广东省暴雨型浅层滑坡灾害动力预警模型与气象风险预警研究

针对县级地质灾害气象风险预警面临的精度及模型建设问题,根据广东省地质灾害主要发生在坡面残坡积浅表层的突出特点,通过对典型地质灾害进行物理模拟试验和数值模拟,研究广东省浅表层斜坡失稳发生机理。研究表明：边坡在暴雨条件下,斜坡岩土体容易在浅表层首先造成失稳,影响因素主要有降雨量、降雨历时、土体类别和坡体结构等因素。由此,对研究区划分斜坡单元,按各斜坡单元的坡长、坡度、岩土类型、分层及其关键物理力学参数开展斜坡单元概化分类,并将Green-Ampt降雨入渗模型和无限边坡稳定性评价方法相结合,优化构建了动力学斜坡稳定性评价模型。结合龙川县贝岭镇流域应用实例,初步探索了坡面单元尺度下地质灾害气象风险预警斜坡失稳动力学预警技术,可为广东省开展以斜坡单元预警为主要方式的县级地质灾害气象风险预警提供支撑。     

四川雅安市雨城区地质灾害预警系统研究

区域地质灾害的敏感性评价与诱发因素评价是区域群发性地质灾害预警预报的基础。文中以四川雅安市雨城区为例,系统介绍了区域地质灾害预警预报的方法。在区域地质灾害敏感性评价及区域降雨监测的基础上,研究了降雨诱发区域群发性地质灾害的规律,得出了地质灾害降雨阈值。研究了降雨诱发地质灾害预警预报的方法,建立了大中比例尺的地质灾害预警预报系统,并在四川雅安雨城区开展了系统运行。文中论述的方法可以用于县(市)级的地质灾害预警预报工作。模拟运行及实际运行效果表明,本方法效果较好,能够在类似区域进行推广。     

基于显式统计原理的地质灾害区域预警方法初步研究

区域预警是提高防灾减灾意识、有效减轻地质灾害造成损失的重要手段。地质灾害显式统计预警理论考虑了地质环境变化与降雨参数等多因素的耦合作用,克服了传统单一临界雨量判据方法的局限。笔者应用地质灾害显式统计预警的基本原理,以中国的东南区为例开展应用研究。选取岩土体类型、地形起伏等12个基础地质环境因素.通过确定性系数模型(CF)综合分析了地质灾害分布与地质环境基础因素的关系.选取地质灾害"潜势度"作为地质环境优劣的指标,并进行了定量计算。选取当日雨量和一个降雨过程的前期累计雨量作为降雨激发因素的指标.采用多元回归的统计分析方法,分析了地质环境因素、降雨激发因素的耦合作用与地质灾害发育情况之间的关系.建立了显式统计的地质灾害预警预报模型。以2006年5月18日台风"珍珠"登陆期间的实况预警情况对模型进行了应用校验。验证了显式统计预警原理及模型方法的可行性和实用性。     

汶川地震高烈度区崩滑流灾害区域预警

本文提出了汶川地震高烈度区11县域(汶川、北川、绵竹、青川、茂县、都江堰、安县、什邡、彭州、平武和文县)地质灾害区域预警方法,包括发育度分布、潜势度区划与危险度区域预警。研究区地震后地质灾害类型由震前的滑坡、崩塌为主演变成泥石流为主,震后灾害数量是震前的8.7倍,地质灾害极高发育区分布面积204.32 km2,灾害点密度达到8.11起/km2,主要位于什邡、绵竹、安县、汶川及文县境内。基于地形坡度、坡向、高程、地貌、岩性、断裂构造、烈度区划、年均雨量、水系、人类工程活动(道路)及地质灾害发育度分区指数等11项因子,计算潜势度并划分为四个等级,极高潜势区面积占全区面积的4.17%,灾害点数占11县域灾害总数的44.15%,灾害点平均密度达到2.44起/km2,地质灾害极高、高潜势区呈线状、局部面状分布,在都江堰、彭州、什邡、绵竹、安县等地呈面状分布,在北川、平武、青川、文县等地呈条带状分布。将地震、汛期降雨和日降雨作为引发因子,基于潜势度评价,开展地质灾害危险度区域预警研究,地震引发地质灾害高危险度的地区主要集中在南部的汶川、都江堰、彭州、什邡、绵竹以及北部的青川、文县等地; 2013年汛期降雨引发地质灾害危险度高的地区集中在都江堰、绵竹、安县、北川、平武和文县等地; 2013年7月9日降雨引发地质灾害危险度高的地区集中在都江堰、彭州、什邡、绵竹和安县等,三种引发因子引发的实际灾害点与危险度预警的重点区域比较吻合,研究方法可以作为地震引发地质灾害预测、汛期(5～9月)地质灾害趋势预测和短临(1～3日)地质灾害区域预警提供科学支撑。     

