物联网技术在突发地质灾害应急响应中的应用研究

目前中国地质灾害监测防治主要依靠群测群防,难以保证地质灾害准确、及时的预测预警。应用物联网技术能够实现地质灾害实时监测预警。首先阐述了应用物联网技术在地质灾害监测预警中的研究技术路线、关键技术、研究方向、平台架构,然后分层次介绍了前端监测系统、网络传输、数据库建设、物联网支撑平台及应用系统。最后介绍了研究成果,应用实例及效果,展示了原型系统相关界面并展望后续工作。

突发地质灾害中应急数值模拟技术应用浅析

以滑坡为例,通过综合分析大量前人研究成果,阐述数值模拟在常规状态地质灾害稳定性分析、滑坡机制分析和滑动过程推演中的应用状况,总结数值模拟技术应用于地质灾害应急的基础,比较常规状态和应急情境下数值模拟技术条件的区别,明确应急数值模拟过程特点,提出应急数值模拟技术关键问题。最后,以峨眉山九里镇王山—抓口寺滑坡灾情为例,结合非连续变形分析方法(DDA)大变形和真实时间模拟的优势,进一步研究了数值模拟在灾情应急过程中启动原因和滑动过程反演的实际应用。结果表明,滑体滑动过程中最大水平位移约87m,峰值速度7m·s-1,滑距约38m,前缘堆积厚度53m,滑坡滑动过程持续时间70s左右,与应急调查结果相符。模拟结果有助于理解滑坡发生机制,有助于确立滑坡应急防治重点,辅助应急决策效果明显。

中国地质灾害气象预警实践:2003-2012

中国地质灾害气象预警始于2003年,每年汛期（5-9月）向公众社会发布预警信息,警示群众注意防范降雨引发的崩塌滑坡泥石流等地质灾害。本文概略介绍了2003-2012年中国地质灾害气象预警的工作机制、技术方法和预警效果等方面的成就。工作机制方面,采用国家级、省级和市县级的分级运行管理方式,并不断健全和完善了预警合作机制和信息共享机制。技术方法方面,创建了隐式统计预警（临界降雨量判据法）和显式统计预警（地质环境与降雨多参数耦合判据）两代预警模型,并研发了相应的业务运行系统,有效指导了区域地质灾害气象预警、地质灾害群测群防和典型地区专业监测预警研究。预警成效方面,通过电视、网络、手机短信、微信微博等多种媒体发布地质灾害预警信息,使社会公众特别是基层社区居民的防灾意识显著增强,减灾知识逐渐增长,合理利用地质环境,主动防治地质灾害已在中国取得广泛的共识。

地质灾害应急支撑体系建设基本问题分析

以重大地质灾害应急实践为基础,采用文献研究、描述性研究和统计分析法,本文探讨了地质灾害应急支撑体系建设基本问题。认为:地质灾害应急具有"应对面广、预警困难、挽救率低、成因判定难"等特点;单个事件应急响应行动,一般通过三大步七个环节完成四项处置内容。单项处置行动通常有5个技术流程;地质灾害支撑体系具有"弱基础、松耦合、强内聚"结构,能力建设是重点。地质灾害过程机理、应急防治技术、应急预案动态优化和支撑系统是支撑体系建设中的四个关键科学技术问题。

突发地质灾害应急数值模拟浅析

突发地质灾害事件应急响应具有社会聚焦性和时间紧迫性,处置决策离不开科学高效的技术支撑,数值模拟技术具有成本低、效率高、且能够方便考虑多种不同工况等优势。而目前对突发地质灾害应急数值模拟技术的研究尚未开展,同时常规数值模拟囿于技术条件等原因,对应急地质灾害技术的支撑实践效果十分有限。为此以滑坡灾害为例,在临滑稳定性研判、变形失稳机理分析和滑动过程推演等数值模拟应用现状分析的基础上,通过与常规数值模拟的技术条件比较,初步提出应急数值模拟技术发展的关键问题。以期有助于应急决策辅助应用。

地质灾害应急避险案例浅析

采用数据分析和案例分析方法,分析地质灾害应急避险重要意义和关键点。本文分析2006-2014年来地质灾害应急避险次数、人数和避险直接经济损失,得出应急避险效益呈上升趋势;分析东谷乡泥石流应急避险和王家村滑坡应急避险过程及关键点,认为应急监测预警、群测群防体系、应急培训与演练与灾害发生典型性是应急避险成功的关键点,并提出了应急工作中的不足。

