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。     

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。     

兴宁乌石坑沟特大矿渣型泥石流灾害特征及危险性评价

广东省兴宁乌石坑沟是一条典型的矿渣型泥石流沟,物源规模巨大,泥石流频繁且危害性大,因此对其科学预测和危险性评价具有重要意义。在现场详细调查和大量测量的基础上,对该沟泥石流的成因机制及动力学参数进行了分析、计算。再通过对矿渣型泥石流各影响因子进行定量分析,选取堆渣规模、流域面积、渣堆稳定性等9个评价因子,建立基于层次分析法对泥石流危险度评价的数学评价模型,对研究区泥石流进行了危险性评价。研究表明,该沟泥石流危险度为0.626,属高度危险,评价结果与实际情况相吻合,可为乌石坑沟泥石流防治工程提供可靠的依据。     

基于水动力模型的泥石流风险分析

以水动力模型为研究依据,以降水、来流等自然条件为泥石流发生的推动因子,加之地形、地质、植被、人口等影响因子,构建了泥石流风险分析模型。选取广西5个市作为研究区域,采用河网分级编码方法对河网水系信息作概化处理。根据粗糙集理论,采用了一种可以从客观角度上确定影响因子权值的综合权重计算方法,构建了泥石流灾害危险性评判机制。将计算模拟结果置于广西地质灾害分布统计与2011年全州县泥石流灾害事件中进行对比验证,结果表明基于水动力模型的泥石流风险分析是合理且可靠的。     

Using Fuzzy Relations and GIS Method to Evaluate Debris Flow Hazard

The study area, located in the southeast of Tibet along the Sichuan-Tibet highway, is a part of Palongzangbu River basin where mountain hazards take place frequently. On the ground of field surveying, historical data and previous research, a total of 31 debris flow gullies are identified in the study area and 5 factors are chosen as main parameters for evaluating the hazard of debris flows in this study. Spatial analyst functions of geographic information system （GIS） are utilized to produce debris flow inventory and parameter maps. All data are built into a spatial database for evaluating debris flow hazard. Integrated with GIS techniques,the fuzzy relation method is used to calculate the strength of relationship between debris flow inventory and parameters of the database. With this methodology,a hazard map of debris flows is produced. According to this map,6.6% of the study area is classified as very high hazard, 7.3% as high hazard,8.4% as moderate hazard,32. 1% as low hazard and 45.6% as very low hazard or non-hazard areas. After validating the results, this methodology is ultimately confirmed to be available.     

基于粗糙集优化支持向量机的泥石流危险度预测模型

为准确预测泥石流危险度,提出了基于粗糙集理论(RS)的粒子群算法(PSO)优化支持向量机(SVM)模型。首先离散化泥石流样本数据形成初始决策表,利用粗糙集理论对10个泥石流危险度影响指标进行属性约简,将约简后的泥石流指标数据归一化处理作为支持向量机的学习样本,通过粒子群算法寻优获得最佳支持向量机模型参数,最终建立基于粗糙集的泥石流危险度预测的优化支持向量机模型。并将构建的RS-PSO-SVM模型用于对测试样本的预测,结果表明：在相同训练样本的条件下,RS-PSO-SVM模型、PSO-SVM模型及RS-PSO-BP模型三者的预测准确率分别为：87.5%,87.5%,75%,说明RS-PSO-SVM模型和PSO-SVM模型具有比RS-PSO-BP模型更高的精度。此外,尽管RS-PSO-SVM模型和PSO-SVM模型具有相同的预测精度,但是由于进行了属性约简,RS-PSO-SVM模型可以有效提高运行效率,降低模型复杂度。     

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.     

基于优化核极限学习机的泥石流危险性评估

山区环境中泥石流的孕育受多种因素的影响，为提高泥石流危险性的预测精度，提出一种萤火虫算法(firefly algorithm, FA)优化核极限学习机(kernel based extreme learning machine, KELM)的预测模型。首先，针对数据维度爆炸的问题，通过主成分分析(principal component analysis, PCA)数据降维，使得留有大部分致灾特征信息的因子输入训练模型；然后，使用萤火虫优化算法更新核极限学习机的参数，将四川省北川县监测数据输入优化后的预测模型，并与其他传统机器学习算法进行对比分析，验证该算法的优越性；最后，使用多种指标综合评估模型的预测效果。结果表明，FA-KELM模型能够有效地简化数据结构，提高泥石流危险性预测的准确性，为泥石流灾害预测方面的研究提供参考和借鉴。     

降雨诱发泥石流危险性动态评价

本文深入分析影响泥石流危险性的因素,并构建了动态评价指标体系,运用层次分析法建立了不同降雨工况下动态权重系统,结合模糊综合评价法实现了对苏峪口泥石流危险性动态评价,据研究结果：随着降雨强度变化,指标权重呈现非线性动态变化特征,泥石流危险性对各危险等级的隶属度不断变化,表现为逐级升高。分析认为本文提出的泥石流危险性动态评价方法,在考虑降雨指标取值变化对评价结果影响的基础上,兼顾了指标权重对降雨工况的响应,评价结果相对传统方法更为精准,也更符合客观实际。     

泸定县寨子沟泥石流基本特征及危险性评价

泸定县寨子沟泥石流是一条老泥石流沟,为科学评价其发展趋势及危险性,在现场调查的基础上,对该泥石流沟的形成条件、动力学特征及危险性进行了分析评价。结果表明,寨子沟泥石流的形成条件充分,属中度危险泥石流沟,并提出了相应的防治建议。     

Prediction of Debris Flow Runoff Process Based on Hydrological Model: a Case Study at Shenxi Gully,Regarding a Long-Term Impact by Wenchuan Earthquake