河南省汛期地质灾害气象预警技术研究

为了提高地质灾害防治能力,河南省开展了汛期地质灾害气象预警技术研究,研究从区域预警的角度,依据全面性、时效性、适用性、可替换性等原则选取了预警评价因子,采用了单元内地质条件具有一致性的斜坡单元作为预警评价单元,采用统计学的方法来研究全省地质灾害影响因素潜势度,分析地质灾害与降雨的关系,建立地质灾害与降雨关系模型,从而建设汛期地质灾害气象预警系统。     

《中国地质灾害区域预警方法与应用》

刘传正博士等撰写的《中国地质灾害区域预警方法与应用》专著已由地质出版社正式出版发行。本书概述了国内外地质灾害区域预警预报理论研究和应用服务发展动态,阐述了中国地质环境和地质灾害分布特点,提出了地质灾害区域隐式统计预警、显式统计预警和动力预警原理,简单总结了采用临界降雨判据方法(隐式统计)建立的第一代中国国家级地质灾害预警系统2003～2007年期间的应用经验及其局限性。通过建立包括     

中国地质灾害气象预警模型研究

地质灾害气象预警是指对气象因素(主要为降雨)引发的地质灾害发生可能性大小的预测预报。中国大陆的地质灾害气象预警工作始于2003年, 逐步形成了国家级、省级、市县级的分级运行业务模式, 预警模型及可靠性问题是这项工作的核心科学技术问题和研究难点。考虑到各级地质灾害气象预警的时空尺度与预警时效, 形成了两代预警模型并行运算、相互校验与补充的运行模式。第一代隐式统计预警模型, 也称为临界降雨判据法, 基于不同地质环境区域引发地质灾害的临界雨量不同, 分区建立临界降雨判据, 该模型2003年起在预警业务中使用, 因其只涉及一个或一类参数, 使用广泛, 近年来又在模型参数、判据修正等方面不断完善。但单一的临界雨量指标很难准确反映地质环境的变化以及地质灾害的成生规律, 且预警区划、判据更新与准确性提高等也限制了其进一步发展。第二代显式统计预警模型, 耦合了地质环境变化与降雨参数等多因素建立预警判据, 地质环境指标在模型中显式表达, 在模型原理、空间精度、升级能力等方面表现了其优越性, 显著提高了预警精细度和准确度, 2008年开始在国家级预警业务使用, 并逐步向省级推广。两代预警模型均是基于统计方法建立, 一定程度上均受到统计样本的选择、地质环境条件的精细程度、实况降雨数据的精确匹配等因素控制和影响。多年来, 两代预警模型在中国地质灾害气象预警业务中成功运行并不断升级完善, 为中国大陆的地质灾害防灾减灾工作做出了重要贡献。     

中国地质灾害气象预警实践:2003-2012

中国地质灾害气象预警始于2003年,每年汛期(5~9月)向公众社会发布预警信息,警示群众注意防范降雨引发的崩塌滑坡泥石流等地质灾害。本文概略介绍了2003-2012年中国地质灾害气象预警的工作机制、技术方法和预警效果等方面的成就。工作机制方面,采用国家级、省级和市县级的分级运行管理方式,并不断健全和完善了预警合作机制和信息共享机制。技术方法方面,创建了隐式统计预警(临界降雨量判据法)和显式统计预警(地质环境与降雨多参数耦合判据)两代预警模型,并研发了相应的业务运行系统,有效指导了区域地质灾害气象预警、地质灾害群测群防和典型地区专业监测预警研究。预警成效方面,通过电视、网络、手机短信、微信微博等多种媒体发布地质灾害预警信息,使社会公众特别是基层社区居民的防灾意识显著增强,减灾知识逐渐增长,合理利用地质环境,主动防治地质灾害已在中国取得广泛的共识。     

近20年地质灾害气象风险预警研究文献图谱可视化分析

中国地质灾害气象预警始于2003年,每年汛期向公众发布预警信息,警示群众注意防范降雨引发的崩塌滑坡泥石流等地质灾害。为了更深入了解地质灾害气象风险预警研究的现状和未来趋势,以中国知网及SCI-Expanded国内外数据库作为数据来源,采用可视化工具CiteSpace,梳理了2003—2023年发表的国内外地质灾害气象风险预警文献,绘制科学知识图谱,分别从研究主题、演进趋势和研究热点进行多维度分析。结果表明：（1）基于历史降雨及灾害关系的临界降雨阈值研究在地质灾害气象风险预警研究中处于主导地位,与降雨相关阈值研究在未来仍将是研究热点;（2）关键词聚类分析显示不同地质灾害形成条件、气象条件下,不同类型、成因模式的地质灾害发生的预警预报模型、临界阈值研究文献占比较高,表明精细化是地质灾害气象风险预警发展的重要方向;（3）在国际上,中国学者发文量占总发文量的39%,我国在地质灾害气象风险预警研究中有绝对优势。研究结果较客观地展示了中国地质灾害气象风险预警研究的发展脉络和国内外研究热点及趋势,以期有助于我国地质灾害研究与预警预报业务进步。     

