50h,相差11.7h个小时,误差率为30%;进行误差分析后,发现预测方法由于没有考虑到地层岩性对入渗率的影响、微地形对滑坡抗剪力的影响以及植被对滑坡的影响,导致时间预测存在一定的误差。 试验利用实地测量数据,研究土壤含水量对滑坡的影响,探究了山体滑坡发生的地点与是时间,并通过结论设计一套山地滑坡预测方法,为滑坡灾害的预防提供了决策依据。