基于粗糙集理论滑坡影响因子评价研究——以三峡库区青干河流域为例

运用地理信息系统和遥感技术,从LandsatTM遥感图像获取了一系列滑坡及其影响因子数据。结合粗糙集理论,对三峡库区秭归县青干河流域滑坡发生的影响因子进行了分析,提取了一组基本的滑坡影响条件属性因子,并导出了基于该因子集合的判断滑坡与非滑坡的规则集。研究结果表明,所选择的坡度、高程、斜坡类型、植被指数和岩石地层单元等5个条件属性因子对滑坡是重要的影响因素(核);由粗糙集生成的对预测滑坡相对较有价值的11条决策规则中,3条主要决策规则可作为滑坡影响因子的评价规则。     

基于Logistic回归及前期有效雨量的降雨诱发型滑坡预测方法

滑坡预测预报一直是国内外滑坡灾害研究的重点。且多数滑坡均属降雨诱发型。为此将降雨诱发型滑坡的研究列为重中之重。但是,降雨与滑坡发生的关系不仅密切,而且非常复杂。除降雨外,还涉及到地质、气象、水文、土壤等多个学科。因此,至今尚未总结出一种对降雨诱发型滑坡进行定量预测预报的成熟方法。文章将Logistic回归模型与前期有效降雨量结合,形成一套对降雨诱发型滑坡进行定量预测预报的方法。并以长江三峡地区为例进行了检验,效果较好。     

基于Mamdani FIS模型的滑坡易发性评价研究

滑坡的形成是众多非线性关系的影响因子相互作用的结果,传统滑坡预测方法需要大量实地勘查数据。利用Mamdani FIS(模糊推理系统)模型对三峡库区巴东-秭归段进行滑坡易发性预测,并对结果进行评价。通过地理信息系统(geographic information system,GIS)、遥感(remote sensing,RS)技术和区域地质背景资料获取地形类、生态环境类和地质背景类共3类7种滑坡影响因子,建立了192条相关的推理规则,在Matlab平台下基于Mamdani FIS模型得到研究区滑坡易发性预测指数,并生成滑坡易发性区划图。预测结果的受试者工作特征曲线下的面积值为82.8%,显示滑坡评估效果良好。结果证明,与其他模型相比,基于空间信息技术的Mamdani FIS模型,利用其非线性分析能力和基于专家意见的推理规则,评估滑坡易发性时不需要先验知识支撑,简化了模型使用时对数据的要求。另外,该模型只需通过专家意见改变推理规则就可以应用于不同的地质地理环境区域,显示其较强的适应性。     

基于有效降雨强度和逻辑回归的降雨型 滑坡预测模型

以湖南省张家界市桑植县为研究区,在全面分析近30年降雨及滑坡数据的基础上,对滑坡及滑坡数量与降雨因子的关系开展了统计分析研究。首先确定了区域最佳有效降雨衰减系数,同时分别按滑坡规模、坡度、厚度大小统计了降雨与历史滑坡信息,得出有效降雨强度（I）与持续时间（D）散点图,由此确定各不同概率下诱发滑坡的区域有效降雨强度阈值,并进行了滑坡灾害危险性等级划分。进而,利用部分样本数据进行逻辑回归分析,得到了该研究区的滑坡发生概率预测方程,并给出了降雨强度临界值定量表达式,最后选用实际降雨诱发滑坡事件与未诱发滑坡事件进行对比验证。结果表明,文章所建立的滑坡预测模型准确性较高,预测情况与实际情况比较吻合。     

