藏东南溜砂坡的发育特征与防治

溜砂坡灾害是我国西部山区一种常见的地质灾害,属于广义滑坡中一种特殊类型。我国西藏东南部的溜砂灾害十分发育,危害严重。典型的溜砂坡通常经历碎屑和砂粒的产生、溜动以及在坡脚堆积三个过程。在溜砂坡的形成过程中除重力作用外,发挥主导作用的是物理风化作用。同时,溜砂坡是特殊的环境条件下的产物,研究区溜砂坡多发生于6 000年BP以来,对应于中国石笋记录的季风区在早全新世以来降雨量的减小,是对全球气候变化的响应。溜砂坡可按其砂源形成模式、发育地貌部位与溜砂特征分为原生型溜砂坡和再生型溜砂坡两大类。其中原生型溜砂坡适宜采用避让与清除、排砂工程与拦砂工程等措施,而再生型溜砂坡则应采用砂源区控制工程、固砂工程及拦砂工程等措施。     

基于加权信息量和迭代自组织聚类的地质灾害易发性评价

以三峡库区忠县-方斗山地区为研究对象,首先选取坡度、坡向、坡高、岩土体类型、坡体结构、构造、水的作用、人类工程活动等8个评价因子建立地质灾害易发性评价指标体系,并对因子状态进行分级;然后,采用层次分析法计算各指标因子的权重,应用加权信息量模型进行地质灾害易发性评价;再者,利用迭代自组织聚类模型对地质灾害易发性评价结果进行分级区划;最后,对地质灾害易发性评价的精度进行定量评价。结果表明:地质灾害易发性评价结果与实际地质灾害发生的吻合度高、评价结果可靠、评价方法精度高、适用性强;岩土体类型、坡体结构、水的作用及人类工程活动是地质灾害发育的最主要控制因素;地质灾害易发性划分为极高易发、高易发、中易发、低易发、极低易发五个等级。建立的评价方法从权重确定和等级划分方面完善了地质灾害易发性评价理论体系,可为区域地质灾害易发性评价提供理论指导和技术参考。     

基于加权信息量模型的藏东南地区滑坡易发性评价

藏东南地区位于青藏高原中东部,地形和地质构造都极为复杂,是我国地质灾害发育最为严重的地区之一。在区域地质灾害调查和相关因素分析的基础上,对藏东南地区滑坡发育特征进行了分析。滑坡影响因素相关性分析结果表明:研究区内滑坡多发育于较坚硬—较软弱层状砂板岩、粉砂岩、泥岩、页岩岩组,较硬层状砂岩、灰岩岩组,松散堆积物岩组内,以及地形坡度大于45°,高程2 500~4 000 m区域内;滑坡发育密度受断裂影响大,随着断裂密度的增大,其与河流、道路距离的减小而增大。根据上述分析结果,综合选取地层岩性、坡度、坡向、地面高程、断裂密度、河流和公路7个因素作为评价因子,采用基于GIS的加权信息量评价模型对研究区滑坡易发性进行评价,并将研究区划分为极高易发、高易发、中易发、低易发和不易发等五个等级,通过成功率曲线(AUC)方法检验,评价结果具有较高的准确性。其中,极高易发区主要沿嘉黎断裂、怒江断裂和澜沧江断裂等区域大型活动断裂带和主干河流两侧分布;高易发区主要分布在主干河流两侧极高易发区边界向两侧扩展的区域;中易发区主要位于大江、大河及深切峡谷的支流两岸,及断裂密度相对较大的区域;低易发区主要在水系发育程度较低、断裂密度较小的区域分布;不易发区主要分布在断裂不发育、人类工程活动微弱的高山地带以及地形相对平缓的区域。此评价结果对藏东南地区滑坡发育特征和重大滑坡灾害防治规划具有重要的指导作用。     

基于层次分析法的绵阳市地质灾害易发性评价

在对层次分析法(AHP)作了简要的介绍后,阐述了该方法应用于地质灾害易发性评价的过程及步骤,并在此基础上运用AHP建立了地质灾害易发性综合评价的层次分析结构模型及其判断矩阵,从而确定了影响地质灾害易发程度因子的权重,建立了地质灾害易发性单灾种评价及区域地质灾害易发性综合评价的数学模型.绵阳市地质灾害易发性评价应用说明,该方法是比较合理、有效的,具有较高的预测精度,评价结果与实际地质灾害发育区的拟合率大于90%.     

