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基于MISSA-SVM模型的边坡稳定性预测及应用

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中国安全科学学报 2024年第4期34卷 135-144页

作者：王团辉王超吴顺川王琦玮徐健珲昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室云南昆明650093 云南省高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室云南昆明650093

为提高边坡稳定性的预测精度,提出一种基于多策略改进的麻雀搜索算法(MISSA)优化支持向量机(SVM)的边坡稳定性预测模型。选取容重γ、黏聚力c、内摩擦角Ф、边坡角φf、边坡高度H、孔隙压力比ru等6个代表性特征作为模型的预测指标。针... 详细信息

为提高边坡稳定性的预测精度,提出一种基于多策略改进的麻雀搜索算法(MISSA)优化支持向量机(SVM)的边坡稳定性预测模型。选取容重γ、黏聚力c、内摩擦角Ф、边坡角φf、边坡高度H、孔隙压力比ru等6个代表性特征作为模型的预测指标。针对麻雀优化算法(SSA)存在的收敛速度慢、精确度不高、易陷入局部最优等问题,引入一维复合混沌映射、正余弦算法(SCA)、Levy飞行机制和步长因子动态调整等策略进行优化改进,构建基于MISSA-SVM的边坡稳定性预测模型。将MISSA-SVM模型应用到大溪滑坡等9组边坡工程实例进行验证。结果表明:MISSA-SVM模型的准确率、精确率、召回率、F_(1)分数、均方误差(MSE)和曲线下面积(AUC)分别达到96.29%、92.3%、100%、0.96、0.016和0.967,均优于SSA优化的SVM模型和BP模型,预测结果与实际边坡状况完全吻合,表明MISSA-SVM模型具有较强的泛化能力。

关键词：多策略改进麻雀搜索算法(MISSA) 支持向量机(SVM) 边坡稳定性正余弦算法(SCA) 预测指标

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滇池湖底塌陷漏水隐患研究的问题与建议

中国岩溶 2024年第1期43卷 1-11页

作者：王宇自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室云南昆明650216 云南省高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室云南昆明650216 云南省地质调查局云南昆明650051

持滇池漏水隐患点急变临灾推论和漏水隐患不成立否定意见的双方都做了大量的分析论证工作,并发表和提交了研究成果。但以地球系统科学、水工环地质学和地球探测技术科学的理论、原理和地质勘查认识问题的程序和规范来衡量,均不同程度地... 详细信息

持滇池漏水隐患点急变临灾推论和漏水隐患不成立否定意见的双方都做了大量的分析论证工作,并发表和提交了研究成果。但以地球系统科学、水工环地质学和地球探测技术科学的理论、原理和地质勘查认识问题的程序和规范来衡量,均不同程度地存在着概念性、系统性、规范性的错误或不足,主要表现在地质学概念及术语不清、水文地质调查研究不足、湖盆形成及演化历史研究薄弱、水文地质勘探验证欠缺等,从而导致各方推断依据皆不够充分。对这些问题,文章逐一进行了深入的分析,并根据区域自然地理、地质、水工环地质等调查(勘查)研究程度及资料,结合实际工作经验,对今后的研究提出了规范地质学基本概念、开展湖底洼地钻探试验及监测、系统开展综合研究和野外查证的具体改进建议。明确指出滇池漏水隐患成立与否,关键在于湖底洼地发生岩溶塌陷的风险,必须实施钻探验证才能得出科学的定论。

关键词：滇池湖泊断陷盆地岩溶洼地岩溶塌陷湖底漏水

高原山地—湖泊地区雨季地表水补给来源的空间格局及形成机制

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地理学报 2024年第7期79卷 1862-1879页

作者：廖会娟柴勇角媛梅张华佘万江卢瑞涛沈剑徐秋娥贾士豪云南师范大学地理学部、云南省高原地理过程与环境变化重点实验室昆明650500 云南省林业和草原科学院昆明650201 自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室云南省地质环境监测院昆明650216 上海交通大学环境科学与工程学院上海200240

本文旨在解析中国西南高原山地—湖泊地区雨季地表水补给格局及其形成机制,基于2022年7—8月在洱海流域采集的多水体氢氧稳定同位素数据,利用贝叶斯混合模型和遥感技术,量化地表水的补给源和比例,并探究水体转化机制。结果表明:(1)洱海... 详细信息

