无人机航拍影像的矿区泥石流物源目标检测——以大同市里道寺窑沟为例

为解决当前传统泥石流物源识别人工野外实地调查难度大、危险性高、效率低、检测精度低等问题,提出了一种改进的YOLOv5s-GCE泥石流物源目标检测方法。首先,利用Ghost卷积替换普通卷积,完成轻量化特征提取,降低参数量和计算量;其次,在YOLOv5s模型的主干网络中添加CBAM双通道注意力机制,关注关键区域的重要特征,有效提升模型性能;最后,将CIOU替换为EIOU损失函数,提升算法检测精度。与YOLOv5s模型相比,YOLOv5sGCE模型mAP@0.5提升8.6%,mAP@0.5:0.95提升10.5%,参数量减少10.6%,计算量下降10.1%。可以有效检测泥石流物源,为泥石流物源的精确识别定位提供理论参考和数据支撑,进一步服务于里道寺窑沟区泥石流的风险评价与防治。

四川“9.5”泸定震后加郡沟流域强降雨前后泥石流物源分析

2022年9月5日,泸定磨西镇发生6.8级地震,强烈地震使得区域内松散固体物源大幅增加。2023年6月26日晚,加郡沟流域内经历短时集中强降雨,爆发了泥石流灾害,严重威胁沟口村民的生命财产安全。通过高清遥感影像数据和现场调查等手段,分析了加郡沟流域在震前、震后、地震暴雨后的物源分布特征和变化规律及地震和降雨对泥石流物源的影响。分析得出,加郡沟沟域物源总量地震后较地震前增加1.9倍,暴雨后较地震前增加12.1倍;板厂沟沟域物源总量地震后较地震前增加1.2倍,暴雨后较地震前增加2.1倍。地震后的泥石流物源量具有极大的隐蔽性和滞后性,地震区根据遥感解译估算泥石流固体物源的方法是可行的。该研究可为震后类似泥石流静储量估算及工程治理提供参考。

基于多尺度分层联合的泥石流物源信息精细化提取方法

针对泥石流物源分布破碎、赋存条件复杂的特点以及泥石流防治工程中物源信息精度需求高的问题,提出一种面向对象的分层联合信息提取方法,其综合样本分类器能实现模糊分类的优点和规则分类器在地物空间信息提取方面的便利性,联合样本分类与规则分类两种影像信息提取手段;根据不同地物间的特征差异,遵循由粗至细、去伪存真的处理原则,分阶段、分层次处理影像信息,逐层剔除无关地物信息的同时提取目标地物信息,从而实现泥石流物源类型及其空间分布特征的精细化提取.以西部高寒干旱地区某泥石流沟的无人机遥感影像为试验数据,对所提多尺度分层联合信息提取方法进行验证,结果表明降低了不同地物间的混淆,提高了分类结果精度,为破碎分布型泥石流物源信息的精细化提取提供了新方法和思路.

强震区震后泥石流物源起动机制研究现状

汶川特大地震对震区山体结构的破坏导致震后泥石流物源激增,次生泥石流灾害频发。为进一步探究震后泥石流物源起动机制,通过资料收集与分析的方法,概述了强震区震后泥石流物源起动机制研究现状,从野外调查、物理模拟试验、数值模拟分析三个方面总结了目前震后泥石流物源起动机制研究的主要进展及理论成果,在此基础上,提出针对震后泥石流物源起动机制进一步研究的建议:模型试验应加强降雨过程、降雨类型等相似律的研究;数值模拟分析计算模型应注重考虑侵蚀和挟带影响,同时加强区域大尺度复杂地形泥石流起动的模拟分析;此外,应重视地质环境脆弱山区高位物源成灾机理研究。

吉林省白河地区泥石流物源的粒度成分和物理性质的研究

确定泥石流发生的物源条件是预防泥石流灾害发生的首要任务,文中通过对吉林省白河地区松散堆积物的粒度成分和物理性质的测定和分析发现,该松散堆积物土样颗粒粒度较粗,黏粒含量非常少,土颗粒之间空隙较大,连通性比较好,导致土体的团聚性不好,遇到强降雨土体的整体强度和稳定性将会下降,容易被流水冲散,增大了泥石流灾害发生的可能性,可以作为白河地区的泥石流物源。

