基于GIS的滑坡灾害危险性区划研究——以重庆市万州区为例

为了弥补滑坡灾害危险性区划研究中影响因子和等级划分的不确定性,结合前人研究成果,依据斜坡几何形态、岩性、地质构造、河流侵蚀、土地利用类型、人类工程活动、降水条件等影响因子与研究区实际已发生的滑坡灾害数之间的关系,编制重庆市万州区滑坡灾害危险性评价标准,并基于GIS技术和信息量模型法,计算滑坡评价因子的信息量,就万州区滑坡危险性进行区划,最后基于乡镇行政区对该区滑坡危险性区划进行细化。结果表明:建设用地、坡高为90～200 m的地形、1 024～1 060 mm的年降雨量以及侏罗系中统上沙溪庙组岩层等因素对万州区滑坡发生影响较大;根据滑坡灾害危险性评价标准,万州区滑坡灾害被划分为高、中、低、极低等4个危险区;应用信息量模型法得到的万州区滑坡危险性区划与实际情况比较吻合;高危险区和中危险区面积分别为564.4 km2和848.6 km2,分别占万州区总面积的16.3%和24.5%,主要分布于长江干流及支流两岸的居民相对集中区以及公路干线地段;高危险和中危险乡镇主要分布在万州区经济较为发达的长江干流两岸,尤其是左岸的黄柏乡、太龙镇、天城镇、李河镇等以及万州主城区。     

三峡库区湖北段降水时空分布与滑坡灾害的关系

在分析三峡库区湖北段滑坡灾害发育规律的基础上,结合三峡库区湖北段1980-2010年不同时间尺度降水的时间和空间分布特征,得出持续性降雨与暴雨是影响三峡库区湖北段滑坡地质灾害发育的敏感因子。结果发现:三峡库区湖北段滑坡发生区域性强,且库区湖北段降水量的分布与滑坡地质灾害发生的年内变化相一致;库区内多雨中心位于库区鹤峰附近;根据三峡库区降水量分布图,结合库区地质环境,建议将库区强降雨地区作为地质灾害重点防护区和监测区,尽可能以最小代价确保库区稳定性;此外,通过对滑坡灾害与不同时段不同降水类型的相关系数分析,进一步验证前期降水量的累积和强降雨是三峡库区湖北段发生滑坡地质灾害的重要诱因。      

基于有效降雨阈值的澧源镇滑坡灾害危险性分析

以湖南省澧源镇为例,利用证据权模型和灰色关联度模型分别计算了坡度、地层岩性、斜坡形态、土地利用类型、人类工程活动5个因子二级状态证据权值和一级因子权重;综合2种模型确定全区滑坡易发性指数后,完成基于斜坡单元的全区滑坡易发性区划;根据研究区岩土体类型（碎屑岩类、碳酸盐岩夹碎屑岩类、碳酸盐岩类和松散岩土体类）分组研究不同滑坡发生概率下的有效降雨阈值曲线（I-D曲线）。研究降雨时间为3日、有效强度为22.4 mm/d的降雨工况下各岩土体类型滑坡发生的时间概率。综合时间概率和易发性结果得到澧源镇基于有效降雨阈值的滑坡灾害危险性区划图。研究结果表明:澧源镇滑坡灾害高和极高易发区占研究区总面积的25%,主要沿澧河分布;极高危险区和高危险区占研究区总面积的14%,主要分布在澧河北侧。      

宜昌葛洲坝库区西南邻域地壳垂直形变

本文通过近10年跨仙女山、天阳坪断裂带上6处短水准垂直形变资料分析,指出:控制葛洲坝库区西南邻域地壳垂直形变的是仙女山断裂;其断层东(下)、西(上)盘升降趋势,受力状态南北地段不一致,且发生明显的反向运动。前5年(1981—1985年),南段的东盘下降,区域力为挤压;北段东盘上升,区域力为拉张,1985年后发生明显的反向运动。库区南侧的天阳坪断裂的东段近期较稳定,西段变化则是受仙女山断层变化的影响,产生同步运动,东西向的区域力对断层两盘的作用一致。1988年12月16日兴山县北发生M_L为3.9级地震,认为与仙女山断层明显的反向运动关系密切,断层运动趋势及其与地震的关系有待今后进一步探索。由于库区西部仙女山断层的活动,能量有所释放,不可能发生大震,因此库区及大坝比较安全。     