本文旨在解析中国西南高原山地—湖泊地区雨季地表水补给格局及其形成机制,基于2022年7—8月在洱海流域采集的多水体氢氧稳定同位素数据,利用贝叶斯混合模型和遥感技术,量化地表水的补给源和比例,并探究水体转化机制。结果表明:(1)洱海流域雨季降水受蒸发和季风气候等影响,其氢氧同位素值与地下水和地表水相比偏负。地下水δD、δ18O表明,在高海拔及富水性高的区域地下水氢氧同位素值偏负,d-excess值则表明不同含水岩组的蒸发差异。地表水氢氧同位素值随着水体从入湖河水经过洱海湖水到出湖河水的流动逐渐偏正,其中苍山东坡和南部区域同位素值较北部区域而言更偏正,就苍山东坡而言,其中游地区蒸发作用最为显著。(2)苍山—洱海间地表水补给来源的空间格局显示,地表水对其下游混合水体的贡献率最大。其中降水和地表水在苍山—洱海间各河段的贡献率皆表现为,在出山口以上河段的降水、地表水贡献率小于出山口之后河段;而地下水贡献率反之。(3)沿河流流向,其地形、地质条件、地表覆盖和水汽特征共同影响地表水补给来源的空间格局,植被覆盖状况好、地表温度高和实际蒸散量多的区域,降水对地表水的补给多;植被覆盖状况较差的区域,地表水的补给较多;地下水对地表水的贡献率则取决于含水岩组类型。

关键词：氢氧稳定同位素地表水补给来源苍山洱海高原湖泊遥感技术贝叶斯混合模型

云南拉市海流域景观格局对地表水质的影响及尺度识别

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生态学杂志 2024年第6期43卷 1789-1798页

作者：张洪森角媛梅张华赵连勋陶妍徐秋娥张兆年云南师范大学地理学部昆明650500 自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室/云南省地质环境监测院昆明650216 丽江拉市海高原湿地省级自然保护区管护局云南丽江674100

识别景观格局对地表水质的影响及其特征尺度是水环境研究领域的热点和难点。本文以滇西北拉市海流域为研究区,以50个水样点为中心,按照50 m的间距,计算其50~250 m的5个缓冲区的景观类型组成和10种景观格局指数,并与水体总磷、总氮进行... 详细信息

识别景观格局对地表水质的影响及其特征尺度是水环境研究领域的热点和难点。本文以滇西北拉市海流域为研究区,以50个水样点为中心,按照50 m的间距,计算其50~250 m的5个缓冲区的景观类型组成和10种景观格局指数,并与水体总磷、总氮进行相关性分析,识别景观格局对地表水质影响的特征尺度。结果表明:流域尺度景观格局具有山区-坝区显著分异特征,水样点缓冲区尺度景观格局指数在100 m缓冲区时出现明显变化;总磷和总氮平均浓度分别为0.12 mg·L^(-1)和1.61 mg·L^(-1),具有自上游向下游不断升高的趋势,样点间的污染程度空间差异明显;邻近水体的草地的地表水总磷浓度较高,山区林地的地表水总氮浓度较高;水样点缓冲区100 m时其景观格局与地表水质参数相关性最高,其中总磷浓度与斑块密度、边缘密度、景观形状指数、景观分裂指数和香农多样性指数呈显著正相关。因此,应重点关注坝区草地和拉市海周边100 m内的景观格局,以改善地表水质。

关键词：拉市海流域景观格局特征尺度水质高原湖泊

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裂隙砂岩应变场演化与超声时移衰减特征研究

岩土力学 2024年第5期45卷 1284-1296页

作者：张朝俊吴顺川储超群庞瑞北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室云南昆明650093

微裂纹萌生、扩展和聚结模式的识别是研究岩体灾害孕育演化过程的基础。为探究裂隙岩石微裂纹发育过程及机制,采用主动超声测量和数字图像相关(digitalimagecorrelation,简称DIC)技术同步监测单轴压缩下预制裂隙砂岩的损伤破裂过程,分... 详细信息

微裂纹萌生、扩展和聚结模式的识别是研究岩体灾害孕育演化过程的基础。为探究裂隙岩石微裂纹发育过程及机制,采用主动超声测量和数字图像相关(digitalimagecorrelation,简称DIC)技术同步监测单轴压缩下预制裂隙砂岩的损伤破裂过程,分析了表面应变场演化及超声衰减特征。结果表明:小倾角预制裂隙尖端的局部拉应力集中利于裂纹更早萌生;随裂隙倾角增加,预制裂隙试样由较为稳定的渐进性破裂转变为突发性破坏,其脆性特征也更明显,表面应变场可实时追踪裂纹的萌生和扩展。P波波速、振幅谱和超声振幅的衰减与微裂纹的发育和宏观裂纹的形成密切相关,可将超声波主频的明显衰减视为宏观裂纹形成的直接证据;不同射线路径P波速度及振幅衰减的差异,是轴向应力和预制裂隙诱导损伤累积各向异性的结果。此外,采用改进谱比法分析了超声衰减的时移特征,发现超声波衰减比P波波速对岩石介质中微裂纹的发育更敏感,进一步对比发现超声振幅、表面应变、P波波速对岩石损伤识别的敏感性依次降低。该研究结果表明,主动超声衰减和DIC表面应变同步监测是识别和量化岩石损伤和裂纹扩展先兆信息的有力工具。

关键词：裂纹扩展主动超声监测衰减数字图像相关应变场演化

新平新化乡滑坡形成机制及地质灾害风险管控措施

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云南地质 2024年第2期43卷 263-268页

作者：丁中开张卫锋杨文礼自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室云南昆明650216 云南省高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室(筹) 云南昆明650216 云南省地质环境监测院云南昆明650216

