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基于随机森林模型的藏东南地区滑坡易发性评价及主控因素分析

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成都理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 328-344页

作者：杜鹏陈宁生伍康林李志张瀛玉龙中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 西藏大学工学院拉萨850000 高原科学与可持续发展研究院西宁810016 中国科学院大学工程科学学院北京100049

为了获取藏东南地区的滑坡易发性分区、深入探究研究区滑坡发育的主控因素。本文采用随机森林模型对藏东南地区的滑坡易发性进行研究。首先通过现场调查、遥感解译和文献查询等手段,共发现研究区滑坡306处,其次使用频率比模型(FR)对研... 详细信息

为了获取藏东南地区的滑坡易发性分区、深入探究研究区滑坡发育的主控因素。本文采用随机森林模型对藏东南地区的滑坡易发性进行研究。首先通过现场调查、遥感解译和文献查询等手段,共发现研究区滑坡306处,其次使用频率比模型(FR)对研究区易发性做快速评判,在其低易发区进行非滑坡样本的选取,使得随机森林模型得到较好的原始数据集,并通过计算权重来制作研究区易发性图,分析滑坡发生的主控因素,最后绘制ROC曲线和计算线下曲线的面积(AUC)对模型的准确性进行验证。模型预测结果显示,研究区高易发区主要集中在易贡藏布、帕隆藏布交汇处和雅鲁藏布江大拐弯的地方。在对特征重要性因素排序中,前三分别是断层密度、高程和坡度,模型的AUC=0.940,因此有较好的准确性。根据结果分析,研究区因长期受到构造作用影响,地质构造复杂,东西两侧均是巨型断层,南侧为喜马拉雅前缘断裂带,断裂带发育,尤其在高易发区断层纵横交错,多重挤压造成岩石破碎,节理发育。因此,易贡藏布、帕隆藏布交汇处和雅鲁藏布江大拐弯区域为滑坡灾害高易发区具有合理性。该模型对藏东南地区滑坡的发生和灾害的治理提供了理论依据,对该地区防灾减灾提供了理论支撑。

关键词：藏东南地区随机森林模型滑坡易发性断层密度

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大规模沟谷型泥石流成因与减灾启示——以黑水县谷汝沟“7·14”泥石流为例

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安全与环境工程 2024年第1期31卷 172-181页

作者：黄洪胡桂胜陈宁生倪化勇中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院大学工程科学学院北京100049 高原科学与可持续发展研究院青海西宁810016 中国地质调查局探矿工艺研究所四川成都611734

沟谷型泥石流具有谷坡陡峻、相对高差大、沟道坡度大等特点,往往形成大规模的泥石流灾害。2021年7月14日20时许,黑水县谷汝沟发生大规模泥石流灾害,造成直接经济损失3300万元。为提高和完善泥石流灾害的预测预警手段与减灾水平,以沟谷... 详细信息

沟谷型泥石流具有谷坡陡峻、相对高差大、沟道坡度大等特点,往往形成大规模的泥石流灾害。2021年7月14日20时许,黑水县谷汝沟发生大规模泥石流灾害,造成直接经济损失3300万元。为提高和完善泥石流灾害的预测预警手段与减灾水平,以沟谷型泥石流谷汝沟“7·14”泥石流为典型研究对象,通过现场勘察、模型计算、流域地貌信息熵和气象分析等方法,揭示谷汝沟“7·14”泥石流特征,分析其成因,预测其未来发展趋势。结果表明:谷汝沟“7·14”泥石流容重为1.83g/cm3,属于黏性石流,平均流速为11.2m/s,泥石流峰值流量达到991.2 m3/s;流域处于壮年偏幼期的地貌发育阶段,为谷汝沟“7·14”泥石流暴发提供了充足的动力势能条件,49.7mm的日降雨量是泥石流的激发因素;根据灰色灾变预测模型,谷汝沟将在2027年、2034年、2042年暴发泥石流灾害。研究成果有助于完善沟谷型泥石流的预测预警,可为其他地区泥石流防灾减灾提供参考。