基于GD-SPCA的京津冀城市群地质灾害易发性评价

对区域地质灾害准确地进行定量易发性评价对于区域未来可持续发展具有重要的意义。针对现有研究存在指标选取时较少考虑不同因子的重要性程度、评价方法主观性较强等不足,该文结合地理探测器(Geodetector,简称GD)和空间主成分分析法(Spatial Principal Component Analysis,简称SPCA),提出一种新的地质灾害易发性评价方法及评价指数(Geological Hazard Susceptibility Index,GHSI)。以京津冀城市群为研究区,运用等距划分法、空间自相关分析法以及统计方法等对结果进行定量分析。结果表明：(1)高程与坡度是主要影响因子,其q值分别为0.398 0和0.334 0;而坡向对地质灾害影响程度极低,q值仅为0.001 9;(2)京津冀城市群GHSI均值为0.453 8,整体属于中度易发等级。从空间上看,高值区主要位于燕山及太行山区,而低值区主要位于冀东平原及坝上高原西部区域;(3)京津冀城市群GHSI值表现出显著的空间正相关性,其全局空间自相关指数值为0.814 2。因此,GHSI值主要以高-高聚集和低-低聚集为主,且高-高聚集...     

考虑植被因素的林地浅表层滑坡易发性评价——以川东华蓥市山地为例

选取川东华蓥市东部山区林地作为浅表层滑坡研究区域，采用综合评价法和权重分析方法，构建林地浅表层滑坡易发性评价指标体系，分析研究区内林地浅表层滑坡的主要影响因素，并探讨浅表层滑坡易发性空间分布特征。结果表明：工程地质岩组、坡度、平面曲率、剖面曲率、土层厚度是浅表层滑坡发生的主要影响因子，除此之外，在林地中平均树龄、林分类型等植被因子也是重要的影响因子；通过历史滑坡点的验证得出评价模型的准确率达到92.37%,考虑植被因子的综合评价模型适用于林地浅表层滑坡易发性评价；在考虑植被因子的条件下，易发性评价结果显示高易发性及以上的区域的易发性指数大于6,面积为38.75 km~2,占研究区总面积的22.00%,其主要分布在研究区西侧与平原交界的山脉一带，与软弱岩组的空间分布一致。     

基于组合赋权理论的泥石流孕灾因子分析

针对地质灾害易发性评价指标识别与构建的问题,以准确获取吉林省泥石流孕灾因子权重系数为目标,采用"3S"技术获取大量数据为基础,选取对吉林省泥石流易发性有显著影响的地貌、坡度、地势高程等7个孕灾因子,首次将偏好比率法与粗糙集理论组合赋权并优化,分析吉林省泥石流孕灾因子权重,并将分析结果与以往所采用的方法所取得的权重结果进行对比,结果表明:坡度、植被覆盖率、地势高程、人口密集度因素对吉林省泥石流发育影响较显著,与以往方法相比,植被覆盖率对吉林省泥石流易发性的影响显著提高,岩组的影响显著降低,在ARCGIS平台下开展评价,证明该方法取得结果与实地灾情较好吻合。研究成果对地质灾害风险评价及防灾减灾具有重要参考价值。     

基于地理加权回归模型的云南省地质灾害易发性评价

云南省是我国各种地质灾害的多发区。该文以2000-2014年云南省发生的500个典型地质灾害事件为基础,选取与地质灾害相关的诱发因素因子和潜在形成条件因子,构建了相应的评价指标体系。然后采用地理加权回归模型对其进行易发性评价,并对结果进行了等级划分。最后利用引入空间准确测量思想的成功率曲线和ROC曲线,对评价结果进行了精度验证和分析比较。结果表明:(1)云南省地质灾害较高和极高易发区主要位于西北部地区,且以泸水县、中甸县和维西傈僳族自治县为最高;(2)对评价结果进行了分级,从低到高不同易发性等级的面积百分比分别为6.14%,24.80%,18.41%,24.68%,20.78%和5.18%;(3)在未引入空间准确测量思想情况前,成功率曲线和ROC曲线的AUC值分别为0.503 8和0.965 1;引入空间准确测量思想后,AUC值分别为0.681 3和0.992 7,证明所提基于地理加权回归模型的云南省地质灾害易发性评价具有较高的可靠性。     

基于模糊贴近度的岩溶塌陷易发性研究

在综合分析岩溶塌陷特点及其影响因素的基础上,参考大量实例及专家意见,结合模糊贴近度理论,建立了岩溶塌陷易发性评价模型.在模型的建立过程中,讨论了岩溶塌陷评价指标隶属度的计算,使用层次分析法确定了各评价指标的权重.以武山铜矿区上屋周地段岩溶塌陷评价为实例,利用模型分别对该地段目前和1994年的岩溶塌陷易发性进行了评价,并进行了对比,评价结果与实际情况基本一致.利用武山铜矿区多个已发生岩溶塌陷的地段对方法进行了验证,并对整个碳酸岩覆盖区域进行评价,均表明该评价模型效果良好.所提基于模糊贴近度的岩溶塌陷易发性评价模型原理直观,计算方法简单、快速、实用,为岩溶塌陷易发性评价提供了新的思路和方法.     

