基于流域系统地貌信息熵的泥石流危险性定量评价

泥石流是爆发在山区小流域内的特殊地质灾害,流域地貌条件制约着泥石流的形成和运动,影响着泥石流的发生和规模,因此,可以根据流域地貌的发育阶段判断泥石流的危险性。流域系统地貌信息熵理论是Strahler面积-高程分析法与信息熵原理的有机结合,是计算流域地貌发育阶段的定量方法。探讨了利用流域系统地貌信息熵理论进行泥石流危险性评价的方法,并选取辽宁省岫岩县哈达碑镇的21条流域作为实例进行验证。评价结果表明,利用地貌系统信息熵值来判断泥石流的发育程度,具有较好的客观性、可操作性和可靠性。     

耦合地貌信息熵和斜坡单元物质响应率的泥石流危险性分析

以粤西高州马贵镇为研究靶区,通过地貌信息熵法分析流域地貌发育演化阶段和泥石流沟谷危险性;提出流域单元物质响应率的概念,并结合遥感影像解译得到的松散物源分布,探讨泥石流沟谷的物源敏感性;在此基础上,将地貌信息熵值和流域单元物质响应率进行耦合,开展地形和物源复合作用下的泥石流危险性评价研究。研究结果表明：研究区子流域地貌信息熵值的变化范围为0.1398~0.8787,沟谷地貌演化从幼年期至老年期均有分布,60.57%的研究区面积处于幼年期—壮年期,泥石流沟谷比较活跃、危险性大;研究区子流域单元物质响应率变化范围为0~0.1716,53.46%的沟谷流域对物源较敏感,面积约为85.667 km2;基于地貌信息熵值和流域单元物质响应率耦合的泥石流危险性评价结果表明,43.87%的泥石流沟谷处于中等及以上危险区域,泥石流危险性较大。对比分析发现评价结果和实际情况较为吻合,评价结果合理,优于上述两种方法单独评价的结果。该成果可以为马贵河流域泥石流危险区规划和防灾减灾提供参考。     

耦合地貌信息熵和流域单元物质响应率的泥石流危险性评价

以粤西高州马贵河流域为靶区,通过地貌信息熵法分析了流域地貌发育演化阶段和泥石流沟谷危险性;提出了流域单元物质响应率的概念,并结合遥感影像解译得到的松散物质分布,探讨了泥石流沟谷的物源敏感性;在此基础上,将地貌信息熵值和流域单元物质响应率进行耦合,开展地形和物源复合作用下的泥石流危险性评价研究。结果表明:研究区地貌信息熵值的变化范围为0.139 8~0.878 7;沟谷地貌演化从幼年期至老年期均有分布,59.07%的研究区面积处于幼年期-壮年期,泥石流沟谷比较活跃、危险性大;单元物质响应率的变化范围为0~0.171 6,54.60%的沟谷对物源较敏感;基于地貌信息熵值和流域单元物质响应率耦合的泥石流危险性评价结果表明,42.79%的泥石流沟谷处于中等及以上危险区域,泥石流危险性较大。对比分析发现评价结果和实际情况较为吻合,评价结果合理,优于上述两种方法单独评价的结果。该成果可以为马贵河流域防灾减灾、经济建设布局等提供依据,具有重要的工程实际意义和应用价值。     

熵理论在韩城矿区流域地貌研究上的应用

本文选择了韩城矿区的三个流域——白矾河、寺庄河及清水河,分别代表矿区的北部、中部及南部,在用斯特拉勒积分研究矿区流域地貌发育阶段的基础上,根据熵理论,分别研究了这三个流域地貌系统信息熵,进而进行了矿区区域稳定性评价。结论是现今矿区地貌发育处于壮年期、矿区区域稳定性东北部比西南部差。     

基于流域单元和信息量法的白龙江流域泥石流危险性评价

基于流域单元和信息量法对甘肃省白龙江流域泥石流危险性展开评价,采用区域内已知的309条泥石流沟对评价结果进行验证.结果表明:评价为中度和重度泥石流危险性的沟谷中有79%实际发生过泥石流活动,表明将流域单元和信息量法相结合的方法对泥石流危险性评价的结果基本上符合研究区泥石流的现状,而且评价精度和准度较高;地震动峰值加速度、流域面积和归一化植被指数是影响白龙江流域泥石流危险性评价结果的主要因素;中度及重度危险性的沟谷主要集中分布于宕昌县、舟曲县、武都区和文县,其中以宕昌县、武都区和舟曲县3个地区最为严重,文县次之,迭部县主要为轻度及以下.     