本文以云南哀牢山区新平县新化集镇滑坡为研究对象,在研究区内孕灾地质背景条件的基础上,分析了滑坡的变形破坏特征及其形成机制,结合岩土体试验,对坡体稳定性进行了评价,提出了合理的地质灾害风险管控措施建议。

关键词：滑坡地质灾害形成机制地质灾害风险管控新化乡云南新平

典型山区InSAR地表形变监测与滑坡灾害识别

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昆明理工大学学报(自然科学版) 2024年第04期49卷 89-104页

作者：左小清张荐铭李勇发郭世鹏李永宁石超黄成昆明理工大学国土资源工程学院云南省地质环境监测院自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室

云南省复杂山地和脆弱的地质条件，导致滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发，迫切需要高精度的广域地表形变监测方法.利用多源SAR卫星数据和多种InSAR处理技术，在云南省典型山区开展了地表形变监测研究.针对雷达卫星在复杂山地成像时的... 详细信息

云南省复杂山地和脆弱的地质条件，导致滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频发，迫切需要高精度的广域地表形变监测方法.利用多源SAR卫星数据和多种InSAR处理技术，在云南省典型山区开展了地表形变监测研究.针对雷达卫星在复杂山地成像时的几何畸变问题，提出耦合叠掩阴影绘图法(Layover and Shadow Map, LSM)和R指数模型(R-index)的几何畸变精细识别与可视性分析方法，提高InSAR监测效率.同时，结合地表相干性时序变化特征提出一种SAR数据时空适用性评估方法，降低时空失相干的影响.此外，基于ERA-5数据构建了大气延迟分析模型，量化了不同海拔下对流层延迟对形变时间序列的影响，有效缓解了复杂山区的对流层带来的时间振荡偏差，提升了时序InSAR反演地表变形的精度.通过对多时相、多源SAR数据的综合分析与优化利用，实现了对云南典型复杂山区的滑坡灾害监测与识别.结果表明：优化后的InSAR方法不仅在宏观尺度上可有效捕捉复杂山地的微弱形变信号，识别潜在滑坡灾害，还能针对局部重点区域做出更加精细的活动性评估.研究成果为云南省地质灾害的监测和防治提供了重要的技术支撑.

关键词：典型山区地表形变监测滑坡识别多源SAR数据

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世界遗产元阳梯田加固田埂降雨侵蚀机理研究

地质灾害与环境保护 2024年第2期35卷 56-63页

作者：黄博陈安昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室昆明650093 云南省高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室昆明650093

世界遗产元阳梯田老虎嘴观景台下方发生滑坡-泥石流地质灾害并冲毁梯田约9.79 hm~2。为了加固田埂、修复梯田,通过室内模型试验,分析模拟降雨条件下不同田埂注浆加固工况的梯田模型侵蚀发育情况和模型内部体积含水率、孔隙水压力、基质... 详细信息

世界遗产元阳梯田老虎嘴观景台下方发生滑坡-泥石流地质灾害并冲毁梯田约9.79 hm~2。为了加固田埂、修复梯田,通过室内模型试验,分析模拟降雨条件下不同田埂注浆加固工况的梯田模型侵蚀发育情况和模型内部体积含水率、孔隙水压力、基质吸力、土压力变化规律及其坡面流速、产流产沙特征,以研究降雨条件下注浆固梗侵蚀机理。结果表明:注浆固梗增强了田埂截流作用,其具有减水减沙效益,并且对于细沟发育有调控作用。注浆固梗减缓梯田侵蚀发展速度,不改变其侵蚀发展模式。注浆固梗的减水减沙效益随雨强增大而减小。

关键词：元阳梯田田埂加固侵蚀机理

岩溶地下水多层次径流模型应用——以丽江河间地块地下水径流分析为例

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科技创新与应用 2024年第10期14卷 106-109页

作者：杨帆刘海峰自然资源部高原山地地质灾害预报预警与生态保护修复重点实验室昆明650216

丽江河间地块上岩溶水系统十分发育,查明其径流规律有利于“玉龙-古城”城区科学高效开发利用地下水资源,对地区经济发展和生态环境建设十分重要。作者采用岩溶地下水多层次径流模型对研究区岩溶水径流规律进行分析,查明丽江河间地块岩... 详细信息

丽江河间地块上岩溶水系统十分发育,查明其径流规律有利于“玉龙-古城”城区科学高效开发利用地下水资源,对地区经济发展和生态环境建设十分重要。作者采用岩溶地下水多层次径流模型对研究区岩溶水径流规律进行分析,查明丽江河间地块岩溶水径流在表层径流、浅径流、深径流不同层次的规律。综合地下水流量分析、水化学反演、同位素测试、示踪试验的结果,对结论进行验证,表明作者提出的径流模型有较好的应用效果。

关键词：多层次径流模型水径流结构水径流路径示踪试样验证分析