基于斜坡单元鄂西山区典型集镇地质灾害风险评价

鄂西山区处于全省地质灾害高易发区,灾害频发,风险呈现加剧之势。以恩施州巴东县野三关集镇为研究区,通过以斜坡为单元地质灾害调(勘)查工作,归纳了孕灾地质条件,并构建了斜坡地质灾害风险评价体系：首先基于斜坡单元进行评价单元划分;然后采用层次分析法,选取斜坡坡度、斜坡高差、剖面曲率、工程地质岩组、地质构造、斜坡结构、水系密度、植被覆盖率等8个评价因子,对区内斜坡地质灾害易发性进行评价研究;综合考虑人类工程活动和降雨的诱发影响,进行不同降雨重现期工况下危险性区划;根据研究区人口、建筑、道路、土地等承灾体分布,分别进行人口和经济易损性评价;最后根据危险性和易损性评价结果,进行地质灾害风险评价,为野三关集镇发展规划、精细化“隐患点+风险区双控”体系建设提供了理论依据和实际指导。结果表明：随着降雨量的增加,高风险区和极高风险区的面积逐渐增加,主要集中分布在研究区东北片区,针对极高、高风险区地质灾害隐患点和有变形迹象的斜坡建议采取工程治理或专业监测措施,制定应急预案。     

斜坡单元支持下基于信息量模型的地灾危险性评价

信息量模型能够有效评价地质灾害危险性,为了探寻模型运用过程中评价单元计量单位的最优选择,选取高程、坡度、坡向、坡形、水系距离、断层距离和人类工程活动7个评价因子,运用ArcGIS软件对已知地质灾害隐患点和各评价因子做空间分析,计算评价单元两种不同的总信息量值,利用统计学常用的自然断点法对总的信息量进行分级划定,得到地质灾害危险性分区图.研究表明,以面积作为计量单位在极高危险区的灾害点密度为0.782个/km~2,高于以个数作为计量单位的评价结果.通过这两种计量方法的结果比较,能为更好地利用信息量模型评价地质灾害危险性提供实验依据.     

基于斜坡单元与组合赋权法的东川区地质灾害危险性评价

针对单一评价方法在地质灾害危险性评价中的弊端,采用斜坡单元与组合赋权法相结合开展地质灾害危险性评价.借助ArcGIS平台,以水文分析法建立斜坡单元,选取坡度、坡向、距道路的距离、距河流的距离、距断层的距离、岩性、降水量、高程、土地利用类型9个评价因子,采用层次分析法和熵权法相结合的组合赋权法确定评价因子的综合权重,将东川区地质灾害危险性等级划分为极高危险区、高危险区、中危险区和低危险区.研究结果表明,斜坡单元能够较好地反映微观地貌特征;危险性分区结果与地质灾害点实际分布相吻合;研究区的中东部和北部地区是地质灾害分布密集区,地质环境脆弱,人类活动明显,危险性较高.     

基于地理信息系统与斜坡单元的峨边县地质灾害易发性评价

斜坡单元依据山脊线和山谷线划分的单元,能够体现研究区的真实地质环境条件,作为评价单元在地质灾害易发性评价中具有重要意义。采用地理信息系统(geographic information system, GIS),运用水文分析工具提取峨边县斜坡单元,选取归一化植被指数、坡度、高程、地形起伏度、地层岩性、距水系的距离、距断层距离、距道路的距离8个因子,使用逻辑回归模型(logistic regression, LR),制得地质灾害易发性概率图,将其划分为非易发区、低易发区、中易发区、高易发区和极高易发区。结果表明：ROC(receiver operating characteristic curve)曲线的线下面积(area under curve, AUC)精度检验值为0.917,极高易发区和高易发区内地质灾害点数占总灾害点数的81.3%,说明对峨边县进行基于斜坡单元使用逻辑回归进行地质灾害的易发性评价具有可行性和较高精度。     

