滑坡风险评价的理论与方法研究

作为防灾减灾的重要措施之一,滑坡风险评价已经成为近年来国际上滑坡研究的热点,并形成了较为完备的滑坡风险管理体系。国内的滑坡风险研究则起步较晚,滑坡风险评价的关键支撑技术体系尚未建立。本文对滑坡风险评价中的关键理论和方法进行梳理,阐述了国际滑坡风险评价的理论框架和技术流程,介绍了国内外滑坡易发性、危险性和风险评价的最新进展,评述了滑坡易发性评价、扩展范围预测、频率分析以及承灾体易损性评价的主要方法,阐明了现阶段滑坡风险评价的重点领域和前沿科学问题,并对滑坡灾害的风险评价提出了三点展望。     

基于滑坡分类的西宁市滑坡易发性评价

以往的滑坡易发性评价多以全体滑坡为研究对象,忽视了滑坡类型的区别。各评价指标对不同类型滑坡的影响程度不同,也导致指标权重无法精确地反映其对滑坡的影响。为更准确地对滑坡灾害进行空间预测,针对西宁市滑坡特征及发育机理,将全区滑坡分为土质滑坡和岩质滑坡;在野外实际调查的基础上,结合相关性分析,选取坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率、工程地质岩组,以及滑坡点距断层、水系、道路的距离远近等8项因素作为滑坡易发性评价指标,并通过滑坡点分布密度和滑坡点相对分布密度,分析各评价指标分别对土质滑坡和岩质滑坡的影响;利用信息量模型,计算各评价指标对两类滑坡的信息量值,利用人工神经网络模型,赋予各评价指标对两类滑坡的权重;最后基于GIS平台利用加权信息量模型对研究区进行易发性评价。通过统计方法和ROC曲线法分别计算滑坡易发性评价成功率,结果表明:评价成功率可达到82.61%和82.30%,与未经滑坡分类的成功率比较,分别提高了10.9%和5.2%;同时,经过滑坡分类后,湟水河两岸地质条件较差的地区转变为滑坡高易发区。     

滑坡灾害风险评价的关键理论与技术方法

滑坡灾害风险评估主要包括滑坡敏感性分析、危险性评价和风险评估3个不同层次的内容。但是,滑坡地质灾害本身的复杂性和滑坡强度的确定、滑坡发生的时空概率估算、承灾体的易损性时空概率分析等难点问题的存在,无疑阻碍了滑坡风险定量评估的推广和应用。在系统分析国内外滑坡灾害风险评估研究成果的基础上,对滑坡灾害风险评价的技术体系进行了总结,提出了不同层次滑坡灾害的研究内容和相应的评价方法;分析了实现滑坡风险有效评价涉及到的难点问题,并结合降雨和地震诱发的滑坡灾害危险性评价国内外的实践,提出了中国未来滑坡灾害风险评价研究的主要内容和技术方法。     

基于突变理论的滑坡危险性评价

滑坡危险性评价与预测是滑坡灾害防治中的首要任务,科学合理地评价滑坡危险性十分重要。以岩桑树水电站库区发育的潜在滑坡为例,据其特有的地质环境条件,选取坡体风化程度、斜坡坡度等9个影响因素作为滑坡危险性评价的指标,并建立分级标准将滑坡危险性分为轻度危险、中度危险、重度危险和极度危险4个等级。将突变理论运用到滑坡危险性评价中,从而建立了新的稳定性评判模型。基于突变级数法的滑坡危险性评价方法,综合考虑了各评价指标间的相关性,真实地描绘了滑坡系统的内在机制。实例分析结果表明,该方法评判结果准确率高,可为滑坡的防治提供依据。     

