模糊数学和权的最小平方法在西藏波密县白龙沟泥石流易发性评价中的应用

2016年10月11日在西藏波密县白龙沟地区发生一次大型泥石流灾害,经济损失严重,对居民生命财产造成了巨大威胁,有必要对该区进行泥石流灾害的易发性评价。基于白龙沟泥石流的流域特征和形成条件,共选取18个评价因子,采用模糊数学和权的最小平方法进行泥石流易发性评价研究。结果表明,白龙沟泥石流处于易发的状态,评价结果与实地调查结果比较吻合。     

四川省都江堰市虹口乡红色村干沟泥石流特征及危险性评价

红色村干沟位于都江堰市虹口乡,"5.12"地震之后多次发生泥石流。2013年"7.9"特大暴雨后引发泥石流,摧毁沟口居民房屋,淹埋农田;沟内仍存在大量松散物源,沟口的居民安置点和公路仍受泥石流的威胁。笔者结合灾害应急调查资料,采用单沟泥石流危险性评价方法,对红色村干沟泥石流的形成条件、发育特征、易发程度和危险性进行分析,结果显示该沟泥石流易发程度为中等,危险性中等,对沟口居民生命财产和公路交通存在威胁。     

候旗沟泥石流发育特征及易发性评价

候旗沟流域地处青藏高原东北缘,降雨量集中且充沛,流域内支沟发育,沟谷深切,山坡陡峻,相对高差大,沟内固体物源储量丰富,沟床纵比降大,具备泥石流发育的条件。文章在深入分析4条泥石流沟形成的地质环境条件基础上,系统研究了泥石流静动力学特征、灾害史及爆发频率;采用层次分析法(AHP),选择单位面积物源储量、主沟纵比降、人口密度等10项因子,建立了泥石流易发性评价体系,通过对评价因子的定性分析和计算得到每条泥石流沟易发性大小,评价结果与历史调查结果有着很好的一致性。评价方法及评价结果对类似地区泥石流灾害的防治具有一定的参考价值。     

基于灰色可拓模型的洮河下游泥石流易发性评价

泥石流易发性评价对其工程防治有重要意义,以往评价中,由于主观因素过多和缺乏足够数据的定量评价,对实际情况的分析还不尽完善。为此本文选取洮河流域下游地区作为研究对象,根据泥石流的地域特点、成因和其它影响因子,在可拓学基础上建立一种泥石流易发性的评价模型,运用灰色关联度分析法定量化的分析影响因子的权重值,对研究区泥石流沟进行易发性评价。结果表明,选取的11条具有代表性的泥石流沟,有2条易发程度较高,4条易发程度中等,5条易发程度低,高易发和中易发泥石流沟在强降雨时期,易爆发泥石流,据此确定泥石流的重点防治区域,为研究区泥石流治理提供参考依据。     

乌苏市巴音沟牧场中心小学泥石流形成条件及易发性评价

八音沟牧场中心小学泥石流位于乌苏市区南部,该泥石流沟曾多次发生泥石流灾害。该沟内沟道纵比降大,且坡面松散固体物质丰富,在暴雨等自然因素的影响下,会有较大规模泥石流发生的可能性,将对学生安全和学校基础设施带来不利影响。在对研究区调查分析的基础上,分析了八音沟牧场中心小学泥石流的灾害类型、形成条件及其流域特征,并评价了该泥石流的易发性。通过对该泥石流的形成条件和流域特征的分析,可以对该泥石流的防治工程设计提供理论依据。     

基于沟域单元的康定市泥石流易发性评价CSCD

为研究康定市泥石流易发性,将康定市划分为421个沟域单元,采用ArcGIS软件中空间分析工具以及SPSS软件分别对评价指标内部叠加情况、评价指标与泥石流灾害相关性进行了分析,通过筛除剔除重叠度高、相关性差的评价因子,选取流域面积、melton比率、形状系数比、流域崩滑密度、流域植被覆盖率、流域道路密度、流域平均径流侵蚀力指数、多年汛期平均降雨量等8个评价指标进行康定市泥石流地质灾害易发性评价。采用信息量模型与熵值法相结合的方法定量评价了泥石流易发性,熵值法定量确定了评价指标权重,计算出评价因子加权信息量值,将康定市泥石流划分为极高易发区、高易发区、中易发区以及低易发区4个等级。通过频率比模型、受试者工作特征曲线(ROC曲线)对泥石流易发性评价结果进行检验,ROC曲线AUC值为0.842,表明评价模型精度较高。     