南北地震带现今应变特征及地震危险性分析

基于1999～2007期、2009～2013期及2013～2016期GPS速度场数据,利用最小二乘配置方法解算南北地震带附近区域应变率参数,对比应变率变化并分析变化原因。结合研究时段内M_W6.0以上地震的震中分布,分析应变率参数与地震分布的相关关系;再结合地震地质,分析研究区内主要断层的地震危险性。结果显示,青藏高原近期存在加速扩展特征,其东北缘存在明显的介质性质横向不均匀特征,M_W6.0以上地震与应变率的大小存在相关关系;研究区内的地震危险区分别为祁连山中段危险区、玛沁-玛曲危险区、安宁河-小江断裂系危险区及红河断裂带中南段危险区。     

兴仁“6·10”彭家洞高速滑坡运动特征与形成机理

2021年6月10日20时30分左右, 贵州省兴仁彭家洞发生高速滑坡, 滑坡体高速运动沿途铲刮坡面崩塌堆积体, 造成3人遇难, 18栋房屋损毁。通过对滑坡发生前后影像资料遥感解译、灾害发生现场详细的地质调查及室内综合分析等技术手段, 对彭家洞滑坡的特征进行了详细描述, 阐明了滑坡发生的运动特征与形成机理。研究表明: 斜坡地形"上陡-中缓-下陡"与岩土结构"上硬下软"是滑坡形成的内在因素, 人类工程活动、强降雨的饱水加载和下渗软化作用是滑坡形成的外在因素; 滑坡平面形态呈折线形, 根据运动特征和堆积结构将滑坡分为滑源区(Ⅰ)、铲刮-流通区(Ⅱ)、铲刮堆积区(Ⅲ)3个区; 滑坡是由危岩带形成、滑坡孕育及斜坡失稳3个阶段孕育形成的挤压-推移式高速滑坡。研究结果对贵州类似的斜坡地带及岩土结构区域开展防灾减灾工作具有较强的指导作用。      

基于ArcGIS的地质灾害危险性评价实例和研究

应用ArcGIS技术,在DTM数据的基础上,结合遥感分析,以地形坡度、坡高、坡形、河流水系、断层密度、地层岩性、灾害点密度、降雨量和人类工程活动共9个评价因子建立评价指标体系,采用指数加权法对垣曲县地质灾害危险性进行分区,研究结果为低危险区684.1km~2,中危险618.3km~2,高危险区317.6km~2,高危险区主要分布在河流、断裂附近和人类活动强烈区域。通过实例探索研究,地质灾害危险性评价由定性评价上升到定量评价。     

大伙房库区近30年来植被覆盖变化分析

根据像元二分模型原理,利用1983年、2000年、2011年大伙房库区遥感影像数据提取植被覆盖遥感信息,结合植被指数计算植被覆盖度,分析比较大伙房库区不同时期植被覆盖的变化,研究大伙房库区这三个时期植被覆盖动态变化规律,为大伙房库区的生态建设和可持续发展提供决策支持。结果显示:1近30年以来,大伙房库区植被覆盖等级分布不均衡,高植被覆盖区过分集中在北部地带,西部则多为低植被覆盖区;2大伙房库区高植被覆盖面积在减少、低植被覆盖面积在增加;3大伙房库区植被覆盖总面积在下降,库区的生态环境已经遭到了破坏;4政策建议:加强监测与监管力度,合理开发利用矿产资源,积极响应国家"退耕还林、退耕还草"号召。     

福建东圳库区淹没及水土流失的3D-VRGIS构建与应用

本文应用VRGIS(Virtual Reality Geographical Information System)技术,建立水库工程水土流失三维可视化动态仿真模型,实现库区的空间信息可视化。以福建省东圳水库为研究对象,建立水土流失区域三维虚拟地理信息系统(3D-VRGIS),生成水土流失现状以及库区生态环境三维场景。并结合水土流失中水淹分析要素与三维空间的数据可视化技术,实现水土流失监测预报及其区域定位监控的可视化处理,为减少水土流失危害,提供可靠的信息资源。     