远程会商系统在地质灾害应急指挥中的应用研究

地质灾害远程会商与应急指挥系统是基于计算机网络、视频会商、现代卫星通信、无线图像传输等技术在地质灾害应急处置中集成与应用,系统是以地质灾害应急指挥工作需求为目的,在基于卫星传输网络体系下,实现视音频、专业数据的传输,本文介绍会商系统构成、组织模式以及推广应用情况,并对系统在地质灾害应急中的应用前景进行展望。

基于确定性系数模型的地质灾害多因子权重计算方法

地质灾害影响因子权重的确定是区域地质灾害评价和预警模型研究的关键。本文采用确定性系数模型（CF）实现复杂多因子数据的同区间量化,基于CF值直接代表着各因子对地质灾害的贡献这一物理基础,提出了一种基于CF的多因子叠加确定权重法。该方法通过三步完成权重计算：（1）基于CF的地质灾害各影响因子量化,使得各影响因子取值均介于0-1;（2）所有影响因子逐级叠加计算,计算所有因子的相对贡献值;除某计算因子外,其他所有影响因子的逐级叠加计算,得到除某计算因子外的其他所有因子的相对贡献值;（3）通过相减的方法,得到某计算因子的相对贡献值。同样方法分别得到所有因子的相对贡献值,最后归一化处理分别得到所有因子的权重。最后,以区域显式统计预警模型中潜势度计算为例,分区计算确定了地质灾害各影响因子的权重,并以潜势度计算结果进行效果检验,验证了基于CF的多因子叠加确定权重法的有效性和实用性。

地质材料结构与功能射线成像方法与技术

地质材料结构与功能射线成像是采用射线对地球自然物质进行结构与功能成像,是研究地质材料物质组分、结构、特性与功能的重要手段,是认知地质现象、过程与动因的重要途径。在分析射线成像方法的基础上,分别梳理地质材料表面结构成像、三维结构成像与原位结构成像方法技术及适用条件,提出了地质材料功能成像方法与技术,并指出了地质材料结构与功能射线成像适用条件与发展趋势:(1)可见光、红外射线束和电子束射线等可实现地质材料表面的高精度成像;(2)X射线、γ射线和中子射线能量较高,可穿透地质材料实现三维成像;(3)地质材料的颗粒、矿物与基质等三维内部结构的静态成像研究已经比较成熟;地质材料原位(温度、应力和空隙压力等物理场)条件下的结构进行成像,是近年来地质材料结构成像的发展趋势;对地质材料的生成富集、储集、渗流等功能及过程进行射线成像是未来地质资源能源开发的重大需求,目前仍处于初步探索阶段。

云南鲁甸6.5级地震引发地质灾害与排查防范

2014年8月3日云南鲁甸发生6.5级地震,最高烈度为Ⅸ度,Ⅵ度区及以上总面积为10350km2,为地质灾害高易发区。据震中区龙头山镇地表破裂带、牛栏江流域岸坡山体震裂迹线及区内断裂构造分布初步判断,地震活动是由深部构造应力作用下的NE向断裂与NW向断裂复合的局部破裂表现。由于震区房屋建筑物结构的差异性分布,导致其震动响应分布与地表破裂表现有所不同。

地质灾害承灾载体脆弱性评价方法综述

近年来,随着城镇化进程的加快和灾后重建工作的开展,城镇建设、资源开采等人类工程经济活动不断扩张,不良工程地质活动加剧了山区地质灾害的发生发展。地质灾害承灾载体脆弱性评价作为地质灾害风险评估的关键组成部分,可为区域防灾减灾提供技术支撑。本文基于国内外研究学者对地质灾害承灾载体脆弱性的相关研究,对地质灾害承灾载体脆弱性概念、评价指标体系、权重计算方法和脆弱性评价模型进行了概括总结。最后,本文指出了地质灾害承灾载体脆弱性研究亟需进一步解决的一些问题。

