基于优势分析法的泥石流影响因子相对重要性分析——以白龙江流域为例

将白龙江流域划分为1 412个流域单元,以单一子流域为单元,基于前人研究结果与逐步回归法筛选出主沟高差、主沟坡度、距断层距离、滑坡点密度、10 min降雨量、松散堆积物指标、土地利用等7个因子作为白龙江流域泥石流的影响因子,以此建立了对白龙江流域泥石流灾害与影响因子之间的Logistic回归模型.采用优势分析方法计算得出白龙江流域主沟高差、主沟坡度、距断层距离、滑坡点密度、10 min降雨量、松散堆积物指标、土地利用的相对权重分别为22%,20%,17%,14%,11%,8%,7%,得到了白龙江流域泥石流灾害影响因子的作用强度排序,说明白龙江流域地形因子和地质构造因子对泥石流的发生和空间分布起主控作用.基于优势分析相对重要性结果,以及利用泥石流危险性综合指数所得到的研究区泥石流易发性区划图,结果与实际勘察相一致,间接验证了此方法的可靠性.     

确定性系数法的海城市地质灾害易发性评价

海城市地貌类型多样,地质灾害多发.本文选取高程、坡度、坡向、地层岩性、年均降雨量、距河流距离、植被覆盖度和距断层距离8个影响因子进行地质灾害易发性评价,基于ArcGIS栅格统计功能,运用确定性系数模型对海城市地质灾害易发性进行评价.结果表明:海城市地质灾害可分为高、中、低和不易发区,高易发区主要分布在海城市东南部低山丘陵地区;中易发区集中分布在高易发区外围的析木镇、牌楼镇和岔沟镇;低易发区零星分散于海城市各镇;不易发区主要分布在北部地形平缓的平原区.海城市地质灾害的发生受高程和地层岩性影响因子主要控制,经降雨诱发,受河流附近人为活动影响,并在坡度、坡向、植被覆盖度和距断层距离等多种因素影响下,导致海城市地质灾害发育程度和分区的不同.     

滇西高山峡谷区泥石流危险性评价——以怒江傈僳族自治州为例

滇西高山峡谷区特殊的地理环境特征,使其成为泥石流灾害的高发区.以怒江傈僳族自治州为研究区域,以历史灾害数据为基础,选取地理环境、地质、气候水文、地形和人类活动五个方面,包括地貌类型、土壤类型、植被类型、归一化差分植被指数、岩性、断裂带、河流分布、降雨量、坡度、坡向、土地利用类型以及公路分布12项评价指标,采用统计指标法和层次分析法相结合的方法对该区域的泥石流危险性进行分区和评价.结果显示:泥石流的危险性分区以中低危险区、中危险区和较高危险区为主,分别占总面积的30.96%、25.5%和20.57%,而低危险区和高危险区共占22.94%;不同样本泥石流分布密度与危险性分区具有较高的正相关性,直接印证了分区方法的合理性;评价方法受试者工作曲线下的面积(AUC)为0.756,表明方法具有可行性.     

基于粗糙集理论的ARCGIS平台下泥石流孕灾因子分析

在全面搜集相关资料的基础上,对吉林省泥石流灾害进行综合分析和总结,在ARCGIS平台下分析泥石流灾害的发育分布规律、发育特征及其主要孕灾因子与灾害点分布关系。经统计、分析发现,吉林省泥石流形成与地貌类型、坡度、地势高程、岩组、年平均降水量、人口密集度、植被覆盖率等7个因子有显著关系。采用粗糙集理论对孕灾因子权重进行分析,坡度、地势高程、人口密集度等因素对泥石流影响较显著,结果与实地灾情吻合。     