滑坡稳定性评价的方法及标准

滑坡稳定性评价是滑坡防治中的关键问题之一。评价结果确定滑坡治理与否。但目前工程技术人员所采用的滑坡稳定性评价方法各不相同,在定量分析评价标准方面各规范所考虑的程度和确定的标准也不尽统一。由此造成的评价结果各异,因此对其进行分析研究是十分必要的。文章以滑坡的工程地质环境为基础,分地貌形态、宏观地质条件、作用因素和滑动迹象定性分析评价及力学计算法定量分析评价介绍了滑坡稳定性综合评价方法,并结合现有规范中滑坡稳定系数与之对应的稳定状态各不一致的情况,分3个危害程度等级和正常、特殊2种荷载组合工况,分析确定了不同稳定状态下的稳定性评价标准。滑坡稳定性评价应按定性分析及定量分析2部分进行,之后将评价结果综合得出一致的综合评价结论。滑坡稳定性评价标准,应视其危害程度等级、荷载发生及组合几率而定。     

基于组合赋权-未确知测度理论的滑坡危险性评价

危险性评价与预测是滑坡灾害预防与减灾工作首要解决的重要内容。以西藏隆子县研究区内发育的滑坡为例,据其特有的地质环境条件,选取滑坡发育高程、坡度等13项影响因素作为滑坡危险性评价的指标,并建立分级标准将滑坡危险性划分为高度、中度和低度三级。采用组合赋权-未确知测度理论耦合评价模型,构建了评价指标未确知测度函数、评价指标组合赋权值、置信度判别准则,对研究区内20个滑坡进行了危险性评价,获得了每个滑坡危险性等级,并与模糊物元和突变理论评价结果及实测结果对比,评价结果基本符合实际情况,证明该方法科学合理,可为滑坡危险性预测提供新思路。     

陕西延安市虎头峁滑坡社会风险评价

在简要回顾滑坡社会风险评价的历史进程和现状的基础上,从滑坡社会风险评价的有关概念出发,归纳总结了社会风险评价的方法和步骤,并运用该方法对虎头峁滑坡进行了社会风险评价。计算了虎头峁滑坡的社会风险值,得到F-N曲线,参考香港和澳大利亚的风险容许标准对滑坡进行了社会风险评价,得出社会风险全部在可容忍界线之上的结论,并分析了该滑坡F-N曲线水平化的原因。     

基于改进突变理论的滑坡危险性评价

滑坡危险性评价是滑坡风险评估的重要组成部分,对滑坡的预测和防治意义重大。传统滑坡危险性评价在计算指标间重要性时多采用AHP、专家评判法、模糊综合评判等方法,但存在主观性较强,计算较为复杂等问题。研究基于一种改进的突变理论模型对滑坡进行危险性评价,选取坡度、坡向、高程、平面曲率、剖面曲率、距河流距离、地层岩性、土地利用类型、距断层距离、植被覆盖率、24 h降雨以及人类工程活动等12个因子作为滑坡危险性评价的影响因子,采用熵权法判定指标间的相对重要性,并建立滑坡危险性评价体系;然后对指标进行标准化、归一化,计算总突变结果;最后使用拟合函数对总突变结果进行转换,得到新的滑坡危险性评价准则,并以雅安市的20条滑坡对评价准则进行实例验证。结果表明,突变理论得到的评价结果准确率为90%,评价结果更加直观准确。     

基于机器学习的区域滑坡危险性评价方法综述

我国滑坡灾害分布范围广,危害严重。区域滑坡危险性评价一直都是滑坡灾害防灾减灾的重要内容之一。近年来,随着大数据和人工智能技术的飞速发展,机器学习技术逐渐在滑坡灾害危险性评价方面得到广泛应用,并取得了较好效果。在大量研读文献的基础上,系统阐述了基于机器学习技术的滑坡危险性评价方法研究现状。综述从评价因子选择与量化归一化、数据清洗与样本集构建、模型选取与训练评价等三个关键环节对现有研究成果进行分析评述,最后对机器学习滑坡危险性评价方法的发展趋势提出讨论意见。     