关键词：沟谷型泥石流形成机制预测预警流域地貌信息熵灰色灾变预测模型谷汝沟泥石流

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易贡藏布冰川边缘地带暴雨泥石流与冰川融雪泥石流特征差异分析

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成都理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 345-360页

作者：张瀛玉龙陈宁生彭泰鑫侯儒宁李志杜鹏西藏大学工学院拉萨850000 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 高原科学与可持续发展研究院西宁810016 中国科学院大学工程科学学院北京100049

本文为探究冰川边缘地带暴雨泥石流与冰川融雪泥石流的特征差异,以易贡藏布流域中下游的64条泥石流沟为研究对象,在实地考察的基础上,通过遥感解译、建立Matrix Laboratory数学模型等方法,得到了两者在形成发育条件上和下游段威胁范围... 详细信息

本文为探究冰川边缘地带暴雨泥石流与冰川融雪泥石流的特征差异,以易贡藏布流域中下游的64条泥石流沟为研究对象,在实地考察的基础上,通过遥感解译、建立Matrix Laboratory数学模型等方法,得到了两者在形成发育条件上和下游段威胁范围的差异。结果表明:(1)在地形地貌上,冰川融雪泥石流和暴雨泥石流在相对高差、纵向剖面形状指数等地形因子上有不同或相似的峰值数量分布。(2)在物源上,冰川融雪泥石流单沟最大、最小物源储量分别为6740×10^(4)m^(3),253×10^(4)m^(3),暴雨泥石流单沟最大、最小物源储量分别为228×10^(4)m^(3),1.5×10^(4)m^(3)。(3)在流量上,冰川融雪泥石流最大、最小流量分别为1498.2 m^(3)/s,105.4 m^(3)/s,暴雨泥石流最大、最小流量分别为126.7 m^(3)/s,2.0 m^(3)/s。两者在流量上有明显差异的原因,除了汇水面积相差大,还因冰川融雪泥石流有冰川融水与积雪融水的补给。其百年一遇重现期的冰川融水峰值流量最大、最小值分别为79.7 m^(3)/s,0.6 m^(3)/s,融雪当量为32.52 mm/d。(4)冰川融雪泥石流堆积区固体松散物质冲出距离远大于暴雨泥石流,冰川融雪泥石流单沟最大冲出距离为414.3 m,暴雨泥石流单沟最大冲出距离为43.6 m。对该区域内不同泥石流之间的发育机制差异进行研究,可为类似地区的泥石流防治提供一定的参考。

关键词：易贡藏布发育特征暴雨泥石流冰川融雪泥石流

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云南镇雄“1·22”山体滑坡灾害调查

山地学报 2024年第3期42卷 422-430页

作者：陈宁生吴铭洋李安辉田树峰佘德彬长江大学地球科学学院中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所青海省人民政府—北京师范大学高原科学与可持续发展研究院昆明理工大学公共安全与应急管理学院西藏大学工学院

2024年1月22日5时51分，云南省镇雄县凉水村发生滑坡灾害，导致凉水村合兴、和平两个村民小组共44人死亡。基于现场调查、无人机航测和遥感解译分析确定该地质灾害属中小规模滑坡，并探讨了其成因机理。结果表明：（1）镇雄滑坡是一次... 详细信息

2024年1月22日5时51分，云南省镇雄县凉水村发生滑坡灾害，导致凉水村合兴、和平两个村民小组共44人死亡。基于现场调查、无人机航测和遥感解译分析确定该地质灾害属中小规模滑坡，并探讨了其成因机理。结果表明：（1）镇雄滑坡是一次典型的“小滑大灾”灾害事件，其规模约11.88万m3，导致44人死亡；（2）滑坡发生前的坡体为一个裂缝发育的临界稳定态斜坡，岩石节理裂隙达1.4条/m，滑坡堆积石块中陈旧的历史风化断面占比超60%;(3)低温冻胀作用极可能最终触发了滑坡的发生，坡体的后端汇水、砂泥岩互层的地层和滑坡发生前的低温三个因素奠定了坡体冻胀失稳的基础。此类冬季发生的地质灾害具有极强的意外性，需引起高度重视。本研究可为高原和高纬度地区由低温冻胀作用触发的滑坡防控提供案例和借鉴。