四川都江堰市水机关沟泥石流应急勘查评价

2008年"5.12"四川汶川大地震发生后,导致灾区地质灾害危险性、易发性大大增强,严重影响周边居民的生命财产安全,部分重大地质灾害隐患点险情紧迫、危害巨大、严重影响到灾后恢复重建工作,需做应急勘查评价。都江堰市水机关沟泥石流灾害隐患点是其中之一。本文介绍了该条泥石流沟的地质环境,对泥石流的成因、易发程度、活动强度作了分析,并对该泥石流活动的危险性和危害性做了预测评估。     

阿勒泰市克什喀拉苏沟泥石流形成条件及易发性评价

新疆地区是泥石流灾害的多发区和重灾区,本文以阿尔泰山南麓的克什喀拉苏沟为研究对象,在实地调查阿勒泰市克什喀拉苏沟泥石流灾害的基础上,根据泥石流地质灾害的地质环境条件,对泥石流灾害的类型、形成原因及流域特征进行分析,并对泥石流易发性进行评价,结果显示:该研究区泥石流灾害属易发程度,其形成主要受强降雨影响较大,详细论述了泥石流地质灾害类型、形成原因及易发性评价,且为防治工程设计、施工提供依据。     

祁连县牛心山北坡刺疙瘩泥石流发育特征及危险性评价

祁连县牛心山北坡刺疙瘩泥石流,严重威胁沟口附近人民生命财产安全。通过详细勘查,综合分析泥石流的形成条件、发育特征及形成机制;评价动力学特征;运用单沟泥石流危险性评价中灰色关联法,将泥石流规模、频率、流域面积、主沟长度、流域相对高差、流域切割密度和不稳定沟床比作为评价因子,对泥石流危险性进行评价。结果表明:刺疙瘩泥石流泥石流容重1.76t/m³,为粘性泥石流;泥石流流速:3.03m/s;泥石流危险度0.47,属于中度危险。     

考虑冻融侵蚀型物源的不同流域单元泥石流易发性评价——以藏东贡觉地区为例

在全球气候变暖背景下,高原山区潜在泥石流暴发的概率将增大,定量评估泥石流易发性是区域减灾防灾的先行手段。基于现场调查和研究结果,首次计算了藏东贡觉地区的冻融侵蚀强度(DR)。选取物源条件和地形条件,采用加权信息量法评价了藏东贡觉地区泥石流的易发性,以四组流量阈值划分的不同流域单元作为评价单元对比分析了易发性评价结果。结果显示,四组易发性评价结果差异明显,随着流域单元划分数量的降低(流量阈值增大),研究区中风险区面积逐渐增大,高～极高风险区面积先增大后降低。受试者特征曲线(ROC)验证结果表明,使用G2组(流量阈值5 000)划分得到的流域单元模型评估效果更好,AUC值为0.895,高易发区、极高易发区面积占全区约34.1%。八个评价因子中,冻融侵蚀强度(DR)、地形特征指数(TCI)和平面曲率(Pl＿cv)是泥石流易发程度贡献率较大的三个因子。考虑冻融侵蚀型物源和地形水文因子建立的泥石流易发性评价模型,为冻融侵蚀现象明显的藏东地区泥石流易发性评价提供了新的方法和思路,对指导地方防灾减灾具有重要实践意义。     