中巴公路奥布段降雨型泥石流危险性评价

泥石流危险性评价是对泥石流制定合理防治措施的重要依据。以中巴公路奥依塔克至布伦口公路段沿线的26条降雨型泥石流沟为研究对象,通过野外实地调查和遥感解译,选取平均比降、工程地质岩组、最大24 h降雨量、年平均气温、堆积扇面积、距断裂带距离、坡度、相对高差8项指标作为基本评价因子,运用主成分分析方法对评价因子进行筛选和权重的确定,并通过灰色系统进行关联度计算,构建适合的泥石流危险性评价模型。评价结果表明:公路沿线降雨型泥石流沟多处于中高度危险等级,极高危险占11.54%,高度危险占19.23%,中度危险占57.69%,轻度危险占11.54%。研究成果与实际灾情基本吻合,说明该评价模型是合理可行的,可为中巴公路及其附近区域泥石流风险评估和选线定线提供科学依据和参考。     

汶川强震区龙溪河流域泥石流灾害分布规律研究

“5· 12”汶川地震后的强震区暴发了数次泥石流灾害,2010年8月13日都江堰龙溪河流域的泥石流灾害就是其中最严重的灾害之一.龙溪河流域在75 mm/h强降雨条件下,长11 km流域内共有45处暴发泥石流灾害.在现场调查和遥感资料分析的基础上,对都江堰龙溪河沿线泥石流灾害分布规律和流域面积、高差、距断层距离、坡度、岩性等影响要素的关系进行了研究,表明:①流域面积小于1.0 km2的泥石流流域占多数,达到总数的73.3％;②高差(200～400)m范围内泥石流点最多,占总数的41.3％％,其他高差区段差别不大;③在坡度为20.～40.的范围内,其数量占总数的90％以上;而在坡度20.以内的泥石流点相对较少;④距离发震断裂5 km范围内集中了该区域的所有泥石流分布点;距断裂带越近,灾害分布越多;⑤泥石流灾害点在各类岩层中均较发育,但硬岩地层地质灾害分布最为集中,占48.9％.通过以上规律研究旨在为泥石流灾害的预测和防治提供借鉴和参考.     

基于地理探测器的沼泽湿地变化驱动因子定量分析——以小三江平原为例

以湿地变化较为剧烈的小三江平原为研究区域,结合GIS和RS技术,利用地理探测器方法定量分析了沼泽湿地变化的驱动力,揭示了各驱动因子在沼泽湿地变化中的作用及相互关系.结果表明:1986—2010年小三江平原沼泽湿地丧失严重,湿地丧失较多的地区主要位于研究区中部及东北部的草甸土和沼泽土土壤类型、低河漫滩地貌类型、海拔51~55m及1°~3°坡度处;1986—2010年间,小三江平原沼泽湿地丧失的主要驱动因子按贡献率大小排列依次为土壤类型、坡度、地貌、与河流距离、年降水量和海拔;各驱动因子之间的交互作用大部分是非线性增强,其中与保护区距离、与居民点距离和行政区的交互作用均呈非线性增强作用,坡度、土壤类型、地貌、与河流距离等自然因子之间的交互作用是相互减弱的;自然因子虽然对小三江平原湿地面积丧失的贡献率较大,但它们必须在人为因子的作用下,是与人为因子的相互作用,共同造成小三江平原沼泽湿地的大面积丧失.     

基于AHP的泥石流区域预报数学模型研究

以天津蓟县山区作为研究区域,根据泥石流形成的水动力模式,综合考虑将发生频率、24,h最大降雨量、水流流速、地形坡度、岩性、植被覆盖类型和人口密度等作为泥石流危险因子.采用地表水模型系统进行研究区域网格的划分,生成步长均值为500,m的无结构不规则三角形和四边形网格,再用Fortran程序读取生成的网格信息,得到网格中单元-通道-结点三者的关系,最后利用有限体积法进行降雨量的水动力计算,建立基于层次分析法的预报模型.最后,根据计算出的网格危险等级对蓟县2012年发生的双安泥石流进行了验证,验证结果与实际吻合,说明泥石流区域预报模型建立方法的可行性.     