用流动形变观测判定强震危险地点的研究

分析了形变异常形成的机理，认为形变异常的空间与时间分布特征可以用断层活动闭锁区的形成及发展来解释，活动断层的闭锁区为强震发生地点。提出了半年至几年时间尺度判定强震危险地点的原则和判定危险区与危险地点的具体方法。     

Effect of rainfall on a colluvial landslide in a debris flow valley

A colluvial landslide in a debris flow valley is a typical phenomena and is easily influenced by rainfall. The direct destructiveness of this kind of landslide is small, however, if failure occurs the resulting blocking of the channel may lead to a series of magnified secondary hazards. For this reason it is important to investigate the potential response of this type of landslide to rainfall. In the present paper, the Goulingping landslide, one of the colluvial landslides in the Goulingping valley in the middle of the Bailong River catchment in Gansu Province, China, was chosen for the study. Electrical Resistivity Tomography (ERT), Terrestrial Laser Scanning (TLS), together with traditional monitoring methods, were used to monitor changes in water content and the deformation of the landslide caused by rainfall. ERT was used to detect changes in soil water content induced by rainfall. The most significant findings were as follows:(1) the water content in the centralupper part (0~41 m) of the landslide was greater than in the central-front part (41~84 m) and (2) there was a relatively high resistivity zone at depth within the sliding zone. The deformation characteristics at the surface of the landslide were monitored by TLS and the results revealed that rainstorms caused three types of deformation and failure: (1) gully erosion at the slope surface; (2) shallow sliding failure; (3) and slope foot erosion. Subsequent monitoring of continuous changes in pore-water pressure, soil pressure and displacement (using traditional methods) indicated that long duration light rainfall (average 2.22 mm/d) caused the entire landslide to enter a state of creeping deformation at the beginning of the rainy season. Shear-induced dilation occurred for the fast sliding (30.09 mm/d) during the critical failure sub-phase (EF). Pore-water pressure in the sliding zone was affected by rainfall. In addition, the sliding L1 parts of the landslide exerted a discontinuous pressure on the L2 part. Through the monitoring and analysis, we conclude that this kind of landslide may have large deformation at the beginning and the late of the rainy season.     

顾及降雨及库水位因素的滑坡时滞分析与预测——以三峡库区新铺滑坡为例

降雨及库水位涨落是引起库岸滑坡形变失稳的主要诱发因素,但滑坡位移速率对此类诱发因素的响应具有一定的滞后性,影响人类对滑坡所处运动状态的判断与预测。针对常规预测模型中未考虑时滞效应的问题,利用三峡库区新铺滑坡的GNSS位移监测数据、奉节气象站降雨数据以及三峡库区库水位涨落数据,通过对监测区内9个GNSS监测点的位移速率序列与降雨量、库水位高程序列进行时滞互相关分析,确定时滞参数,进而应用多变量灰色系统理论方法,建立了时滞GM(1,3)预测模型,并对滑坡位移速率进行预测验证。结果表明:三峡库区新铺滑坡位移速率与降雨量显著相关,对降雨量的响应滞后时间约为5 d,滑体中后部受降雨影响比前缘更明显;位移速率与库水位高程高度相关,对三峡库区库水位涨落的响应滞后时间约为31 d,滑坡前缘受库水位涨落影响更明显,且离长江越近,滞后时间越短;利用加入时滞参数的时滞GM(1,3)模型进行预测,模型拟合优度达到0.702,相比GM(1,1)模型和未顾及时滞因素的GM(1,3)模型,预测精度分别提升了53.8%和58.3%,平均绝对误差百分比分别降低了7.19%和7.47%,在滑坡位移速率预测及库岸滑坡防灾减灾领域具有一定的工程应用价值。     