关键词：镇雄“1·22”山体滑坡后端汇水低温冻胀

Fabrication and field emission performance of arrays of vacuum microdiodes containing CuO nanowire emitters grown directly on glass without a catalyst

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Chinese Science Bulletin 2011年第9期56卷 906-911页

作者： SHAO PengRui DENG ShaoZhi chen Jun XU ningsheng State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies Guangdong Province Key Laboratory of Display Materials and TechnologySchool of Physics and Engineering Sun Yat-sen University Guangzhou 510275 China

真空 microelectronic 来源的数组用含铜的氧化物(CuO ) 在玻璃底层上被制作 nanowire emitters。电子来源的数组拥有 microdiode 结构，它能有效地导致域排放并且在三极管类型设备操作控制射出的电子的交货到阳极。为没有使用催化剂并... 详细信息

真空 microelectronic 来源的数组用含铜的氧化物(CuO ) 在玻璃底层上被制作 nanowire emitters。电子来源的数组拥有 microdiode 结构，它能有效地导致域排放并且在三极管类型设备操作控制射出的电子的交货到阳极。为没有使用催化剂并且在象 400 潩?敦摥慢正瀠牡浡瑥牥甠楳杮琠敨猠瑡汥楬整猭湥敳?潎浲污穩摥?晩敦敲据?敖敧慴楴湯?摮硥?一样低的温度，精确在一个数组在 microcavities 的中心种 CuO nanowires 的一种技术???湡?扯敳癲摥琠浥数慲畴敲?潦?桴?数楲摯ㄠ?有????污?敳獡湯?瘠来瑥瑡潩?硥牥獴愠洠'?瑳潲杮牥映牯楣杮漠??慭?桴湡漠??業?愠摮琠畨?慨???獢慴瑮慩?晥敦瑣漠?桴?楤牵慮?整灭牥瑡牵?慲杮??剔?癯牥?楨慮?楓湧晩捩湡?潰楳楴敶映敥'N捡獫漠??慭?湡?桴?呄?耶喌嚊?牡慥?景?楨慮眠瑩?桴?

关键词：真空微电子器件场发射性能纳米线氧化铜催化剂阵列排放玻璃

四川九绵高速平武段物源量对泥石流流体性质与致灾强度影响的差异性分析

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中国地质灾害与防治学报 2024年第5期35卷 90-102页

作者：李玲陈宁生杨溢钟政黄娜昆明理工大学公共安全与应急管理学院云南昆明650093 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 高原科学与可持续发展研究院青海西宁810016 长江大学地球科学学院湖北武汉430100

九绵高速公路LJ9段沟谷型泥石流灾害频发,时常对附近村落和基础设施造成威胁。为了避免灾害对区域高速公路和G247国道的二次冲击,对九绵高速LJ9段沿线存在泥石流暴发痕迹的6条泥石流沟的物源特征与规模进行研究,认为该地区泥石流属于低... 详细信息

九绵高速公路LJ9段沟谷型泥石流灾害频发,时常对附近村落和基础设施造成威胁。为了避免灾害对区域高速公路和G247国道的二次冲击,对九绵高速LJ9段沿线存在泥石流暴发痕迹的6条泥石流沟的物源特征与规模进行研究,认为该地区泥石流属于低频沟谷暴雨型。泥石流容重值在1.647~1.843 g/cm^(3),流速为3.45~6.54 m/s,流量为29.47~253.45 m^(3)/s,一次过流总量为0.99×10^(4)~8.28×10^(4)m^(3)。文章通过对比九绵高速“8•16”泥石流规模特征差异,分析物源量与泥石流的容重、规模的关系,建立了相关性公式。研究结果发现:(1)研究区泥石流属于低频沟谷暴雨型,流体性质与沟道物源量紧密相关,单位面积物源量与泥石流容重呈线性关系;单位面积物源量大于1.65×105 m^(3)/km^(2)和小于1.13×105 m^(3)/km^(2)时,泥石流分别表现为黏性和稀性。(2)在相同地质条件下,泥石流物源量与规模之间呈线性相关,泥石流一次总量随流域单位面积物源量减小而减小。(3)泥石流致灾能力受物源量控制,物源总量超过80×10^(4)m^(3)的沟道易形成黏性泥石流,沟口的堆积扇更大,对应破坏力更强;物源总量小于80×10^(4)m^(3)的沟道更易形成稀性泥石流,冲出沟口的破坏性明显小于黏性泥石流,对沟口的人员与工程建设的威胁更小。该研究结果可为九绵高速公路的规划设计与建设提供一定参考,也为山区基础设施的安全运营、灾害防御工程建设工作提供科学依据。

