山区灾害滑坡风险非线性预测研究

传统山区灾害滑坡风险预测方法,对山区滑坡风险进行预测与分析同时,存在预测响应滞后以及预测准确率较低问题。提出山区灾害滑坡风险非线性预测研究方法。基于山区灾害滑坡影响因素,构建非线性斜坡系统,对斜坡单元进行量化分析,完成滑坡非线性动力学模型设计。利用该动力学模型与时间序列的研究,对滑坡形态与时间影响进行综合分析,判定危险滑坡源,对其进行空间相分析,完成山区灾害滑坡风险非线性预测。实验数据表明所提非线性预测方法相比于传统预测方法,响应时间提升96.18%,准确率提升48.95%。     

基于信息流理论的降雨指标与滑坡泥石流因果分析

降雨是滑坡泥石流灾害形成与发生的主导因素,但对其间的因果关系却缺乏定量的分析与验证。本文基于重庆地区2004～2016年的滑坡泥石流灾害数据与降水资料,具体分析了灾害与降雨的相关关系;并利用Liang-Kleeman信息流方法分别计算相应降雨指标与滑坡泥石流的信息流,结果表明:重庆滑坡泥石流灾害发生频次与年均降雨量的相关系数分别为0. 51、0. 53,均达到α=0. 1水平的显著性相关;年均降雨量、Pa指数、降雨日数、暴雨频次、暴雨量到滑坡泥石流均存在单向因果关系;暴雨量到滑坡泥石流的信息流最大,是诱发滑坡泥石流的最主要的因素。基于信息流理论的降水与滑坡泥石流灾害的因果分析,不仅为滑坡泥石流灾害降水预报模式提供理论支撑,也对提高滑坡泥石流灾害预报预警准确率以及开展防灾减灾工作具有重要意义。     

容县2010年6月滑坡灾害降雨阈值研究

大暴雨常引起群发性滑坡灾害的发生,对大暴雨引起的滑坡进行预警显得尤为重要,而确定诱发群发性滑坡的降雨阈值是预警的关键。在容县2010年6月初暴雨及其诱发的滑坡数据基础上,分析降雨和滑坡发生数量的相关性;采用降雨强度-降雨历时模型的统计分析方法,建立不同滑坡发生概率的降雨强度-降雨历时阈值线,且用ROC方法对阈值线进行检验。研究结果表明：滑坡发生数量和降雨量相关性为0.507;采用ROC方法分析得到滑坡发生概率为10%、50%、90%,阈值线的准确率分别为0.70、0.75、0.39,漏报率分别为0.05、0.23、0.93,误报率分别为0.75、0.29、0.04;综合以上指标,将50%阈值线作为研究区的阈值线,并进一步分析该线在不同日数下诱发滑坡的降雨阈值,作为容县群发性降雨型滑坡灾害预警分析。     

基于Geodatabase的滑坡灾害空间数据库设计

整个设计旨在建立滑坡灾害空间数据库,有效管理滑坡灾害数据,为滑坡灾害预测预报服务。基于Geodatabse数据模型,使用CASE工具,在分析滑坡灾害风险评价的数据需求和数据特点的基础上,得出了滑坡灾害空间数据概念模型图,建立了滑坡灾害空间数据库。在设计过程中,提出了空间数据和非空间数据的整合方式,以及滑坡监测时间序列数据格式化的示例。     

陕南地区土岩接触带滑坡地质灾害预测研究

陕南地区土岩接触带滑坡地质灾害发生频繁且分布广泛,对人们正常生活造成较大影响,因此该文提出基于GIS的陕南地区土岩接触带滑坡地质灾害预测方法。通过划分研究区预测单元,生成土岩接触带斜坡坡度分布图、岩组类型和断层分布图等基础构件,以此建立滑坡地质灾害信息量预测模型,结合信息量模型与GIS技术,对预测出的滑坡地质灾害信息量进行分级,从而得到预测结果,完成陕南地区土岩接触带滑坡地质灾害预测。实例分析结果可知,在研究区坡度在6°～25°之间时,预测发生滑坡灾害比例较高且包括的信息量较多,且滑坡灾害发生前10 d中,第4 d发生降雨,对滑坡灾害影响最大。     