常绿阔叶林退化群落的物种多样性特征及影响因子分析

由于土地利用方式改变以及人为砍伐等多种原因的共同作用，导致我国各地的常绿阔叶林均发生了不同程度的退化.本项研究从物种多样性角度出发，首先对浙江天童常绿阔叶林及其退化群落的α多样性进行了对比，进而利用逐步回归的方法，从9种可能影响该地区物种多样性的因子：海拔、坡度、坡向、用地类型、土层厚度、人类干扰强度、与自然植被的距离、同主要道路的距离以及距离村庄远近中，筛选出主要因子，并分析了它们对物种多样性的影响.结果表明：（1）常绿阔叶林的α多样性要显著高于退化群落；（2）对退化群落物种丰富度影响较显著的因子主要是：土层厚度、到自然植被的距离以及用地类型.其中物种丰富度与土层厚度呈正相关，与到自然植被的距离呈负相关，而废弃的人工果园、用材林中植被的物种丰富度相对另两类用地类型要高.（3）通过把前述9个因素划分为生境、景观、人类干扰三大类型后可以发现，它们对退化群落物种丰富度的作用大小存在明显差异.三大类因素对退化群落总体的物种多样性都有显著影响；对于退化的针叶林来说，主要的影响因子是生境和人类干扰；而就退化的灌丛而言，则主要是生境因素.     

基于灾害熵与层次分析法的泥石流危险性评价对比分析： 以甘肃省迭部县为例

甘肃省迭部县位于白龙江流域上游区段，在构造抬升及极端气候的影响下，泥石流灾害广泛发育。通过遥感解译与实地调查，遴选出流域面积、主沟长度、流域相对高差、主沟纵比降、平均坡度、流域形状系数、岩性因子、距断层距离、1小时最大降雨量、物源参照值共10个主要孕灾因子。结合地理信息系统(geographic information system,GIS)技术，计算区内泥石流在各个孕灾因子的敏感性区间。进一步分别基于灾害熵模型与层次分析法模型对迭部县161条泥石流沟开展危险性评价，并将评价结果与区内历史泥石流灾害数据对比验证。分析结果表明：迭部县泥石流主要分布在流域面积为3~10 km2，主沟长度小于3.5 km，流域相对高差在1~1.5 km范围内，主沟纵比降大于200‰，平均坡度25°~35°，流域形状系数在1.2~1.4间,物源参照值介于0.35~0.6，距断层5 km以内，1小时最大降雨量为25~35 mm的沟谷内，沟内岩性以较软岩、松散堆积层及冲洪积层为主。危险性评级为中、高的泥石流沟作为区内最容易发生泥石流的区域，历史泥石流沟分别有74.07%和62.96%处于灾害熵模型与层次分析法模型评价结果的中、高危险性区域，说明灾害熵模型能更为准确的评估研究区泥石流危险性。     

基于物源特征的白龙江流域泥石流易发性评价

白龙江流域是泥石流地质灾害的易发区和高发区,历史上曾发生过多次泥石流灾害。为探讨物源对泥石流的影响,对流域内泥石流物源数量、类型、分布进行了详细地调查分析,进而研究了物源转化泥石流的方式。在分析泥石流物源发育影响因素的基础上,采用确定性模型与灰色关联组合方法,筛选出物源敏感性、坡面侵蚀程度、沟床比降、沟壑密度四个因子,运用AHP模型进行区域泥石流易发性区划。得出以下认识：(1)白龙江流域泥石流物源分为重力侵蚀堆积型、坡面侵蚀汇集型、沟道侵蚀堆积型和弃渣侵蚀堆积型。其中物源量最多的为重力侵蚀堆积型,分布面积最广的是坡面侵蚀汇集型;(2)泥石流的物源多分布于坡度在15°~45°范围内的斜坡上,1 000~2 500 m的高程范围内,距离断裂500 m范围内,且物源量与植被覆盖率呈较好的负相关性;(3)流域内物源转化为泥石流的方式主要有崩落冲刷拉槽型、集中堵塞溃决型、沟道揭底铲刮型、坡面径流侵蚀溜滑型;(4)白龙江流域泥石流高易发区位于物源分布密集区,即泥石流流域中下游两岸。     

