基于I-D阈值的滑坡气象预警双指标模型

确定降雨阈值对于管控降雨型滑坡灾害风险具有重要意义。以浙江衢州市98处降雨型滑坡为例进行降雨阈值研究。在统计分析1970—2019年梅汛期间诱发滑坡降雨特征的基础上,首先对比分析I-D、E-D和E-I曲线建立的降雨阈值模型,然后基于I-D阈值建立以当日降雨量R0和5 d有效降雨量R5为预警指标的滑坡气象预警双指标模型,最后采用历史降雨和滑坡数据检验模型的合理性和可靠性。结果表明:(1)I-D模型对于降雨型滑坡的预测能力优于E-D和E-I模型;(2)按双指标模型反演衢州市历史50 a滑坡气象预警情况,红色、橙色和黄色预警的年均预警次数为1.5,3.2,9.3次,具有较高的合理性;20处验证滑坡点被双指标模型准确预警,其中15处为红色和橙色预警,此外模型成功预警了2014年全部8处降雨型滑坡;(3)用于检验模型预测能力的7处滞后性滑坡全部成功预警,其中3处橙色预警、3处黄色预警和1处蓝色预警。本研究提出的预警模型有助于衢州市滑坡气象预警发布,为政府部门开展风险评价和管理提供新思路与方法。

降雨诱发斜坡失稳风险的气象预警

采用基准阈值和阈值调整方案构建斜坡尺度的降雨诱发斜坡失稳风险的气象预警模型,开展精细化滑坡风险管理.采用降雨强度-持续时间模型确定基准阈值;分析斜坡地质环境特征,从斜坡几何结构、岩土抗剪强度、水文地质条件、植被等方面选取调整因子,并确定基准斜坡;针对降雨入渗过程分析地质环境变化造成的斜坡稳定性变化,得出阈值调整方案.以浙江省平阳县为研究区,提出当地阈值计算公式,并根据各斜坡的地质环境形成各自不同等级的预警判据,综合预警有效率达到72%,效果良好.提出斜坡尺度的风险预警模型,实现了斜坡单元级别的精准预警,能够为“一区一阈值”精细化滑坡气象预警与风险管控提供新思路和参考.

基于路段单元的公路地质灾害风险气象预警系统

面向山区交通风险管控需求,以公路为承灾体对象的地质灾害风险气象预警研究具有重要意义。以浙江省磐安县方前镇为研究区,考虑道路等级、斜坡单元、边坡类型和边坡稳定性现状4个方面,研究确定公路地质灾害预警单元的划分方法;考虑历史地质灾害的发育规律,将公路边坡分为土质、岩质和土岩混合质边坡3种类型,分别建立不同类型边坡地质灾害易发性评价体系,并通过层次分析法计算各指标权重及分值;在确定各预警单元所辖边坡地质灾害易发性等级的基础上,结合研究区四级气象预警判据建立基于路段单元的公路地质灾害风险气象预警模型,采用Java语言开发预警系统。经与2021年“烟花”台风期新生公路地质灾害点验证发现,预警成功率为100%。研究结果提供了公路地质灾害风险气象预警单元的划分方法和系统研发思路,能够为山区公路地质灾害风险气象预警提供借鉴与参考。

不同栅格尺寸下输电线路地质灾害易发性评价

输电线路的安全运行对国家经济建设与发展具有重要意义,而针对输电线路进行地质灾害易发性评价的研究较少。以京津冀地区的输电线路为例,选取高程、坡度、坡向、地形起伏度、地层岩性、距断层距离、距水系距离、土地利用类型8个指标因子,采用频率比法对各指标因子进行分级,构建易发性评价体系。再利用不同的机器学习模型,使用不同尺寸的栅格单元作为评价单元对研究区进行易发性评价。最后,选取精度最高的机器学习模型与传统的层次分析法完成研究区易发性区划图。研究结果表明:贝叶斯网络模型在区域输电线路易发性评价中的应用效果最好,模型性能最强,最高AUC值为0.876。与传统的层次分析法相比,BN模型在研究区易发性制图中的效果更好,精度更高。此外,采用50 m的栅格作为评价单元在研究区易发性评价中取得了最好的应用效果,研究成果为输电线路地质灾害易发性评价以及栅格尺寸的选用提供了思路以及参考。