确定性系数与地理探测器模型耦合的泥石流易发性评估方法研究∗——以安宁河流域为例

通过确定性系数与地理探测器模型耦合的方法研究耦合模型对泥石流灾害易发性评估的影响。基于遥感判识和野外考察确定安宁河流域内的 198 条泥石流沟作为评估样本,选取坡度、地面峰值加速度、地形起伏度、地层岩性、植被覆盖度、植被类型、地形湿度指数以及地貌演化指数作为评价因子,耦合确定性系数和地理探测器模型,分别计算各评价因子分级取值和因子权重,进行安宁河流域泥石流易发性等级分区。研究结果表明：(1)地理探测器方法定量分析安宁河流域内泥石流发育的主要贡献因子为地面峰值加速度、地形起伏度和坡度。(2)泥石流极高易发区和高易发区分别占流域总面积的 9.67% 和 12.02%,高易发区主要分布在安宁河流域两岸且呈条带状分布。 (3)利用 ROC 曲线对泥石流易发性评估精度进行验证,耦合模型的 AUC 值达到 0.824,相比单种模型 CF 模型的评估精度 0.786 提升了 4.8%,具有更高的准确率,评价效果更优。     

基于GIS结合模糊信息方法在灾害危险性区划中的应用——以大西安地区崩滑地质灾害为例

大西安地区的滑坡、崩塌主要分布在关中盆地黄土台塬边缘及高阶地前缘地带,这些灾害直接或间接地影响到了居民的生活或生产安全,开展滑坡、崩塌地质灾害易发性和危险性区划研究是城市发展的需要。根据大西安地区地质环境条件、自然地理条件、崩滑灾害的发育现状特征,结合降雨量及人类工程活动情况,选取地形地貌、地层岩性、地质灾害的发育现状作为影响该区地质灾害的主要因素,建立了大西安地区地质灾害易发性和危险性区划评价指标体系;运用模糊信息原理建立模糊信息综合评价模型,基于GIS系统对大西安地区的滑坡、崩塌地质灾害进行易发性和危险性进行了分区区划及其综合评定。评价结果表明,大西安地区滑坡和崩塌灾害高易发区面积为2 138.6 km2,占大西安地区总面积的13.85%;主要分布在大西安地区南部的周至县、户县、长安区,东南部的蓝田县和临潼区,以及蒲城县东部、北部,泾阳县的西南部。高危险区面积为258.2 km2,占全区总面积的1.7%;主要位于周至秦岭山前地带和蓝田白鹿塬边。该成果不仅可为大西安建设过程中的防灾减灾、规划设计、施工与运营提供依据,而且可充分挖掘大西安范围内高质量环境与土地资塬的开发潜力,避免和减少各类灾害的发生,最大限度地促进城市发展与环境协调具有重要意义。     

基于可拓学和熵权的中巴公路泥石流易发性评价

为了对中巴公路国内段沿线泥石流易发性等级进行评价,综合运用熵权法和可拓学理论,建立了基于可拓学理论的泥石流易发性等级评价模型。结合实地调查和遥感图像的解译结果,确定了10个泥石流易发性评价指标;利用熵权法计算得到了各评价指标的权重系数。然后根据可拓学理论确定了经典域、节域和关联函数,建立了泥石流易发性等级评价模型,并对研究区10条典型的泥石流沟进行了易发性等级评价。经计算,其泥石流易发性等级全部处于高易发以上。研究表明:采用基于可拓学理论的模型对泥石流易发性等级进行评价是合理的、可行的。     

基于频率比模型和随机森林模型耦合的地质灾害易发性评价

目前利用机器学习进行易发性评价时,非地质灾害单元通常是在研究区范围内随机选取,会导致部分非地质灾害单元落在潜在地质灾害单元之上,造成模型评价结果偏差,所以非地质灾害单元的有效选取成为当前易发性评价的难点问题。以浙江省长兴县李家巷镇为研究区,选取高程、坡度、坡向、剖面曲率、岩组、距水系距离、距断层距离、归一化植被指数和土地利用这9个环境因子作为评价指标,利用频率比模型(frequency radio, FR)进行非地质灾害单元的选取,然后选用随机森林模型(random forest, RF)进行地质灾害易发性评价,并与未经有效筛选非地质灾害单元的RF模型结果进行对比分析。结果表明,与RF模型相比,FR-RF模型的特异性(Specificity)提升了9.51%,说明对非地质灾害单元的预测能力显著提升,同时敏感性(Recall)提升了13.71%,说明对地质灾害单元的预测性能也大幅提升,受试者工作特征曲线下的面积(area under curve, AUC)和准确率(Accuracy)分别提高了6%、11.66%,模型整体性能及预测能力得到改进;地质灾害极高和高易发区主要分布于存在碎屑岩和...     