基于模糊概率方法的泥石流危险性评价

为客观合理评价泥石流危险性,选取泥石流(可能)规模、泥石流发生频率、流域面积、主沟长度、流域最大相对高差、流域切割密度、主沟床弯曲系数、泥砂补给段长度比、24 h最大降雨量、人口密度等10个因子作为泥石流危险性评价指标,运用模糊概率方法建立了泥石流危险性评价模型,并对8条典型泥石流沟的危险性进行了评价.研究表明,模糊概率方法在继承模糊综合评判法的思想和优点的同时,克服了在实际应用中其评价因子权重取值的不确定性,从而为进行有效的泥石流灾害防治提供了可靠的科学依据.     

基于GIS的云南省海子沟流域泥石流危险性评价

在分析研究泥石流灾害特征的基础上,指出海子沟泥石流的爆发主要受到松散堆积物、坡度、降水、地质、植被等因素影响.据此,建立起泥石流爆发危险性评价数据库、知识库和危险性评价数字环境模型.在ArcGIS的支持下对所选取因子进行详细分析,得到海子沟流域泥石流危险性评价图,为海子沟流域泥石流防治工程提供了重要的依据.     

陇南市招待所沟泥石流危险度评价及防治

甘肃省陇南市招待所沟历史上曾经爆发过多次泥石流灾害,造成了巨大的经济损失和环境破坏.受5·12汶川地震影响,招待所沟流域内地质环境发生了显著的变化,泥石流危险进一步增加.引用目前使用较广的单沟泥石流危险性评价模型对招待所泥石流沟进行危险性评价,评价结果为中度危险性泥石流,根据评价结果提出了泥石流防治方案建议.     

基于未确知测度的崩塌危险性综合评价模型研究及应用

针对进行崩塌危险性评价存在不确定因素,通过对影响崩塌地质灾害危险性指标条件的研究,充分考虑各方面的因素,选用信息熵和未确知测度理论方法,建立崩塌危险性等级评价和排序模型.从实际地质条件出发,考虑影响崩塌危险性的15项因素,根据实测数据建立各影响因素的未确知测度函数.该模型针对崩塌危险性评价中的诸多不确定影响因素,根据实际情况,分别对其进行定性和定量分析,并利用信息熵理论确定各指标权重,依照置信度识别准则对崩塌危险性进行等级判定,并对其危险性进行排序.将该方法应用于S303线映秀至卧龙段公路17处崩塌的危险性评价,研究结果表明:该方法科学合理,意义明确,为今后崩塌危险性评价提供借鉴意义.     

GIS的黄土高原典型小流域地貌发育定量化分析

选取黄土高原典型小流域作为研究对象,黄河的泥沙主要来源于黄土高原腹部陕北黄土高原,面积高程积分常常用来判定侵蚀地貌区域地貌发育阶段,面积高程积分作为揭示流域活动性重要指标之一,在流域地貌发育宏观定量研究中起重要作用。根据Davis侵蚀循环学说,把流域地貌发育划分为幼年期、壮年期和老年期,流域地貌演化越长侵蚀越严重,面积高程曲线也从最初的凸形到S形直至最后的凹形,面积高程积分值也从0.6到0.35.文章在回顾了地貌发育历史和地貌发育定量研究基础上,利用面积高程积分去定量化描述黄土高原典型小流域地貌发育阶段,并且提出新的研究方法并加以验证。根据不同阶段对地貌发育的判定,结合不同学者的研究成果,利用地理信息系统技术,尝试通过地理信息系统技术判定流域地貌发育阶段,结合地貌学,地理学,以ARCGIS和EXCEL作为技术平台,对流域地貌发育加以分析并且提出改进方法。利用面积高程积分可以很明确的确定流域地貌属于地貌发育青年期,侵蚀比较严重,利用体积高程积分替代面积高程积分,分析结果具有一致性。面积高程积分在研究地貌发育定量研究中,虽比较准确,但是体积高程积分具有形象直观,计算快速,计算结果和实际比较符合等优点,不失为研究地貌发育阶段的一种可靠方法。     