基于斜坡单元的区域滑坡敏感性评价 ——以云南省小江流域为例

小江流域地形陡峻,地质条件复杂,地震及新构造活动强烈,气候水文条件复杂,致使滑坡等山地灾害十分发育。流域内滑坡不仅数量多,而且活动频繁,严重威胁着人民的生命财产安全与社会经济发展。本文以地表曲率分水岭法划分的斜坡单元作为基本评价单元,基于频率比法计算坡度、坡向、曲率、相对高差、岩性、断裂带密度、河网密度和地震峰值加速度8个影响因子对小江流域滑坡发育的贡献度大小,并通过ArcGIS软件叠加分析得到滑坡敏感性分区图。通过结果验证,高、极高敏感性区共发育滑坡132个,数量占比为79.04%,具有较高的准确性。相关研究成果可为小江流域的防灾减灾应急管理工作提供理论依据,对该区域的发展规划和可持续发展具有重要的现实意义。     

评价单元对地质灾害易发性评价的影响

西吉县地处宁夏回族自治区南部山区,地质环境条件复杂,地质灾害数量多、规模大,严重制约当地的经济发展。为了探究不同评价单元对地质灾害易发性评价结果准确性的影响,以宁夏西吉县地质灾害为研究对象,分别以网格单元和斜坡单元作为评价单元,选取灾害点密度、坡度、坡高、坡型、降雨、岩土体类型、人类工程活动和地震等8个评价指标,基于ArcGIS软件,运用综合评判模型对各分级量化的评价指标进行叠加计算,其中采用层次分析法确定各指标的权重值,并应用突变点法将研究区划分为非易发区、低易发区、中易发区和高易发区四个等级,最后通过Sridevi Jadi经验概率法和相对滑坡密度指数法对易发性评价结果进行精度检验。结果表明：基于斜坡单元的高、中易发区灾害点占比比基于网格单元的高5.2%,采用Sridevi Jadi经验概率法得到的基于斜坡单元和网格单元的地质灾害易发性预测结果精度分别为94.74%和90.08%,基于斜坡单元和网格单元的高、中易发区滑坡密度指数值分别为99.30%和98.79%。斜坡单元的预测精度更高,表明采用斜坡单元划分的地质灾害易发性评价结果更为合理准确。     

基于CF-AHP法的风险斜坡识别方法研究

针对地质灾害隐患识别水平还不够高,灾害发生在“台账外”的问题,风险斜坡识别已成为新时代区域地质灾害调查的主要目标。本文基于贵州省最新地质灾害样本数据库,通过加权确定系数法（CF）分析滑坡及崩塌的影响因子的敏感性,划分出4个危险性值域。结合专家经验,各因子影响权重排序依次为人类工程活动、斜坡结构、坡度、地下水特征、坡形、坡高。再利用层次分析法（AHP）获得7项影响因子的权重大小,形成了快速有效的斜坡危险性打分体系。利用历史典型点进行验证与修正并结合新增地质灾害案例,9处典型历史灾害点原始斜坡危险性与灾害的规模及灾情大小呈线性关系,满足斜坡演变趋势,4处典型风险斜坡中滑坡范围线均位于风险范围线内,变形破坏特征与指标敏感性和权重较为一致,判别结果与实际情况基本相符。通过此方法,最终完成了全省88个县域内78622个斜坡单元的风险斜坡识别,共计查出风险斜坡18196处,将其及时纳入管控对象并提出防治建议,最大限度避免突发性地质灾害发生而造成人民生命财产损失。     

斜坡灾害预警模型及其综合应用研究

针对正确构建合适的预警预报模型或方法是影响斜坡灾害成功预警预报的核心问题。本文总结了斜坡预警中常用的多种模型与方法,及其在典型工程中的应用效果,重点对其适用性进行了综合对比分析。通过对常用的预警预报方法(极限平衡法、Verhulst模型、灰色预测模型、指数平滑法、神经网络等)在适用条件、优劣性、可操作性及应用效果的详细分析,得到不同模型的选取原则与标准,并结合深圳边坡的特点及影响因素建立对应的预警模型,结果表明在构建斜坡灾害预警预报模型上具有一定的指导意义和应用价值。     

