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贵州省思南县降雨型滑坡危险性预警研究

安全与环境工程 2020年第3期27卷 74-81页

作者：胡涛樊鑫李荻刘爱昌中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 中化地质矿山总局贵州地质勘查院贵州贵阳550002 贵州省铜仁幼儿师范高等专科学校贵州铜仁554300 贵州省地矿局第二工程勘察院贵州贵阳563000

滑坡易发性评价只能确定滑坡在特定环境下发生的空间概率,无法根据研究区滑坡发生的诱发因素对滑坡危险性做出动态的预警。将降雨等滑坡诱发因素叠加到滑坡易发性评价图上,从空间和时间上同时对滑坡发生的概率进行预测,可实现降雨型滑... 详细信息

滑坡易发性评价只能确定滑坡在特定环境下发生的空间概率,无法根据研究区滑坡发生的诱发因素对滑坡危险性做出动态的预警。将降雨等滑坡诱发因素叠加到滑坡易发性评价图上,从空间和时间上同时对滑坡发生的概率进行预测,可实现降雨型滑坡危险性预警。以贵州省思南县降雨型滑坡为研究对象,结合研究区滑坡和降雨数据,采用基于临界降雨阈值的滑坡危险性预警方法,对思南县滑坡在降雨诱发工况下的危险性进行了预警研究。首先采用逻辑回归模型计算出思南县滑坡易发性分区图;然后以滑坡易发性分区图为基础底图,通过相关性分析得出与研究区滑坡事件相关性最大的前期降雨天数,并确定研究区前期有效降雨系数用于计算前期有效降雨强度,得出降雨诱发滑坡的平均有效降雨强度EI与降雨持续时间D的阈值曲线(EI-D阈值曲线);最后将EI-D阈值曲线叠加研究区滑坡易发性分区图,得出思南县降雨型滑坡危险性预警等级分区,并进行实例验证。结果表明:基于临界降雨阈值的滑坡危险性预警方法所得到的评价结果与实际情况相符,能够精确高效地反映降雨诱发滑坡的空间概率和时间概率。

关键词：降雨型滑坡危险性预警易发性评价 EI-D阈值曲线逻辑回归模型贵州省思南县

基于易发性和临界降雨阈值的滑坡危险性预警建模研究

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基于易发性和临界降雨阈值的滑坡危险性预警建模研究

作者：曹中山南昌大学

学位级别：硕士

滑坡定义为斜坡上的岩体或土体,受到地下水活动、雨水浸泡、河流冲刷、地震或工程切坡等影响,在坡体自身重力作用下,沿着一定的软弱面或软弱带,整体或分散地向下滑动的现象。滑坡灾害一旦发生,不仅会直接威胁人们的生命财产安全,还会间... 详细信息

滑坡定义为斜坡上的岩体或土体,受到地下水活动、雨水浸泡、河流冲刷、地震或工程切坡等影响,在坡体自身重力作用下,沿着一定的软弱面或软弱带,整体或分散地向下滑动的现象。滑坡灾害一旦发生,不仅会直接威胁人们的生命财产安全,还会间接的导致土地规划、生产生活和环境资源利用等影响深远的问题。近年来,滑坡易发性评价的机器学习模型进步显著,但依然有必要采用更先进的机器学习模型,以便提高易发性评价精度;同时,现有预测降雨型滑坡时间概率的临界降雨阈值法以累积降雨量—历时或降雨强度—历时为主,往往未考虑前期有效降雨量对边坡稳定性的影响,导致临界降雨阈值的计算准确性有待提高;另外,不同的临界降雨阈值法计算得到的滑坡发生时间概率有所差异,这种差异给临界降雨阈值计算带来了较大的不确定性。针对上述滑坡危险性预警中存在的问题,本文以我国典型山地丘陵地区——江西省寻乌县为研究区域,开展基于易发性和临界降雨阈值的滑坡危险性预警研究,本文具体的研究内容和研究成果如下:（1）获取了研究区近40年的325个降雨型滑坡灾害数据,调查分析了研究区的地形地貌、地质条件、水文环境、土壤植被和人类工程活动的分布情况,结合研究区历史滑坡编录信息分析了研究区滑坡发育的环境影响因素。（2）基于研究区滑坡发育的环境影响因素,选取地形地貌因子、基础地质因子、水文环境因子、地表覆盖因子这4类基础环境因子的10个滑坡易发性评价因子,包括高程、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、地形起伏度、距离水系的距离、地层岩性、NDVI（归一化植被指数）、NDBI（归一化建筑物指数）,通过对各环境因子进行分类或分级,统计各分类或分级的滑坡频率比值来分析滑坡发育与所选评价因子之间的关系。（3）对研究区数据进行归一化处理,对训练测试数据以7:3的比例进行划分,选择支持向量机、多层感知器和随机森林三种监督机器学习模型对研究区进行滑坡易发性评价并得出相应模型的滑坡易发性评价分级图。运用ROC曲线、统计学精度和对分级结果的比较,对比分析三种模型的建模效果,结果显示随机森林模型能更准确的对研究区滑坡易发性做出评价。（4）根据寻乌县气象局历年日降雨量数据与滑坡编录日期,统计得到滑坡发生当日及前15日降雨量数据;通过分析降雨量,降雨历时和滑坡事件的相关关系,得到符合研究区实际情况的用于计算前期有效降雨强度的前期有效降雨系数,并计算出前期有效降雨强度。在前期有效降雨强度的基础上,结合滑坡事件的降雨历时分别计算出累积有效降雨量—历时、有效降雨强度—历时和累积有效降雨量—有效降雨强度模型,对比分析三种阈值模型的建模效果。结果显示有效降雨强度—历时模型能更好的反映研究区降雨型滑坡发生得时间概率。（5）将寻乌县滑坡易发性（反映滑坡发生的空间概率）及降雨诱发滑坡的时间概率相耦合,实现区域滑坡的时空联合预警。利用研究区10个典型滑坡案例进行了验证分析,得出研究区滑坡危险性预警分级图和相应预警措施,结果表明预警分级结果与实际情况相吻合。