基于机器学习的区域滑坡危险性评价方法综述

我国滑坡灾害分布范围广,危害严重。区域滑坡危险性评价一直都是滑坡灾害防灾减灾的重要内容之一。近年来,随着大数据和人工智能技术的飞速发展,机器学习技术逐渐在滑坡灾害危险性评价方面得到广泛应用,并取得了较好效果。在大量研读文献的基础上,系统阐述了基于机器学习技术的滑坡危险性评价方法研究现状。综述从评价因子选择与量化归一化、数据清洗与样本集构建、模型选取与训练评价等三个关键环节对现有研究成果进行分析评述,最后对机器学习滑坡危险性评价方法的发展趋势提出讨论意见。     

Kriging法在区域滑坡危险性评价中的应用

区域滑坡危险性评价是进行区域滑坡风险性研究的基础.由于滑坡演变机制的复杂性,使得目前基于独立分析各因素对滑坡影响的“白箱”型评价模式具有一定风险性,同时这类评价方法要求对滑坡演变和研究区地质地理背景进行非常细致的监测和调查.为了克服这些问题,文章提出了一种基于Kriging插值理论的“黑箱”型评价方法.在利用该方法对历史滑坡点的规模进行评价的基础上,利用Kriging插值法获取研究区的滑坡危险性区划,并以四川省苍溪县为例,验证了运用该方法进行区域滑坡危险性评价的可行性.     

基于层次分析法的滑坡易发性评价分析

结合甘肃环县地质灾害详细调查实例,基于层次分析法(AHP)建立了滑坡易发性综合评价模型,并应用其对环县境内9处典型滑坡的易发性进行了评价。所建模型不仅反映滑坡地质灾害各影响因素与评价指标间的逻辑关系,且体现滑坡易发性评价过程中的层次性和全面性;模型评价结果与实际调查结果较吻合,具有较好地实用性;为其它地区滑坡地质灾害易发性的评价和防治具有重要借鉴作用。     

基于GIS与层次分析法的龙溪流域滑坡风险评价

以浙江龙溪流域为例,基于GIS与层次分析法进行滑坡危险性和风险性评价。根据滑坡调查数据,选择坡度、坡向、地层岩性、地质构造、人类工程活动、降雨及灾害点分布密度7个评价因子,计算各评价单元滑坡危险性评价指数。通过分析滑坡危险性评价结果、人口及财产易损性等,对龙溪流域进行滑坡风险性评价。结果表明:龙溪流域极高危险区主要位于大峃镇樟坑、乌岩一带; 易损人口、财产密度与地貌具有相关性,地形平坦的区域,人口和物质财富集中,易损人口和财产密度相对较高; 滑坡极高风险区和高风险区主要分布在珊门村、店基坑、白门台及洞背村一带。滑坡风险评价结果与易损人口、财产密度分布差异较大,局部与危险性评价相似,通过结合自然属性和人文属性的滑坡风险评价更契合地方防灾减灾的管理需求。实地调研表明,本次滑坡风险评价结果基本符合龙溪流域滑坡造成的危害实际情况,可为龙溪流域城镇建设和人口分布再调整提供参考。     

国道213汶川—松潘段滑坡隐患遥感识别与易发性评价

国道213汶川—松潘段位于强震山区,滑坡灾害频发,每年都会因滑坡灾害导致交通中断,迫切需要查明沿线滑坡隐患的空间分布,并对其易发性进行评价。利用光学遥感和InSAR综合遥感技术对沿线滑坡隐患进行识别,共识别滑坡隐患288处,其中InSAR探测出有形变的滑坡隐患点27处。以识别出的滑坡隐患为评价样本,选取高程、坡度、坡向、地表曲率、工程地质岩组、归一化植被指数(normalizied difference vegetation index,NDVI)、距道路距离、距河流距离、距断层距离等9个影响因素作为评价因子,采用Logistic回归模型评价该沿线滑坡隐患易发性,评价结果可为国道213汶川—松潘段滑坡灾害防治提供参考。     

