类型a
主要作者及机构、发表期刊与时间
本研究的主要作者包括周文琦（Wenqi Zhou）、邱海军（Haijun Qiu，通讯作者）、王璐瑶（Luyao Wang）、裴艳倩（Yanqian Pei）、唐炳哲（Bingzhe Tang）、马舒悦（Shuyue Ma）、杨东东（Dongdong Yang）和曹明明（Mingming Cao）。他们分别隶属于西北大学城市与环境科学学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室（Shaanxi Key Laboratory of Earth Surface and Environment Carrying Capacity）以及西北大学城市与环境科学学院地表系统与灾害研究所（Institute of Earth Surface System and Hazards）。该研究发表于《Catena》期刊，2022年3月11日在线出版。
学术背景
本研究属于地质灾害与自然灾害领域，特别是降雨引发的滑坡-泥石流灾害链预测。在山区，强降雨常导致浅层滑坡和泥石流等破坏性自然灾害，这些灾害并非独立发生，而是形成一个灾害链。由于传统单一灾害预测方法无法满足复杂灾害链的定量预测需求，因此需要开发一种结合滑坡触发与泥石流后续演化的耦合模型。研究旨在通过结合瞬态降雨入渗与区域斜坡稳定性模型（TRIGRS模型）和快速质量运动模拟模型（RAMMS模型），实现对滑坡-泥石流灾害链的逐小时预测，并为缺乏降雨数据的地区提供参考。
研究工作流程
本研究主要包括以下三个步骤：
1. 滑坡空间分布预测：使用TRIGRS模型基于实际降雨事件预测滑坡区域。TRIGRS模型通过考虑降雨强度和持续时间，结合无限斜坡模型计算安全系数（Fs），以确定不稳定区域。研究利用多时相卫星影像和实地调查创建了滑坡清单，用于验证TRIGRS模型的预测结果。
2. 泥石流模拟：将TRIGRS模型预测的滑坡区域输入RAMMS模型，模拟滑坡物质的运输和沉积过程。同时，将通过解译获得的实际滑坡区域也输入RAMMS模型，以验证耦合模型的准确性。RAMMS模型基于Voellmy-Salm流变学理论，通过干摩擦（μ）和湍流粘性摩擦（ξ）参数模拟泥石流的运动特性。
3. 逐小时灾害预测：TRIGRS模型输出逐小时的滑坡易发区域，将其作为RAMMS模型的输入，构建滑坡-泥石流灾害链的逐小时演化模拟框架。此外，研究还分析了滑坡面积与累积降雨量之间的关系，探讨了滑坡发生的降雨阈值。
实验对象包括甘肃省天水市秦州区大庄滑坡-泥石流灾害案例，研究区域面积约1.4平方公里。实验过程中使用了5米×5米分辨率的AW3D数字高程模型（DEM）、土壤力学参数测试数据以及2013年7月21日至22日的降雨数据。研究开发了一种耦合模型，结合TRIGRS和RAMMS模型，首次实现了滑坡-泥石流灾害链的逐小时动态预测。
主要结果
1. 滑坡空间分布预测：TRIGRS模型在预测滑坡空间分布方面表现良好，成功率达到81.86%。极不稳定区域（Fs < 0.85）仅占总面积的13.06%，但包含43.14%的滑坡；而极稳定区域（Fs > 1.3）占总面积的31.68%，却仅包含6个滑坡。这表明TRIGRS模型能够有效识别滑坡易发区域。
2. 滑坡与累积降雨的关系：研究发现滑坡不稳定区域比例与累积降雨量之间存在显著的幂律关系（y = 13.12x^0.22，R² = 0.89）。当累积降雨量从0毫米增加到20毫米时，斜坡稳定性显著下降，滑坡物质迅速增加。超过44.6毫米的累积降雨后，不稳定区域不再随降雨量增加而扩大。
3. 泥石流模拟结果：基于TRIGRS预测滑坡区域的RAMMS模拟结果显示，最大流体高度为3.5米，沉积区覆盖了大庄村和一条道路，与实地调查结果一致。模拟沉积区面积为62,745平方米，与实际沉积区面积48,801平方米相比，误差为28%，模拟精度达到76.77%。
4. 逐小时灾害演化：研究揭示了滑坡-泥石流灾害的三阶段演化过程：第一阶段（前两小时）降雨强度低，未形成滑坡；第二阶段（第2至6小时）高强度降雨导致浅层土壤饱和，滑坡数量增加并转化为泥石流；第三阶段（第6小时后）新滑坡区域减少，泥石流范围趋于稳定。
结论及意义
本研究开发了一种结合TRIGRS和RAMMS模型的耦合方法，用于逐小时预测降雨引发的滑坡-泥石流灾害链。TRIGRS模型能够有效预测滑坡的空间分布和累积降雨阈值，为泥石流源物质分析提供了科学支持。耦合模型在模拟2013年7月大庄滑坡-泥石流事件中表现出较高准确性，并能够逐小时分析灾害链的空间分布和演化，具有重要的实际应用价值。
研究亮点
1. 首次实现了滑坡-泥石流灾害链的逐小时动态预测，填补了传统单一灾害预测方法的不足。
2. 发现了滑坡不稳定区域比例与累积降雨量之间的幂律关系，为缺乏降雨数据的地区提供了预测参考。
3. 耦合模型在模拟滑坡-泥石流灾害链方面表现出较高的准确性（76.77%），接近基于解译滑坡的模拟结果（83.47%）。
4. 揭示了滑坡-泥石流灾害的三阶段演化过程，为灾害预警提供了科学依据。
其他有价值内容
研究强调了滑坡与泥石流之间的自然联系，提出了一种物理框架，用于预测降雨引发的滑坡-泥石流灾害链的整体性。研究成果可为未来气候变化情景下的灾害预测提供支持，并为类似地区的灾害防治提供参考。