基于TRMM降雨数据的四川省地质灾害降雨阈值分析

降雨与地震是引发地质灾害的两个主要原因,尤其在地震区,地震导致了大量的滑坡松散堆积物与不稳定斜坡,在后续降雨条件下极易产生新的地质灾害。另一方面,高精度降雨数据的缺乏一直是由降雨导致的地质灾害预测预报的瓶颈。因此,该文尝试应用业内评价较好,精度较高的TRMM降雨数据来获取地质灾害发生前期降雨量。应用2000-2012年间的3h分辨率的TRMM3B42数据,结合2000-2012年间四川发生的重大滑坡泥石流灾害,提取出每次地质气象灾害发生前30d,15d,3d和当天的降雨数据。在此基础上,结合收集来的历次地质气象灾害的临界降雨过程雨量和历时数据,应用主成分分析法,将五组数据划分为两大主成分,并进行分析;绘制四川省地质气象灾害的降雨强度—历时阈值曲线,并以汶川地震为分界点,比较分析了地震前后的阈值变化情况。结果表明,在四川地区,滑坡泥石流灾害的发生同时受到降雨和汶川地震的影响。以灾害发生前30d,前15d,前3d有效降雨量因子组成的前期降雨这一主成分在滑坡泥石流灾害中贡献率较高,其次是以当天降雨和临界降雨过程组成的短历时降雨;通过对比地震前后的阈值曲线变化发现地震后的阈值更低,表明强地震后坡面稳定性降低,引发地质灾害的降雨条件降低。     

浙江省永嘉县滑坡灾害风险预警研究

永嘉县地处浙江省东南沿海,是该省突发性地质灾害预警预报系统研究及应用示范项目的四个示范县之一.首先对影响永嘉县滑坡灾害发育的主要因素进行了评价分析,提出了基于降雨的时空耦合滑坡灾害风险性预警预报研究的基本思路.基于MAPGIS二次开发系统,选取5个因素14种状态作为预测变量,运用信息-物元模型进行了滑坡灾害易发性空间预测.基于有效降雨量模型建立了区域滑坡灾害的宏观危险性预警预报模型.根据浙江省气象台提供的降雨实时信息,进行了基于降雨的台风期滑坡灾害危险性预警.同时基于人口密度和房屋建筑易损性指数对人口易损性和房屋建筑易损性以乡镇为单元进行了评价,与滑坡灾害危险性预警相结合进行了云娜台风期间永嘉县滑坡灾害风险预警预报,并以8个灾害点的实际分布情况验证了预警结果的准确性.将传统的滑坡灾害危险性预警延伸到滑坡灾害风险预警预报,为政府部门防灾减灾提供了重要依据,使防灾减灾工作的针对性大大增强.     

藏东南地区降雨型滑坡致灾阈值及滑坡危险性量化分析

基于中国地面降水日值格点数据和藏东南滑坡事件目录,构建累积降雨量—历时关系阈值（E-D）模型,量化藏东南地区降雨型滑坡事件降雨阈值,分级预测1990-2019年319个降雨型滑坡,并分析909个滑坡点对居民地、道路、河流的危险性。研究结果表明:①昌都市降雨阈值略高于林芝市,藏东南地区阈值在0≤D≤100区间内介于世界范围滑坡降雨阈值的上限和下限。②“极易发生”的降雨型滑坡30年内可能发生次数高达104次和101次,分别位于昌都市丁青县的中部地区和林芝市墨脱县境内的雅鲁藏布江中北部;“易发生”降雨型滑坡主要集中分布于工布江达县中部、墨脱县北部、左贡县境内沿江河地带;“较易发生”降雨型滑坡集中分布于丁青县东南部、八宿县和左贡县西部的江河地区。③藏东南地区受滑坡影响的居民地主要分布于边坝县中北部、丁青县南部、察雅县中西部和贡觉县的东南部地区;受滑坡影响的中、高危险性道路段主要集中在边坝县中北部、丁青县南部河流附近、洛隆县中部、察雅县西北部、江达县东南和贡觉县境内的沿金沙江附近地区;受影响的水系主要为边坝县中北部河段、丁青县南部河段、洛隆县中部河段、察雅县西北部的澜沧江河段、江达县东南和贡觉县境内的金沙江河段。本文研究为藏东南地区滑坡灾害的防灾减灾提供重要依据。     