Debris flow runoff process is one of key parameters for the design of emergency measures and control engineering. The Shenxi gully in Dujiangyan region,located in the meizoseismal areas of Wenchuan earthquake,was selected as the study area. Based on the research of hazard inducing environment,a soil conservation service( SCS) hydrological model was used to simulate the process of water flow,and then the debris flow runoff process was calculated using the empirical formula combining the results from the SCS hydrological model. Taking the debris flow event occurred on July 9th,2013 as an example,the peak discharges of water flow and debris flow were calculated as 162. 12 and 689. 22 m3/s,with error of 6. 03% compared to the measured values. The debris flow confluence process lasted 1. 8h, which was similar with the actual result. The proposed methodology can be applied to predict the debris flow runoff process in quake-hit areas of the Wenchuan earthquake and is of great importance for debris flow mitigation.     

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.     

中兆沟泥石流特征及危害性分析

中兆沟为一泥石流频发地区,曾于1989年和2008年雨季发生较大规模的泥石流,其中1989年泥石流灾情较为严重.本研究在现场踏勘的基础之上,在分析中兆沟泥石流流域分区特征的基础上分别从地形、水源、物源3方面着手,计算泥石流的流体重度、流量、流速、整体冲压力.计算结果显示,中兆沟泥石流为易发性暴雨沟谷泥石流,存在较大危害性.     

基于FLO-2D数值模拟的结底岗村公路泥石流危险性评价

工布江达县公路沿线泥石流频发,对公路交通安全和县内各区域经济发展造成严重影响。为研究高海拔地区暴雨型泥石流对公路的危害特征和潜在危险性,同时探索基于FLO-2D模型模拟泥石流的方法在高寒、高海拔、强地质构造地区的适用性,本文运用FLO-2D软件,以西藏自治区工布江达县典型公路泥石流——结底岗村泥石流为例,模拟泥石流泥深、流速等方面的冲淤特征,确定泥石流强度并划定危险性分区评价泥石流危险性。以公路沿线典型泥石流沟危险性的“点评价”为基础,通过分析公路泥石流危险分区以及与受威胁路段之间的拓扑关系,定量评估泥石流危险性,可以合理的预测公路泥石流的影响区域和危害程度,为工布江达县公路泥石流灾害分析、预警以及建设设计和公众疏散计划提供技术参考。     

西沟尾矿泥石流危险范围及短期灾变时序预测

 概述了泥石流危险性评价和危险范围预测的研究现状。分析了西沟尾矿泥石流的孕灾环境地质背景,基于泥石流预测模型对泥石流危险范围进行预测评价,得出基于泥石流模型实验建立的预测模型适合于尾矿泥石流危险范围的预测。构建了灰色系统灾变预测模型,并对近期泥石流灾害的灾变时间序列进行预测,为尾矿泥石流灾害评价及防治减灾提供了重要依据。     

基于GIS的辽宁省岫岩县泥石流灾害危险性区划研究

利用GIS技术,以辽宁省鞍山市岫岩满族自治县为例,针对泥石流灾害研究过程中的不确定性,应用确定因子法对泥石流灾害危险性区划进行研究。基于岫岩县地质灾害调查资料,借助GIS的数字化、空间分析等功能,获得泥石流灾害点分布图及其影响因子图,进而利用叠置分析获得按均一条件单元划分的研究区图。根据确定因子法计算每一数据类对应的CF值,然后采用逻辑回归模型进行分析,建立岫岩县泥石流危险性评价模型,利用该模型进行危险性分析,得到岫岩县泥石流危险性区划图。经过灾害点数据的效果检验,证明本方法能够较好地反映泥石流灾害区域危险性特征。     

泥石流的形成条件及灾害评估方法——以大寨沟流域泥石流灾害评估为例

首先从形成条件来看,大寨沟堆积物储量丰富、谷深坡陡、流水丰富,为泥石流的形成提供了良好的条件.然后从以下3个方面对泥石流灾害进行评估:(1)按照谭炳炎建立的数量化综合评判方法对该泥石流沟严重(易发)程度进行了数量化综合评判,结果评分为77,为轻微等级,易发程度低;(2)对不同频率下泥石流爆发时泥石流的流量、流速和规模等泥石流的关键特征值进行了计算和确定;(3)根据最新的泥石流危险度评价成果对危险度进行了计算,为0.56,属于中度危险,利用刘希林提出的多次泥石流冲出堆积模型计算,位于沟口的水电站枢纽区处在危险范围之中.     

沟谷泥石流灾害风险评价

泥石流风险评价是对泥石流灾害的预评估,在泥石流防灾减灾实践中具有重要的意义.为了进一步促进泥石流风险评价方法的应用,对以往的泥石流风险评价的研究成果进行总结,对沟谷泥石流风险性的评价体系,进行了系统的分析和概述.     

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.     

结合新疆天池泥石流防治模式的风景区生态景观修复对策研究

中国有众多风景名胜区位于小流域泥石流、滑坡、崩塌等灾害非常发育的山区,泥石流灾害对景观资源和游人的生命安全有极大威胁。在分析新疆天山天池自然保护区的泥石流灾害特点、总结前人泥石流防治模式的基础上,结合河流生态景观修复的理念,综合利用地质灾害遗迹景观资源,提出风景区泥石流灾害源区以保护自然生态景观为目的的生态景观修复对策,泥石流灾害区以防治工程防护泥石流手段和泥石流下游区以人工景观干预与自然景观相协调的综合治理模式,使风景区中的泥石流灾害得到有效防治并与景区景观资源有效整合。