基于Verhulst模型的滑坡位移预测研究及其程序化实现

以甘肃省黄茨滑坡位移时间预测为例,在滑坡工程地质条件、成因、发生与发展过程分析的基础上,结合地面监测桩以及位移计监测的位移时间数据,运用Verhulst预测模型建立了该滑坡位移预测研究的思路.在此基础上,运用Ex-cel内嵌的VBA语言编写了相应的位移时间预测预报程序,解决了笔算困难问题.通过具体实例分析,将Verhulst模型、灰色GM(1,1)模型预测结果与实际监测结果进行对比分析,验证了该模型在滑坡位移时间预测中的适用性以及程序的可靠性.研究结果表明,Verhulst预测模型适宜于滑坡临滑预报,而灰色GM(1,1)预测模型适宜于滑坡中短期预测预报,通过Ver-hulst模型预测黄茨滑坡的临滑时间在1995-01-26至1995-01-27之间,预测结果与滑坡实际滑动时间较为一致,由此说明运用Verhulst预测模型对滑坡进行临滑预报是可行的.     

龙潭隧道围岩收敛变形灰色系统预测模型

基于龙潭隧道开挖过程中的围岩收敛变形资料,通过对具有一定随机离散性和波动性的位移-时间顺序的数据列进行累加处理,建立了GM(1,1)灰色预报模型,预测了围岩收敛变形的未来趋势,并对预测位移进行一次累减,得到位移速率预测公式,预测围岩收敛趋于稳定的时间。两个断面的预测值和实测值的比较结果表明所建预测模型可取得比较好的效果。     

路堤沉降预测的Gompertz模型应用研究

高速公路路堤填筑过程可近似地看为一个线性加载的过程。笔者从土体应力-应变关系出发,证明了在线性加载或近似线性加载情况下,路堤沉降-时间曲线呈反“S”型特征,并由此建立了Gompertz沉降-时间预测模型,其中3个参数a、b和c可以通过SAS程序求解得到。多个工程实例的应用证明了该模型在路堤沉降预测中的合理性和实用性。     

储层“源-径-汇-岩”系统分析的思路方法与应用

复杂油气储层非均质性强、“甜点”成因控制因素复杂,面对精细表征与预测要求,储层研究需要在研究思路与方法体系上有所改进.基于盆地沉积学发展起来的“源-汇”系统分析为复杂储层系统研究提供了新思路.经过多年实践,本文提出了储层系统研究的“源-径-汇-岩”（source-route-sink-rock,SRSR）系统分析思路与方法,强调开展基于沉积物（岩）的四个子系统研究,即“源——沉积物物质组成与来源”、“径——沉积物搬运过程与路径”、“汇——沉积物汇聚堆积环境与变化”、“岩——沉积物埋藏成岩过程与成岩相”.介绍了各个子系统要素构成,认为四个子系统共同决定宏观和微观非均质性,共同决定储层质量.在源汇分区、沉积相分区及成岩相分区基础上,用甜度RSI指标划分区域储层“甜点”等级,并在乌石凹陷低渗储层评价中加以应用,取得良好效果.储层SRSR系统分析是复杂“甜点”储层成因研究的新思路,是复杂非均质储层精细表征的技术遵循,为开展复杂常规储层、致密储层、非常规泥页岩储层定量化评价预测提供了新的理论和方法支持.      

灰色系统理论在东北地震活跃期预测研究中的应用

运用灰色系统理论,对东北地区下一个地震活跃期开始时间以及活跃期内可能发生的最大地震的震级进行预测。分别取两个地震活跃期之间的时间间隔和每一活跃期内的最大地震的震级为原始数据列,用五步建模法建立灰色GM(1,1)模型。 用所建模型进行预测,得到东北地区下一个地震活跃期约于1997年开始,活跃期内可能发生的最大地震为7.2级。文中对预测结果的多解性进行了探讨。     

基于ESMD-NNBR耦合的月径流预测模型

为提高对非线性非平稳径流序列的预测精度,以“分解-预测-重构”为思路,将极点模态分解法（ESMD）与最近邻抽样回归模型（NNBR）结合构建耦合预测模型,并将其应用于渭河流域华县站、张家山站的月径流预测。对比发现,ESMD-NNBR模型的性能最好,预测精度最高。具有自适应平稳化序列能力的ESMD法分解径流序列,体现了不同时间频率下的径流变化规律,将其与NNBR模型结合可以显著提高模型的预测性能。     

江西省九岭区地质灾害危险性区划

对九岭区地质灾害发育的基本特征及其地质环境条件进行了概述,并对其形成条件进行了相关性分析;通过对地质灾害发育的基本规律、控制因素、触发因素与地质灾害关系的分析,采用环境地质学原理,建立区域地质灾害空间预测模型,圈定九岭区地质灾害的危险性分区,为实时地质灾害时间预警预报圈定有效的空间靶区。预测单元采用规则的栅格(500m×500m),共14415个单元;评价指标主要包括地形地貌、工程地质岩类、地质构造、破坏地质环境人类工程活动等四大类26个因子;利用GIS技术,提取出相关的数据信息;信息量预测方程:Ii=-1.164X1-0.999X2-0.681X3 …… 0.203X25-0.135X26(其中X1、X2、X3、…X26取1或0,即某单元中存在某种因素时取1、否则取0),据此计算出各单元格的信息量;根据地质灾害危险性分区临界指标,确定单元格的地质灾害危险性等级;合并同类项,并考虑类似的地质、自然环境具有类似的地质灾害问题的原则,进行归并与单元边界线的修改,得出九岭区地质灾害危险性分区。     