基于TRIGRS模型的浅层滑坡稳定性分析

采用基于网格的瞬态降雨入渗(TRIGRS)模型,以滑坡灾害频发的陕南安康市东部巴山东段白河县为研究区,探讨模型适用性及不同降雨条件下边坡稳定性空间分布规律。根据中国土壤分布图并结合已有研究,选取模拟所需的水土力学参数。将模拟所得研究区稳定性分布图与实际滑坡目录对比分析进行TRIGRS模型精度评估,分别模拟连阴雨和短时间强降雨两种降雨情景,探讨研究区边坡稳定性空间分布规律,结果表明:1)TRIGRS模型在模拟预测降雨诱发型浅层滑坡时,结合受试者特征ROC曲线进行精度评估,曲线下面积为0.752,说明此模型在白河县进行滑坡模拟时具有一定的合理性与准确性,能反应该地区滑坡灾害的空间分布特征;2)连阴雨情景模拟下,极不稳定区域主要集中在北部低山地貌区,以冷水镇和麻虎镇为主,随降雨历时增加向东部和南部增多,西部仓上镇、西营镇和双丰镇的极不稳定区域面积较少,能承受长时间连续性降雨。短时间强降雨对边坡稳定性的影响更为直接,极不稳定区域随降雨强度增大而增加,以冷水镇和麻虎镇为主要防范区域。结合地形分析,极陡峭区域边坡稳定性最差,无法承受持续性降雨和高强度降雨,较陡峭区域更易受到降雨历时和降雨强度的影响,而平缓区域则能承受长时间及高强度的降雨;3)TRIGRS模型根据不同降雨条件预测易发生滑坡灾害的区域,为滑坡实时预报警系统提供了新的可能方法。     

基于Logistic回归的陕南秦巴山区降雨型滑坡预测方法

通过建立陕南秦巴山区降雨型滑坡灾害数据库,分析了不同降雨因子的雨强分布,计算了降水突发型滑坡灾害、降水滞后型滑坡灾害的雨强与滑坡发生概率的相关系数,采用Logistic回归方法确定不同时效降雨因子,得到陕南秦巴山区降雨型滑坡预测模型,并利用滑坡灾害实例,运用ROC曲线和kappa系数法对模型进行了验证。结果表明：滑坡前第m日降雨量R_dm(m=0,1,2)及综合雨量R_c四个降雨因子为诱发降雨型滑坡较为显著的因子。当降雨强度≥75 mm·h^-1时,最易引起突发型滑坡;当连续降水达到2 d,且24小时雨量达到小雨或中雨时,应警惕滞后型滑坡灾害的发生。模型预测准确率达82.1%,ROC曲线的AUC值为0.836,kappa系数为0.616,验证结果显示该模型可靠。研究成果可作为陕南秦巴山区降雨型滑坡预报预警研究工作的重要参考。     

浅层滑坡诱发沟谷泥石流的地形和降雨条件

2011年贵州省望谟县打易镇的大范围浅层滑坡诱发的沟谷泥石流提供了研究这类泥石流地形和降雨条件的机会。在地质条件一致和小区域内的降雨条件基本一致的情况下,地形条件就是这些泥石流暴发与否的唯一决定因素。对比一些重要的地形因素与泥石流暴发的关系,得出了由流域面积、沟床纵比降和25°~45°山坡坡度面积比组成的泥石流综合地形因子T。在地形因子T的基础上,研究获得了由前期降雨量、1 h降雨强度、年平均降雨量等组成的降雨因子R。由地形因子T和降雨因子R获得的临界条件P可以判断该区域的泥石流暴发。由于研究工作部分基于泥石流的形成机理,研究成果还可用于其他区域的泥石流形成预测,为泥石流的预测预报提供了一个较好的方法。     

5.12震源区牛眠沟暴雨滑坡泥石流预测模型

牛眠沟研究区位于2008-05-12汶川大地震线性震源的南端,受强烈地震力作用,区内山体遭受严重破坏,发生多处滑坡和泥石流灾害。根据已建立的暴雨滑坡、泥石流预测概念模型,暴雨滑坡、泥石流预测可视为判断滑坡形成的地质环境和确定触发滑坡的降雨特征。查明研究区地质环境及灾害特征,确定了产生滑坡、泥石流的必要地质环境因子,以数字滑坡技术获取这些因子数据,代入模型,即可评价研究区各处、各沟谷发生滑坡、泥石流的危险程度;与相似地质环境及气候条件进行类比,确定研究区触发滑坡、泥石流的降雨特征及降雨量阈值后,最终建立暴雨滑坡、泥石流预测模型。据此模型进行研究区暴雨滑坡、泥石流预测,实地验证表明滑坡、泥石流发生位置的准确率>90%。     

降雨诱发区域性滑坡预报预警方法研究

论文以四川省雅安市雨城区为研究区，将逻辑回归模型引入区域降雨型滑坡预警预报，建立了同时考虑降雨强度和降雨过程的降雨临界值表达式。在滑坡危险性区划的基础上，研究提出了区域降雨型滑坡预警预报指标，包括临界值降雨指数R和滑坡发生指数L，并利用20台自动遥测雨量计和地质灾害群测群防网络，采用历史记录雨量和预报雨量，建立了区域降雨型滑坡预报预警体系。     