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。     

济阳坳陷东营三角洲前缘斜坡重力流成因砂体特征及形成条件

运用最新的深水重力流理论开展系统研究,细分大型三角洲前缘斜坡重力流成因砂体类型,并建立各类型砂体的判识标准,探讨砂体展布的控制因素。研究表明:大型三角洲前缘斜坡发育一系列重力流成因砂体,砂体并非由单一流体形成,包含了塑性体、砂质碎屑流及浊流等多种流体的有序转化和多个岩相组合;根据纵向上序列组合的差异,可把重力流砂体类型划分为滑动成因砂体、滑塌成因砂体、碎屑流成因砂体和浊流;利用岩心沉积构造特征、粒度特征、测井相和地震相等多角度对比可识别砂体类型;三角洲前缘斜坡重力流成因砂体的形成与展布受控于古物源、古沉积坡角、同沉积断层和沉积基准面旋回变化等因素,其中充足的物源是重力流砂体发育的物质基础、适宜的古坡角是重力流砂体有序展布的必要条件、同沉积断层下降盘是砂体发育的有利区,而基准面旋回变化决定了重力流砂体的纵向分布样式。     

泥石流最大淤积厚度影响因素

淤埋是泥石流对工程设施主要的危害方式之一,为研究泥石流体容重、堆积坡度、黏粒矿物含量等因素对泥石流淤积厚度的影响,通过水槽堆积试验的方法研究了不同泥石流体容重、不同固体物质中黏土矿物含量、不同沟道坡度对淤积厚度的影响。结果表明:(1)同一容重下,随着堆积坡度的增大,淤积厚度呈现减小趋势,且在小坡度范围内,流体容重越大,淤积厚度越大,但当坡度超过一定值后,淤积厚度与容重关系在相同坡度条件下区分不明显;(2)同一坡度下,随着泥石流体容重的增大,淤积厚度呈现增大趋势,且容重越大,淤积厚度增加速率愈大;(3)同等条件下,随着泥石流体中黏粒含量的增大,淤积厚度呈现增大趋势,但在较低(20%)黏粒含量情况下,淤积厚度随黏粒含量增大速率较小,当黏粒含量增大到一定值后(20%)淤积厚度随黏粒含量的增大速率增大;(4)通过文献资料数据验证和误差原因分析,本成果具有一定的准确性和可用性。     

芦山“4·20”震后地质灾害危险性评价

 芦山“4·20”地震之后,滑坡、崩塌、泥石流等次生地质灾害频发,新增地质灾害点365 处,严重影响当地经济建设与灾后重建工作。在分析地质灾害孕灾环境条件的基础上,选取地层岩性、断裂带、坡度、相对高程、年平均降雨量、地震动峰值加速度、土地利用类型等7 个因子作为评价指标,建立基于灾害熵的地质灾害危险性评价方法,并将该方法应用于芦山县地质灾害危险性评价。结果表明,芦山县49.89%的区域处于中度和高度危险区,其中高危险区占总面积的29.99%,这些高危险区位于正河、玉溪河、灵关河流域,受地形、人类活动、地震影响,地质灾害破坏性极大,在后期建设与防灾减灾中应当给予高度关注。     

九龙县踏卡河流域乌拉溪沟低频泥石流特征与危险性

通过计算分析四川省九龙县踏卡河流域乌拉溪沟的泥石流运动特征参数并结合实地调查,探讨其再次暴发的危险性。研究表明:乌拉溪沟泥石流属于低频稀性泥石流,二十年一遇泥石流的流速为4.35m/s,峰值流量达221.09m3/s,一次冲出固体物质总量为4.18×104m3;流域内物源丰富,总量为527.85×104 m3,多为坡面侵蚀物源,占总量的89.32%;短历时强降雨是该沟爆发泥石流的关键因素,当降雨强度大于32.76mm/h时(二十年一遇),乌拉溪沟泥石流暴发可能性较大,并且会堵塞踏卡河,属于高危险性泥石流。沟道内两处堵溃点及丰富的物源是泥石流危险性放大的主要因素,在防灾减灾中需及时疏通沟道,避免发生堵溃。     