关键词：泥石流物源量容重一次过流总量规模物质致灾能力

Effects of Tectonic Setting and Hydraulic Properties on Silent Large-Scale Landslides:A Case Study of the Zhaobishan Landslide,China

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International Journal of Disaster Risk Science 2023年第4期14卷 600-617页

作者： Shufeng Tian Guisheng Hu ningsheng chen Mahfuzur Rahman Huayong Ni Marcelo Somos-Valenzuela Key Lab of Mountain Hazards and Surface Processes Institute of Mountain Hazards and Environment Chinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences Academy of Plateau Science and Sustainability Kathmandu Center for Research and Education Chinese Academy of Sciences-Tribhuvan University Department of Civil Engineering International University of Business Agriculture and Technology(IUBAT) Department of Civil Engineering Kunsan National University Institute of Exploration Technology China Geological Survey Department of Forest Sciences Faculty of Agriculture and Environmental SciencesUniversidad de La Frontera

Unlike strong earthquake-triggered or heavy rainfall-triggered landslides,silent large-scale landslides(SLL) occur without significant triggering factors and cause unexpected significant disaster risks and mass *** the initiation mechanism of SLLs is crucial for risk *** this study,the mechanism of the Zhaobishan SLL was investigated,and the SLL was jointly controlled by weak-soil(fractured rock mass) and strong-water(abundant water replenishment)conditions under the impact of active tectonism and complex hydraulic *** tectonic uplift,high fault density,and historical earthquakes led to weak-soil conditions conducive to the Zhaobishan *** combined effect of unique lithology,antiform,and cultivated land contributed to the water replenishment characteristics of extensive runoff confluence(3.16 times that of the landslide body) and supported long-distance groundwater replenishment,thereby forming strongwater conditions for the *** amplified seepage amount caused the strength of the soil mass on the sliding surface to decrease to 0.4 times its initial strength,eventually triggering the Zhaobishan SLL,which occurred 4.6 days after the peak ***,the landslide deposits have accumulated on the semi-diagenetic clay rock,thereby controlling the subsequent recurring debris flows in the Lengzi *** reduce disaster risk of SLL in vulnerable mountainous regions,the water confluence area behind the main scarp of the landslides and the hysteresis characteristics between landslides and peak rainfall should be further considered,and recurring debris flows following massive landslides also should be focused.

关键词： Debris flow Hydraulic properties Risk reduction Runoff amplification Silent large-scale landslides (SLL) Tectonic setting

基于机器学习的伊犁河谷黄土区泥石流易发性评估

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中国地质灾害与防治学报 2024年第3期35卷 129-140页

作者：李志陈宁生侯儒宁吴铭洋张瀛玉龙杜鹏西藏大学工学院西藏拉萨850000 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 高原科学与可持续发展研究院青海西宁810016 中国科学院大学北京100049 昆明理工大学公共安全与应急管理学院云南昆明650093

伊犁河谷地处中-哈边境,南北疆结合带,是丝绸之路经济带的前沿,该区域生态环境脆弱,泥石流灾害多发。本研究采用随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、逻辑回归(LR)以及决策树(DT)四种机器学习模型,模型输入为遥感判别和野外考察确定的398条... 详细信息

