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基于确定性耦合物理模型的小流域降雨诱发滑坡泥石流动态危险性评价

黄河上游；二连沟泥石流群；小流域；确定性耦合物理模型；动态危险性评价

黄河上游地貌地质条件复杂脆弱，受极端降雨天气影响滑坡泥石流等灾害时有发生，常常造成严重的经济损失。因此，为保障沿岸水电传输的安全与附近城镇的稳定，亟需采用科学有效的评价方法，

目前，降雨诱发滑坡泥石流危险性的评价方法大致可以分为统计分析方法、人工智能方法、确定性物理模型方法及其他方法4类。每种模型各有优缺点，相比较而言，确定性物理模型因其不仅可以反映灾害发生的物理力学机制，而且可以反映降雨对灾害孕育和发生过程的动态影响，已成为目前降雨诱发滑坡泥石流灾害研究的热点评价方法之一。

但是已存在的物理力学模型存在诸多问题，以TRIGRS模型为代表的确定性物理模型会简化土壤水力特性，对于降雨条件过于敏感，且如何精准确定研究区域的岩土体参数，已经成为了限制此类模型计算评估精度和性能的关键问题之一，为了提高此类模型的预测精度，需要探究更为客观准确的岩土体关键参数确定方法。Flow-R是一种用于区域尺度重力灾害评估模型，与其他模型相比，它对泥石流灾害评估的数据要求更低。然而，以Flow-R模型为代表的模型本质上是静态的评估模型，这在一定程度上限制了此类模型的应用性。针对现有评价模型的不足，为了进一步提高降雨诱发滑坡泥石流灾害评价的准确度，近年来组合模型或耦合模型已成为地质灾害评价中的一种必然趋势。

本研究以黄河上游贵德县二连村泥石流群所在的小流域为主要研究区，在资料收集、野外调查和遥感解译历史灾害的基础上，基于TRIGRS模型和Flow-R模型等物理力学模型，构建了小流域降雨诱发滑坡泥石流动态演进的确定性耦合物理模型，并基于参数反演法自动化确定了岩土体的部分关键物理力学参数（如内聚力、内摩擦角），定量评估了一定降雨情景下降雨诱发滑坡泥石流灾害的动态危险性。耦合模型的基本原理如图1所示。