基于斜坡单元的滑坡易发性评价 ——以易贡地区为例

滑坡易发性评价对于滑坡的预测与管理具有重要意义.以往的滑坡易发性评价多基于像素信息进行评价,难以与地质环境相联系.选用以山脊线和山谷线所构成的斜坡单元为评价单元,选取坡度、地形起伏度、地层岩性、多年平均降雨量、河流距离和植被指数等6个指标作为评价因子,建立易发性评价模型,将研究区划分为不易发区、低易发区、中易发区和高易发区,利用研究区内已知滑坡进行验证.结果表明,有21处滑坡位于高易发区,9处位于中易发区,正确率达88%,与实际情况相符.此次评价结果具有较高可信度,为指导滑坡灾害防治工作提供了重要的信息和依据.     

基于云模型的边坡风险评估方法及其应用

针对边坡风险评估随机性和模糊性共存的特点,在传统模糊综合评判法(FCE)的基础上引入云模型理论,提出一种边坡风险评估方法.选取边坡坡高等7项因素作为评估风险集,将风险划分为5个等级,采用云模型来构建隶属度函数.通过正、逆向云发生器计算权系数矩阵和综合评判矩阵,利用Matlab软件直观生成评价云和"云滴"图来对比分析,综合评价得到边坡风险等级.以大崎山旅游公路边坡为例进行建模分析,将评估结果与传统模糊理论评判方法所得结果进行对比,与实地调查结果相合,分析结果表明该方法是有效的.     

基于Copula模型的云南省地质灾害风险评估研究

云南省是中国地质灾害最严重的省份之一,地质灾害造成的损失主要包括直接经济损失和人员伤亡.以云南省1991—2020年期间的地质灾害年度统计数据作为研究样本,利用地质灾害造成的直接经济损失和以因灾死亡人数转化的间接经济损失为边缘分布建立Copula函数模型,通过蒙特卡罗模拟计算云南省地质灾害的年度风险度量值,实现通过货币化的方式对云南省地质灾害风险水平进行量化.最后,结合云南省地质灾害风险损失特点,应用计算出的风险度量值,提出了云南省地质灾害风险的分摊模式.     

基于多元回归数学分析模型某区域内斜坡稳定性研究

基于多元回归数学分析模型对某县城区域内30个滑坡的稳定性进行分析,得出影响斜坡稳定性的最主要因素和该区域的多元回归数学分析模型。此方法对该县城区域斜坡的研究结果表明,得出的回归方程回归效果显著。多元回归分析方法可以用于斜坡稳定性的初步分级,并且方法简单、灵活、成本低,是规划阶段斜坡稳定性评价的有效方法之一。     

基于倾斜变形的边坡临界滑动面确定方法研究

采用强度折减法寻找三维边坡临界滑动面是边坡稳定性分析工作中的重要问题。基于对边坡临界状态位移场的分析,提出一种三维边坡临界滑动面的确定方法,即认为当边坡处于临界状态时,滑动面上的点是空间倾斜角度最大的位置点。通过强度折减计算使边坡达到临界状态,沿边坡表面及坡体内部等距布置测线和离散点,并计算各离散点的空间倾斜角度,提取每条测线上离散点空间倾斜角度最大值的坐标点;然后利用局部加权回归散点平滑方法做平滑处理,并将曲面在边坡范围外的多余部分进行裁剪即可得到三维边坡的临界滑动面。最后,探讨了倾斜变形计算长度大小和离散点布置的疏密程度对滑动面的影响,结果表明,倾斜变形计算长度对滑动面形状影响较小,离散点间距对滑动面形状存在一定的影响。     