面向区域滑坡易发性精细化评价的改进斜坡单元法

易发性评价是区域滑坡灾害风险预警与稳定性分析的基础,针对乡镇尺度的大比例尺精细化滑坡易发性评价,传统基于水文学和地貌学的斜坡单元划分方法难以满足评价精度。针对以上问题,以重庆市万州区大周镇为实例验证对象,形成了适用于精细化评价的改进斜坡单元划分方法。首先从斜坡地质环境孕灾规律出发,综合考虑地形地貌、物质组成、斜坡结构和灾害类型的均一性要求,提出了基于斜坡地质环境一致性的改进斜坡单元划分方法,选择重庆市万州区大周镇为实例验证对象,并与水文分析法、曲率分水岭法进行了对比分析。结果表明:(1)改进斜坡单元法划分的评价单元大小均匀性较好,未出现细碎单元或畸形长条状单元;(2)评价单元的总体形态特征更为合理,形态指数集中在1~2之间,呈现圆形或正方形斜坡形态;(3)改进斜坡单元划分的结果与已有灾害边界范围的叠加重合度最高,能更好地体现滑坡易发性评价或稳定性分析物理意义。研究结论对提高区域滑坡易发性评价的准确性与精度具有重要借鉴意义。

基于滑坡破坏模式分析的易发性评价——以三峡库区首段泄滩河左岸为例

三峡库区首段发育有大量岩质滑坡,其中很多灾害点极具隐蔽性且目前并未被查明。文中以三峡库区首段泄滩河左岸为研究区,以区内唯一破坏的卡门子湾顺层岩质滑坡为例,在分析其成因机制的基础上归纳总结了该地区顺层岩质滑坡的破坏模式,并以此确定了高程、坡度、坡向、起伏度、平面曲率、剖面曲率、地层岩性、距河流距离及距道路距离共9个评价指标因子及疑似滑坡隐患点,将这些灾害隐患点作为滑坡样本,运用ALSA模型开展研究区的滑坡易发性分区,最后采用ROC曲线及现场复查等方法验证评价结果的可靠性。预测结果表明:研究区内顺层岩质滑坡的极高易发区和较高易发区大致呈面状分布,主要集中在岩性为侏罗系中统上沙溪庙组紫红色泥岩夹砂岩和西北坡向的近库岸地区。现场验证发现易发分区结果与滑坡破坏模式分布规律较吻合,表明基于滑坡破坏模式选择滑坡样本得到的滑坡易发性结果在整体上也能反映研究区滑坡概率空间分布规律,在缺乏准确滑坡样本时可作为一种替补方案。上述研究结果为基于滑坡破坏模式选取滑坡样本开展易发性评价工作提供了理论支持和科学依据。

降雨对滑坡的作用机理及动态模拟研究

从动态分析和数值模拟两方面讨论了滑坡过程中的地下水作用机理和地下水动力场的时空分布问题 ,建立了二维极限平衡状态下的临界水位高度模型和描述滑坡剖面二维不稳定流动问题的动力学模型 ;以临界水位高度模型对重庆土台镇滑坡稳定性分析的研究结果表明 ,该滑坡的防治措施宜首先考虑地表水防渗和地下排水方案 ,在滑坡位移监测的同时更应考虑位移、降雨量、地下水动态三者的结合 ;采用数值模型计算了长江三峡库区鸡扒子滑坡因降雨入渗而引起的地下水动力场的时空分布 ,研究结果表明 ,地下水水位和流速场的时空演化过程与滑坡发生的时空特点基本吻合 ,当降雨达到 46 h时 ,滑坡体中地下水流向与滑动面倾向基本一致 ,尤其是在滑体底部出现潜水流 ,此时的地下水流动对滑坡稳定性最为不利。

清江水布垭库区大堰塘滑坡涌浪分析

2007年6月15日位于水布垭水库巴东县清太平镇的大堰塘滑坡发生滑动,激起高达50m的巨大涌浪,造成了沿岸的人员伤亡。为了解决大堰塘滑坡引起的涌浪问题,把滑坡引起的涌浪分为体积涌浪和冲击涌浪两部分。根据体积守恒原理及块体水下运动的位移公式求出了初始涌浪的计算公式。把滑坡涌浪衰减过程分为急剧衰减和缓慢衰减两个阶段来考虑,并认为急剧衰减阶段的涌浪的衰减符合指数衰减规律,缓慢衰减阶段符合明槽水流的沿程水头损失规律,对其涌浪的传播和爬坡进行了深入探讨,并与实际调查结果进行了对比分析,该成果对水库库岸滑坡的涌浪传播的研究具有一定的参考意义。

滑坡灾害空间区划及GIS应用研究

滑坡灾害空间区划研究是当前国内外滑坡领域的重要研究方向之一。虽然滑坡灾害的发生具有随机性的特点 ,但其发生的区域性和重复性特点则是区域滑坡分布与发生的总体规律。从减灾与土地规划的角度 ,开展滑坡灾害空间区划研究具有十分重要的理论和实际意义。文中重点探讨了滑坡灾害空间区划的理论体系、灾害风险评估的基本术语定义及GIS制图的基本原理 ,采用MAPGIS软件为平台及其二次开发的滑坡灾害信息分析系统 ,在中国滑坡重灾害的汉江流域开展了灾害危险性空间区划应用研究。

