贵州省主要地质灾害危险度区划研究

结合贵州省地理环境和地质灾害特征,选择地形地貌、工程地质岩组、断裂构造作用、河流切割程度、年均降雨量及历史地质灾害分布密度等6个一级区划指标和24个二级区划指标,采用黄金分割法确定各指标的权重;应用综合分析的因子叠加法,按4级危险度分区标准,对贵州省主要地质灾害危险度进行区划。区划结果包括:极高危险区约3.22×104km2;高危险区约0.85×104km2;中危险区约2.99×104km2;低危险区约10.56×104km2。采用离散多态系统可靠度的矩阵分析法,认为贵州主要地质灾害发生的危险性主要处在中危险区。     

基于Logistic模型的四川凉山州森林火灾风险分析

森林火灾严重危害人类生命财产安全,科学准确的林火风险分析对防灾减灾具有重要意义.四川省凉山州因林火频发而成为重点监测区域.基于MCD64A1火烧迹地数据,提取凉山州2010-2020年的火烧迹地范围,在分析历史火灾时空分布的基础上,选取地形、植被类型及植被覆盖指数、干湿季平均温度及降水量、土地利用和人口密度等主要风险因子,建立Logistic模型并计算森林火灾的风险概率,结合火灾迹地的空间统计划分风险等级.结果 表明:1)基于火灾迹地进行空间采样所构建的Logistic模型在显著性水平0.05时通过模型系数检验,拟合效果较好;2)影响凉山州森林火灾发生的风险因子主要有植被类型、植被覆盖指数、高程、坡度、人口密度和干季均温,其中干季均温对林火发生与否影响最大;3)西昌市、会理、会东和德昌县等干热河谷地区的林火风险极高,应重点监测.     

基于CF与LR模型的泥石流危险性评价

泥石流危险性评价是泥石流防灾减灾工作不可或缺的部分.以帕隆藏布流域为研究区,以多元遥感数据和实地调查数据为数据源,从致灾因子和孕灾环境入手,选取年均降雨量、地层岩性、距断层距离、NDVI、土地利用类型等8个影响因子,利用CF模型和LR模型确定各因子及其分类级别的权重,采用Pearson相关系数法进行因子间的独立性检验,运用ROC曲线对评价结果进行验证.结果表明:1)泥石流危险性的影响因子权重从大到小依次为土地利用类型、年均降雨量、距断层距离、土壤类型、归一化植被指数、地层岩性、坡度、地形起伏度;2)高危险区面积占研究区总面积的17.11％,其泥石流数占研究区泥石流总数的43.62％,表明泥石流发育集中,与实际情况相符;3)模型精度验证AUC为0.903,表明模型评价精度较高,评价结果理想,可为帕隆藏布流域泥石流防治提供辅助决策.     

基于斜坡单元的浅层滑坡风险区划——以华南松岗河小流域为例

针对华南丘陵山区浅层滑坡灾害的形成机理及特征,对滑坡风险影响因素进行重点研究和筛选,提出了丘陵山区浅层滑坡灾害风险分析指标体系及其区划方法。从浅层滑坡的发生机理出发,选用斜坡单元作为山区滑坡灾害风险区划的基本单元,并利用DEM完成单元的划分。将影响滑坡灾害形成的地形起伏度、坡度、坡向、岩土结构面特征、地层岩性、风化层厚度、开垦切坡强度、居民点切坡强度、道路切坡强度九项因子作为小流域山区滑坡灾害的危险性指标,以道路密度、建设强度和开垦强度指数作为易损性指标,建立浅层滑坡灾害风险评价指标体系。最后,通过风险评价模型进行风险评价和区划。     

基于SOCP-MKRVM的区域滑坡敏感性分析研究

为了提高相关向量机（RVM）在区域滑坡敏感性评价中的预测能力,提出了基于二阶锥规划的多核相关向量机 (SOCP-MKRVM)预测模型。以四川省低山丘陵区为例,选取了8个滑坡孕灾因子训练RVM预测模型,并分别运用受试者工作特征曲线（ROC）和滑坡点密度2种方法对预测结果进行验证。通过与单核RVM模型的对比分析,结果表明:SOCP-MKRVM模型提高了对区域滑坡敏感性的评价能力,预测精度提高到71.33%,ROC曲线下面积达到0.741,滑坡点密度分布更加合理,两低敏感区之和为0.89个/100 km2,两高敏感区之和为6.54个/100 km2。     