浅层顺层滑坡成灾机制分析及其稳定性评价

为准确掌握浅层顺层滑坡的成因机制,合理评价其稳定性,基于滑坡所处地质条件,先开展其成因机制分析,再利用传递系数法和变形预测模型分别开展滑坡稳定性的现状评价及预测评价。实例分析表明：浅层顺层滑坡的影响因素相对较多,且由于浅层滑坡的滑体厚度较薄,受外界扰动影响易较大,因此,浅层滑坡对各类因素的敏感性均较强。在滑坡稳定性现状评价结果中：天然工况条件下的稳定性系数为1.21,属稳定状态;暴雨工况条件下的稳定性系数为1.02,属欠稳定状态;地震工况条件下的稳定性系数为1.09,属基本稳定状态。在滑坡稳定性预测评价结果中,滑坡各监测点位置处的变形预测速率均一定程度上大于现有变形速率,说明滑坡后续累计变形仍会进一步加速,其说明在本次监测时段后的滑坡稳定性将趋于减弱,需尽快开展此滑坡防治研究。研究成果可为浅层顺层滑坡灾害防治提供一定的理论指导。     

基于GIS的哀牢山戛洒镇小流域滑坡易发性评价

根据研究区的基本情况,选择坡度、坡向、地层岩性、距断层距离、降雨、土地利用等6个评价因子,采用滑坡灾害易发性评价的GIS与AHP耦合模型进行戛洒镇滑坡灾害易发性评价,并将滑坡灾害分为极高、高、中、低和极低易发区5个区域进行了滑坡灾害易发性评价结果分析,以期为后期的小流域滑坡风险评估研究服务。     

重庆市特大型滑坡风险评价研究

通过对重庆市特大型滑坡的分布、物质结构、成因、稳定性及成灾特点的分析研究,建立特大型滑坡风险评价模型;以典型特大型滑坡为基础,确定特大型滑坡发生概率和风险程度等级;结合风险评价结果,针对特大型滑坡成灾特点,提出风险管理对策,探索特大型滑坡防灾减灾对策。     

滑坡易发性评价方法和精度比较——以贵州省大方县为例

近年来贵州省突发性滑坡地质灾害时有发生,除在册滑坡隐患外,还有不少斜坡存在着滑坡的孕灾环境条件,通过新一轮的地质灾害风险评价发现,选用不同的风险评价体系对地质灾害易发性的影响很大,从而影响地质灾害防治、国土空间规划和政府决策等基础数据。本次以大方县滑坡数据为例,选取与滑坡相关的7个影响因子:坡度、坡向、相对高差、工程地质岩组、距水系距离、距构造距离以及土地利用类型,采用层次分析法(AHP)、信息量模型(I)及耦合模型(AHP-I)对研究区进行滑坡易发性评价,并采用滑坡点频率统计和成功率曲线(ROC)对3种模型的评价精度进行检验。通过比较,选取精度高的耦合模型(AHP-I)作为滑坡易发性评价方法,从而能更加精确地评价大方县的滑坡易发性,为山区县级区域滑坡灾害的防灾减灾提供决策依据与参考。     

基于随机分析的滑坡稳定性二元评价方法

对利用随机分析方法建立安全系数与可靠性相耦合的滑坡稳定性二元评价体系进行了探索。利用随机分析方法可确定滑坡安全系数的分布形态,计算出最大可能安全系数下的滑坡破坏概率P_f,用最大可能安全系数和可靠性得出可靠安全系数来评价该滑坡的稳定性。在折减后的安全系数的极限状态中,根据典型的不同最大可能安全系数及相应的临界破坏概率,建立了二元滑坡稳定性分区,用于滑坡稳定性评价。研究实例表明:利用随机分析方法建立这种二元体系是可行的,可以更加精确和客观的对滑坡稳定性做出评价。      

湖北恩施市降雨引发滑坡灾害的风险评价

文章以湖北省恩施市地质灾害详查为基础,根据区内滑坡孕育发生的规律特征,基于GIS流域分析方法,将评价区分解为诸多基本斜坡单元,采用层次分析法构建各单元滑坡发生的潜蚀度评价模型。在此基础上,通过正态函数分析已知降雨量与滑坡发生关系,确定不同性质滑坡的阈值区间,最后建立起降雨诱发滑坡灾害的风险评价模型,可供县域滑坡灾害精细化气象风险预报工作借鉴参考。