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。     

基于高分影像的松嫩低平原地区生态环境问题解析——以黑龙江省肇源县为例

基于高分辨率卫星影像数据,利用遥感、GIS技术获取黑龙江省肇源县内自然资源与生态地质环境各因子分布现状数据,其中：耕地2 541.75 km²、林地161.88 km²、草地349.00 km²、河流128.05 km²、湖泊215.80 km²、沼泽109.17 km²、其他水域84.65 km²、建设用地191.25 km²、未利用地329.94 km²;湿地1 334.54 km²、荒漠化土地775.47 km²。利用地类覆盖率、人均占有量以及景观指数（破碎度指数、平均斑块分形指数、分形维数、多样性指数、均匀度指数）量化分析后,得出两类生态地质环境因子中湿地资源尤其是自然湿地受人类活动干扰程度较大、荒漠化土地受人类活动干扰程度较小的结论。并选取老山村等典型地区进行了多期次遥感动态监测及野外核查,揭示了松嫩低平原典型地区目前存在的湿地退化、土地荒漠化等生态地质环境问题。     

江苏省突发地质灾害气象风险预警模型优化与应用

本文紧抓影响滑坡、崩塌地质灾害的主要影响因素——地质环境条件和人类工程活动特征,通过调整易发度判别因子及其权重,建立基于有效降雨量和预报雨量的临界降雨量判据,实现江苏省突发地质灾害气象风险预警模型的优化。2013年汛期实践结果表明,效果良好,预警精度有较大程度提高。     

基于斜坡单元的地质灾害气象预警系统建设初探

针对区域地质灾害气象预警,选择合适的预警单元不仅能够提高预报预警的精度,而且有利于正确采取地质灾害应急响应措施。文章以浙江省地质灾害气象预警系统建设为例,提出了一种针对东南沿海小型浅层滑坡的特点,采用斜坡单元构建地质灾害气象预报预警概率模型的方法。该方法以斜坡单元为预警单元,以地质灾害潜势度为基底概率,以地质灾害触发条件与降雨的耦合作用形成的联合概率作为增量概率,构建浙江省地质灾害气象预警系统,不仅清晰地反映地质环境因子与地质灾害形成的物理关系,而且预警警示对象明确,契合应急响应工作实际,使地质灾害防治工作从面到点合理过渡,对提高地质灾害预报预警准确性和科学防范具有一定的示范意义。     

基于易发性分区的区域滑坡降雨预警阈值确定——以云南龙陵县为例

滑坡所处不同易发等级的区域,降雨预警阈值差别较大。为提高滑坡降雨预警的针对性和准确率,文章以野外地质调查和滑坡易发条件分析为基础,结合信息量模型和层次分析法开展滑坡易发性评价,再通过滑坡发生概率与前期累计降雨量的相关性分析,分区进行滑坡降雨预警阈值模型研究。结果表明：坡度、高程、距断层距离、工程地质岩组、水系是龙陵县滑坡的主要孕灾地质条件;龙陵县滑坡非易发区面积为14.33 km²,低易发区面积为1 053.87 km²,中易发区面积为1 471.65 km²,高易发区面积为254.73 km²;确定单日和前3日为降雨预警时间,分区分时细化了降雨预警阈值模型;对比降雨预警阈值模型应用于龙陵县滑坡监测预警中的前后,预警信息减少了70条,预警准确率提高了14.4%,并实现了镇安镇户帕村施家寨组滑坡的有效预警。文章为区域滑坡降雨预警阈值确定提供了一种较好的参考方法。     

安徽省地质灾害气象预报预警模型研究

通过对基于地质环境信息平台的地质灾害气象预报预警模型构建进行了探讨。拟在先期已具备的地质灾害预警分区、地质灾害易发分区基础上,以地质灾害"易发度"、预报降雨量、有效降雨量为因子,采用logistic回归模型确定各个评价单元的预警等级,经插值计算、图斑合并,实现地质灾害气象风险预警。     

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。     

基于AHP和GIS的舟曲地质灾害易发性评价

舟曲县是中国罕见的滑坡、泥石流地质灾害高发区,其防灾减灾工作具有一定的挑战性。依托舟曲县1∶50 000地质灾害风险调查工作,深入分析孕灾地质条件,选取地质灾害频率比、地质灾害面积模数比、地质灾害体积模数比、坡度、坡度变化率、坡形、切割深度、沟壑密度、岩土体类型、地质构造、植被指数11个评价因子,建立AHP评价模型,确定各因子权重,运用GIS平台综合评价舟曲县地质灾害易发性。结果显示：舟曲县地质灾害极高易发区和高易发区的面积分别为68.98 km²、390.9 km²,分别占县域总面积的2.29%和12.97%,主要分布在人员财产集中的白龙江流域、石门沟流域、拱坝河流域中下游和博峪河流域舟曲段中部区域;中易发区、低易发区对应的面积分别为1 166.21 km²和1 387.76 km²。研究成果为舟曲县城镇整体规划和地质灾害防治提供决策参考。     