奉节县曾家棚滑坡时空差异性变形特征与成因机制分析

研究库水位波动和降雨影响下滑坡的位移变形特征并分析其破坏机制，对了解三峡库区滑坡的演化过程具有重要意义。以奉节曾家棚滑坡为例，基于GPS地表监测位移分析了滑坡在不同特征库水位运行阶段的变化规律，结合灰色关联度模型确定了滑坡不同部位的变形在不同阶段的主要控制因素，借助GEO-Studio软件模拟了曾家棚滑坡在历史降雨和库水位波动耦合作用下的稳定性变化，并与定量分析结果进行了交叉检验。结果表明:曾家棚滑坡的运动状态随时间变化，从缓慢蠕变状态进入阶跃变形状态。平面上，中东部坡体与西部坡体相比，运动更加强烈；剖面上，前缘变形早且变形量大。曾家棚滑坡变形失稳过程为初期蓄水启动了曾家棚古滑坡，前缘首先发生变形；降雨作为中后期主控因素，和库水位波动联合作用共同诱发了滑坡多次阶跃变形，使滑坡前中后部形成贯通裂缝；最终由二十年一遇的暴雨诱发滑坡发生整体破坏。      

基于多源数据的谭家湾滑坡变形机制及稳定性评价

针对2016年5月发生于秭归县西北部的谭家湾滑坡,结合卫星遥感影像、现场勘查资料以及历史资料等多源数据,初步明确了滑坡的影响区域、特征及发生时序;综合采用钻探、槽探、物探等手段,开展室内外相关实验,明确了滑坡区的地层特性以及岩土体物理力学性质指标,通过分析该区裂缝位移及GPS数据,对该边坡的变形机制进行了探讨,并对该区稳定性进行了评价。结果表明:①谭家湾滑坡属于不规则"圈椅形"中型松散层的水库下降型滑坡,滑坡区的地表形态、地质构造及岩性等因素决定了滑坡的形成和发育,库水位和降雨的共同作用激励了滑坡的变形;②滑坡根据时序共分为3级滑体,总体呈现多次、多层、相互影响的演化特点,第三级滑体具有牵引式特征;③滑坡体内地下水位随库水位下降而下降,但下降速率缓于库水位,随之坡体内水力梯度和渗透力显著变大,此时碰到强降雨,将会导致坡体地下水赋存,岩土体软化,加剧滑坡变形,须施加必要的防护措施。④稳定性分析表明,该滑坡现处于临界稳定状态,一旦发生降雨和库水位变化,局部段可能发生失稳滑动。      

水库滑坡成因机制研究进展与展望

滑坡是水库库区主要地质灾害类型之一,开展水库滑坡成因机制研究具有重要理论意义和工程应用价值.利用WebofScience(WoS)数据库和VOSviewer文献计量工具对1999-2018年已发表的969篇以水库滑坡为主题的相关论文进行研究趋势分析.文献计量分析表明三峡库区滑坡稳定性和变形研究是未来水库滑坡成因机制研究主要趋势.从库水对滑坡的宏观力学作用方式、库水作用下岩土体渗流应力耦合机理和库水对岩土体劣化作用过程等方面,对国内外水库滑坡成因机制研究的主要成果与进展进行了综述.综合现有的研究成果指出水库滑坡在精细化地质建模、岩土体多场耦合特征参数获取和岸坡长期演化评价等方面尚存在不足.基于上述问题,提出水库滑坡成因机制研究应以多场信息监测为重要手段,立足多学科交叉,采用大数据融合与挖掘和人工智能技术等解决水库滑坡长期演化趋势难题.考虑水库滑坡所处地质环境的复杂性,建议未来应在水库滑坡立体精细地质建模、多场关联监测、地质结构多场多尺度演变过程、基于监测数据大数据分析的滑坡预警阈值确定和原位试验综合平台构建等方面进一步深入研究.     

Analysis and modeling of slope stability in the Three-Gorges Dam reservoir (China) �� The case of Huangtupo landslide

The water level in the Three Gorges Dam reservoir is expected to change between the elevations of 145 m and 175 m, as a function of the flood control implementation and the intensity of the annual flood. As a matter of fact, the hydraulical and mechanical loadings, related to the water level modifications, will result in alterations in the slope stability conditions. The town of Badong (Hubei), of 20 000 inhabitants, is one of the towns which was submerged by the impoundment of the reservoir. As a consequence, the new town of Badong was constructed on a nearby site which appeared to be partly an unstable site. A part of this site corresponds to an old landslide, the Huangtupo landslide, the base of which had to be submerged by the water of the reservoir. The analysis of the Huangtupo landslide, taking into account various events scenarios, drainage and reinforcement measures and monitoring devices, allows to illustrate the general process implemented all along the reservoir in order to mitigate the landslide hazard.     