基于流域系统超熵的泥石流沟活跃度定量分析

 泥石流沟谷活跃程度评价是泥石流灾害预测、评价和防治的前提。结合GIS信息处理技术,以沟谷纵剖面形态指数为媒介,将泥石流流域系统的超熵与泥石流沟谷演化过程联系起来,探讨了泥石流流域系统活跃度的定量分析方法,并依据超熵值将流域沟谷活跃度分为4个等级：活跃(-0.097≤δ_xP＜0,1.225≤N＜2.0)、较活跃(-0.097≤δ_xP＜-0.011,0.585≤N＜1.225)、较稳定(δ_xP≥0,N≥2.0)和稳定(-0.011＜δ_xP＜0,0＜N＜0.585)。本文利用此方法对川藏公路鲜水河段58条沟谷进行判定,其中,处于活跃期的沟谷26条,占总数的44.83%,处于较活跃期的沟谷30条,占总数的51.72%,处于较稳定—稳定的沟谷仅2条。川藏公路鲜水河段流域沟谷演化处于发展—旺盛阶段,活跃度较高。通过对比验证,评价结果与实际情况具有一致性。评价结果表明,利用流域系统超熵值判断泥石流沟活跃程度,具有较好的客观性、可操作性和可靠性。     

基于相对差异函数和博弈论的泥石流敏感性分析

引入可变模糊理论中的相对差异函数,建立泥石流敏感性分析模型.选取内蒙古赤峰抽水蓄能电站下库区11条泥石流沟,确定7个主要影响因子即单位面积物源量、泥砂补给段长度比、主沟平均比降、山坡平均坡度、流域切割密度、主沟床弯曲系数和植被贫瘠率.利用优序图法确定因子的主观权重,熵值法确定客观权重,由博弈论确定各个影响因子的组合权重分别为0.19,0.14,0.19,0.10,0.09,0.18,0.11.计算分析得出,该库区11条泥石流的敏感性有6条为轻度敏感,5条为中度敏感.将评价结果与现场实际调查情况对比分析可知,11条泥石流沟的敏感度水平与泥石流实际发育情况相符,证明该方法的可行性.     

泥石流沟严重程度的模糊多层次多因素综合评判

本文提出了泥石流沟严重程度的模糊多层次多因素综合评判方法。该方法层次分明,既符合人们的思维习惯,又避免在两评语相邻区间出现评语级别突变的不合理现象,还便于专家从地貌、地质和河沟特征方向对泥石流沟进行全面合理的评判和对主要影响因素进行诊断。最后结合实例进行了验证。     

利用GIS分析辽宁省岫岩地区泥石流沟谷活动

阐述了泥石流的危害、形成和发生的条件.应用地理系统、趋势分析模型及熵变理论,分析了辽宁省岫岩地 区泥石流沟谷活动的稳定性.     

小秦岭地区泥石流环境条件量化研究与趋势分析的系统熵模型

小秦岭地区位于秦岭东段,是我国地质环境破坏比较严重的地区之一,泥石流灾害频发,造成了生命财产的重大损失.泥石流灾害受地质、地貌、水文、气象、土壤、植被等自然因素和人为因素综合作用的控制,是山区地质环境和生态环境恶化的产物.介绍了小秦岭地区的地形地貌、气象与水文、岩土体性质以及人类活动情况,归纳出9个主要泥石流发生的环境条件因子,对其量化权重标准进行了说明与评价.按耗散结构熵变的观点,建立了小秦岭地区泥石流灾害趋势系统熵模型,进行了评价与验证,指出了该模型的不足之处,并对以后小秦岭地区泥石流趋势分析方向进行了展望.     