非匀质泥石流运动特征与峰值流量关系研究

对非匀质泥石流运动变化特征进行预测评价是泥石流防治工程规划和预警预报系统建设的重要内容，也是目前泥石流领域亟需完善的重点问题。通过对泥石流泥位和流速实测资料整理和分析，构建了非匀质泥石流运动特征值预测模型，该模型在前人成果的基础上，利用较少因子就能够判别研究区泥石流运动变化特征，并以陇南地区礼县下胡杨沟泥石流为例，通过FLO-2D流体模型对50年一遇(2%频率)和20年一遇(5%频率)降水条件下泥石流运动特征进行模拟。结果表明泥石流容重为1. 83 t ·m-3时，下胡杨沟20年一遇的泥石流运动特征值最小且差异性不大；当泥石流容重为1. 97 t ·m-3时，下胡杨沟50年一遇的泥石流运动特征值最大且差异性悬殊；当不同规模泥石流流量达到峰值时均产生较大的泥位深度。进一步将泥石流运动特征值模拟结果与实测断面相结合检验分析，并反推已发生泥石流事件的峰值流量，与实际情况都具有较好的一致性，表明采用本文预测模型计算的结果具有一定的可靠性，可为泥石流防灾减灾和泥石流监测预警示范区建设提供参考。     

昆明市东川城区泥石流危险度评价

泥石流是昆明东川城区最主要的地质灾害之一,严重阻碍了城市的社会经济发展。开展东川城区泥石流危险度评价对城市安全与稳定有着重要的意义。文章从地貌学侵蚀旋回理论出发,运用斯特拉勒面积-高程分析法对东川城区后山的3条泥石流沟的危险度进行评价研究。结果表明,深沟和石羊沟的斯特拉勒面积-高程值分别为0.580和0.520,泥石流沟谷正由发育的中年末期向老年期演化,泥石流危险度较低;尼拉姑沟的斯特拉勒面积-高程值为0.452,处于沟谷发育的旺盛时期,泥石流危险度较高,计算结果与当地实际情况有较好的一致性。     

Debris flow hazard assessment at Dongmatun Village in Laomao mountainous area of Dalian,Northeast China

After a heavy and continuous rainfall from July 27 to 28, 1981, geological disasters involving large debris flow affected the northern part of Wafangdian City and Pulandian City in Dalian, northeast China, and caused considerable loss of life and property. In recent years, precipitation has continued to increase significantly in Dalian, where the largest debris flow gully, named the Dongmatuncun main ditch, is situated. The Dongmatuncun main ditch is 2 km away from the north side of the right bank of the Fudu River in Wanjialing, Wafangdian City. The geomorphological and hydrological conditions, combined with the characteristics of the debris flow solid source, are conducive to debris flow development. Moreover, with an increase in rainfall, debris flow recurrence becomes increasingly likely. We study the debris flow gully in Dongmatun Village by analyzing the formation conditions through field survey. Fuzzy comprehensive evaluation and analytic hierarchy process are used to evaluate the risk of debris flow. Results indicate that the debris flow gully in Dongmatun Village is highly dangerous and debris flow occurs during heavy rainfall. In addition, the breakout of debris flow can threaten human life and property.     

河北太行山区木作沟泥石流形成条件及特征分析

通过对太行山区木作沟泥石流实地勘查,分析并总结了该沟泥石流形成条件及发育特征.在此基础上,采用经验公式法计算了木作沟泥石流运动特征参数值,即4条主要支沟典型断面处泥石流流速、峰值流量、整体冲击力等参数,进一步分析了泥石流活动及发展趋势,最后计算得到泥石流最大危险范围.研究结果表明：木作沟具有利于泥石流形成的地形条件、气象水文条件及物源条件;泥石流易发程度为易发,发展阶段为壮年期,并逐步向衰退期过渡.综合判断木作沟具备再次发生泥石流的条件,对沟内居民仍具有严重威胁.建议在泥石流形成区设置谷坊坝,在流通区修建排导渠.     

