“5.12”汶川地震诱发滑坡特征参数统计分析

2008年5月12日四川省汶川县发生了Ms 8.0级大地震,震后遥感影像解译与调查结果表明,在约48 700km2的区域内,地震诱发了不少于48000处的滑坡灾害。基于GIS空间分析方法,分别使用滑坡面积与滑坡数量这两个统计参数,对滑坡的地层岩性、坡度、滑向、高程、所在烈度区、上下盘位置和与发震断裂的距离等共7个参数进行了统计分析。统计结果表明,汶川地震滑坡多发育在(1)砂岩、粉砂岩、千枚岩与灰岩地层中;(2)坡度为30°～50°,尤其是35°～45°范围内;(3)沿着垂直于发震断裂SEE方向运动;(4)高程为800～2000m,尤其是1000～1600m范围内;(5)Ⅷ～Ⅺ烈度区范围内;(6)发震断裂的上盘:(7)距离发震断裂40km,尤其是10km的区域内。     

G318拉萨-日喀则沿线地质灾害分布规律及其影响因素

为了对318国道改线工作提供可靠的参考依据,使用ETM+,Quickbird和30 m分辨率的DEM数据,采用人机交互的方式对研究区内的地质灾害分布进行遥感解译。区内主要地质灾害共5类,总计195处。结合背景资料,综合分析了G318拉萨—日喀则段内地质灾害同地形地貌、岩性构造、水文气象的关系,结果认为:(1)段内地质灾害呈间断性集中分布,共9个集中区;(2)不同地质灾害位于特定的地形地貌条件下;(3)岩性控制地质灾害的类型;(4)构造活动频率与地质灾害发生频率呈正相关;(5)夏季强降水、春冬干旱大风是区内地质灾害的主要诱发因素;(6)公路改线工作应建立在充分的地质背景考察结果之上。     

基于确定性系数概率模型的降雨型滑坡孕灾环境因子敏感性分析——以四川省低山丘陵区为例

分析降雨型滑坡孕灾环境因子的敏感性,有利于提高对该类型滑坡的预测精度。以四川省低山丘陵区为例,通过高分辨率遥感影像解译和野外实地调查等方法,建立滑坡编目数据库,并在此基础上,选取高程、坡度、地形起伏度、岩土类型、道路、河流和断裂构造共7个因子作为降雨诱发滑坡的孕灾环境因子,基于GIS空间分析技术,应用确定性系数概率模型,对这7个因子的敏感性进行研究。研究结果表明:四川省低山丘陵区降雨型滑坡多发育在:①高程在400~1 000 m的范围内,特别是600~800 m的区域;②坡度为15°~30°的区域;③砂岩、砾岩和页岩等岩石类型中。应用滑坡敏感性指数分析发现,岩土类型、高程和坡度对研究区内降雨型滑坡的分布起到控制作用。     

汶川地震前后滑坡分布变化规律——以川北山区为例

为获取汶川地震效应下滑坡空间分布的变化规律,针对川北山区2002-2010年的滑坡案例数据,构建了4个表征不同时间尺度的滑坡子集,对比分析了汶川地震同震滑坡、地震前后降雨型滑坡的个数、比例、密度以及与滑坡发生密切相关的5个因子(坡度、岩性、高程、距断裂带距离和降雨)的敏感性。结果显示,汶川地震震后3年中,中型滑坡的比例由震前的2.29%增大至16.86%;滑坡的坡度优势区间由10°~15°推高至30°~45°,高程优势区间由400~600 m推高至800~1200 m,距断裂带距离的优势区间由震前0~15 km缩短至0~10 km;松散堆积层上滑坡分布密度迅速扩大;滑坡对降雨的反应时间较震前明显缩短,且震后滑坡的临界降雨量值较震前降低。这些结果表明,汶川地震的发生改变了川北山区的滑坡发育条件。     