降雨型地质灾害风险动态评价方法探讨

在现阶段基于临界降雨阈值的区域地质灾害预警预报中,尚缺乏对降雨过程中地质灾害风险动态关注,影响到预警的及时性和响应的准确性。本文依托已有群测群防监测预警网络,采用事件树分析与模糊综合评判相结合的方法,通过易发性动态相似度更新、有效雨量实时监测、承灾状态等要素过程评价,修正静态风险评价框架模型,进行区域降雨引发地质灾害动态风险评价方法的探索。并以2012年台风"苏拉"期间福建省德化县浔中镇为例,进行实例验证。

川东北地区强降雨诱发崩滑流灾害分析

川东北地区一直以来都是地质灾害高发地区，地质环境条件脆弱，极端降雨事件频发，是区域地质灾害预警高度关注地区。以2012年6月下旬到7月上旬持续强降雨诱发崩滑流灾害过程为例，通过统计方法，从空间和时间角度，分析地质灾害的空间分布、时间分布与降雨的相关关系，得到该区域降雨诱发地质灾害的规律特点及临界降雨判据。（1）川东北地区的降雨模式常见为数日持续降雨，且降雨中出现数次（2～3日）的极值雨量，在这种降雨模式下，考虑到前期降雨的累积效应，需要着重关注第二次的极值降雨，往往会诱发更大的群发灾害过程，并具有明显的滞后效应，此特点在巴中、达州、广元等地表现得尤为明显，而南充市的即时发灾特点更为明显。（2）川东北地区各市临界雨量不同，在少量前期雨量累计情况下，广安最低，约为25mm；其次是广元，约为50mm；最后是巴中、达州和南充，约为90mm。相关结论可为该地区的区域地质灾害预警研究和实践提供技术支撑。

浙江省丽水市莲都区雅溪镇里东村滑坡灾害

2015年11月13日22时50分,浙江省丽水市莲都区雅溪镇里东村发生特大型滑坡灾害,造成38人死亡,1人受伤。滑坡体长约220 m、宽约100 m,厚约15 m,体积约33×104m^3。滑坡后缘下错20 m,前缘越过溪沟,到达G25金丽温高速公路。滑坡体前缘壅堵溪沟。

基于降雨与库水位耦合的三舟溪滑坡渗流模拟及稳定性分析

降雨与库水位升降是诱发库岸滑坡的重要因素,降雨与库水位耦合作用下的非稳定地下水渗流场的确定,是分析库岸滑坡稳定性的关键。以三舟溪滑坡为例,通过对地表位移监测数据、降雨及库水位变化数据的分析,确定了降雨和水位升降是导致滑坡稳定性降低的主要因素。利用有限元分析软件GEOSTUDIO对三舟溪滑坡在研究区实际降雨和三峡工程运行库水位条件下的瞬态渗流场进行了数值模拟和边坡稳定性分析,得到了滑坡的最危险水位升降速度和降雨量,进而提出了水位下降比与滑坡稳定性的关系。

四川省峨眉山市王山—抓口寺滑坡成因机理研究

2015年6月14日,受连续强降雨影响,峨眉山市九里镇兴阳村王山—抓口寺不稳定斜坡发生滑动,威胁27户52人的安全,由于当地政府提前组织人员紧急撤离,滑坡未造成人员伤亡,直接经济损失约为500万元,间接经济损失3000余万元。通过现场调查和模拟计算,结果表明:(1)滑坡稳定性受凝灰岩夹层控制,受早期采矿开挖和"5·12"汶川地震影响,岩体结构破碎,其稳定性处于临界状态,属于滑移-拉裂型;(2)降雨是导致滑坡形成的直接因素,降雨入渗后并转化为地下水,沿凝灰岩夹层上层面流动,滑坡稳定性系数逐渐降低,在重力作用下发生失稳破坏;(3)通过现场调查和分析,总结了滑坡应急避险成功经验及措施。

新疆伊宁县皮里青河滑坡成灾机理分析

2017年3月24日,受冰雪消融影响,新疆伊犁哈萨克自治州伊宁县喀拉亚尕奇乡喀拉亚尕奇村发生滑坡灾害,滑坡堵塞皮里青河,形成堰塞湖,未造成人员伤亡。通过现场调查分析和数值模拟,结果表明:(1)皮里青河滑坡成灾过程为:河流冲刷坡脚,前缘局部滑动→发生蠕滑-拉裂,坡体强烈变形→在冰雪融水入渗作用下发生整体滑动→堵塞河道,形成堰塞湖→堰塞体溃决;(2)因气温升高,冰雪消融入渗是滑坡形成的直接诱因,雪水入渗后并转化为地下水,黄土含水达到饱和,孔隙水压力增高,滑坡稳定性系数降低,在重力作用下发生整体高速下滑;(3)分析了新疆地区冰雪消融引起滑坡灾害链的成灾模式,为进一步科学地指导防灾减灾提供技术支撑。