模糊证据权法在地震滑坡危险度区划中的应用

为克服滑坡危险度评价中因子边界划分不确定性和因子权重的主观性问题,引入模糊证据权法,对汶川震区岷江流域雁门乡至映秀段,进行滑坡发生后验概率计算。采用修正后验概率模型,来满足模糊证据权法中证据层间的条件独立性假设,以提高预测结果精度。最后按照预测的滑坡点数,完成研究区滑坡危险度区划。通过与野外实际踏勘数据对比,结果显示:75.24%的已知滑坡点处于修正后验概分级中等危险度以上。表明模糊证据权方法,可较为客观准确地对地震滑坡危险度进行区划,适用于预测以自然因素为主导的事件发生概率。     

重庆市地质灾害孕灾环境分区研究

为探索重庆市地质灾害孕灾环境分布情况,以重庆市主要地质灾害为研究对象,在分析孕灾因子基础上,选取暴雨强度、地貌条件、地质岩性、年均降雨量、植被覆盖度和地质构造条件等6个因子,构建地质灾害孕灾环境分区指标体系,利用层次分析法(AHP)和专家效度相耦合方法确定各指标权重,并建立孕灾环境综合指数评价模型。在ArcGIS软件平台支持下,以1 km×1 km网格尺寸为单位精细获取各指标分析数据,计算得到各网格孕灾环境综合指数值,并根据该值进行重庆市地质灾害孕灾环境等级区划分。结果表明:重庆市地质灾害孕灾环境综合指数值在43～84之间,孕灾分区主要集中在高易发区和中易发区,其中危险区1.29×104 km2,占总面积的15.62%;高易发区4.42×104 km2,占53.68%;中易发区2.38×104 km2,占28.85%;低易发区0.15×104 km2,占1.85%。     

耦合Random Forest算法与信息量模型的地质灾害易发性评价——以西藏自治区工布江达县为例

地质灾害易发性评价是防灾减灾工作中不可或缺的部分。以西藏自治区工布江达县为研究对象，选取地形起伏度、土壤类型、地层岩性、坡度、降水强度等11项评价因子，并对所选因子进行等级区分；采用信息量为基础构建地质灾害易发性评价模型，利用随机森林(RF)算法确定各因子权重，完成信息量模型赋权；使用RF-信息量模型对研究区内地质灾害进行易发性分析，并用历史灾害点与受试者工作特征(ROC)曲线验证评价精度。结果表明：1)土壤类型、地层岩性以及平面曲率是影响工布江达县内地质灾害发育的3个主要因素；2)低易发区、中易发区、高易发区、极高易发区的面积占全县总面积的比例分别为54.43%、23.74%、14.91%、6.92%;3)在县域内处于高易发或极高易发的区域多靠近沟谷；4)通过ROC曲线比较，RF-信息量模型精度高于信息量模型。使用RF算法可以提高信息量模型的评价精度，使评价结果更理想，为以工布江达县为例的高山高原地区的地质灾害评估和治理提供了参考。     

区域滑坡灾害地形地貌因子敏感性分析研究

为分析地形地貌与滑坡敏感性之间的关系,借助地理信息系统(GIS)空间分析技术和滑坡影响因子贡献率的数学方法,研究雅安市雨城区坡度坡向对滑坡的影响程度的大小。通过研究得到了每一区间的坡度和坡向对滑坡的贡献率,定量地分析了坡度、坡向对研究区域的滑坡发育的关系。研究结果表明,坡度20～30°区间的区域为滑坡最敏感的区域,坡向带90～120°区间是滑坡灾害最敏感的区域,但坡向带每一区域的贡献率差别不大。     