贵州省崩滑灾害影响因子易发区间评价

贵州省脆弱的地质环境和大量的人类工程活动使其成为地质灾害频发地区。基于GIS空间分析功能和确定系数法对贵州5 288个滑坡和2 614个崩塌以点为评价单元进行数据挖掘,选取工程岩组、矿山相对密度、公路、水系、高程、坡度、坡向七个影响因子作为评价指标,根据灾害点的分布规律和野外调查情况对因子重分级,分别将滑坡和崩塌在不同区间的敏感程度量化为CF值,得到影响因子的易发区间。研究结果表明:滑坡的易发高程为950～2 000 m、易发坡度为8°～25°,崩塌的易发高程为1 000～1 900 m、易发坡度为大于30°,崩塌在高程较高、坡度较陡的区域易发性大于滑坡;滑坡和崩塌的易发坡向为南向、西南向、西向,且在南向最为敏感;滑坡和崩塌的易发工程岩组为软硬相间岩类;水系对1 500 m范围内的滑坡影响较大,对1 250 m范围内的崩塌影响较大,影响程度随距离增大而减小;与公路距离小于750 m是滑坡的易发区,与公路距离小于1 000 m是崩塌的易发区;采矿活动对滑坡和崩塌均有影响。研究结果可为贵州开展防灾减灾工作提供数据支撑。     

基于Flow-R模型的八一沟泥石流危险性评价

目前泥石流危险性评价方法通常是一条泥石流沟对应一个危险等级。Flow-R模型将泥石流源区识别与泥石流运动相结合计算泥石流的危险概率,能够评价一条泥石流沟内不同部位的危险性。为丰富泥石流评价方法的应用研究及探究单沟内泥石流危险分布特征,以八一沟为研究区,在确定八一沟泥石流源区识别阈值和运动参数的基础上,用Flow-R模型对泥石流可能的危害范围进行模拟计算,并用混淆矩阵对模拟结果进行评估,最后对八一沟流域不同部位进行了泥石流危险性评价。结果表明:(1)泥石流源区主要分布于沟道20°～50°坡度范围和1 400～1 600 m高程范围内,沟顶细小汇水沟道为泥石流提供了丰富的活动物质;(2)泥石流危险区域大致分布在沟道左右40 m范围,占整个研究区域的20.06%;极高危险区分布于沟道中心,危险性由沟道中心向两边逐渐降低;(3)Flow-R应用于研究区的正确率为84.18%,给出的泥石流危险区图合理,能够反映研究区泥石流的基本危险特征。     

西北太平洋热带气旋风险分析

选取1949-2000年西北太平洋每6小时热带气旋中心位置的风速资料,统计了2×2经纬度网格的热带气旋中心位置次数,并构造了风速强度指数分析其大风强度.同时,选取风速为指标,计算了西北太平洋热带气旋风险,给出了10年一遇、20年一遇和50年一遇大风分布图.结果表明:(1)热带气旋中心点位置基本集中在以中国南海、菲律宾群岛以东以及马里亚纳群岛附近这3个地区,与热带气旋发生源地和路径频率图较为一致;(2)风速强度指数和热带气旋中心位置次数的分布相差不大,但风速强度指数最高值范围明显比热带气旋中心位置次数高值区分布范围广;(3)西北太平洋热带气旋最大风速的概率分布呈指数函数分布,主要分布在小于50m/s的范围内,小75m/s的大风占到99.41%,75m/s以上的大风比较罕见;(4)10年一遇和20一遇热带气旋大风高值区主要分布在菲律宾群岛附近、南海南部及台湾岛以东的地区,相对集中,而50年一遇风速分布图中,具有多个高值中心.     

基于确定性系数分析方法的秭归县滑坡易发性评价

滑坡易发性研究对地质灾害的防治工作具有重要意义。以三峡库区秭归县为研究区域,选取坡度、高程、岩性、土地利用、距水系距离等滑坡因子,采用确定性系数方法分析了滑坡关于各影响因子的易发程度。在此基础上进行了滑坡易发性评价与制图,根据自然间距分类方法将评价结果分为极低、低、中、高和极高5个等级,它们依次占研究区域面积的8.80%,18.89%,25.62%,25.07%和21.62%。评价结果表明,极高和高易发区主要分布于长江干流与支流两岸,与实际分布情况吻合,研究结果对防灾减灾工作具有实用意义。     