基于突变理论的边坡监测预警概率性模型研究

为解决边坡系统演化过程中不确定因素的影响,得到非确定性的边坡预警结果。结合突变理论与广义胞映射理论提出了一种边坡监测预警概率性模型。该模型采用尖点突变理论识别边坡稳定状态;将边坡稳定性演化结果视为随机事件,基于广义胞映射理论计算滑坡在某一时刻准时发生、提前发生、滞后发生、滑坡不发生的概率,从而实现边坡概率性预警。利用该模型计算了某黄土区工程边坡在某时刻发生失稳的概率为100%,且滞后发生的概率为83.8%,判定边坡系统突变会在该时刻之后发生,预警结果与实际情况一致,验证了该模型的有效性。与传统模型相比,概率性预警模型可提供更丰富合理的信息,有助于提升监测预警的准确率,为边坡监测预警研究提供了一种新思路。     

Regional Integrated Meteorological Forecasting and Warning Model for Geological Hazards Based on Logistic Regression

Information model is adopted to integrate factors of various geosciences to estimate the susceptibility of geological hazards. Further combining the dynamic rainfall observations, Logistic regression is used for modeling the probabilities of geological hazard occurrences, upon which hierarchical warnings for rainfall-induced geological hazards are produced. The forecasting and warning model takes numerical precipitation forecasts on grid points as its dynamic input, forecasts the probabilities of geological hazard occurrences on the same grid, and translates the results into likelihoods in the form of a 5-level hierarchy. Validation of the model with observational data for the year 2004 shows that 80% of the geological hazards of the year have been identified as ＂likely enough to release warning messages＂. The model can satisfy the requirements of an operational warning system, thus is an effective way to improve the meteorological warnings for geological hazards.     

坡向对切挖边坡土壤钾素特征的影响

为探究切挖边坡土壤钾素及其组分的空间分布规律,采用野外采样和实验室分析相结合的方法,以四川省阿坝州松潘县川黄高速公路的切挖边坡为研究对象,对比不同坡向间土壤各形态钾素含量的差异,分析不同形态钾素与土壤理化性质的相关性,明确土壤有效钾的影响因素.结果表明：土壤水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾、速效钾和非交换性钾含量均表现为阳坡>阴坡,而土壤矿物钾和全钾含量则表现为阳坡<阴坡;土壤所有形态钾素含量均表现为半阳坡>半阴坡.土壤非特殊吸附钾、特殊吸附钾和速效钾与土壤pH、全氮、碱解氮均达到显著或极显著正相关.土壤pH是影响切挖边坡土壤有效钾的主要因素,水溶性钾、非特殊吸附钾对切挖边坡土壤有效钾的贡献较大.     

基于GA-ANFIS的边坡稳定性评价

自适应神经模糊推理系统将模糊推理的可解释性和神经网络的自适应、自学习的能力结合起来,克服了边坡岩体的不确定性问题带给边坡稳定性分析的巨大困难,同时针对模糊推理系统内部参数设定的合理性问题,建立了基于遗传算法的自适应模糊推理评判模型。结果表明,GA-ANFIS评判模型结果与现场监测情况吻合,从而使其成为边坡稳定性评价的一种有效方法。     

土质路堑高边坡变形特性的离心模型试验研究

通过离心模型试验揭示了土质路堑高边坡在开挖卸载过程中的变形特性及坡体应力变化特点,分析了土质路堑高边坡土体参数(密实度、含水量)变化对坡体变形特性和虚拟力(人为控制坡面变形而产生的力)的影响,以及两者之间的关系;讨论了在坡体的开挖卸载过程中,正在开挖卸载的坡面对上、下坡面的影响(通过坡面的变形及虚拟力的变化反映出来)规律.试验结果表明,坡体含水量的增加和密实度的减小均会改变坡体的应力状态,增大边坡侧向位移,降低边坡的稳定性.     

层状岩质边坡失稳的尖点突变模型

根据含软弱夹层层状岩质边坡失稳的特点,建立了边坡地质力学模型,考虑内外环境因素对边坡稳定性的影响,建立了完善的边坡失稳尖点突变模型,分析得到了边坡系统发生突变的必要条件。边坡在与外界进行物质和能量的交换过程中,其内外环境的变化导致突变模型中控制变量改变,边坡可能不会滑坡,也可能发生快速和慢速蠕滑,从而形成复杂的演化特征。研究结果加深了对滑坡成因的认识,揭示了应用突变理论研究边坡失稳现象是可行性。