汶川县肖家沟泥石流物源演变及冲出规模研究

为研究强震区泥石流流域内物源演化特征并预测其冲出规模特征,以映秀镇肖家沟为研究对象,利用搜集到的4期高清遥感影像和DEM数据,结合ArcGIS技术对肖家沟流域内的崩滑体进行详细的解译。通过统计分析得出其震后多年间的物源演变规律及特征。结果表明:未来3~5 a间,在没有强降雨等外力作用的条件下,肖家沟的物源状态会持续呈现衰减趋势,并最终达到稳定状态。但现场调查表明:现阶段沟内仍存有大量沟道物源及少量崩滑物源,而且该沟的地貌在地震、山洪、泥石流的下切冲蚀作用下,更有利于水动力条件的形成,进而诱发物源的起动,这也在一定程度上降低了泥石流暴发的临界雨强,因此在持续性强降雨的作用下仍有暴发泥石流的可能性,仍需要加强泥石流的预警、防治及活动性预测等研究工作。运用FLO-2D软件模拟不同频率条件下的泥石流的冲出特征,结果显示:在5%,2%的降雨频率条件下,肖家沟泥石流将造成河流的部分淤塞,但均不会造成堵江,而在1%的降雨频率的条件下将造成堵江。

地震高烈度山区泥石流物源分布特征及补给模式探讨——以汶川县映秀镇张家坪沟为例

在强烈地震后的高烈度山区,准确认识泥石流物源的分布特征及补给模式对于正确认识泥石流及其危害性具有重要意义。通过对汶川地震后张家坪沟沟域泥石流物源分布特征的剖析,提出了地震高烈度山区暴雨沟谷型泥石流固体物质的7种补给模式,即远程崩落补给模式、远程滑移补给模式、坡面侵蚀裹挟补给模式、冲刷铲扫补给模式、近岸滑坍补给模式、沟床冲刷揭底补给模式和壅堵回淤-溃决拉槽补给模式,并从释义、形成条件、形成过程、基本特征等方面进行了探讨,在此基础上还原了张家坪沟"7·10"泥石流的成灾过程,指导了张家坪沟泥石流治理方案的制定。

河南省栾川县泥石流源地土大直剪试验

栾川县泥石流为降雨型泥石流,降水对泥石流源地土的强度影响较大。对栾川县自然泥石流土样(沟谷型、坡面型)和人为泥石流土样(矿渣)分别在天然含水量、快速饱和、饱和3 h条件下进行大型直接剪切试验,得到抗剪强度指标c、φ和强度包线与含水量的关系,以及不同含水状态剪应力与位移关系。结果表明,除矿渣粘粒含量太少,c值趋近于0外,矿渣φ和其他土样c、φ在天然含水量到饱和状态是明显降低的,饱和状态下剪应力-水平位移曲线有明显的波动,并在饱和3 h后,土样的抗剪强度进一步小幅度降低。一定条件下的前期降雨对泥石流的发生贡献很大。前期降雨充足,源地土体快速饱水,土体的抗剪强度明显降低,在重力和径流冲蚀作用下易破坏被地表水流带走。随着降雨持续,土体抗剪强度进一步降低,泥石流固体物源启动可能性增加。最后对泥石流不同固体物源类型启动难易程度进行了综合分析。

清平乡罗家沟泥石流基本特征调查及治理方案分析

本文通过对清平乡罗家沟泥石流的现场调查,从形成泥石流的基本要素——地形地貌、泥石流物源构成、水源进行研究,认为罗家沟地形、物源、水源均为泥石流的形成起到有利作用。使其灾害直接摧毁了下游沟道右侧2栋楼房及沿沟道4座桥涵及1.5km的道路,并将沟口10栋房屋全部或局部掩埋,同时大量的泥石流物质冲进绵远河,致使其改道约200m左右,河床平均淤积抬高3-5m。

泥石流沟道斜坡板岩气候环境响应行为与机制研究

为研究白龙江流域舟曲—武都地区泥石流沟道斜坡表层板岩在气候因素影响下的劣化进程,实验基于对区域内多处典型泥石流沟斜坡工程地质岩组和气候环境因素监测数据的分析,通过对完成不同次数冻融循环、干湿循环养护后的板岩进行宏观形态的观测,质量变化、弹性波速、应力–应变关系及单轴抗压强度的测试的对比研究,阐述板岩分别在不同环境作用下的劣化响应行为和机制,揭示斜坡表层板岩对干湿环境的劣化响应行为优于冻融环境的规律,表明干湿环境为区域内泥石流沟道斜坡板岩劣化为物源物质的主要环境控制因素,为该地区泥石流灾害的区划评价和防治提供有益的参考。

泥石流沟道斜坡板岩气候环境响应行为与机制研究

为研究白龙江流域舟曲—武都地区泥石流沟道斜坡表层板岩在气候因素影响下的劣化进程,实验基于对区域内多处典型泥石流沟斜坡工程地质岩组和气候环境因素监测数据的分析,通过对完成不同次数冻融循环、干湿循环养护后的板岩进行宏观形态的观测,质量变化、弹性波速、应力–应变关系及单轴抗压强度的测试的对比研究,阐述板岩分别在不同环境作用下的劣化响应行为和机制,揭示斜坡表层板岩对干湿环境的劣化响应行为优于冻融环境的规律,表明干湿环境为区域内泥石流沟道斜坡板岩劣化为物源物质的主要环境控制因素,为该地区泥石流灾害的区划评价和防治提供有益的参考。