济南岩溶含水系统滞迟效应分析

济南岩溶含水系统的泉水位和泉流量明显滞迟于降水量。利用峰值时段差、原始序列回归等方法,并考虑了降水量、泉水位、泉流量周期性的影响,计算出济南岩溶含水系统的滞迟时间为2～6个月。以不同滞迟时间建立了泉流量预测模型,并进行了对比分析,滞迟时间6个月预测模型,预测精度较高,物理概念不明确;滞迟时间2个月预测模型,预测精度稍差,但物理概念明确,建议采用该模型进行泉流量预测。     

基于熵权的沉降组合预测模型及应用

目前沉降预测方法很多,各有其自身的优点,但尚存在一定的局限性,为了尽可能地利用全部有用信息,利用“组合预测”思想,提出一种对多种常用预测模型进行熵权法计算权重的组合预测方法,从而可根据有限的沉降实测数据达到预测沉降目的,工程实例分析表明,基于熵权的组合预测模型能够充分挖掘各模型的有用信息,大大提高了预测精度,具有明显的优越性。     

汉江河谷旬阳段区域滑坡规律及斜坡不稳定性预测

基于斜坡工程地质测绘和实验室分析,文中讨论了研究地段区域滑坡规律。引入信息量及二态变量回归分析建立了斜坡不稳定性两种预测模型。文章重点论证和提出了影响因素筛选、多边形网格单元划分的原则及预测精度评价的原理方法。编制了斜坡不稳定性分区图,检验表明其预测精度高;两预测分区图对比表明有很好的一致性。     

高路堤沉降变形预测模型研究

以某高等级公路高69 m路堤的沉降资料为研究样本,采用经修正了的非匀速填土和非等步长沉降观测时间的 GM（1,1）灰色理论预测模型进行高路堤工后最终沉降量预测,与等比级数曲线模型预测结果对比,认为这两种预测模型都能很好地预测高路堤工后最终沉降量,且灰色预测模型较等比级数曲线预测模型能更好地反映高路堤不均匀沉降趋势。同时认为考虑了沉降观测时间非等步长性和路堤填土速度不均匀性的灰色预测模型,其预测结果更符合高路堤沉降变形趋势,可进一步的研究、推广和应用。     

长江三峡及邻区地震活动的灰色预测

根据历史地震记载和现今地震观测数据,运用灰色系统理论,建立了长江三峡及邻区下一个地震活跃期及活跃期内可能发生的最大地震的震级的灰色预测模型,预测结果表明,下一个地震活跃期将持续79a,活跃期内的最大地震震级不会超     

基于GIS的“三图–双预测法”的应用

针对铁法集团大强煤矿1号煤可能存在的顶板涌(突)水危害问题,运用基于地理信息系统(GIS)的层次分析法(AHP)型“三图–双预测法”,通过对含水层厚度、岩心采取率、单位涌水量、渗透系数、断层等5个主控因素的综合分析,在建立煤层顶板充水含水层富水性分区图的同时,对开采煤层的顶板安全性进行评价及分区。在以上研究的基础上运用GIS多源地学信息复合叠加原理,提出了1号煤顶板涌(突)水条件综合分区的划分方案。根据综合分区结果,运用Visual Modflow软件对即将开采的2-202工作面和三采区进行了涌水量预测。     

基于非平稳时间序列分析的滑坡变形预测

滑坡的位移监测资料通常可用来预测滑坡的变形发展趋势,位移的发展反映了滑坡的变形过程.为了预测在现有条件持续情况下的滑坡变形趋势,将滑坡位移监测数据视为非平稳时间序列,应用时间序列分析方法,建立了滑坡变形趋势的预测模型.以三峡库区秭归县白水河滑坡为例,通过对变形预警区监测点位移实测时间序列的分析,取监测点ZG93和XD-04为代表,建立了时间序列预测模型,从第17个月开始向前做6步预测,分析预测曲线与实测曲线之间的关系,并计算预测误差,结果显示除个别数据点之外,预测误差均在±9%以内,曲线吻合较好,说明所建模型效果良好,从而为判断白水河滑坡未来的变形发展趋势提供了可靠的理论依据.     