基于证据权重法的呼伦贝尔地区人为草原火险空间预测

应用证据权重法结合GIS空间分析,研究了呼伦贝尔地区人为草原火险。利用证据权重法定量化地分析了与人类活动密切相关的5个因子(乡村人口密度、载畜密度、居民点分布、城镇分布、公路网)与草原火点空间分布的关系,并建立了呼伦贝尔草原火险预测模型,据此在ARCVIEW的WofE扩展模块下生成一幅草原火险预测专题图,并将研究区划分为高、中、低三类风险区。研究表明:(1)呼伦贝尔草原火灾火点的空间分布与人类活动关系密切,尤其是乡村人口密度、公路网与居民点分布这三个因子,权重分别为0.5191,0.1945,0.2864;(2)证据权重法可以客观定量地表现出草原火险与人类活动的关系,因而可为草原火灾风险管理提供决策支持。     

云南省公路水毁时空分布宏观约束机制

运用实地调查方法和统计分析方法研究不同影响因子对云南公路水毁时空分布规律的宏观控制机理。研究表明,月降雨量和强降雨日的月分布概率是云南公路水毁时间分布的主控因子,地形地貌、水系、植被盖度、多尺度构造、地层岩性和新构造应力场使云南公路水毁广泛分布但又相对集中,中(间)尺度天气系统才是约束云南公路水毁空间分布的主要天气系统。     

1970—2019年全球陆地破坏性地震人员伤亡时空特征及其贡献率分析

基于区域灾害系统理论,梳理了1970—2019年全球陆地破坏性地震灾害数据,运用地理探测器模型量化了地震致灾因子(震中烈度)、承灾体(人口密度、人均GDP)、孕灾环境(海拔、相对高程、坡度)以及房屋损毁对地震人口伤亡的贡献率。结果显示:(1)1970—2019年全球陆地破坏性地震灾害频次呈现波动上升趋势,地震造成的人员伤亡呈现增加趋势,近20 a来7.0级以下地震造成的伤亡人数有下降趋势。(2)全球陆地破坏性地震灾害约60%分布于地中海-喜马拉雅地震带,约35%分布在环太平洋地震带。(3)房屋损毁对地震造成的人口伤亡贡献率最大,其次是震中烈度和人口密度。海拔、相对高程和坡度三者中相对高程对地震造成的伤亡人数贡献率最大。(4)环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带上各个影响因子对地震人口伤亡的贡献率存在差异。     

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。     

宝鸡市冰雹灾害风险区划研究

采用宝鸡12个县区1961—2016年的降雹资料、防雹炮点分布和耕地防护资料,结合宝鸡市DEM高程、地貌类型、土地利用分布等地理信息基础数据;人口密度、经济密度、各县市农业人口占比、耕地面积占比、农业生产总值占比、人均GDP等社会经济资料;选取致灾因子危险性、承灾体暴露度和承灾体脆弱性3个评价因子,利用ArcGIS的空间栅格计算、自然间断分类和图斑合并等功能进行宝鸡市冰雹灾害风险区划研究。结果表明:宝鸡市冰雹灾害风险以中、高度风险区为主,多出现在北部低山区和台塬区,其中陇县雹灾风险指数最大,城市中心区以及南部高山区以低风险区为主。     

强降雨过程中冰云粒子等效半径的垂直分布及其与降水的相关性

采用CloudSat卫星云廓线雷达反演资料2B-CLDCLASS,2B-CWC-RO和2B-GEOPROF以及地面气象站降水资料,选取新疆天山及其附近地区的6次强降雨过程中的8个降雨云个例,对云中冰粒子等效半径的垂直分布特征及其与地面降水量的相关性进行了分析。结果表明:冰粒子主要分布在2~13 km的高程内,其等效半径的低值主要分布在云层的上部,高值主要分布在云层的下部。半径大于150μm的冰粒子的出现概率很小,而等效半径小于80 um的冰粒子除2007年7月9日昭苏降水过程中仅分布在云层的顶部外,其它个例中在各高度云层中均有分布。冰粒子等效半径与降水量相关性随高度而变化,在5~6km高度层内相关性最好,相关系数为0.823,且在0.05水平上有较高的显著性。5 km以上高程上的相关性随高度的升高而减弱。同一地区不同降水过程云中冰粒子等效半径的垂直分布具有极高的相似性,相关系数大于0.9。     

