一、氣象水文資料的收集
（一）氣象資料收集
1.氣象站數(shù)據(jù)獲取
- 聯(lián)系湖南省氣象部門，獲取高速公路沿線及周邊區(qū)域多個(gè)氣象站的歷史氣象數(shù)據(jù)。這些氣象站分布在不同的地理位置，能夠提供全面的氣象信息。數(shù)據(jù)包括過去幾十年的日降水量、月降水量、年降水量，以及降水的頻率分布。例如，在湘南地區(qū)的高速公路評(píng)估，要重點(diǎn)關(guān)注雨季（4 - 9月）的降水?dāng)?shù)據(jù)，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期降水量大且集中，容易引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。
- 同時(shí)，收集氣溫、氣壓、風(fēng)速和風(fēng)向等數(shù)據(jù)。氣溫變化會(huì)影響巖土體的物理性質(zhì)，如在溫度較低的山區(qū)，凍融作用可能導(dǎo)致巖石裂隙擴(kuò)大，增加山體崩塌的風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)速和風(fēng)向?qū)τ谠u(píng)估高路堤、橋梁等結(jié)構(gòu)物的風(fēng)荷載影響，以及風(fēng)沙對(duì)公路的侵蝕作用等方面很重要。
2. 特殊氣象事件記錄
- 查閱氣象部門的檔案，收集高速公路所在區(qū)域的暴雨、暴雪、寒潮等特殊氣象事件的記錄。暴雨是引發(fā)泥石流和山體滑坡的關(guān)鍵因素之一。例如，在湖南山區(qū)，一場(chǎng)短時(shí)間內(nèi)降水量超過100mm的暴雨，就可能使山體土壤含水量迅速飽和，導(dǎo)致山體失穩(wěn)。對(duì)于暴雪事件，要考慮積雪融化后對(duì)山體和路基穩(wěn)定性的影響。
3. 氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)和雷達(dá)資料
- 利用氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)，獲取高速公路沿線大范圍的氣象信息，特別是對(duì)于偏遠(yuǎn)山區(qū)氣象站覆蓋不足的區(qū)域。氣象衛(wèi)星可以監(jiān)測(cè)云量、云的移動(dòng)方向和速度等，用于預(yù)測(cè)降水的大致范圍和時(shí)間。
- 氣象雷達(dá)資料可以提供更精確的降水強(qiáng)度和移動(dòng)路徑信息。通過雷達(dá)回波圖，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)降雨區(qū)域，并分析其是否會(huì)對(duì)高速公路沿線造成影響。例如，當(dāng)雷達(dá)顯示有強(qiáng)降雨云團(tuán)正朝著高速公路的山區(qū)路段移動(dòng)時(shí)，就需要重點(diǎn)關(guān)注該路段可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害。
（二）水文資料收集
1. 地表水資料
- 收集高速公路沿線河流、湖泊、水庫(kù)等水體的基本信息。包括水系圖，明確各水體之間的連通關(guān)系。對(duì)于河流，要獲取其長(zhǎng)度、流域面積、平均流量、最大流量和最小流量等數(shù)據(jù)。例如，湘江是湖南的主要河流，在評(píng)估其沿岸高速公路路段時(shí)，要了解湘江的洪水頻率和歷史最高水位，因?yàn)楹樗赡苎蜎]路基，沖毀護(hù)坡等防護(hù)設(shè)施。
- 收集湖泊和水庫(kù)的水位變化資料，特別是其調(diào)蓄洪水的能力。如果高速公路經(jīng)過水庫(kù)下游，要考慮水庫(kù)泄洪對(duì)公路的影響。同時(shí)，調(diào)查河流的侵蝕、淤積情況，因?yàn)楹恿鱾?cè)向侵蝕可能導(dǎo)致河岸崩塌，影響公路的穩(wěn)定性。
2. 地下水資料
- 聯(lián)系地質(zhì)勘察單位，獲取高速公路沿線的地下水文地質(zhì)圖和相關(guān)報(bào)告。地下水文地質(zhì)圖能夠顯示地下水的類型（如孔隙水、裂隙水、巖溶水）、水位埋深和含水層的分布。例如，在湘西巖溶地區(qū)，巖溶水的活動(dòng)較為復(fù)雜，要重點(diǎn)關(guān)注其對(duì)公路隧道、橋梁基礎(chǔ)等地下結(jié)構(gòu)物的影響。
- 通過鉆孔水位觀測(cè)資料，分析地下水的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。地下水水位的上升可能導(dǎo)致地基土軟化，降低地基承載力，引發(fā)路基沉降；而地下水水位的下降可能導(dǎo)致地面沉降或巖溶塌陷。
二、氣象水文資料的分析
（一）降水與地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)性分析
1. 降雨強(qiáng)度 - 歷時(shí)分析
- 繪制降雨強(qiáng)度 - 歷時(shí)曲線，分析不同降雨強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間組合下地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性。例如，在短時(shí)間內(nèi)（如1 - 2小時(shí)）高強(qiáng)度降雨（超過50mm/h）更容易引發(fā)山體滑坡和泥石流。通過對(duì)歷史降雨數(shù)據(jù)和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生記錄的對(duì)比分析，建立降雨閾值與地質(zhì)災(zāi)害觸發(fā)關(guān)系的模型。在湖南山區(qū)高速公路評(píng)估中，當(dāng)降雨強(qiáng)度和歷時(shí)超過一定閾值時(shí)，就可以發(fā)出相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警。
