用遗传神经网络分析泥石流活动性

泥石流是我国山区的主要地质灾害之一。影响泥石流活动性的因素十分复杂，并且具有随机性和模糊性。遗传神经网络结合了神经网络和遗传算法的优点，可以模拟学习和进化之间的交互作用，很适合用于分析泥石流活动性。文章简要讨论了遗传神经网络的原理，建立了泥石流活动性分析的遗传神经网络模型，并将该模型用于川藏公路沿线30条泥石流沟的活动性分析。网络的拓扑结构为(9，6，4，3)，即输入节点(评价指标)、第l隐含层、第2隐含层和输出接点(分析结果)分别为9、6、4、3。首先以其中25条泥石流沟作为样本对网络进行训练，训练时网络的连接权采用遗传算法进行自适应演化，待模型稳定后将其余5条泥石流沟的数据输入模型，计算它们的活动性，计算结果与实际观测基本相符，证明模型是可行的，各个参数的选取也是合适的。     

灰色关联度法在泥石流活动性评价中的应用

泥石流活动性评价是进行泥石流危险性评价的重要内容之一。本文采用处理非线性问题的有力工具——灰色系统理论中的关联度分析法，建立了泥石流活动性评价的方法，并用此方法，以云南蒋家沟为参考序列，对云南的6条典型泥石流沟进行活动性评价，评价结果与实际的情况较吻合。并应用云南保山王官屯沟和云南怒江州六库的芭蕉河沟做了检验，结果表明本方法是正确性可行的。     

泥石流流域的形态特征

泥石流是特殊的流域侵蚀作用,同其他流域过程一样,密切联系着流域的形态特征.一般说来,泥石流都发生在小流域(102km2以下),而经典的流域形态研究所涉及的流域范围却达到107km2的尺度.我们想知道泥石流小流域是否具有特殊的数量特征.通过流域特征量的统计,我们看到,与一般流域相比,泥石流小流域的特征参数之间的关系形式上相同,而在数值上不同,这从一个方面肯定了流域演化存在着普遍规律(如自组织临界性),同时也证明泥石流是流域演化历史的"特殊一幕".     

山区道路泥石流减灾问题与对策

文章通过分析我国山区道路泥石流防治的特点与需求,认为山区道路潜在泥石流的判识与预测、泥石流对线路展布的制约、泥石流对道路工程设计的影响等是山区道路建设的关键技术问题。在山区建设中应研究潜在泥石流的判识方法、发展山区道路选线理论、认识道路工程与环境相互作用机制、创建与环境协调的道路工程反馈设计理论、构建山区道路泥石流减灾技术体系、开发道路环境灾害信息系统等工作。系统分析了道路勘察选线、个体工程设计、施工、运营阶段应注意的泥石流防治问题,根据不同阶段的灾害危害方式与特征,提出道路建设不同阶段的泥石流防治对策。     

山洪泥石流风险评估与风险管理理论与方法

山洪泥石流是中国常见的自然灾害,充分认识其形成机制与潜在风险是防灾减灾的关键。本文阐述了山洪泥石流形成机理,以及风险分析与管理的方法和内容,系统认识了地表产流流量激增、土体破坏物质供给激增、沟道堵塞体级联溃决流量放大和动床侵蚀规模增大等4个山洪泥石流的形成过程,介绍了基于动力过程的山洪泥石流风险评估方法和承灾体易损性评估方法,构建了基于灾害动力过程的风险评估与风险制图方法。进而,基于风险评估结果,提出可用于具体灾害点减灾的风险管理内容和风险调控技术、灾害防治的工程与非工程措施与制技术方案。最后,重点讨论了包括灾害风险预测、临灾预案、灾害防治工程方案等内容的风险处置对策,并形成一套基于山洪泥石流动力过程的风险评估与风险管理理论与方法体系。     

非饱和流节点间导水率估计及达西平均分析

针对由Gardner-Russo函数描述的特征土壤,在双饱和度坐标系中,探讨了常规节点间导水率估计与量纲一水平达西平均(k*_H)和量纲一垂直达西平均(k*_V)的差异.k*_H是相邻两节点饱和度的函数,而k*_V也是空间步长(Δx)和特征参数(α)的函数.对水平非饱和流,算术平均高估导水率,而几何与调和平均低估导水率;从相对误差空间分布看,几何平均优于算术和调和平均.对垂直非饱和流,随Δx(或α)的增大,常规估计的相对误差空间顺(或逆)时针旋转并缩小,从而降低模型准确性.k*_H等值线具有对称性,而k*_V不具对称性;仅当Δx或α足够小时,k*_H才趋近于k*_V.因此,为提高非饱和流数值模拟的准确性,必须采用精确的达西平均来计算节点间导水率.     