基于层次分析（AHP）的山东林火风险区划研究

利用RS和GIS构建山东森林火险区划模型,模型采取4类指标:第一类是森林火灾发生和蔓延的气象条件,选用代表干湿状态的多年近地面平均气温和近地面空气比湿;第二类是森林燃烧物质基础,林火行为主体的森林植被类型和植被覆盖度;第三类是高程、坡度和坡向等森林火灾发生和蔓延的地形条件;第四类是距居民点距离、距道路距离和人口素质(农民纯收入指数)等火源条件。分析2001-2010年10年间各类指标因子与火点分布关系,利用层次分析法(AHP)确定火险因子权重构建了山东林火风险区划,用2011-2012年火烧迹地信息进行验证,其中火点落在大于或高于三级占到了95%以上。     

尾矿库溃坝泥石流相似模拟试验台设计及验证

泥石流是一种极具破坏力的地质灾害类型,而尾矿库溃坝形成的泥石流除产生巨大破坏力外,还会造成严重的环境污染问题,为了分析其流态演进过程设计了泥石流相似模型试验台。本尾矿库溃坝泥石流相似模拟试验台采用全透明技术以观察泥石流的流态演进过程,同时在传感器对应位置外侧固定量尺,以记录泥石流流动过程中泥深的动（泥石流淹没高程）静（泥石流结束后滞留泥浆高度）态变化。与现有技术相比具有5大优点,主要体现在弯度调节、坡度调节及闸门装置3大系统,并通过相似模型试验与前人研究成果对比,验证了此试验台的可行性,对完善矿山泥石流流体力学理论及矿山泥石流防灾减灾工作具有重要的科学价值及意义。     

泥石流危险度测试模型与多传感器监测系统

为较准确地预测泥石流的发生,达到防灾减灾的目的,建立一种将多种传感器感知的动态监测信息与地质环境信息相结合的泥石流危险度预测模型。根据泥石流的形成条件和演化机理,量化研究发生泥石流的临界降雨强度、临界倾斜角和临界泥砂堆积层高度。基于该模型,设计并制作由雨量、倾斜、物位3种传感器组成的多传感器监控系统。分析和试验结果表明:该模型和监控系统具有预测泥石流危险度的功能,摄取的信息较全面,准确性更高,时效性更强,置信度较高。     

基于可拓和组合赋权的泥石流危险性评价

基于可拓学物元理论,结合层次分析主观赋权法与灰色关联度客观赋权法,对评价因子进行组合赋权,避免单一赋权方法的片面性,建立泥石流危险性评价模型。影响泥石流危险性的因子有很多,通过现场实际调查,选取一次泥石流最大冲出量、发生频率、24 h最大降雨量等8个因子对泥石流进行危险性评价。运用该模型对卡拉地区7条泥石流沟进行危险性评价,评价结果与实际情况相吻合,表明此方法可为泥石流危险性评价提供参考。     

新型带弹簧支撑抗冲击研究及其在泥石流拦挡坝中的应用

为了使结构或构件能够更好地承受住泥石流、爆炸等冲击荷载,设计出一种新型带弹簧的支撑(件)。运用显式动力分析方法,对冲击载荷作用下的这种支撑进行数值模拟,计算得到新型支撑的动力响应,并与普通支撑进行对比分析。结果表明,新型支撑能更好地防止冲击荷载作用下的结构过早发生塑性变形。另外,在泥石流防治结构中,引入这种新型支撑,设计出新型泥石流拦挡坝。运用有限元软件ls-dyna对新型泥石流拦挡坝进行大块石冲击模拟,并与普通重力式拦挡坝进行对比分析,得出新型拦挡坝坝底应力远小于普通泥石流拦挡坝的应力。研究结果表明,新型带弹簧支撑及新型泥石流拦挡坝的抗冲击效果非常明显。     