关键词：寻乌县降雨型滑坡危险性预警滑坡易发性临界降雨阈值有效降雨强

基于易发性和临界降雨阈值模型的地质灾害危险性预警模型研究——以陕南秦巴山区为例

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基于易发性和临界降雨阈值模型的地质灾害危险性预警模型研究——...

作者：张维东长安大学

学位级别：硕士

陕南秦巴山区地质灾害频发,严重威胁了当地居民的生命财产安全。降雨是本区大部分地质灾害发生的主要诱因,本文通过研究地质灾害与地质环境、水文环境和气象环境等条件的相关性,建立系统的致灾条件。要对地质灾害进行预警预报,就要建立... 详细信息

陕南秦巴山区地质灾害频发,严重威胁了当地居民的生命财产安全。降雨是本区大部分地质灾害发生的主要诱因,本文通过研究地质灾害与地质环境、水文环境和气象环境等条件的相关性,建立系统的致灾条件。要对地质灾害进行预警预报,就要建立诱发地质灾害的因素集合,并进行致灾条件判别。我国目前主要以降水和地质灾害易发性等条件为基础进行地质灾害的预警和预报,其精度有待进一步提升,本研究所做的地质灾害危险性预警模型对陕南秦巴山区有着重要意义和深远影响。本文以陕西省南部秦巴山区为研究区,以地质灾害详查信息和提取的降雨云图数据为基础资料,选取崩塌、滑坡和泥石流为研究对象。通过收集研究区历年来发生的地质灾害数据、气象数据和地质环境因子数据,分析研究区地质灾害的分布规律,计算地质灾害发生的空间概率,主要方法是通过相关性、共线性分析,选取了主要的评价因子,采用三种机器学习模型构建了研究区地质灾害发生的空间概率模型;通过分析地质灾害与致灾降雨之间的关系,构建了三种临界降雨阈值模型,与易发性耦合构建了研究区危险性预警模型。主要研究内容和研究成果如下:(1)建立了研究区内的地质灾害易发性评价因子体系。选出可能对研究区地质灾害有影响的准评价因子,将这些评价因子分为连续型(高程、剖面曲率等)和离散型(土地利用类型、地层岩性等)两大类,先把连续型变量通过信息增益的方法进行筛除,将筛选完的连续型评价因子离散化,再把所有评价因子进行相关性分析,最终筛选出符合评价要求的12个评价因子。(2)开展了基于人工神经网络、随机森林和支持向量机三种机器学习模型的地质灾害易发性评价方法,生成了研究区内的地质灾害易发性区划图,并用统计学精度和ROC曲线进行精度比较,结果显示人工神经网络模型的预测精度最高,对灾害和非灾害的识别能力最好。(3)根据研究区的降雨云图和地质灾害编录信息,得到了致灾降雨数据。通过降雨量大小及持时和地质灾害的相关性分析,得到有效降雨系数,基于三种临界降雨阈值模型(I-D阈值模型、E-D阈值模型和E-I阈值模型)确定了研究区的临界降雨阈值。对比三种阈值的准确率,其中I-D阈值模型对研究区的降雨型地质灾害的识别度最好,准确度最高。(4)将人工神经网络模型和I-D阈值模型进行结合,得到了研究区的地质灾害危险性预警模型。利用2021年已发生的地质灾害代入模型进行验证分析,结果表明,预测模型的准确率为78.4%,说明预警分级结果与实际发生地质灾害的情况吻合,预警精度高,并根据地质灾害危险性预警分级结果得到相应的具体措施。

关键词：陕南秦巴山区降雨型地质灾害地质灾害易发性临界降雨阈值有效降雨强度危险性预警

长江-淮河流域短时暴雨洪涝灾害危险性预警评估及验证

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气象科技 2023年第5期51卷 738-746页

作者：邵佳丽王新郑啸中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 中国地质调查局发展研究中心北京100037