基于随机森林算法的云南昆磨高速公路气象风险研究

利用2018—2021年昆磨高速沿线交通气象观测站点数据,计算了总降水量及能见度低于500 m的天数,将其与地灾点、隧道点和桥梁点核密度以及道路曲率半径栅格数据输入到基于随机森林算法的预测模型中,最终昆磨高速危险路段回归预测结果R²值为0.790,P值为0.001,满足显著性检验要求,且预测结果与验证数据之间高度拟合。结果表明：(1)中度危险性以上路段集中在昆磨高速沿线“上—中”段的呈贡区、晋宁县、红塔区、峨山县、宁洱县以及景洪市,其中重大危险等级路段主要分布在景洪市和宁洱县;(2)从随机森林算法预测结果来看,隧道点核密度重要性占比为26%,能见度小于500 m的天数重要性占比为24%,2项综合占比为50%,说明隧道的分布和能见度低的天气状况对昆磨高速沿线行车安全影响最大。     

基于DEM的帽儿山地区土壤侵蚀定量分析

以ArcGIS9.0为分析平台,采用修正的通用土壤流失方程为评价模型,通过数字高程模型(DEM)、土地利用类型和土壤类型等空间数据与属性数据,获取基于栅格数据的土壤侵蚀量和侵蚀强度.借助于分布指数,通过空间叠加分析,从高程、坡度与坡向3个方面对研究区域的土壤侵蚀进行了定量化分析,揭示了土壤侵蚀在海拔、坡度、坡向上的空间分布特征.研究结果表明:微度和轻度侵蚀在整个研究区域占绝对大的比例,说明该区域水土保持总体上良好;就土壤侵蚀在坡向上的分布特征而言,中强度、强度和极强度侵蚀主要分布于半阳坡和阳坡区域;轻度和中度侵蚀在各高程等级上的分布占据一定的比例,土壤侵蚀强度与海拔不成直接的线性联系.     

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RS和GIS的黄山花岗岩砂化与地形因子的关系研究

基于RS、GIS的技术和数字高程模型(DEM),揭示黄山风景区花岗岩砂化的空间分布,探讨花岗岩砂化与地形因子的关系.结果表明,花岗岩砂化主要分布于海拔900～1 100 m,坡度在30°～50°之间,剖面曲率25以下,平面曲率在60以上,坡向朝北的区域.     

考虑土层深度分布的浅层滑坡危险性评价——以陕西秦巴山区为例

以广城幅(1:10 000)为例,利用背包钻机获取土层深度,以坡度、曲率及湿度系数为因子,通过统计回归分析建立不同因子组合的土层深度推估公式。运用TRIGRS程序进行浅层滑坡危险性评价,并结合分类误差矩阵探讨不同土层深度模型对危险性评价结果的影响。研究结果表明:简单回归,以坡度为因子作指数回归结果为最佳,多重回归同时考虑了三种因子,其结果优于所有简单回归的结果。恒定深度模型的滑坡预测正确率极低,坡度单因子模型的预测精度为80.38%,成功率曲线下面积(AUC)为0.695,复合因子模型的预测精度为81.26%,成功率曲线下面积为0.744,说明复合因子模式评价结果更为准确。     

基于动土压力响应特性的黄土滑坡振动台试验研究∗

为了探讨地震作用下动土压力沿高程和滑面的响应规律,通过大型振动台实验输入X向和Z向地震波,输入幅值逐级增大直到边坡破坏,对沿滑面和沿高程的5个土压力传感器的动土压力峰值分布规律进行分析,并利用基于小波变换的能量提取工具对加载X向和Z向的EL波进行分解,分析其在不同频带的动力响应特性,并进行了加速度峰值分析与动土压力峰值的组合响应分析。研究结果表明:(1)土压力沿高程和滑面都呈现非线性增加的趋势,加载X向地震波对滑面土体应力影响较为显著,而加载Z向地震波对坡顶面附近土体应力影响较为显著,且加载Z向地震波土压力沿高程放大趋势比加载X向地震波更明显;(2)输入加速度峰值0.6g时,滑体开始向下滑动,贯通破裂面的产生和动土压力峰值以及加速度峰值同时突变可作为边坡破坏的依据;(3)使用基于小波变换的能量提取工具对各频段的能量进行提取,发现第一频段的能量占比在95%以上,说明第一频段内土体响应最为剧烈,黄土边坡对地震波运动过程中高频部分具有"滤波作用",因此进行防护设计时应把这一现象作为设计的考虑因素之一。