基于GIS和证据权模型的山阳县地质灾害易发性评价

地质灾害易发性涉及因素众多,评价结果取决于不同模型和参量权重赋值为当前研究热点。以陕西省山阳县为研究区域,在收集整理区域地质环境条件、地质灾害分布资料、相关性分析等基础上,最终选取坡度、坡向、坡型、工程地质岩组、距断层距离、距河流距离、距道路距离等8个影响因子,采用证据权模型对8个影响因子进行分析,使用GIS空间分析功能对研究区开展地质灾害易发性评价。结果显示,山阳县地质灾害易发等级可划分为高易发、中易发、低易发和非易发4个等级,面积分别为262.2 km²、436.7 km²、1141.6 km²、1694.5 km²,占山阳县总面积的7.48%、12.35%、32.29%、47.94%。进一步采用ROC曲线方法检验评价等级结果的可靠性,得到AUC为0.824 2(精度达82.42%)。     

基于可拓理论的泥石流灾害预警预报系统开发:以北京市为例

泥石流是北京山区主要的地质灾害,北京市于2003年启动了地质灾害气象预警预报工作,但近几年的预报效果并不理想。为进一步提高泥石流灾害预警预报的准确性,选取地形、地层岩性、地质构造和植被作为基础因子,以北京市地质灾害易发分区为响应因子,以降雨作为诱发因子,根据各因子与泥石流灾害的相关性分析,采用层次分析法(AHP)计算各因子的权重系数,提出了基于可拓理论的泥石流预警预报模型,并通过G IS系统和IDL开发平台实现准确预报。利用20组历史上北京地区发生的泥石流雨量资料对建立的预警预报模型进行验证,结果表明模型预报结果与实际情况基本吻合。研究成果对于提高北京市泥石流灾害预警预报水平,减少人民生命和财产损失具有重要的意义。     

基于加权信息量模型的湖南省麻阳县地质灾害危险性评价与区划

以麻阳县1：5万地质灾害详细调查数据为基础，选择地质灾害点密度、地形地貌、岩土体结构类型、地质构造、降雨、植被、人类工程活动、受威胁人数和潜在经济损失等9个因素作为评价指标，采用层次分析法对不同指标的重要性进行排序与赋权.最后基于加权信息量模型进行麻阳县地质灾害危险性评估及分区评价.研究结果表明：麻阳县主要处于地质灾害低-中等危险区，其中低、中危险区面积分别为984.44 km²和414.08 km²，极低危险区和高危险区分别为81.11 km²和86.57 km².     

陕西省地质灾害气象预报预警方法研究

地质灾害气象预报预警方法是近年来地质灾害防范的热点。由于不确定因素较多,预报方法及预报精度上还有待提高。根椐我省实际情况,选取影响地质灾害发生的主要地质因素并设计了地质背景条件下各致灾因素概率模型;根椐地质灾害主要引发因素的降雨量和初步确定的降雨量临界值;选取BP神经网络模型算法进行数学运算,最终形成预报预警产品,分等级预报,在实际预报预警中取得较好的效果。     

甘肃省白龙江流域降雨型潜在泥石流危险性预报模型

【研究目的】泥石流灾害是白龙江流域分布广泛并常引起群死群伤的重大地质灾害,准确评价泥石流活动规模及其危险度,是泥石流危险性预警预报的前提,合理构建危险性预报模型是泥石流防灾减灾的关键。【研究方法】本文以研究区历史泥石流案例和对应降雨资料为基础数据,采用统计分析方法,通过分析形成泥石流关键地质环境条件及其相互关系,构建了白龙江流域潜在泥石流危险度定量评价模型,提出了两类泥石流危险级别临界判别模式。【研究结果】结果表明：（1）以泥石流活动规模、沟床平均比降、流域切割密度、不稳定沟床比例为判断因子的泥石流危险度动态定量计算模型,能快速准确预测未来不同工程情景和降雨频率工况下泥石流危险度;（2）影响降雨型泥石流发生的地形条件由流域面积、10°~40°斜坡坡度面积比、沟床平均纵比降等组成,降雨条件主要由泥石流爆发前的24 h累积降雨量、触发泥石流1 h降雨量或10 min降雨量等组成;（3）依据30条典型泥石流沟危险度计算结果,获得泥石流危险性临界判别值,提出了降雨型潜在泥石流危险性1 h预报模型（Ⅰ类）和10 min预报模型（Ⅱ类）,其中Ⅰ类模型高危险度以上泥石流预测精度大于87.5%,Ⅱ类模型中等危险度以上泥石流预测精度大于80%,而两类预报模型验证准确率为83.3%。【结论】研究成果为泥石流精准预警预报提供了技术支撑,对建立中小尺度泥石流实时化预警系统具有一定参考意义。创新点：通过确定与泥石流相对应关键地质环境因子,构建了泥石流危险度动态定量评价模型,依据泥石流危险性1 h和10 min临界判别模式可准确实现潜在泥石流预警预报。     

