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兰州新区平山造城竣工后地表形变InSAR时序监测与分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第2期49卷 236-245页

作者：龚翔许强蒲川豪陈婉琳修德皓纪续成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

兰州新区是西北地区发展的重要窗口,近年来其大范围的平山造城导致不同程度的地面沉降,严重威胁了新区的经济社会发展。以兰州新区为研究对象,利用小基线集干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SB... 详细信息

兰州新区是西北地区发展的重要窗口,近年来其大范围的平山造城导致不同程度的地面沉降,严重威胁了新区的经济社会发展。以兰州新区为研究对象,利用小基线集干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术对覆盖研究区2017-05—2021-02的58景升轨Sentinel-1A影像数据进行处理,获得研究区地面沉降的分布特征及时空演化规律,并通过野外实地调查验证了SBAS-InSAR的测量结果,探讨了影响地面沉降的相关因素。结果表明,兰州新区地面沉降主要集中于平山造城的区域,面积约33.5 km2,最大沉降速率为−68 mm/a。地面沉降在空间上随着挖填方工程的开展向新区的东南方向发育,且地表呈长期持续的沉降过程。地面沉降与平山造城工程、挖填方厚度、地质、道路等多种因素密切相关,其中平山造城工程控制地面沉降的范围,填土厚度则控制了地面沉降的量级,而人工填土的性质是引起地面沉降的内在因素,同时道路建设会加快地面沉降的过程。研究结果可为新区的持续安全发展和城市规划建设提供科学依据。

关键词：小基线集干涉测量平山造城地面沉降时空演化影响因素

降雨数据稀缺山区地质灾害的降雨阈值研究——以茂县为例

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：李昊宇许强李品良巨袁臻蒲川豪成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

降雨诱发地质灾害导致大规模人员财产损失，建立降雨阈值可有效降低地质灾害的危害性，而在数据稀缺山区，缺乏雨量信息来构建降雨阈值。因此，本文对全球降水计划数据产品进行降尺度处理，并利用雨量站验证其数据的有效性。结合灾害数... 详细信息

降雨诱发地质灾害导致大规模人员财产损失，建立降雨阈值可有效降低地质灾害的危害性，而在数据稀缺山区，缺乏雨量信息来构建降雨阈值。因此，本文对全球降水计划数据产品进行降尺度处理，并利用雨量站验证其数据的有效性。结合灾害数据提取降雨事件，采用频率法建立茂县地区不同灾害、不同精度的临界阈值，并分析了震后阈值曲线随年份的演变规律。结果表明：（1）降尺度处理可有效提高降雨产品的空间分辨率和捕捉降雨能力；（2）茂县地区的降雨型滑坡主要受长时弱降雨控制，而泥石流主要受短时强降雨控制，临界阈值方程可分别为：E=4.17D0.18（80.24（100.19（80.21（4更多还原AbstractFilter('ChDivSummary', 'ChDivSummaryMore', 'ChDivSummaryReset');

关键词：地质灾害降雨阈值 GPM 降尺度频率法

2024年4月广东韶关江湾镇极端降雨诱发群发性滑坡初步分析

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武汉大学学报(信息科学版) 2024年第8期 1264-1274页

作者：许强徐繁树蒲川豪李为乐范宣梅董秀军王晓晨李志刚成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

2024年4月中下旬，广东省韶关市发生极端强降雨事件，在韶关江湾镇地区诱发大量滑坡灾害，造成部分地区持续断联近36 h，引起了社会的广泛关注。快速准确地查明滑坡基本特征、发育分布规律及形成条件对于灾害应急决策和风险隐患排除处... 详细信息

2024年4月中下旬，广东省韶关市发生极端强降雨事件，在韶关江湾镇地区诱发大量滑坡灾害，造成部分地区持续断联近36 h，引起了社会的广泛关注。快速准确地查明滑坡基本特征、发育分布规律及形成条件对于灾害应急决策和风险隐患排除处置至关重要。利用灾后的光学遥感影像并结合深度学习模型，对韶关江湾镇降雨诱发滑坡进行了快速智能识别与人工校核，共解译出1 192处滑坡，总面积约3.14 km2。滑坡规模以中小型滑坡为主，主要沿河流呈北东-南西向聚集带状分布，群发性效应显著。空间统计分析表明，滑坡主要分布在200～300 m高程范围内、坡度为10°～30°的凹坡上。进一步使用随机森林模型与SHAP理论对滑坡的地貌主控因子进行量化分析，发现不同地形地貌因子对滑坡形成均有不同程度的非线性影响，高程、坡度和汇水条件等多因素耦合作用共同控制了滑坡的形成。该研究突出了基于深度学习的智能识别与分析技术在滑坡灾害应急调查与形成条件分析中的巨大优势，可为灾害损失快速评估和风险隐患排查提供重要技术支撑。