库岸滑坡地下水位时间序列混沌特征识别与PSO-LSSVM模型预测

地下水位预测对滑坡稳定性分析具有重要意义,三峡库区库岸滑坡地下水位时间序列在季节性强降雨和周期性库水位涨落等诸多因素影响下呈现混沌特征。在对地下水位序列进行相空间重构的基础上,采用饱和关联维数法和最大Lyapunov指数法对其混沌特征进行验证。再用预测性能优秀的最小二乘支持向量机(LSSVM)模型对其进行预测,并用粒子群算法优化选取LSSVM模型的参数,以克服LSSVM模型参数选取困难的缺点。以三峡库区三舟溪滑坡前缘STK-1水文孔日平均地下水位序列为例进行了混沌分析,分别运用粒子群优化的LSSVM模型(PSO-LSSVM)和BP神经网络模型对STK-1水文孔地下水位进行了预测。结果表明库岸滑坡地下水位序列存在混沌特征,PSO-LSSVM模型预测结果的均方根误差为0.193m,拟合优度为0.815,说明预测效果较理想,且PSO-LSSVM模型预测精度高于BP网络模型,具有较强的实用性。      

三峡库区麻柳林滑坡变形特征及演化模拟

在库水位波动和降雨作用的共同影响下，库岸滑坡的变形规律往往更为复杂。以三峡库区麻柳林滑坡为例，基于野外调查、钻探编录、深部位移监测以及数值模拟等手段，分析了库水位波动和降雨作用下滑坡变形特征及演化规律。结果表明:麻柳林滑坡在粉质黏土层和块石层交界处发育一个次级滑带，目前该滑坡主要沿次级滑带运动，导致次级滑动的原因与坡体物质的差异性有关；S_i(S_f)指标分析法揭示滑坡的滑带还未完全破坏，滑坡仍处于蠕变状态；根据三峡水库水位调度规律，将一个完整水文年划分为6个阶段，数值模拟结果表明滑坡在库水位缓慢下降阶段变形速率较小、在快速下降阶段和低水位阶段变形速率持续增大、在快速上升阶段和缓慢上升阶段以及高水位阶段变形速率则保持平稳。其中，降雨的直接影响和降雨导致库水位波动进而对滑坡变形造成的间接影响，使得麻柳林滑坡在低水位阶段的变形显著增加、稳定性最差，应加强该时段内滑坡的监测和预警。      

Extreme Rainfall Events and Associated Natural Hazards in Alaknanda Valley, Indian Himalayan Region

Introduction The Himalaya is considered to be the youngest mountains on the earth, and is tectonically very active, and hence inherently (geologically) vulnerable to hazards. Extreme rainfall events, landslides, debris flows, torrents and flash floods due…     

新铺下二台滑坡变形机制及中长期预报模型

以奉节新铺下二台滑坡为例, 基于GPS位移监测数据、裂缝数据、降雨量及库水位等多源数据, 总结分析了大型古滑坡的复活规律, 引入滑坡中长期预报模型, 实现了以季度或月份为时间单位的跨水文年滑坡位移预测, 并通过岩土体蠕变压缩模型, 验证了推移式滑坡后缘裂缝形成机理。结果表明: ①降雨是下二台滑坡变形的主导因素, 滑坡变形使得滑体产生裂缝并成为降雨入渗通道, 加剧了岩体破碎与软弱层软化, 降低了滑坡稳定性, 集中持续降雨可使滑坡失稳破坏; ②通过模型预测值与地表监测数据的比较, 将年降雨量作为滑坡中长期预报模型中的主控因素具有实际可操作性且有助于提高滑坡中长预报精度; ③推移式滑坡后缘裂缝由滑坡推移式位移和岩土体压缩形成, 引入蠕变压缩模型计算的裂缝宽度并和监测数据的比较说明, 蠕变压缩模型非常适合该类边坡, 同时应用岩土体蠕变压缩模型反推得到岩土体平均变形模量, 判断岩体破碎程度, 可以为滑坡稳定性分析及后续工程治理提供参考。