新滩滑坡运动全过程的非连续变形分析与仿真模拟

简要介绍了非连续变形分析的基本原理,分析了新滩滑坡的工程地质特征和发展变化特征,并用非连续变形分析的方法对该滑坡运动的全过程进行了数值模拟,明确了其时空变化规律。非连续变形分析模拟结果表明,中部的姜家坡先发生滑动,继而对上部古滑体产生牵引作用,对下部古滑体产生推挤作用,导致新老崩积堆积区、毛家院和柳林地区的失稳,造成整体滑动。

滑坡运动过程仿真分析

坡是一个动态过程 ,滑坡体的运动是一个集滑动、转动、拉张等运动方式的复杂运动过程 .传统的极限平衡计算和有限元分析均无法描述滑坡的运动学特点和运动过程 .非连续变形分析 (DDA)是最近发展起来的一种新的离散数值分析方法 ,该方法基于块体的运动学理论及数值分析 ,可以开展块体的静力和动力学计算 .应用非连续变形分析方法对长江三峡库区新滩滑坡的运动全过程进行了数值模拟研究 ,模拟方案充分依据该滑坡的地质、地形特征 ,按不同岩土体和地质结构面类型进行块体单元的划分 ,共划分成 5 0 4个块体单元 .模拟结果表明 ,新滩滑坡是以斜坡中部姜家坡一带的局部破坏为其运动的开始阶段 ,并进一步牵引上部滑体和推动下部滑体 .代表性块体单元的位移变化曲线和滑动速度变化曲线反映了滑动过程中滑坡体块体系统的变形是非连续的 ,各处块体的运动形态各异 .从而很好地再现了新滩滑坡的整个动态过程 。

基于Web-GIS的浙江省地质灾害实时预警预报系统设计

浙江省经济发达,但地质灾害频繁发生,给该省的建设和发展造成极大的损失。在基于Web MapGIS的基础上,根据浙江省地质灾害大调查和补充调查资料,拟建立浙江省突发性地质灾害预警预报系统。该系统主要包括四大模块:灾害数据库和信息管理库、灾害空间预测和时间预警预报系统、示范区研究以及减灾防灾技术支持系统,其核心是地质灾害预警预报模块。建成的系统将实现与网络连接的地质灾害实时预警预报与减灾防灾体系的结合,并根据浙江省气象条件,对浙江省可能遭受的突发性地质灾害进行概率预报。

区域滑坡灾害预测预警与风险评价

区域滑坡灾害预测预警是滑坡灾害研究领域的难点和热点。过去10多年来在这方面的研究主要集中在区域降雨与地质环境的结合方面。文章总结了目前国内外滑坡灾害预测预报、预警和风险管理研究现状,认为把滑坡灾害预警预报与风险管理相结合是减灾防灾的需要,也是今后该领域研究的发展趋势。文章从区域滑坡灾害空间预测、时间预警预报的角度提出了滑坡灾害预测预报的分类和理论基础,并在此基础上,利用MapGIS软件平台进行二次开发,建立了基于WebGIS的滑坡灾害信息管理系统和实时预警发布系统。以2004年"云娜"台风期间浙江省永嘉县滑坡灾害预警预报为例,进行了滑坡危险性预测、人口易损性预测、经济易损性预测到风险预测的实例研究。

滑坡预测及相关模型

在有关滑坡时空预测基本论点的基础上，重点论述了作者近年来所建立的滑坡时空预测相关模型的基本原理，即信息模型和Ｖｅｒｈｕｌｓｔ灰色模型。重庆市和鸡鸣寺滑坡灾害的实例分析研究，说明了这两种类型是可靠的。

国际滑坡研究的新进展

本文根据 2 0 0 0年 6月 2 6～ 30日在英国召开的第八届国际滑坡学术讨论会的主题报告、分组报告和会议文集所报导的近几年来国际滑坡领域的最新研究成果 ,对滑坡与全球气候变化、滑坡灾害风险评价、滑坡机制、海岸带滑坡和海底滑坡五个方面作了简要介绍与分析 ,这些方面的成果代表了当前国际滑坡研究的进展和动态 ,对促进我国今后的滑坡理论和灾害防治研究将会起到一定的帮助作用。