伊犁河谷地处中-哈边境,南北疆结合带,是丝绸之路经济带的前沿,该区域生态环境脆弱,泥石流灾害多发。本研究采用随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、逻辑回归(LR)以及决策树(DT)四种机器学习模型,模型输入为遥感判别和野外考察确定的398条泥石流沟以及14个特征参数,计算各个评价因子权重并对泥石流易发性进行评价,最后绘制ROC曲线以及计算曲线下面积(AUC)对四种机器学习的模型的准确性进行评价。研究结果表明:(1)泥石流高易发区主要位于深切河谷地区的天山山地以及山前坡地的黄土覆盖区域;(2)地形起伏度、多年平均降雨量、干旱指数是控制泥石流空间发育的前三个重要因素;(3)四种模型的验证数据集AUC值分别为0.938(RF)、0.932(SVM)、0.89(LR)、0.879(DT),随机森林模型在该区域的易发性评价中具有更好的预测能力;(4)研究区黄土的生态植被被破坏是泥石流多发的重要原因,应该重点进行生态治理和保护,减少水土流失,从源头治理泥石流灾害。

关键词：泥石流伊犁河谷黄土易发性随机森林

Multi-wing butterfly effects on catastrophic rockslides

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Geoscience Frontiers 2023年第6期14卷 20-29页

作者： ningsheng chen Shufeng Tian Fawu Wang Peijun Shi Lihong Liu Miaoyuan Xiao Enlong Liu Wenqing Tang Mahfuzur Rahman Marcelo Somos-Valenzuela Key Lab of Mountain Hazards and Surface Processes Institute of Mountain Hazards and EnvironmentChinese Academy of SciencesChengdu 610041China Academy of Plateau Science and Sustainability Xining 810016China Kathmandu Center for Research and Education Chinese Academy of Sciences-Tribhuvan UniversityBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China College of Civil Engineering Tongji UniversityShanghai 200092China State Key Laboratory of Surface Processes and Resource Ecology Beijing Normal UniversityBeijing 100875China Safety Technology Center of Sichuan Bureau of the National Mine Safety Administration Chengdu 610046China Engineering Design&Research Institute of Sichuan University Co. LtdChengdu 610041China State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering College of Water Resources and HydropowerSichuan UniversityChengdu 610065China chengdu Center China Geological SurveyChengdu 610081China Department of Civil Engineering International University of Business Agriculture and TechnologyDhaka 1230Bangladesh Department of Forest Sciences Faculty of Agriculture and Environmental SciencesUniversity of La FronteraTemuco 4780000Chile

The catastrophic rockslide,which frequently triggers numerous severe disasters worldwide,has drawn much attention globally;however,understanding the initiation mechanism of catastrophic rockslides in the absence of typical single triggering factors related to strong seismic activity or torrential precipitation continues to be challenging within the global scientific *** study aims to determine the mechanism of the three largest catastrophic rockslides in the eastern Tibetan Plateau,Yigong,Xinmo,and Baige,over the past 20 years using field investigation,remote sensing,and runoff *** of the conventional driving factors of heavy rainfall and strong earthquakes,the multi-wing butterfly effects(MWBE)of climatic factors and weak earthquakes are for the first time identified as drivers of the catastrophic rockslide ***,strong tectonic uplift,fast fluvial incision,high-density faults,and large regional water confluence formed the slopes in the critical regime,creating the source conditions of ***,the MWBE of early dry-heat events and antecedent rainfall,combined with imminent weak earthquakes,initiated ***,the delayed amplified runoff moving toward the sliding surface and lowering the strength of the locking-rock segment constituted the fundamental mechanism of the MWBE on *** catastrophic rockslide was ultimately inferred to be a nonlinear chaotic process;however,prediction and forecasting of rockslide based on the MWBE in the early stages are possible and *** finding presents a new perspective concerning forecasting progressive landslides.

关键词： Catastrophic rockslide Slope failure Multi-wing butterfly effect Tibetan Plateau Delayed amplified runoff