四川省金川县城区红桥沟、蔡家沟泥石流及其防治

红桥沟、蔡家沟为大渡河上游（大金川）右岸的一级支沟,位于四川省金川县城区,曾多次发生过严重的泥石流灾害,直接威胁金川县城的安全。这两条沟的泥石流均为粘性泥石流,重度为2．10—2．25t／m^3,具有松散固体物质以表层滑塌及崩塌补给为主,成灾快,危害严重,活动频率较高,暴雨是泥石流的激发因素等特征。在分析红桥沟、蔡家沟泥石流性质及活动特征的基础上,提出拦、停、排的防治工程设计方案,工程实施后取得了很好的减灾及生态、环境效益。     

Visualized localization and tracking of debris flow movement based on infrasound monitoring

During the initiation and movement of debris flow, low frequency infrasound is generated and emitted with characteristics such as strong penetration, low attenuation, and a high propagation speed that is faster than the debris flow. Monitoring infrasound has been used in debris flow detection and early warning systems; however, although the current infrasound-based warning system of debris flow can provide an alarm when debris flow occurs, it cannot locate and track the movement of debris flow in real time, and cannot determine the arrival time of debris flow to its potential victims. Thus, the potential applications of low frequency infrasound in debris flow disaster prevention and reduction have not yet been fully explored. In this study, we constructed an optimal triangular monitoring array based on factors such as the terrain of the monitoring area and characteristics of infrasound propagation. Combined with the time-delay estimation method, we determined and established an acoustic source localization model based on the time difference of arrival. Furthermore, with the help of a GIS platform, a visualized localization and tracking system for debris flow movement was developed to achieve real-time monitoring of debris flow. The performance of the system on acoustic source localization was validated using a simulation test and long-term field monitoring of debris flow at Jiangjia gully in Dongchuan, Yunnan province, China. Both the simulation and field test results showed that the system has high localization accuracy and strong real-time response. The results of the monitoring system could provide more accurate warning information of debris flow to local government and residents, allowing them to take appropriate mitigation measures well in advance to reduce the loss of life and property caused by debris flows.     

基于熵权-正态云模型的泥石流灾害易发性评价

近年来,由于极端天气事件频发和工程建设活动加剧,泥石流灾害对人类的威胁愈加严峻。因此,在综合分析泥石流灾害发育特征及形成机理的基础上,进行泥石流灾害易发性评价对防灾减灾工程活动具有指导意义。选取沟谷岸坡坡度、沟床纵坡比降、植被覆盖率、单位面积固体物源储量、汇水面积、雨季降雨量建立评价指标体系,采用熵权法确定评价指标权重,将泥石流灾害易发性分为高易发、中易发、低易发和不易发四级,建立基于正态云模型的泥石流灾害易发性评价方法,并以西秦岭地区5条泥石流沟为例验证了该评价模型的合理性。进一步将该模型用于陕西吴堡井沟泥石流灾害易发性评价,结果表明井沟泥石流具有中易发性,评价结果与实际相符。     

泥石流容重的时空变化特征及影响因素研究

为了探索泥石流容重在不同时空条件下的动态演化特征及其影响机制，基于蒋家沟1995年以来的泥石流观测数据和汶川震区2008年以来的调查资料，研究了典型泥石流灾害的水土耦合过程和容重动态变化的互馈作用，对比分析了常用的容重计算方法在汶川震区泥石流计算中的差异性，并从计算公式和灾害特征两方面探索误差产生的原因。结果表明:容重随泥石流孕灾条件的时空演化而动态变化；在时间尺度上，物源活动性与容重呈正相关，物源赋存状态从极度活跃演化至高度活跃时，容重将下降10.0%～27.8%；泥石流峰值流量与容重成幂函数关系，容重随着流量增大而增大，但具有明显的上限值；在空间尺度上，容重与沟床纵比降变化趋势一致，随着侵蚀作用而增大，淤积作用而减小；常用的6种泥石流容重计算方法在龙门山区的应用结果偏差幅度为10%～30%，仅使用某种计算方法确定容重参数将导致一定误差。文章最后利用物质组成计算容重的方法，基于冲淤总量和颗粒参数建立了不同沟道段泥石流容重经验计算公式，并在雍家沟泥石流进行应用，结果显示该方法针对具有完整序列观测资料的泥石流沟，具有较好的适用性。