区域地质灾害评价预警的递进分析理论与方法

根据多年丰富的区域地质灾害考察和综合研究实践,作者架构了区域地质灾害评价预警研究的理论体系和工作方法,主要包括:(1)开展区域地质灾害综合调查;(2)建立地质灾害信息系统,包括基于GIS的区域地质灾害空间数据库和分层图形库(GGIS);(3)研究区域地质灾害分布与地形(高程、高差、坡度)、水系、植被、工程地质岩组、地质构造形迹、斜坡类型、降雨量分布和地震活动等的统计关系,为评价因子选取、分级和权重确定提供依据;(4)筛选提取评价预警研究因子体系,建立地质灾害发育因子、基础因子、诱发因子和易损因子体系;(5)创建研究区域地质灾害"发育度"、"潜势度"、"危险度"和"危害度"(简称"四度")的概念模型和数学模型;(6)在满足一定精度比例尺数字化图上划分计算单元,分别计算研究区域地质灾害"发育度"、"潜势度"、"危险度"和"危害度";(7)根据计算结果和应用目的,把相同或相近级别的图斑合并,分别编制区域地质灾害"四度"区划图;(8)根据"四度"区划结果提出研究区的地质灾害防治规划、分级监测预警目标区和地质环境可持续开发利用对策;(9)对重点地段或地点专门编制地质灾害防治预案和政府-社会联动的应急反应机制。上述9个步骤构成区域地质灾害评价预警的时空递进分析理论与方法,简称"四度"递进分析法(AM FP)。     

对滑坡监测预警相关问题的认识与思考

近年来,随着科技的迅猛发展,监测预警已成为主动防范地质灾害的重要手段,国家每年投入大量的人力物力财力开展滑坡预警工作。但调查发现,不少相关从业人员(主要是专业技术人员和管理人员)对滑坡监测预警方面的一些基本问题还存在误区甚至错误的认识,严重影响其防灾减灾效果。结合近年来在滑坡监测预警实践中的研究成果和经验教训,本文重点就滑坡监测和预警方面的一些问题提出了自己的认识。其主要观点包括:并不是监测点和监测手段越多就越有效,滑坡监测应突出针对性、实用性和目的性,监测方案设计及具体监测内容都应为滑坡预警提供依据。不少滑坡的发生具有一定的突发性,应采用具自动变频功能的监测设备才能获取滑坡全过程尤其是临滑阶段完整的数据,为科学预警提供保障。监测仅是手段,预警才是目的,不仅要重视滑坡的监测工作,更应高度重视预警工作,且应同时加强区域性气象预警和单体滑坡预警工作。目前常用的阈值预警方法误报、漏报率较高,应将预警的重心转移到对历史数据的统计分析和基于变形、地下水位、雨量等关键指标的预警模型和判据研究,据此提高滑坡预警的准确性和实用性。     

地下水水质预警信息系统研究

地下水水质预警是对地下水水质现状及变化趋势适时给出相应给别警戒信息的方法，包括状态预警和趋势预警两部分。以GIS技术为核心，将水质预警模型与GIS技术相结合，建立了地下水水质预警信息系统。并以吉林省西部平原地区地下水水质为例，研究了该区地下水水质恶化地区的分布、趋势、恶化预警等级及其成因。地下水水质预警系统为地下水资源管理，减少地下水水质恶化的风险提供了科学依据。     

临沂市地质灾害防治现状及监测预警体系构想

介绍了临沂市地质灾害及隐患点的发育情况,总结了临沂市在地质灾害防治方面一些好的做法,对临沂市地质灾害监测预警体系的发展方向进行了研究,提出了建立一套集远程自动测量和预警预报于一体的地质灾害监测预警系统的构想,对提高临沂市地质灾害监测自动化水平和预警预报效果有重要意义。     

中国地质灾害早期预警体系建设与展望

阐述了中国地质灾害防治面临的形势及早期预警体系建设的现状。贯彻以人为本、预防为主、防治结合的地质灾害原则，逐步形成和推行中国独特的地质灾害防治体系，其核心是建设早期预警体系，内容包括：地质灾害多发区地质灾害调查和区划、建设用地的地质灾害危险性评估和地质灾害的监测预警。另外，还对比了中国和国际地质灾害防治情况，展望未来地质灾害防治的趋势。     