基于GDEM-PDyna的尾矿库溃坝三维数值模拟分析研究*

为进一步探究尾矿坝溃决后特有泥石流运移规律,掌握坝体破坏前至溃坝结束全流程发展状态,依托广东省某案例尾矿库为研究对象,采用基于有限元与离散元耦合方法的GDEM-PDyna软件构建泥石流类流体下泄演化数值模型,开展尾矿坝溃决演化分析,动态模拟尾矿库溃决过程中泥砂运动规律及淹没范围,并与MIKE 21软件计算结果进行对比。研究结果表明:尾矿坝溃决后,泥石流类流体流速升高、持续时间较短且尾砂流量发展迅速,2种模拟方法对比结果表明溃坝后坝基位置下泄流量变化与下游敏感点溃坝淹没深度变化情况一致。研究结果可为实现尾矿库下游重点区域灾害评估提供量化支撑,可有效提高尾矿坝溃决后灾害影响评估的精准性。     

青藏高原铁路沿线泥石流灾害预警技术及行车安全保障措施

分析了青藏高原泥石流类型及其在高原分布情况,目前正在建设的青藏线和规划中的其他高原铁路都面临泥石流的威胁,研究高原铁路沿线泥石流预警技术具有必要性和实用价值。笔者利用模糊神经网络方法建立了判定泥石流灾害发生可能性的预警模型。根据预警结果,将泥石流威胁条件下的行车安全保障作业分为预报、预警和警报3个阶段,并制定了不同阶段的行车安全保障措施。     

泥石流灾害风险评价方法及其应用研究

探讨泥石流灾害风险评价的理论和方法;利用已有的泥石流灾害资料,建立泥石流风险评价体系和实施流程;提出风险评价的定量计算方法;结合遥感和地理信息系统技术,完成了云南省昆明市东川区泥石流灾害的定量风险评价。研究结果与泥石流实际分布和调查资料基本一致,表明所提出的泥石流灾害风险评价的理论与方法具有一定的理论价值和现实意义,可以为泥石流灾害风险评价和防灾减灾管理提供有益的科学依据。     

基于相似试验的尾矿库溃坝泥石流预测分析

模型试验是较为准确预测尾矿型泥石流危害影响范围的研究手段。以四川盐源平川铁矿58号尾矿库为研究原型,应用相似试验原理建立该库的试验模型,进行全溃坝试验。试验中冲击压力在断面1达到峰值21 kPa;泥深呈周期性变化在断面2达到最大值5.8 cm,流速随泥石流演进长度不断减小,在断面1出现最大流速1.7 m/s。试验结果表明,溃坝泥石流的冲击压力、泥深和流速在运动过程中先快速到达峰值,然后逐渐减小,而泥深的变化呈现一定的波动性。各断面冲击压力、泥深和流速的峰值出现的时间并不相同,其出现先后与流通地形有很大关联。     

基于FLO~(2D)与3DMine耦合的尾矿库溃坝灾害模拟

为预测和评价尾矿库溃坝的致灾情况,提高库区防灾减灾能力,建立尾矿库溃坝数值仿真模型。采用FLO2D泥石流模拟软件对湖南某尾矿库进行溃坝灾害过程仿真,并将模拟结果与3DMine数字矿山软件耦合,实时反演溃坝灾害过程。分析结果表明,该尾矿库溃坝时的最大溃决流速为40.2 m/s,下游沟谷最大淹没深度达13.6 m,溃坝瞬时最大冲击应力达100 MPa。三维动态反演了尾矿库溃坝前稳定状态、溃坝后0.01,0.02和0.05 h的尾砂流动状态和淹没范围。根据溃坝泥砂流动强度,对该尾矿库全部溃坝和半溃坝时的灾害程度进行三色图判别。     

自然灾害生态环境风险及其评价——以汶川地震极重灾区次生泥石流灾害为例

灾害生态环境风险评价的关键是评价不确定性灾害事件的发生概率和它对人类依存的生态系统造成的负面后果,评价步骤包括4个部分:受体分析、风险源的概率分析、暴露和脆弱性评价、风险表征。以汶川地震10个极重灾区的研究资料为基础,评价地震次生泥石流灾害生态环境风险指数和生态环境损失,并按照生态环境风险指数和生态环境损失大小对未来10县市的生态环境风险进行了排序。综合考虑2个评价结果,汶川县、北川县、绵竹市生态环境风险较高,安县、青川县、什邡市生态环境风险较低。