区域滑坡灾害预测预警与风险评价

区域滑坡灾害预测预警是滑坡灾害研究领域的难点和热点。过去10多年来在这方面的研究主要集中在区域降雨与地质环境的结合方面。文章总结了目前国内外滑坡灾害预测预报、预警和风险管理研究现状,认为把滑坡灾害预警预报与风险管理相结合是减灾防灾的需要,也是今后该领域研究的发展趋势。文章从区域滑坡灾害空间预测、时间预警预报的角度提出了滑坡灾害预测预报的分类和理论基础,并在此基础上,利用MapGIS软件平台进行二次开发,建立了基于WebGIS的滑坡灾害信息管理系统和实时预警发布系统。以2004年"云娜"台风期间浙江省永嘉县滑坡灾害预警预报为例,进行了滑坡危险性预测、人口易损性预测、经济易损性预测到风险预测的实例研究。     

降雨型滑坡时间概率的逻辑回归拟合及连续概率滑坡危险性建模

提高降雨型滑坡危险性预警精度和空间辨识度具有重要意义.以江西宁都县1980—2001年156个降雨型滑坡为例,首先基于传统的EE-D(early effective rainfall-rainfall duration)阈值法计算不同降雨诱发滑坡的时间概率级别;然后以各级别临界降雨阈值曲线对应的时间概率为因变量,并以对应的前期有效降雨量(early effective rainfall,EE)和降雨历时(D)为自变量,采用逻辑回归拟合出上述因变量与自变量之间的非线性关系,得到降雨诱发滑坡的连续概率值;之后对比C5.0决策树和多层感知器的滑坡易发性预测性能;最后利用降雨诱发滑坡的连续概率值与易发性图相耦合以实现连续概率滑坡危险性预警.结果显示：(1)宁都降雨型滑坡连续概率值的逻辑回归方程为1/P=1+e^{4.062+0.747 4×D-0.079 44×EE},其拟合优度为0.983;(2)2002—2003年的20处用于连续概率阈值测试的降雨型滑坡大都落在连续概率值大于0.7的区域,只有4处落在小于0.7的区域;(3)C5.0决策树预测滑坡易发性的精度显著高于多层感知...     

汶川地震强震区地震诱发滑坡与后期降雨诱发滑坡控制因子耦合分析

本文以汶川地震强震区北川县典型研究区为例,利用高分辨率航片、SPOT5卫星图像对北川县典型研究区进行了512地震之后和924降雨之后诱发的滑坡解译,解译结果显示:512地震诱发滑坡1999个,924强降雨诱发滑坡828个,924强降雨导致原有地震滑坡面积扩大的滑坡150个。研究表明:地震和强降雨都是诱发滑坡的动力成因,924强降雨诱发的滑坡面积是512地震诱发滑坡面积的1/4倍,强降雨诱发滑坡的数量增加了41.4%; 强降雨不仅诱发新的滑坡,而且促使原来地震滑坡复活,并扩大其面积,强降雨导致地震诱发的滑坡面积扩大了原面积的68.7%。同时,在遥感解译数据基础之上,开展地震诱发滑坡与降雨诱发滑坡规模对比和控制因子耦合分析及地震与降雨耦合灾害链模式研究,为进一步分析研究地震灾区滑坡的产生、发展趋势、危险性和风险评价等预测预报提供科学依据,也为汶川震区恢复重建中的减灾防灾提供决策参考。     

中国滑坡降雨试验的研究现状与发展趋势

滑坡降雨试验是降雨型滑坡形成机理研究的重要方法之一。20世纪90年代以来,我国的工程地质学家对降雨型滑坡的关注与研究日益深入,更加注重通过试验的方法研究降雨型滑坡。本文对我国的降雨型滑坡的研究现状与发展趋势进行了评述。     

降雨诱发浅层滑坡稳定性的计算模型研究

我国是一个滑坡灾害频发的国家,众多事实表明：降雨是影响边坡稳定性,导致边坡失稳的最主要和最普遍的环境因素,是浅层滑坡的触发因素。为了更好地对降雨诱发浅层滑坡进行研究,采用非饱和土VG模型与改进的Green-Ampt入渗模型对Mein-Larson降雨入渗模型进行改进,并结合无限边坡提出了一个降雨诱发浅层滑坡的简化计算模型。与以往提出的简化计算模型相比,该模型既考虑了坡面倾斜的影响,又考虑了非饱和土的特性,并可用于两种降雨形式下的边坡浅层稳定性估算,具有更广的应用范围。通过与有限元得到的结果进行比较可得：在不同降雨条件下,该计算模型得到的各项结果与数值解是接近的,安全系数计算结果是偏于安全的,因此,可将该计算模型用于降雨诱发浅层滑坡的近似估算;该计算模型公式简单,便于计算,计算效率较高。     