宁镇地区地质灾害预报模型——以镇江润州区为例

宁镇地区是长江中下游地质灾害最严重的地区之一。镇江润州区虽然仅是宁镇地区的一个局部区域,但其气候和地质环境特征具有典型意义,所提出的地质灾害气象预警预报模型同样适用于整个宁镇地区,对长江中下游地区亦有借鉴作用。气候环境、降雨尤其是连续降雨或强降雨是诱发地质灾害的重要因素。润州区地质灾害主要与梅雨期总降雨量有关,其次与台汛期台风带来的降雨量有关,而与台汛期总降雨量无关。地质灾害预测预警方程应针对不同时期采用不同的预警模型：非梅雨期的预警方程采用预报日降雨量结合前5日降水之和的综合模型,梅雨期的预警方程采用梅雨期降雨总量模型。提出地质灾害气象预报预警等级应根据《国家突发公共事件总体应急预案》将等级统一划分为4级。该模型可作为完善我国现有地质灾害气象预警预报系统的参考。     

地质灾害预报预警水平的评价

预报预警是防灾减灾的重要手段。目前,我国及各省(直辖市)、自治区广泛开展了地质灾害-气象预报预警工作。因此,对其水平进行科学评价已成为一个重要的研究课题。论文在前人研究的基础上,分析我国地质灾害预报预警现状及对预报预警水平评价时存在的问题,用预报预警成功率衡量预报预警水平,并建立系统的地质灾害预报预警水平评价体系;从地质灾害预报预警需解决的基本问题出发,在充分考虑地质灾害发生“时、空、强”3要素的预报预警范围对预报预警成功率的影响后,相继建立了地质灾害“时、空、强”预报预警成功率、某次灾害预报预警成功率及某时段内地质灾害预报预警成功率模型;在该模型基础上,分别建立某次及某时段内地质灾害预报预警水平整体评价模型。论文提出的评价体系及评价模型符合我国目前地质灾害预报预警现状,为地质灾害预报预警水平评价提供了一条思路。     

基于功效系数法的泥石流灾害预警研究

泥石流灾害破坏力巨大,预测预报泥石流发生的可能性是防灾减灾的重要手段,也是国内外学者研究的热点。基于功效系数法原理,在综合分析泥石流灾害发生的气象、地质环境影响因素的基础上,选取了山坡坡度、相对高差、植被覆盖率、沿沟松散物储量、5 d累计降雨量、最大小时雨强和当日雨量为评价因子,采用改进后的层次分析法计算评价因子的权重系数,建立了泥石流预测预警模型。以岫岩地区泥石流为例对预警模型进行检验,预测结果较好地反映了实际情况。表明基于功效系数法的泥石流预测预警模型具备较高的可靠性和实用性,研究结果为泥石流预测预警提供了一种新的思路和方法。     

贵州省汛期地质灾害气象预报预警的探索与实践

从气象因素和全省地质灾害隐患入手逐步深化研究降水和地质环境与地质灾害发生的关系,由浅入深,在尝试和探索中开展地质灾害的预报预警研究,提出了基于GIS的地质灾害气象预警方法.并通过对2004年的地质灾害实例验证预报和2005年4-7月预报预警取得了很好的效果.本文提出的气象预警方法合理可行、简便实用,特别适用于开展省级地质灾害气象预警业务中应用.     

福建省地质灾害气象预警有效降雨模型研究

降雨是诱发地质灾害最主要的外部因素之一,在中国东南沿海中低山丘陵区强降雨诱发的地质灾害集群发生,造成了大量人员伤亡和财产损失。以福建省为例,深入挖掘多年历史地质灾害案例的降雨实况资料,以县级行政区为统计单元,基于定量化降雨估测对诱发群发性地质灾害的典型降雨过程进行相关性研究,并基于地质环境的量化指标进行了偏相关分析验证,建立了福建省有效降雨模型并通过现场监测和预警应用进行了验证。研究表明：福建地区地质灾害的发生与灾害发生3日内降雨相关,且以0.79为折减系数逐日折减,据此建立了福建地区有效降雨模型;将福建地区有效降雨模型应用于地质灾害气象预警,可以在保证地质灾害命中率的前提下,减少预警区面积、降低预警等级、缩短预警持续时间,提高地质灾害气象预警的精准性。研究结果有助于准确把握降雨特征,可为区域地质灾害气象预警中降雨因子的合理评估提供科学依据。