新疆伊犁皮里青河黄土滑坡类型及其发育特征

皮里青河流域地处新疆西北部黄土覆盖区,属于大陆性半干旱气候,春季降水与融冻作用引发大量黄土滑坡灾害,造成人员伤亡和财产损失。本文通过对该流域内黄土滑坡现场开展调查,在查明皮里青河基本环境地质条件的基础上,采用统计分析法和定性分析方法对滑坡进行分类和时空分区,将其滑坡分为黄土泥流、黄土层内滑坡、黄土基岩滑坡3类;分析滑坡分布与河流和地层的位置关系;分析滑坡发生时间规律。对滑坡的基本特征数据进行统计分析,得出区域滑坡形态、体积、主滑方向和滑坡坡度基本特征呈现出的规律。文章定性分析了滑坡的诱发因素,主要为降水作用、河流侵蚀和冻融作用。

基于加权平均法修正BQ法的巷道围岩稳定性分级应用研究

岩土工程界广泛应用BQ法进行围岩稳定性分级,在分级过程中考虑地应力、结构面和地下水因素3个修正指标进行修正,而地下水影响因素修正系数和结构面影响的修正系数这2个指标在确定过程中存在分歧,提出采用加权平均法进行修正确定,给出修正模型和方法,利用修正后的[BQ]′值进行巷道围岩稳定性分级,为巷道经济合理支护提供依据。分级结果与现场实际情况一致,证明修正方法合适,能提高BQ法围岩稳定性分级的准确性。

基于诱发机理的降雨型滑坡预警研究--以花岗岩风化壳二元结构斜坡为例

降雨型滑坡是我国主要的滑坡灾害类型,具有区域群集发生的特点,滑坡预警研究是防灾减灾的重要途径。传统的区域降雨型滑坡预报模型多采用统计结果建立降雨参数模型,对降雨诱发机理和斜坡失稳的力学机制考虑不足,预报可靠性和精度有限。本文以花岗岩风化壳地区某典型二元结构斜坡为原型,以实际勘查数据为基础,提取该斜坡结构特征,基于饱和-非饱和渗流理论,分析研究降雨入渗过程和斜坡失稳机制,建立典型斜坡的预警判据。1花岗岩风化壳地区典型二元结构斜坡为类土质斜坡,覆盖土层较厚,剖面上可分为两层,上层为坡积黏性土,土质松散,透水性强,下层为残积黏性土,土质相对致密,透水性较差。2采用不同降雨工况模拟分析降雨入渗过程。以50mm·d^(-1)雨强为例,降雨持时30h以内时,降雨入渗主要集中在上层的坡积黏性土,斜坡前缘优先饱和,滑带开始出现积水现象;降雨持时40~50h时,斜坡表面降水持续入渗,在坡体后缘拉裂缝处,雨水沿着裂缝快速入渗坡体形成静水压力,增加坡体重量,增大下滑力,坡脚渗透路径短,最先饱和破坏,造成斜坡失稳。3监测斜坡不同部位(坡脚、中部、后缘)的孔隙水压力情况,随降雨入渗,斜坡土体孔隙水压力持续增大,由负趋近于零到大于零,斜坡土体由非饱和状态向饱和状态过渡,坡脚最先饱和,中部持续入渗,后缘土体饱和后,裂缝扩大致使大量雨水进入,使本已大量积水的滑带变形错动,斜坡失稳。4模拟分析得到斜坡失稳的不同降雨条件:中雨雨强(10mm·d^(-1)),历时约13d;大雨雨强(25mm·d^(-1)),历时约5d;暴雨雨强(50mm·d^(-1)),历时约2.2d;特大暴雨雨强(100mm·d^(-1)),历时约1.1d。在暴雨雨强时,降雨对该类斜坡的滞后作用约为5h。最后,建立了该类斜坡的临界降雨判据(I-D曲线)。