水库滑坡涌浪风险研究现状和灾害链风险管控实践

滑坡作为水库库区主要地质灾害类型之一,其风险研究一直是近年来的研究热点。水库滑坡涌浪的产生使滑坡灾害的影响范围由滑坡源本身扩散到上下游数千米,极大地扩大了滑坡风险的承灾体类型与数量以及灾害损失程度。因涉及交叉学科领域,滑坡涌浪风险评估是滑坡风险灾害链评价的难点与前沿课题。本文综合了前人近几十年来的研究成果,首先从危险性、易损性以及风险3个方面出发,对国内外的滑坡涌浪风险研究现状和常用的研究方法进行了概述,并对重点代表性研究成果进行了述评分析,针对滑坡涌浪风险研究方面的新进展进行了介绍,包括考虑实际河道地形复杂性的试验研究、聚焦于滑坡-水体相互作用机制的多种数值模拟方法耦合研究,以及基于多种承灾体类型的易损性评价体系等。然后对近年来三峡库区发生过的多起滑坡涌浪风险管控实例的过程与后果进行了详细的阐述。最后基于多年的研究经验提出了滑坡涌浪灾害链风险研究的新方向和新思路,即涌浪风险应与滑坡风险评价体系相互融合,并沿着定量化、规范化、精细化的方向发展。

地质灾害风险区划与综合防治对策

地质灾害不仅给人类生命带来威胁 ,而且对环境、资源、财产等均具有破坏性。由于地质灾害的发生具有区域性、突发性、分布广、频率高等主要特点 ,地质灾害所造成的损失十分严重。我国是世界上地质灾害损失最严重的国家之一 ,现有 4 0 0多个县级城镇、1万多个村庄受到滑坡、崩塌、泥石流等灾害的威胁。虽然 ,我国在地质灾害领域的理论研究和防治水平有了很大提高 ,但灾害威胁依然存在 ,而且越来越严重 ,归纳起来可以概括为三个主要原因 :(1)预防性、区域性研究远远跟不上治理工程需要 ;(2 )治理工程偏重工程技术方面忽略地质灾害发生的地质机理研究 ;(3)人类因素的参与 ,造成自然地质体平衡状态的恶化、自然生态环境的破坏等加速了大区域范围内地质灾害的发生频率和规模。因此 ,作为我国地质灾害综合防治的一条有效道路 ,就是要加强开展地质灾害危险性和风险区划 ,开展预防性研究 ,圈定地质灾害危险性区域和灾害高风险区域 ,为国土规划、减灾防灾、灾害管理与决策提供可靠依据 。

滑坡灾害区划系统研究

本文系统地介绍了滑坡灾害区划研究的国内外研究现状 ,提出减灾的关键在于从区域上做好预防研究的观点 ,并阐述了滑坡灾害与风险术语统一化的重要性 ,由此提出滑坡灾害区划的核心是 :灾害、易损性和风险三要素的综合分析。文章进一步提出了灾害区划研究的两种基本途径 ,破坏概率法和信息分析法 ,把传统的滑坡单体稳定性分析延伸到以 Monte- Carlo方法的概率模拟分析 ,在信息论原理的基础上 ,建立了滑坡灾害分区的信息分析系统 ,从而建立了多因素分析的滑坡灾害预测分区方法 ,并结合我国多滑坡的重庆市进行了滑坡灾害预测区划的应用研究。

WebGIS在浙江省地质灾害预测预报及信息发布中的应用

在浙江省经济发展过程中,地质灾害的频繁发生,给该省的人民生命安全与建设和发展造成很大的损失。本文结合WebGIS,应用MAPGIS IMS(Internetmapserver)以及Internet的WWW服务模式,建立了浙江省地质灾害预警预报信息的WebGIS服务,目的在于建立一个开放的网络数据库,集中管理浙江省现已有的地质环境、地质灾害的空间信息数据及预测预报信息,并使用WebGIS将之发布、共享。远程客户端使用普通的WWW浏览器就可以实现地质灾害预测预报信息的远程查询访问,使地质灾害信息能够更广泛的为浙江省的减灾与防灾和预警预报服务。

三峡库区一个特殊古滑坡的综合研究

在三峡水库已深入勘测的２００多处大型滑坡中，重庆钢铁公司厂区古滑坡由于其沿侏罗系砂泥岩近水平层面的推动式滑坡机制从而表现出特有的运动过程。用滑动面上抗剪强度与滑动力的简单比较，绝对无法解释该古滑坡的最初起动机制。１９９４～１９９６年的综合研究，我们发现了蒙脱石软弱夹层，从而为合理解释古滑坡机制找到了重要的地质根据。实验室的综合测试所展示的滑动面微观形貌可能是在国内外文献中从未见到的。钻孔倾斜仪的深部位移监测与稳定性分析能很好地相互吻合。部分古滑体仍继续蠕变。