基于大数据挖掘的山区公路沿线滑坡易发性小区划

本文目的是基于滑坡灾害因子地理空间数据、历史滑坡大数据分析,构建山区公路沿线滑坡易发性精细化评价的逻辑回归模型。选取高程、坡度、坡向、坡位、微地貌、曲率、顺逆向坡、归一化植被指数、岩性、距水系距离、距断层距离、距道路距离、多年平均降雨13个因子作为滑坡易发性影响因子,以30 m精度栅格建立影响因子地理空间数据库。在研究区域441个历史滑坡数据的基础上,将地理空间分划分为滑坡区与非滑坡区,分别随机选取70%的滑坡区域与非滑坡区作为训练数据集,剩下的30%作为验证数据集。通过样本数据集的训练,建立逻辑回归分析模型。利用训练好的逻辑回归模型,对整个研究区滑坡易发性进行仿真预测。结果显示,滑坡极低、低、中、高、极高易发区面积分别占42.24%、18.42%、17.57%、16.37%、5.41%,高、极高易发区与历史滑坡位置吻合度高;训练数据集、验证数据集以及区域仿真的ROC曲线AUC值分别为0.89、0.83、0.87,评价模型具有较高的稳定性与可靠性;新近发生的3个典型滑坡均处于高或极高易发区,模型具有良好的预测功能。     

频率比与信息量模型在黄土沟壑区滑坡易发性评价中的应用与比较

本文以地处黄土沟壑区的皋兰县部分区域为研究对象,选取了高程、坡度、坡向、平面曲率、岩性、河流、水流强度指数和建筑物作为滑坡的评价因子,基于GIS的数据分析技术,利用频率比和信息量模型对其进行滑坡易发性评价,并对结果进行等级划分。最后,通过ROC曲线和密度法,对2种模型的评价结果进行精度检验和对比分析。结果表明:信息量模型的评价结果优于频率比模型的评价结果,其更适合于该区域滑坡易发性的定量评估;研究区滑坡的分布主要受控于高程和建筑设施;高、极高易发区域集中分布于低高程区域和距建筑物250m范围内。所得到的滑坡易发性分区结果可为该区域的滑坡灾害防治和土地规划利用提供参考依据。     

基于信息量与多模型耦合的碎屑岩区滑坡易发性分区评价

滑坡是一种典型的地质灾害,在我国南部湿热条件下,碎屑岩区滑坡的形成机制有别于其他地区。因此,碎屑岩区滑坡的识别及预警较为复杂,需有系统性及针对性。以碎屑岩区的广西来宾金秀瑶族自治县范围内的滑坡为研究对象,选取岩性、坡度、坡向、地形起伏度等10个致灾影响因子,通过信息量模型(I)与逻辑回归模型(LR)、随机森林(RF)、BP神经网络(BP)、卷积神经网络(CNN)等4种模型的耦合,以此构建出相应的易发性评价模型,同时对其精准性进行有效评价,进而在研究区范围内进行滑坡易发性分区。研究表明,信息量与BP神经网络耦合模型的ROC曲线AUC值最大(0.94),因此,可用此方法进行碎屑岩区的滑坡易发性分区。最后,通过评价可知,研究区的滑坡高易发区主要集中在路网和水系两侧。文中针对碎屑岩区的滑坡易发性分区进行了一次有效探索,可为当地防灾工作提供一定依据,也可为类似区域的滑坡防治提供一种思路。     