关键词：极端降雨群发性滑坡智能识别分布规律形成条件

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基于组合熵权RSR法的董志塬沟谷发育评价

干旱区研究 2023年第3期40卷 481-491页

作者：崔帅许强袁爽蒲川豪陈婉琳纪续成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

黄土沟谷的发育演化进程研究对于发掘沟谷形成与土壤侵蚀的内在机理,指导黄土地区生态修复有深刻的指导意义。基于沟谷水平空间、气候、沟谷点线面特征选取10个沟谷发育程度量化指标,利用组合熵权RSR法优异的多因子综合性分档评价能力... 详细信息

黄土沟谷的发育演化进程研究对于发掘沟谷形成与土壤侵蚀的内在机理,指导黄土地区生态修复有深刻的指导意义。基于沟谷水平空间、气候、沟谷点线面特征选取10个沟谷发育程度量化指标,利用组合熵权RSR法优异的多因子综合性分档评价能力建立董志塬沟谷发育阶段分级评价模型,探究黄土沟谷的发育演化及分布规律。研究发现:(1)基于熵权法计算归一化植被指数(NDVI)所占权重最高为16.08%,其次为沟谷密度(15.621%),两者是判断沟谷发育程度的重要指标。(2)基于组合熵权RSR法将董志塬82条沟谷发育程度分为幼年期、青年期、壮年期和老年期,壮年期和老年期沟谷面积占比为88.48%,董志塬东部及北部发育程度较高,对于塬面侵蚀强烈。(3)沟谷发育程度与其下伏古地貌、构造地质和黄土厚度有着高度相关性。(4)模型方差一致性检验显著性水平P<0.001,线性回归拟合优度R^(2)为0.986,评价模型表现良好。

关键词：黄土量化指标体系组合熵权RSR法沟谷发育分级评价董志塬

基于自然的解决方案在黄土高原重大工程灾变防控中的理论与实践

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工程地质学报 2022年第4期30卷 1179-1192页

作者：许强陈婉琳蒲川豪袁爽刘佳良地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 中国成都610059

黄土高原是世界上黄土面积最大的高原,其生态环境极度脆弱,水土流失严重,灾害频发,而黄土高原作为“一带一路”倡议的核心区和西部开发的关键区,近年来一系列国家重大战略和重大工程项目在黄土地区开工建设。如何处理好重大工程建设与... 详细信息

黄土高原是世界上黄土面积最大的高原,其生态环境极度脆弱,水土流失严重,灾害频发,而黄土高原作为“一带一路”倡议的核心区和西部开发的关键区,近年来一系列国家重大战略和重大工程项目在黄土地区开工建设。如何处理好重大工程建设与生态环境保护间的关系,实现人地和谐共处,是一个具有理论和现实意义的重大问题。本文提出将基于自然的解决方案(NBS)理念贯穿于黄土地区重大工程建设全寿命周期:(1)在选址规划阶段应充分利用和顺应自然,将不同类型重大工程布置在适宜的地貌类型区,同时构建海绵系统,将雨水、污水等废水变为水资源有效利用;(2)在设计施工阶段应充分保护和适度改造自然,通过“三控”(控水、控变形、控侵蚀)措施,实现“三防”(防沉、防滑移、防侵蚀)的减灾目标;(3)在工程运营阶段需构建天-空-地一体化多源协同观测体系,全面掌握工程及相关区域生态环境动态,主动防范灾变的发生,同时应通过自然恢复和适度人工修复结合的方式,使受工程建设扰动的自然环境尽快得到恢复。

关键词：基于自然的解决方案(NBS) 建设周期黄土重大工程生态环境灾变防控

基于核磁共振技术的结合水含量对重塑黄土抗剪强度影响试验研究

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山地学报 2020年第4期38卷 571-580页

作者：何攀许强刘佳良蒲川豪陈达成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室

重塑黄土抗剪强度对黄土重大工程的长期稳定与安全有着极其重要的影响,然而,由于传统测试方法的限制,对于结合水与抗剪强度之间关系的认识并不充分。本文基于无损、可靠、精确与便捷的核磁共振技术,针对不同含水率的重塑黄土开展了结合... 详细信息

重塑黄土抗剪强度对黄土重大工程的长期稳定与安全有着极其重要的影响,然而,由于传统测试方法的限制,对于结合水与抗剪强度之间关系的认识并不充分。本文基于无损、可靠、精确与便捷的核磁共振技术,针对不同含水率的重塑黄土开展了结合水发育特征与重塑黄土抗剪强度的试验研究。利用结合水与自由水的冰点不同,寻找二者的核磁共振信号界限—T截止值,然后获取不同含水量直剪试样的核磁共振驰豫曲线,最后结合快剪试验分析结合水含量与土体抗剪强度的关系。试验结果表明:(1)重塑黄土内结合水含量随含水量的上升而增多,且增长趋势逐渐变缓,结合水所占比例也在不断地下降。(2)当土体内含水量增大时,并不会单独发育某一赋存状态的水,而是在某个含水率区间内主要发育某一种赋存状态的水。(3)重塑黄土中结合水的增加会导致粘聚力的降低,对内摩擦角没有明显影响。重塑黄土试样内结合水主要是通过削弱土体的粘聚力从而降低黄土土体抗剪强度,且土体内结合水含量与粘聚力c值及抗剪强度大小呈线性负相关。本文研究成果可为非饱和黄土边坡与高填方工程的稳定性计算等方面提供技术支持与理论参考。