泥石流危险性评价问题的探讨

泥石流危险性评价是一种有效的防灾减灾手段,开展泥石流危险性评价有着重要的意义。分析了泥石流信息具有多元、多源的大数据特性,以及泥石流系统的时空变异性、不确定性、随机性和非线性等特性。总结了泥石流评价指标选取、指标权重确定、评价方法等内容,指出了目前泥石流评价中存在的问题;并探讨了相关的解决方法。指出了基于物联网和大数据传输,采用多元信息融合技术,运用复杂性科学系统理论与人工智能方法,对泥石流的时间、空间和规模进行高精度、高时效的评价和预报是未来的趋势。     

基于DEM 数据的地貌类型快速划分系统研究

为实现地貌类型快速划分，以前人研究成果为基础，采用DEM( Digital Elevation Modeldata) 数据，将地貌信息提取流程化: 利用均值变点分析法获取宏观地形因子的最佳窗口、根据算法模型提取可反映地貌信息的8 种地形因子、对各地形因子统一量纲、获得地形因子间相关系数矩阵、采用雪式熵值法取得最佳地形因子组合，最后通过ENVI( The Environment for Visualizing Images) 软件中的非监督分类实现地貌类型划分。基于ENVI二次开发平台，采用IDL( Interactive Data Language) 语言进行编程实现，对地貌类型实现全( 半) 自动智能、快速划分。并以长白山作为研究区，从宏观和微观对地貌进行划分，并对分类结果评价分析，结果较好。该系统的实现，不仅对地貌类型提取流程化、集成化，对我国广大范围内地貌填图也具有重要的现实意义。     

汶川地震驱动的隆升、剥蚀作用与龙门山地貌生长——以映秀红椿沟为例

汶川(Ms 8.0)地震驱动的构造抬升作用和滑坡、泥石流剥蚀作用如何影响龙门山的地貌生长是目前争论的焦点。作者以位于汶川地震震中位置的映秀红椿沟泥石流为例,利用野外实测资料、航片和数字高程资料,开展了红椿沟流域汶川地震驱动的构造抬升与滑坡、泥石流的表面侵蚀过程及其对龙门山地貌生长约束方面的定量研究,获得以下初步认识:(1)红椿沟位于汶川地震震中区的高山峡谷,发震断裂——北川断裂从该沟切过。(2)汶川地震触发的同震滑坡体积达3.800 1×106 m3,是震前滑坡量的3倍。(3)2010-08-13和2010-08-18强降雨形成的震后泥石流体积为0.705×106 m3,表明震后强降雨使同震滑坡量的20%转化为泥石流。(4)红椿沟泥石流将0.485×106 m3固体物质输入岷江河道(主河),导致河道变窄、河床升高、河床比降增大。(5)冲入河道量与同震滑坡量之间的转化率约为13%,冲入河道量与泥石流量之间的转化率为70%。(6)在红椿沟流域同震的滑坡体积(3.800 1×106 m3)小于同震的构造抬升体积(6.67×106 m3),仅有约57%的构造抬升量转化为滑坡量,表明以逆冲-走滑作用为特征的汶川地震所导致的构造抬升量大于滑坡量,将使龙门山地貌产生新的抬升和生长。     

基于小流域单元的泥石流易发性评价

为探究不同评价指标体系对泥石流易发性评估结果的影响。选取植被覆盖度、地层岩性、地表起伏度、地表粗糙度、沟壑密度、距断层距离和地震峰值加速度总共7个评价因子组成对照组指标体系,通过坡体稳定性分析得到潜在失稳面积与小流域面积比评价指标,构建包阔地表起伏度、地表粗糙度、沟壑密度、距断层距离、地震峰值加速度和潜在物源分布面积与小流域面积比的试验组指标体系,采用确定性系数模型,将安宁河流域划分为高、较高、中、较低、低五个泥石流易发性区。对比结果表明：试验组指标体系与对照组指标体系的泥石流易发性高易发区和较高易发区频率比值分别占总频率比值的88.17%和85.88%,表明两种评价指标体系均客观、有效的评价了安宁河流域的泥石流易发性。试验组指标体系的AUC值达0.767,与对照组指标体系的AUC值相比提升了1.99%,表明泥石流易发性评价指标体系中加入坡体稳定性因子相较于仅考虑孕灾环境因子的泥石流易发性评价结果更好。为提高泥石流易发性评估结果提供了新思路。