汶川大地震同震滑坡复活变形特征研究

同震滑坡复活具有不确定性、隐蔽性强和区域分布面积广等特点，往往被忽视，容易成为防灾减灾的盲区。该文根据同震滑坡堆积物变形复活所处的坡体位置和主要诱发因素，将复活类型划分为坡脚侵蚀型和坡面降雨型，基于InSAR技术、无人机多期航拍和地面调查数据，分别对青林沟滑坡和沙坝村滑坡变形特征、过程、原因进行分析，坡脚侵蚀型主要以“沟道侵蚀—坡体滑塌—坡体后退”模式变形和复活；坡面降雨型则以“颗粒运移—下渗增强—颗粒粗化—滑面发展”模式变形和复活。将InSAR技术应用于同震滑坡大范围和长时间序列变形监测，不仅是同震滑坡变形和复活研究的有效手段，对于地质灾害评价、预测与防治也具有参考意义。     

秦巴山区浅表层滑坡灾害监测预警平台设计与实现

针对秦巴山区滑坡灾害监测预警难以满足动态性与实时性等难题,该文基于大数据与云计算等相关技术,采用GIS软件二次开发技术,构建了适用于秦巴山区的滑坡灾害监测预警平台。平台融合TypeScript、Java、Python等编程语言,集成ArcGIS API for JavaScript、ArcPy等组件,在Spring Cloud技术框架下采用基于微服务的B/S架构模式搭建而成,实现了对滑坡监测数据的统一管理,并基于预警模型对区域-流域-灾害点等不同尺度的滑坡进行快速预警预报。最后以秦巴山区某日降雨条件下滑坡发生概率验证平台的可行性。结果表明：秦巴山区滑坡灾害监测预警平台技术路线合理,实现了滑坡灾害风险的快速预警预报,且准确率较高。该平台将有助于提高秦巴山区滑坡监测预警信息化水平,为防灾减灾工作提供技术支撑。     

GIS支持下的滑坡空间预测与危险等级划分

以日本早池峰山地域为研究对象,借助航片、TM影像、数字化地图以及各种统计资料和现有专题图等主要数据,利用美国MicroImage公司开发的TNTmips地理信息系统,将数量化理论与地理信息系统紧密结合,对区域滑坡进行了空间预测和危险等级划分.提取并计算了滑坡以及包括坡度、坡向、海拔、坡面倾斜类型、降雨、植被、土壤和地质等8个滑坡影响因子,得到了滑坡及其影响因子的空间分布图.在此基础上,抽取372个样本,应用数量化理论对这些样本进行了分析,建立了区域滑坡预测模型.该模型经研究区域共1296384个样本检验,模型预测精度达80.49%.最后,以滑坡发生概率为基准,对滑坡危险等级进行了划分.     

基于混合高斯隐马尔科夫模型的滑坡发生时间预报∗

滑坡发生时间预报在防灾减灾工作中非常重要,准确的预报能够有效预防灾害发生可能造成的灾难性结果。为解决当前滑坡预报中仅仅实现对滑坡位移等相关参数的预测和估计,而未最终计算出滑坡发生时间的问题,提出采用混合高斯隐马尔科夫模型(MOG‐HMM)建立滑坡发生时间预报模型,即对滑坡灾害演化过程全周期数据利用混合高斯算法计算出宏观信息预报判据,与隐马尔科夫模型中的状态相匹配,建立滑坡演化状态模型,该模型能够反映全周期数据的多个状态,当需要对实时采集的位移数据进行时间预报时,首先利用解码算法对当前数据解码,即计算出其属于滑坡的哪个状态,然后利用Dijkstra最优路径规划算法,计算出从当前状态到达滑坡发生状态的时间,实现滑坡发生时间预报。通过对新滩滑坡和卧龙寺滑坡灾害全周期数据进行仿真验证,结果表明,本文方法能够比较准确地计算出滑坡发生的时间,同时利用评价指标对预报的结果进行测试,符合预报指标精度要求。     