基于表面位移的公路滑坡监测预警研究

公路滑坡是常见的地质灾害,但对运营期公路边坡进行长期监测并成功预警的实例却很少。主要原因是公路边坡点多、线长、规模小、缺乏详细的地质勘探资料、监测费用高、预警难度大。利用拉索触发式位移计对滑坡表面位移进行监测,精度可达1 mm,通过电信的GPRS公网实时传送到远程监控中心,全程自动化,且费用低。同时,利用有限元商用软件 PLAXIS的强度折减模块和塑性分析模块对不同参数组合进行计算,在缺乏滑坡岩土体强度参数、渗透系数、土-水特征曲线等资料的情况下,建立滑坡安全系数与表面监测位移的关系, 从而通过表面位移量的变化进行阶段式预警,并制定相应的预防措施。提出的方法已在湘西某高速公路滑坡获得应用。     

基于WEBGIS与三库一体模式的土壤盐渍化监测预警系统平台研发

随着计算机应用操作技术不断进步,软件技术的不断完善以及可视化技术的蓬勃发展,使WEBGIS系统的可操作性能越来越好。本文以新疆渭库绿洲盐渍地为背景,提出了基于GIS、网络技术与安全监测相结合的WEBGIS与"三库一体模式"技术的平台。首先根据大量野外实测数据、文献资料、人文经济数据、基础地理地质等数据建立SQL Server数据库,之后以集成适用于盐渍地特点的21种监测模型的模型库为主导,调用盐渍化分析方法,提取数据进行相关计算,对模型求解并辅助专家进行决策。本系统采用B/S模式,HTML(超文本标记语言)设计并建立盐渍化监测预警模型,分析评价盐渍化程度、影响及其发展趋势,从而开发出盐渍化监测与预警智能分析相结合的系统工程应用网络。系统实现了数据库的储存、分析和管理;盐渍化监测模型分析;信息结果发布等功能。提高了地理空间信息的表现力,促进了干旱区信息化应用水平和信息共享平台扩展,为区域可持续发展提供了强有力的技术支撑。     

矿井水情监测与水害风险预警平台设计与实现

任何矿井水害事故均会显现不同的预兆,为夯实水害智能预警基础,明晰了感知、辨识、评估、预测及相互逻辑关系的系统建设内涵,针对不同水害类型,根据其突水机理不同,设计三大类多模式水害典型场景,建立相应突水判据,提出了确定性理论精确预测与包括大数据及深度学习在内的非确定性趋势推测两类预测方法,为智能预警系统的预测预报、预警准则及阈值设置奠定理论基础。以陕西省彬长矿区亭南矿为例,建立了动态信息、静态信息及关联信息的指标体系,将地面水文动态监测单元、井下水情环境监测单元以及采掘工作面采动动态监测单元集成,构建原位采集和突水要素预兆感知系统,实施基于关键层电性参数动态监测、关键部位单点或多点多参数监测联合布置的突水前兆信息精准获取方案,采用确定性模拟模型和非确定性智能模型,实现水害预测预警功能,基于多源数据融合和空间联动分析技术,预警系统实现了井上下全空间水害风险预警“一张图”的可视化展示。实践表明,监测预警平台理论基础扎实,预测预警效果显著。      

城市地下空间安全监测与预警指标研究

为保障城市地下空间开发利用的安全性,促进城市可持续发展,通过文献调研、现场调查和专家咨询等方法,分析提出城市地下空间监测的五项原则,将监测对象划分为三类：工程结构本体、周围岩土体以及周边环境。将监测指标归纳为变形类、力学类、振动类和宏观状态类共四类,其中变形类指标执行双控要求,其他三种指标执行单控要求。监测趋势预测分析可采用公式法、回归分析法、时间序列分析法、灰色预测法、神经网络法和支持向量机法等。全国各地监测控制值基本一致,但预警分级标准存在地区差异,其中北京市和广州市分级预警具有较大参考价值。目前城市地下空间安全监测存在七项不足：预警分级标准不完善,人工监测效率低,监测参数单一,监测信息缺少共享协同,测量精度较低,重监测轻预测以及缺乏数据融合和机器学习应用。针对这些问题,可采取七项措施进行改进：建立合理预警分级标准,发展自动化与智能化监测,多参数综合监测,应用远程监测与云平台,开发高精度测量设备,监测和预测并重,以及数据融合与机器学习应用。     

北京市突发地质灾害监测预警信息平台功能需求研究

功能需求是地质灾害监测预警信息平台的首要任务,对整个平台具有举足轻重的作用。本文从数据管理、动态监测,预警分析、会商上报、应急管理、三维展示和系统管理7个方面,介绍了北京市突发地质灾害监测预警信息平台的功能需求,其中预警分析中模型的构建和实现,是预警结果科学性和准确性的关键步骤。平台的建设可实现北京市地质灾害防治网络化运作模式,提升地质灾害防治日常管理,监测预警.决策支持和应急处置能力。