2.降水頻率分析
- 采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，如頻率分析，確定不同降水量等級(jí)的重現(xiàn)期。例如，計(jì)算出年降水量超過1500mm的重現(xiàn)期為50年一遇，就可以將這種極端降水情況納入地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估的長(zhǎng)期考慮因素中。對(duì)于高速公路的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)可能遇到的不同頻率降水事件，評(píng)估其對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)作用，為公路的抗災(zāi)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
3.降水空間分布分析
- 利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，分析降水在高速公路沿線的空間分布特征。通過插值方法，將氣象站的點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為沿線區(qū)域的面數(shù)據(jù)，直觀地顯示降水的高值區(qū)和低值區(qū)。對(duì)于降水高值區(qū)的山區(qū)路段，要重點(diǎn)關(guān)注山體滑坡、泥石流等災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)；而對(duì)于降水相對(duì)較少的地區(qū)，要考慮干旱導(dǎo)致的巖土體干裂，進(jìn)而影響邊坡穩(wěn)定性等問題。
（二）水文與地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)性分析
1. 地表水徑流分析
- 根據(jù)水系圖和地形數(shù)據(jù)，分析地表水的徑流路徑和匯水區(qū)域。確定高速公路沿線哪些路段位于河流的沖刷范圍內(nèi)，哪些位于山谷等匯水區(qū)域。例如，在山谷底部的高速公路路段，容易受到坡面徑流和溝谷洪水的沖刷，增加泥石流和洪水淹沒的風(fēng)險(xiǎn)。通過水力學(xué)模型，模擬洪水過程，計(jì)算不同頻率洪水的淹沒范圍和水深，為公路的防洪設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
2. 地下水與巖土體相互作用分析
- 分析地下水與巖土體之間的物理化學(xué)作用。對(duì)于軟土地基，地下水的滲流可能導(dǎo)致土體顆粒流失，引起地基沉降和塌陷。在巖溶地區(qū)，地下水的溶蝕作用會(huì)不斷擴(kuò)大溶洞和地下通道，影響公路基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。通過室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬，研究地下水對(duì)巖土體強(qiáng)度、變形等特性的影響，評(píng)估地下水活動(dòng)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的可能性。
（三）綜合氣象水文因素的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
1. 建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型
- 綜合考慮氣象和水文因素，建立高速公路地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估模型。模型可以包括降雨、風(fēng)速、水位變化等多個(gè)變量，以及它們之間的相互作用。例如，一個(gè)簡(jiǎn)單的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型可以是：風(fēng)險(xiǎn) = f（降雨強(qiáng)度，風(fēng)速，地下水水位變化，河流流量），通過大量的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)際案例進(jìn)行模型的校準(zhǔn)和驗(yàn)證。
2.風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)和分級(jí)
- 根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的結(jié)果，對(duì)高速公路沿線進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)和分級(jí)。可以將沿線劃分為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，分別采用不同的地質(zhì)災(zāi)害防治措施。例如，在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的山區(qū)路段，需要加強(qiáng)邊坡防護(hù)、設(shè)置泥石流攔截設(shè)施；在低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，可以采取常規(guī)的監(jiān)測(cè)和維護(hù)措施。