基于有效降雨阈值的鄂西山区五峰集镇滑坡危险性评价∗

五峰集镇地质环境背景条件复杂，特别在汛期降雨影响下滑坡地质灾害频发，因此开展五峰集镇滑坡空间预测评价和降雨阈值研究，不仅对研究区滑坡的防灾减灾具有实际指导意义，同时对基于降雨阈值的滑坡危险性评价方法研究也具备较好的参考价值。本文以降雨型滑坡多发的五峰集镇为例，利用地理探测器法准确选取研究区评价因子，综合层次分析模型与 BP 神经网络模型计算全区易发性指数，得到基于斜坡单元的滑坡易发性分区；同时，统计每个滑坡点的降雨历时及有效降雨强度，分析研究区滑坡的致灾雨型，绘制诱发鄂西山区滑坡灾害发生的临界降雨 I‐D 阈值曲线，得到设计工况下的时间概率；综合易发性分区和时间概率得到基于有效降雨阈值的鄂西山区五峰集镇滑坡危险性分区图。研究结果表明：五峰集镇滑坡高和极高易发区占研究区总面积的 27.12%，主要分布于研究区大型河流两岸；五峰集镇滑坡发生 10%、50%、75%概率的阈值曲线分别为 I = 31.42 × D^{-0.786 94} 、I = 68.11 × D^{-0.786 94} 、I = 84.74 × D^{-0.786 94} ；五峰集镇滑坡高和极高危险区占研究区总面积的 19.33%，主要分布于研究区中部及东南部河流两岸。本文所构建的五峰集镇滑坡危险性评价体系，以及适用于鄂西山区的基于降雨阈值滑坡危险性评价方法，能够为山区地质灾害防控以及危险性评价研究的不断完善提供有益参考。     

基于TRIGRS与Scoops3D耦合模型的潜在滑坡稳定性时空动态预测

中巴公路是全球气候变化最为敏感和复杂的地区之一,沿线滑坡灾害十分发育,快速准确地预测公路沿线滑坡时空分布情况对中巴经济走廊建设具有重大意义。本研究选取中巴公路沿线加格洛特-哈维连段作为研究区段,将TRIGRS模型中的降雨入渗模型与考虑斜坡体三维几何特征的Scoops3D斜坡稳定性分析模型进行耦合,动态识别研究区潜在滑坡分布,分析了潜在滑坡的时空分布及动态变化,并对比分析了一维TRIGRS模型与三维耦合模型的预测结果。结果表明：研究区潜在滑坡对降雨条件响应明显,降雨1 h潜在滑坡面积占比(18.44%)约为天然状态下(4.13%)的4.5倍;随时间延续潜在滑坡分布范围逐渐增大,主要分布在加格洛特-吉拉斯段与瑟津-达比尔段;一维TRIGRS模型存在过度预测问题,三维耦合模型显示了更符合实际的滑坡预测结果。相关研究成果可为中巴经济走廊防灾减灾提供理论支撑。     

基于气象-地形-水文-地质-人文耦合的滑坡灾害空间预警研究

广东省小流域地区滑坡灾害具有多发性、广泛性和严重性的特点,严重影响山区社会安定和经济发展.长期以来区域滑坡灾害预警和单体地质灾害稳定性研究总是在两个不同的体系下进行,二者缺乏有机联系,常用的滑坡灾害预警单元也不能反映成灾机理.以广东省梅州市程江流域的松岗小流域为研究区域,以斜坡单元为基本单元,以气象、水文、人文过程为主要参数,通过分析各参数与灾害形成的内在关系,结合GIS技术,构建气象-地形-水文-地质-人文耦合模型,并通过历史数据对模型进行验证,结果表明,该模型不仅提高了滑坡预测的空间精度,而且可对特定降雨条件下的滑坡灾害进行客观有效地预测.     