应用灰色理论估计我国未来地震趋势

应用灰色理论ＧＭ（１,１）预测模型估计我国未来时段的地震趋势。为提高预测精度和反映“最新信息”,在组成原始数列时,对于Ｍ≥７５级地震,由平静幕、活跃幕采用不同震级阈值联合组成;对于其它级别地震则尽可能采用当前活动期以来的数据。计算结果表明,１９９７～２０００年期间我国大陆及邻区有发生Ｍ≥７５级地震的可能,大陆西部可能发生７０至７５级以上地震;东部可能发生５５至６０级以上地震。同时,估计本活跃期的结束时间也可能比预计的稍长。     

滑坡灾害预测模型对比分析

滑坡灾害预测研究,自80年代以来取得了长足进展,无论是空间预测、时间预测、还是时空预测,均已进入多种半定量-定量预测模型共存,确定性模型、统计模型和灰色模型共同发展的阶段。      

有利因素相关法在松潘地区“东北寨式”金矿资源评估中的应用

据“东北寨式”金矿的成矿模式,结合松潘地区的成矿条件、地球化学异常评价以及资料水平和工作程度等,选择“有利因素相关法”对本区内334资源量进行了远景预测,取得了很好的结果。该方法实际上可归入“矿床模拟估计法”中,其主要原理是：通过对已知对象的研究,阐明控矿因素(地质变量)与矿产资源量之间的关系,建立一定矿床类型的矿产储量与地质条件之间的定量关系(定量预测模型)。将其移植到地质条件类似的预测区应用时,只要预测区上获得预测模型中相同的地质变量及其相同的数据类型值,代入模型,就可估算预测区内的矿产资源量。预测结果,在松潘地区,“东北寨式”金矿可望增长的3341外资源量约为81吨,3342资源量约65．9吨,为下步在该区部署地质工作提供了依据。     

江西中生代晚期火山岩区岩石地层划分

江西中生代晚期存在江南、北武夷和赣南三个地层分区,各地层分区的地层特征存在明显区别。根据不整合面和岩石组合特征,结合岩石地层单位“群”与火山旋回或沉积旋回相对应的原则,江南地层分区可划分出火把山群和圭峰群;北武夷地层分区可划分出武夷群、罗塘群和圭峰群;赣南地层分区可划分出余田群、莲花寨群、版石群和圭峰群。根据岩性岩相特征,结合岩石地层单位“组”与火山—沉积复合岩相或沉积岩相相对应的原则,各群可进一步划分为若干个组。     

台湾南投地震（MS 6.7）短期预测、中期预测和流变构造分析

回顾了不同方法对于台湾南投（MS 6.7）地震的成功中期预测和短期预测, 分析了南投地震的构造背景及发震机制。根据太阳黑子数为主要参数的太阳活动度分析,曾小苹和林云芳于2013年4月预测2013年台湾高雄-南投-花莲一带,将发生MS 7.0地震。2013年5月12日,沈宗丕和林命周根据“磁暴月相二倍法” 做了一个短期和临震预测：2013年6月19日前后5天或10天左右,台湾省或邻近海域在内的地震带可能发生一次MS 7.5~8.0级左右的大地震。2013年5月26日,张建国向部分专家通报了基于他自创的全球地震天象干支序列预测图谱做出的中期预测: 发震时间为2013年4月24日-2014年2月10日（高危时区为阴历4-5月）;预测地区为嘉义-台南-南投-云林（23.0°~23.4°~24.0°N,120.0°~120.6°~121.2°E）;预测震级为MS 6.2~6.6~7.2。利用地震云和云地映对分析和陈界宏的磁异常交点,2013年5月26日23：55,重庆万州吴达兵预测在2013年6月中旬以前台湾云地映对地区（24°±0.2°N,121°± 0.2 °E）将发生ML 6.2±0.4地震。2013年5月27日,黄建文明确发出台湾南投应力集中警报;5月29日,又发布强应力集中持续增强特别警报。2013年6月2日13:43,台湾南投（23.87°N,121.00°E）发生MS 6.7（ML 6.3）地震,震源深度9 km。发震时间落入吴达兵的短期预测区间;落入张建国的高危时区（阴历4-5月）;比沈宗丕和林命周预测的短期预测时间范围提前7天;分别落入曾小苹和林云芳的中期预测范围。震中位置与吴达兵的预测完全一致;与陈界宏磁异常交点基本一致;准确落入张建国的预测区间;与曾小苹和林云芳的预测地区一致。震级与吴达兵的预测震级高度一致;落入张建国的中期预测范围;与曾小苹和林云芳的震级预测基本一致。经过对比可以看出,吴达兵的短期预测、张建国的中期预测、曾小苹和林云芳的中期预测都是成功的。沈宗丕和林命周的时间预测是基本成功的。构造分析、震源机制解和卫星重力异常分析结果表明：屈尺-潮州逆冲断裂是南投地震发震构造;南投地震的发生与菲律宾板块向NWW入欧亚板块中下地壳并使台湾中央山脉向其西侧台湾海峡盆地逆冲有关,是卫星重力异常梯度带或地壳密度陡变带边缘与盆山边界断裂带交汇处积累的能量突然释放的结果。     

多步流量预测模型新方案的研究与应用

在分析1951-2001年潼关、花园口、兰州水文站年最大流量的变化规律基础上,提出了一个建立多步预测模型的新方案,该预测模型具有可以直接作多步预测和对异常极值有较好预测技巧等特点。将该预测模型用于1995-2001年多步独立样本的预测试验,取得了较好的预测效果,利用这一预测模型对未来直至2005年的年最大流量变化趋势进行了预测。