泥石流起动原型试验及预报方法探索

在分析国内外泥石流预报的基础上,结合泥石流形成机理研究取得的进展,提出了新型的暴雨泥石流预报方法。通过蒋家沟泥石流源地人工降雨试验,坡面泥石流形成与源地土体特征参数变化存在密切的关系。暴雨泥石流形成的过程可以描述为:降雨→土体含水量、土体结构和土体组成的变化→土体强度变化→斜坡稳定性变化→坡面泥石流形成→沟谷泥石流。建立起前后两者的关系,用降雨并结合中间关系方程分析泥石流发生的概率、时间及形成规模等参数,逐步提高泥石流预测预报精度。比传统的预报方法在精度上有很大的提高,使对误差进行估算成为可能。     

高能洪水沉积研究综述

第四纪巨型堰塞湖溃决产生的高能洪水是地球及其他星球上已知规模最大的陆地淡水事件。越来越多的研究证明高能洪水事件具有普遍性,广泛发育于欧亚大陆、北美洲和南美洲等地区。研究者发现不同地区高能洪水事件的沉积特征具有一定的共性,但其典型沉积序列却依然缺失。本文首先回顾了全球已报道高能洪水案例并介绍了高能洪水的定义,总结了高能洪水沉积的特征与地层层序,归纳了其典型沉积序列及其标志性特性。同时,沉积证据是高能洪水的唯一记录,本文通过沉积层序的解读以期重建单次或多次高能洪水的流量过程、水动力条件和物质输送方式。典型高能洪水沉积物多呈块状构造,席状展布,缺乏黏土和粉砂粒级,发育层合并现象、“漂浮”碎屑、内碎屑、脱水构造和同生变形构造。高能洪水典型沉积序列由下往上包括底部粗粒平行、大型斜坡沉积、水平纹层、波纹和沙垄交错层理、粉砂层和顶部泥石流沉积。该沉积序列由高浓度悬浮质的快速沉积主导,可对应于单次的水流增强与减弱;从洪水过程曲线的时间尺度理解,其代表了洪水的涨水和消落过程,其间伴随着水流的周期性强烈脉动。最后,简单介绍了我国已发现的高能洪水事件,展望了我国的高能洪水研究。     

5·12汶川地震诱发的山地灾害及减灾措施

汶川5·12地震不仅造成了特大地震灾害,同时还诱发了大量的次生山地灾害,主要包括崩塌（滚石）、滑坡、堰塞湖和泥石流等。崩塌、滑坡不仅阻塞了救援道路,严重延缓了救援进度。还形成了30多个堰塞湖。地震和滑坡活动还将促进泥石流活动,使震区泥石流进入活跃期,在后期降水作用下形成严重的泥石流灾害。通过初步分析,提出了震区次生山地灾害应急减灾措施和恢复重建中的减灾措施。     

雅鲁藏布大峡谷格嘎古堰塞湖沉积岩石磁学性质指示的溃决事件

末次冰期时,在雅鲁藏布大峡谷入口处发育了一个古冰川堰塞湖,称为格嘎古堰塞湖.该堰塞湖是认识冰川阻江地貌效应的重要地质证据.古冰川堰塞湖可能会发生多次溃决洪水,通过堰塞湖沉积的分析可以获取堰塞期间的水文事件的信息.本文通过对古堰塞湖沉积39个样品多种磁学参数的详细分析发现,湖相沉积中的砂层低频磁化率（X_lf）为291×10^-8m³/kg,泥质沉积的X_lf仅为42×10^-8m³/kg;而非磁滞剩磁磁化率（X_ARM）和饱和等温剩磁（SIRM）的差别则较小.进一步的X-T、Loop和IRM研究以及X_ARM/X_lf表明,砂层中包含较多的粗颗粒磁铁矿是X_lf较高的主要原因,说明砂层中的磁性矿物没有经过风化破坏,应为近源沉积,并且快速埋藏,指示了溃决事件.本文的结果表明,利用岩石磁学性质以检测古堰塞湖溃决事件是一种可行的新方法.