区域降雨型滑坡风险分析统计模型研究

较大空间区域内的降雨型滑坡风险分析受降雨情况以及地质地貌条件复杂多样的影响,难以完全量化分析。本文以地层岩性、岩土体结构、地质构造、坡度及河流冲刷等为主要因素建立了边坡危险性区划模型,在重庆地区滑坡与降雨关系的统计分析基础上,建立了重庆地区滑坡前期累计有效降雨量模型与降雨型滑坡预报累积降雨量指标体系,结合对重庆地区降雨概率分布的分析,建立了降雨型滑坡风险分析模型,研究了不同降雨条件、不同边坡危性等级下的年度滑坡风险,验证了所建预报预警模型的合理性和适用性,为城市区域规划和基础设施风险评估与管理提供了定量依据,为一定空间和时间范围内降雨滑坡风险的量化评估提供了有效途径。     

单体滑坡灾害风险预测

以重庆市万州区农机技校滑坡为例，讨论了单体滑坡灾害的风险预测方法。提出采用Monte-Carlo方法预测滑坡发生的概率，利用能量守恒原理和谢德格尔公式推算滑程；结合滑坡裂缝的展布方位，预测出滑坡灾害发生后的影响范围；根据承灾体自身特点和相对于滑坡所处的位置，确定出滑坡灾害影响范围内承灾体的易损性；利用GIS对空间数据的图形叠加功能，将滑坡危险性和灾害易损性叠加，并在考虑库区水位动态变化的基础上，动态预测滑坡灾害导致的经济损失，定量预测滑坡灾害风险大小。结果表明，该滑坡在坝前145m水位和50年一遇暴雨工况下可能的经济损失值最大为10260万元；而在滑坡危险性最大的工况下，滑坡灾害风险不一定最大。所得结果可为滑坡灾害防治工程或土地规划立项提供依据，使政府决策部门在防灾减灾工作中更有针对性。     

基于GIS的新源县滑坡灾害分析与区划

新源县是新疆滑坡灾害的多发区。基于GIS的多元信息整合与空间分析功能,分析了近年新源县449个滑坡灾害点的监测数据,探讨了该区滑坡的发育特征,进行了滑坡灾害危险性区划。结果表明,地质条件是滑坡灾害形成的基本因素,降雨是滑坡灾害的主要诱发因素,过度放牧等人类活动也是促发滑坡灾害发生发展的重要因素之一。由此,为避免滑坡灾害,减少在上述地形地质条件下的不合理人类活动、合理安排牲畜数量以减少环境负荷是决策关键。     

云南鲁甸6.5级地震灾区滑坡分布特征研判分析

地震灾区滑坡损毁房屋造成人员伤亡,损毁道路造成交通中断,堵塞河道形成堰塞湖,这些严重威胁着灾区人民的生命财产安全,所以滑坡分布特征研判对提高灾害应急救援救助效率和开展灾害损失评估具有重要的意义。为此,基于多源多尺度遥感影像和地震烈度数据,以决策树分类为主,结合目视研判开展滑坡解译和分布特征研判。结果表明,鲁甸地震诱发滑坡604个,面积8.21 km~2。其中,中型滑坡[崩滑面积(100 m×100 m)]149个,共计7.18 km~2,小型滑坡[崩滑面积(100 m×100 m)]455个,共计1.03 km~2。地震滑坡主要分布在道路两侧、居民地附近、河流两侧等孕灾环境稳定性低和承灾体脆弱性较高地区。     

芦山地震触发次生灾害特点统计分析及规律预测

芦山地震后次生灾害造成大量的人员伤亡和财产损失,有效分析并预测芦山地震次生灾害规律将有助于灾区的灾害评价和灾后重建工作。震后,四川省国土局组织中科院成都山地所开展芦山地震次生灾害风险评估,本人作为项目组成员参与其中。本文利用芦山地震后四川国土部门和中科院山地所提供的灾害相关统计数据进行分析,发现庐山地震后次生灾害类型主要为崩塌、滑坡和泥石流等,达到灾害总量的99%,其中97%为小中型灾害。统计发现,地震各主要县市地质灾害密度差异较大,地震烈度等级越高,区域内各种次生灾害的密度就越大,大型规模次生灾害的密度也越大。本研究利用庐山地震灾害密度数据拟合多项式,并利用汶川地震灾害统计数据和国土局统计的芦山地震灾害密度数据对多项式进行对比验证,发现拟合公式计算结果与统计数据基本吻合。本研究得出的拟合多项式以及相关的统计规律将为庐山地震后预测崩塌和滑坡等次生灾害提供参考,为震后灾区重建和灾害评估提供科学指导。