地震和降雨耦合灾害分布与长期活动性分析

震后灾区强降雨诱发的地质灾害造成了灾难性损失,成为灾区新的威胁。通过对西昌7.5级地震灾区鹅掌河流域进行灾害分布特征和主控因素进行分析,研究表明:1流域内灾害具有地震灾害效应。灾害表现为沿断裂带呈条带分布且集中于东盘,地层倾向性,滑坡堰塞形成S型河道,微地貌效应和灾害链式效应。2区域内7.5级地震后以中小地震为主,降雨量变化平稳。灾害具有长期活动性,表现为崩滑的频繁发生,鹅掌河成为高频泥石流。地震和强降雨耦合作用成为诱发区域灾害的根本原因,因此建议加强灾区雨季的监测预警能有效防治灾难性灾害发生。     

茂县滑坡的滑动机制与震后滑坡形成的地质条件

2017年6月24日在四川茂县新磨村发生高位巨型滑坡,是汶川地震后所发生的规模最大的一次岩质滑坡,滑坡体积巨大,破坏性强,造成了巨大的损失。基于现场调查资料和搜集的相关资料,描述了茂县滑坡的几何形态特征和沉积物特征,初步探讨了该区降雨条件、历史地震、活动断裂等特征及其对滑坡发生的影响,提出了茂县滑坡的滑动机制和动力学机制。主要成果包括:(1)茂县滑坡所在的富贵山处于松坪沟断裂和岷江断裂交汇和夹持的区域,显示为挤压型高陡(微)地貌,并具有"X"形平面断裂组合样式和"背冲式"剖面组合样式。(2)该区经历了多次强烈历史地震的影响,反复强烈的震动及叠加、累积变形破坏了岩体结构、坡面结构,降低了岩石的内聚力、摩擦强度和斜坡岩体的稳定性,并导致该区滑坡降雨阈值的降低,表明活动断裂及其历史地震是驱动茂县滑坡形成的主要控制因素,而降雨仅为诱发因素。(3)茂县滑坡的滑动模式为顺层拉裂-顺坡滑脱型模式,滑动过程可分为山体裂解阶段、高速溃滑阶段、碎屑流堆积阶段。在此基础上,提出了茂县滑坡的成因机制,主要表现在:高陡的单面山斜坡(顺层、顺坡)的临空条件是滑坡产生的势能条件;贯通性好的变质砂岩与板岩之间的滑动面(层面)是滑坡形成顺层拉裂-顺坡滑脱的滑动条件;富贵山两侧活动断裂对该山体的挤压抬升以及多次高强度历史地震的震动、变形的积累及其对岩体结构的长期破坏,是导致滑坡产生的地质条件。     

基于Random Forest的区域性泥石流的预警预测研究——以凤城市为例

以GIS为平台,选取16个预测因子(包括8个遥感因子、3个DEM因子、4个土壤因子和1个地层岩性),提取泥石流发生当日和前一日累计降水数据为响应因子,建立了random forest回归树模型,在区域尺度上对凤城市泥石流灾害进行预警预测.预测的结果表明:岩性、海拔和坡向是影响泥石流发生的主要因素,而持续的降水提高了土壤因子在地质灾害发生中的重要性,各遥感指数中,黏土因子对泥石流的影响最大.在东南部,只有当累计降水量较高时,泥石流才会发生;相反,在西北部,少量的累计降水就会造成泥石流的发生.另外,从1日降水预警图和2日降水预警图比较来看,持续降水容易增加泥石流发生机率.