通渭黄土滑坡变形特征及致灾机理分析∗

2019 年 9 月 14 日,甘肃省定西市通渭县发生大型黄土滑坡。通过对该黄土滑坡的现场调查和无人机航测,查明了孕育滑坡的地形地貌、水文地质等条件,对滑坡体的形态特征、结构特征和运动模式进行深入研究,揭示了常家河滑坡的致灾机理。运用高密度电法对滑坡体进行探测,探明滑坡区域的地层结构、滑体厚度、地下水分布及空间展布情况。结合有限元法和严格的极限平衡法计算坡体的稳定性,得到降雨条件下滑坡坡体的最大剪应变区域分布及斜坡稳定性随着降雨持时的变化规律。研究结果表明：(1)通渭滑坡整体形态呈圈椅状,分为 3 个典型破坏区域,形成大量垂直陡坎,黄土滑动厚度约为 8~50 m;(2)通渭滑坡属“牵引?推移”式顺层滑坡,运动方式为“坡脚失稳牵引?中部受阻滑移?后部失稳推移”;(3)地下水多为裂隙岩溶水,地层结构不明显,早期地震等地质构造活动对地层形状影响较大;(4)黄土斜坡稳定性受降雨持时影响持续降低,斜坡最大剪应变区域多分布于斜坡中上部, 且从泥岩接触面向坡面发展;(5)降雨是触发通渭滑坡的最直接因素,冲沟发育、河流侵蚀与农业生产活动是重要的孕灾条件。     

县城抗涝韧性的定量评价与时空演化研究——以江苏省为例

从社会、经济、环境和基础设施四个维度遴选21个指标,构建县城抗涝韧性评价指标体系,进而运用熵权TOPSIS法构建县城抗涝韧性评价模型。通过OAT法对指标权重进行敏感性分析,确定指标权重的合理性。进一步地,定量评价2009—2020年江苏省41个县城的抗涝韧性水平并分析其时空变化特征和障碍因子。结果表明：(1)江苏省县城抗涝韧性表现出明显的增长趋势;(2)江苏省县城抗涝韧性呈现“南强北弱”的空间分布格局;(3)江苏省县城抗涝韧性具有显著的空间集聚性,其中热点地区集聚在苏南地区,冷点地区出现在苏北地区,并且冷点地区在研究期内呈现“沿海—内陆—沿海”的变化特征。     

添加剂对微生物胶结砂渗流特性的影响研究北大核心CSCD

从MICP反应环境及细菌代谢过程分析出发,选取NH_(4)Cl与NaHCO_(3)作为添加剂,应用于砂土的微生物改性加固,研究结果表明:(1)NH_(4)Cl、NaHCO_(3)添加浓度为0.1 mol/L时,CaCO_(3)生成量显著增加,相较于添加前增加了68.30%,原因是NH_(4)Cl和NaHCO_(3)的添加,调节反应体系pH值,使其更趋近于脲酶最佳活性所需碱性环境,同时促进细菌活性及代谢过程,进而增加CaCO_(3)生成量;(2)核磁共振检测结果显示,添加NH_(4)Cl、NaHCO_(3)后固化砂柱的孔隙率减小了15.93%,渗透系数降低了2~3个数量级,与MICP固化结果相比也有明显改善,渗透系数降低了50%以上;(3)在渗流模型分析中,一方面考虑CaCO_(3)沉淀对孔隙的填充作用,将其等效为填充于砂颗粒间的小颗粒,提出了MICP固化效应系数表述灌浆加固前后砂颗粒平均粒径的变化,另一方面根据固化后微细观检测分析结果,考虑CaCO_(3)沉淀对砂颗粒表面形貌的改变,调整模型中的颗粒材料形状系数α的取值。综合这两个方面对Kozeny-Carman渗流模型进行了修正,验证分析表明,修正后的Kozeny-Carman渗流模型能够较好地描述加固体的渗流特性,这也为MICP固化砂土的渗流特性分析提供了一种便捷的思路,只需测试不同阶段CaCO_(3)的生成量,就可以比较准确地估算加固体的渗透系数。     

基于AHP-Fuzzy法的灰岩地区崩塌体失稳危险性评价

危岩崩塌体的形成是多种影响因素综合作用的结果,且影响因素具有复杂性与模糊性的特点。基于AHP法,通过分析影响三峡库区灰岩地区崩塌体发育的各种因素,选取地形和地质条件、崩塌体几何特征及其他3个因素作为准则层,遴选出了陡崖高度、陡崖结构特征、陡崖所处地质构造、崩塌体规模、主控结构面倾角、主控结构面贯通度、日最大降雨量、风化作用、地震烈度及人类工程活动等10个评价指标作为子准则层,构成了AHP法的层次结构,建立了危险性评价指标体系。将层次分析法和模糊综合评价法有机结合,构建了三峡库区灰岩地区崩塌体危险性模糊综合评价模型。通过工程实例磨子岩W1,W2,W3三个危岩体对该评价模型进行了检验,磨子岩危岩危险性评价结果符合磨子岩危岩整体稳定性较差,已经发生部分崩塌,危险性极大的客观实际,表明构建的三峡库区灰岩地区崩塌体危险性评价模型具有较好的的适用性。