关键词：重塑黄土抗剪强度结合水核磁共振 T2截止值

延安新区地面沉降时空演化特征时序InSAR监测与分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2021年第7期46卷 957-969页

作者：许强蒲川豪赵宽耀何攀张含悦刘佳良成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

延安新区以其规模巨大的平山造城工程而备受关注,其快速的工程建设及复杂的地质条件导致了广泛的地面沉降。利用小基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术对2016... 详细信息

延安新区以其规模巨大的平山造城工程而备受关注,其快速的工程建设及复杂的地质条件导致了广泛的地面沉降。利用小基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术对2016-05—2019-10期间获取的升轨Sentinel-1A数据进行处理,分析了延安新区工后地面沉降时空演化特征,探讨了其沉降机理及演化趋势。结果表明,新区的地面沉降区随造地工程由城区向林区发展,其面积随时间总体呈衰减趋势;地面沉降的时间演化经历快速、减缓、平稳3个过程,填方体厚度越大,其累计沉降量越大,沉降稳定所需时间越长。地面沉降主要为填方体自身的固结压缩变形,可分为瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降3个阶段,依据不同阶段的特征并结合时序形变,可以对新区的地面沉降过程及其发展趋势进行分析。研究结果可为新区进一步开展沉降监测预警、城市规划建设及灾害防控提供科学的参考依据。

关键词：延安新区平山造城 SBAS-InSAR 地面沉降时空演化

利用小基线集InSAR技术的延安新区地面抬升监测与分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2021年第7期46卷 983-993页

作者：蒲川豪许强赵宽耀蒋亚楠刘佳良寇平浪成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

延安新区的平山造城是黄土高原地区规模最大的造地工程之一,大规模的山体开挖导致了广泛的地面抬升现象。同时,挖方区作为新区城市化建设的主要场地,地面抬升严重影响了新区城市的持续发展。利用小基线集合成孔径雷达干涉测量(small bas... 详细信息

延安新区的平山造城是黄土高原地区规模最大的造地工程之一,大规模的山体开挖导致了广泛的地面抬升现象。同时,挖方区作为新区城市化建设的主要场地,地面抬升严重影响了新区城市的持续发展。利用小基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术对覆盖新区2016-05—2019-10期间的升轨Sentinel-1A数据进行处理,获取了新区工后长期地面形变信息,揭示了地面抬升空间分布规律及其形变演化特征,并对地面抬升成因进行了详细分析。结果表明,新区工后地面抬升显著,主要分布在对人类工程活动影响最大的挖方区,最大抬升速率达24.8 mm/a;地面抬升变形在工后初期发展较快,随时间发展有趋缓并稳定的趋势。山体快速开挖引起的卸荷回弹变形是地面抬升的主要内在因素,而地面抬升的分布及大小是由挖方工程范围、挖方厚度、建筑荷载等外在因素综合作用的结果。

关键词：延安新区平山造城 SBAS-InSAR 地面抬升形变监测

延安新区地面沉降分布及影响因素的时序InSAR监测分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2020年第11期45卷 1728-1738页

作者：蒲川豪许强蒋亚楠赵宽耀何攀张含悦李骅锦成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室四川成都610059

陕西省延安新区的“平山造城”是目前世界上在湿陷性黄土沟壑地区规模最大的岩土工程。大规模的土地创造、工程建设及复杂的工程地质条件,引起了大量的不均匀地面沉降。首先利用合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic apertur... 详细信息

陕西省延安新区的“平山造城”是目前世界上在湿陷性黄土沟壑地区规模最大的岩土工程。大规模的土地创造、工程建设及复杂的工程地质条件,引起了大量的不均匀地面沉降。首先利用合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术对2017-12—2018-12期间获取的升轨哨兵1号A星(Sentinel-1A)数据进行分析,获取了延安新区平山造城工程工后的地面沉降分布特征,并通过实地调查验证了InSAR技术探测结果的可靠性,然后讨论分析了影响地面沉降分布的主要因素。结果表明,延安新区工后地面沉降主要分布在填方区,最大形变速率达120.1 mm/a。填方工程中黄土的重塑及其物理力学性质的改变是填方区地面沉降的主要内在因素,挖填方工程和填方体厚度是地面沉降分布与大小的主要控制因素,人类活动和地质环境的改变也会加速地面沉降的发展。时序InSAR技术可为黄土重大工程灾害隐患的早期识别提供有效的技术手段,为进一步开展监测预警、规划建设或科学防控提供依据。

关键词：平山造城时序InSAR 地面沉降影响因素