洪涝灾害危险性预警分析是防灾减灾的重要基础,在灾害发生前进行预警,可以有效减轻灾害带来的影响。本文以2020年6—8月长江-淮河流域洪涝灾害为研究案例,首次利用前3天累计降水量(前期状态),当前时次土壤湿度(当前状态)和预测日降水量... 详细信息

洪涝灾害危险性预警分析是防灾减灾的重要基础,在灾害发生前进行预警,可以有效减轻灾害带来的影响。本文以2020年6—8月长江-淮河流域洪涝灾害为研究案例,首次利用前3天累计降水量(前期状态),当前时次土壤湿度(当前状态)和预测日降水量(未来状态)作为致灾因子,基于改进的层次分析法建立危险性预警分析模型。通过县域灾情信息验证表明,评估正确率达74.46%,遗漏率仅5.59%,评估结果与实际灾情吻合性好;同时对预警准确性和时相一致性进行评价,最大值(县内最高指数)的预警率达到81.6%;“特大型”暴雨洪涝灾害中的预警达到77.3%以上,且灾害在前3~5天危险性指数普遍提升,存在有效预警。本文方法对于长江—淮河流域短时暴雨洪涝灾害危险性预警有较好的准确性和可靠性,可提供防灾减灾决策依据。

关键词：长江—淮河流域短时暴雨暴雨洪涝灾害危险性预警

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基于有效降雨强度的滑坡灾害危险性预警探讨

低碳世界 2016年第36期6卷 119-120页

作者：李忠海赵越江西省地质环境监测总站江西南昌330000

本文将有效降雨强度的滑坡灾害危险性预警作为主要研究内容,以我国降雨型滑坡预报预警的综述作为研究基础,通过查阅大量有关有效降雨强度的滑坡灾害危险性预警方面的文献资料,结合某地区的具体降雨情况和历史滑坡资料,将研究地区的地层... 详细信息

本文将有效降雨强度的滑坡灾害危险性预警作为主要研究内容,以我国降雨型滑坡预报预警的综述作为研究基础,通过查阅大量有关有效降雨强度的滑坡灾害危险性预警方面的文献资料,结合某地区的具体降雨情况和历史滑坡资料,将研究地区的地层按照高、中、低三个等级划分成不同的滑坡易发性岩组,进而在此基础上建立出基于有效降雨强度的滑坡灾害危险性预警模型,并通过实践验证,证实了预警模型的可行性和实用性。

关键词：有效降雨强度滑坡灾害危险性预警

关于易发性和临界降雨阈值的滑坡危险性预警研究

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河南科技 2022年第22期41卷 102-106页

作者：吴冠洲马川栩伍文鹏杨松旺安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001

本研究介绍了滑坡地质灾害带来的现实危害,以此引出建立滑坡危险性预警模型的需求,以期为滑坡危险性预警的研究提供参考。模型建立过程:首先分析滑坡的影响因子,如坡向、高程等;然后根据影响因子,采用支持向量机模型(SVM)建立滑坡易发... 详细信息

本研究介绍了滑坡地质灾害带来的现实危害,以此引出建立滑坡危险性预警模型的需求,以期为滑坡危险性预警的研究提供参考。模型建立过程:首先分析滑坡的影响因子,如坡向、高程等;然后根据影响因子,采用支持向量机模型(SVM)建立滑坡易发性评价体系,最后采用EI-D阈值曲线计算临界降雨阈值。

关键词：滑坡易发性评价支持向量机危险性预警

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煤矿复合动力灾害危险性实时预警平台研究与展望

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煤炭学报 2018年第2期43卷 333-339页

作者：姜福兴杨光宇魏全德王存文曲效成朱斯陶北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北京安科兴业科技股份有限公司北京100083 北京安科兴业矿山安全技术研究院有限公司北京102299

为解决复合动力灾害危险性实时预警的难题,通过研究煤矿复合动力灾害发生机理和发生前兆的关联性,将复合动力灾害发生前兆分为共性和个性两类,并与监测参数类型相对应,提出了针对复合动力灾害危险性的临场预警、中期预警以及远期预警的... 详细信息

为解决复合动力灾害危险性实时预警的难题,通过研究煤矿复合动力灾害发生机理和发生前兆的关联性,将复合动力灾害发生前兆分为共性和个性两类,并与监测参数类型相对应,提出了针对复合动力灾害危险性的临场预警、中期预警以及远期预警的关键监测参数。复合动力灾害危险性实时预警平台的构成主要包含监测硬件、分析软件及预警方法 3个部分,硬件主要指动力灾害监测系统及平台监控室硬件;软件主要指平台采集及分析软件;预警方法指标包括复合动力灾害危险性联合预警方法和单参数与多参数联合预警方法。在河南、山东等存在复合动力灾害的矿井进行了预警试验和基础研究,预警了矿井的复合动力灾害。同时,展望了复合动力灾害危险性实时预警平台的发展趋势。

关键词：复合动力灾害危险性预警实时预警平台