降雨滑坡预警的概率分析方法

滑坡启动的降雨临界值是滑坡预警的关键,由于研究区资料数据有限,关键值难以确定,降雨滑坡预警效果受影响。所以应该对预警结果进行概率分析。本文利用作者在已开发的降雨滑坡预警系统,提出采用降雨滑坡预警概率分析方法进行预警。通过对滑坡与雨量相关性、降雨滑坡启动值等对滑坡预警的时间概率、空间概率及预警概率进行分析,计算危险区内已发生滑坡频率和降雨滑坡发生频率,得到降雨滑坡预警概率使得预警系统更加可靠。并以沐川县为例对模型进行了算例检验,为更科学的对降雨滑坡进行预警提供方法借鉴。     

台风暴雨型滑坡降雨阈值曲线研究以福建地区为例

台风暴雨型滑坡具有群发性、规模小、爆发性强的特点,容易造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。本文应用极值理论分析,以极端降雨重现期的极大值作为标准并计算有效的降雨区间,通过统计分析,确定触发暴雨型滑坡的降雨阈值曲线。应用模型对福建地区台风暴雨型滑坡进行了分析,福建省3个灾害高发区为:南平三明地区、泉州地区和宁德地区。南平三明地区降雨阈值较高,但发生的滑坡数量较多,主要以3d的降雨为主;泉州地区小于3d的连续降雨和大于8d的连续降雨是触发该地滑坡的主要降雨区间;宁德地区对短期降雨较为敏感,滑坡主要由1d的降雨引起。比较分析研究表明,台风地区触发滑坡的降雨阈值要高于非台风地区。降雨型滑坡阈值主要受气候,地质和土壤厚度影响,气候因素为主控因素。     

降雨型浅层滑坡危险性预测模型

通过分析SHALSTAB和TRIGRS等浅层滑坡物理确定性模型存在的问题,提出了基于降雨入渗动态守恒的瞬态降雨入渗模型,该模型考虑了初期降雨过程、降雨历程以及饱和非饱和入渗过程,证明了SHALSTAB模型是该模型的特殊形式,并克服了TRIGRS模型参数繁多及一维入渗路径的问题.将无限边坡模型、瞬态降雨入渗模型和GIS进行耦合,研发了可用于大范围降雨型浅层滑坡危险性预测的集成系统,根据边坡的地质条件、地形参数和降雨特征即可对降雨条件下浅层滑坡的危险性进行评估.     

Zoning for flowslide and debris flow in pyroclastic soils of Campania Region based on “infinite slope” analysis

Campania Region (Italy), one of the most densely populated areas in Europe, is probably the one with the highest risk of landslide. A large part of the region is covered by unsaturated cohesionless pyroclastic deposits subjected to rainfall-induced landslides. According to experience, these can display different features and magnitude. The most catastrophic landslides are liquefied debris flows which periodically occur on steep slopes, causing death and destruction in areas located downslope. Therefore, zoning of those areas which can be the source of liquefied debris flow is necessary. The paper reports some useful elements for zoning based on infinite slope analysis, accounting for the results of recent research on the mechanics of rainfall-induced landslides in pyroclastic soils.     

The influence of intense rainfall on the activity of large-scale crystalline schist landslides in Shikoku Island, Japan

Many large landslides in the crystalline schist region of Shikoku Island, Japan, are susceptible to intense rainfall. Through the use of on-site monitoring systems, the activity of landslides and their meteorological triggers can be assessed. Continuous high-intensity rainfall was found to play a key role in provoking landslide movement. This paper investigates the influence of intense rainfall on the activity of crystalline schist landslides by examining rainfall and displacement of four typical landslides. By defining and calculating the effective rainfall and the relative landslide displacement, the relationship between intense rainfall and rainfall-induced landslide movement was analysed. Results indicate that the intense rainfall-induced landslide movement can be correlated with the effective rainfall. From these results, two rainfall thresholds were identified for the landslide risk management of Shikoku Island.