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。     

降雨型滑坡垂直位移方向率及其位移监测预警判据研究

针对降雨型滑坡位移量预测参数失稳判据的局限和不足,并根据滑坡全息论的基本原理,提出和确定了滑坡垂直位移方向率预测参数,且指出该参数是边坡稳定性演化分析与评价的一个有效位移动力参数,具有位移量或位移速率不可替代的评价和预测作用。同时,系统分析了降雨型滑坡位移与地下水位变化规律及其相互作用关系,对该类边坡稳定性的不同演化阶段的表层垂直位移方向率形成机制与变化规律进行了弹塑性力学分析与评价,分别确定了边坡压缩稳定变形阶段和塑性失稳变形阶段的表层垂直位移方向率与其稳定性演化的定量关系,并依此运用数理统计均方差基本原理,建立了该类滑坡垂直位移方向率的整体失稳监测预警判据。最后运用新滩滑坡A_3、B_3监测点垂直位移方向率对该滑坡稳定性演化过程与失稳规律进行了后验分析与评价,其分析预测结果与边坡实际变形失稳规律基本相吻合,表明该参数在该类滑坡预测预报与监测预警中具有一定的有效性与实用性。     

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“苏迪罗”期间温州滑坡灾害特征及预警成果分析

温州市滑坡地质灾害预警以近似于点状行政村为预警单元,具有精细化程度高、预警对象明确等优点.基于该理论建立的温州市地质灾害预警预报系统在政府防治地质灾害工作方面起到了关键作用.尤其是在2015年第13号台风"苏迪罗"期间,温州市滑坡地质灾害预警成功率较高,全市实现地质灾害成功避让6起,避免了95人的人员伤亡和40万元的财产损失事件,是温州市"十二五"期间地质灾害防治工作中成效最为明显的一次.本文结合台风"苏迪罗"期间温州市滑坡地质灾害特征及预警结果分析,对预警结果进行了评价,并指出下一步工作的方向和展望.     

北京市戒台寺滑坡稳定性评价及预警模型研究

在综合分析北京市戒台寺滑坡地质条件的基础上,对滑坡进行稳定性评价,建立了预警模型。     

三峡库区奉节火石滩滑坡的监测预警工程技术

三峡库区滑坡规模大、数量多，靠工程治理耗资巨大，因此监测预警工程便成为滑坡等地质灾害一种经济有效的防灾措施。以三峡库区重庆市奉节县火石滩滑坡监测预警工程为例，介绍了滑坡监测预警工程的设计与施工技术。论述了利用监测数据对滑坡稳定性评价的方法。     

滑坡预警判据初步研究--以三峡库区为例

在三峡库区典型地段滑坡灾害调查评价和统计分析的基础上,结合典型滑坡变形发展的阶段性变形现象、标志和临界诱发因素分析,初步提出3个层次的滑坡预警预报判据27条,包括:(1)滑坡空间预测识别判据11条,主要用于滑坡或潜在危岩体空间识别和危险性区划,是滑坡空间预测的基本判据;(2)滑坡状态判据7条,主要用于滑坡单体稳定性评价的亚临界-临界状态预警判据,是滑坡状态预警判据系统的重要组成部分;(3)滑坡临界时间预报判据9条,主要用于单体滑坡剧烈变形或临滑预报,是滑坡时间预报研究的关键判据.     

基于预警隶属度函数多模型融合的滑坡预警方法

不同的滑坡预报模型存在预报同一滑坡可能提前也有可能延迟、预报精度差异较大的问题,而且,融合多模型预警方法未能充分体现个体模型预报特征,其融合预警精度不高。在分析模型可靠性的基础上,区分预报提前和延迟2种情况,设计不同的发生滑坡隶属度函数,以最低风险原则确定滑坡预警隶属度函数,利用模糊积分实现多模型融合滑坡预警。利用16个已知滑坡对预报模型进行可靠性评价,另选4个已知滑坡分别进行滑坡发生3d前和1d前多模型融合预警验证实验,结果表明,多模型融合预警虚警率比多个单一模型平均虚警率分别降低16.6%和25.0%。实验表明利用预警隶属函数进行多模型滑坡预警能提高预警精度20.0%左右。     

基于监测曲线特征点分析的阶跃型滑坡预警方法

在三峡库区专业监测滑坡中,部分滑坡受到库水或者降雨等外界因素影响,其累计位移-时间曲线表现出明显的“阶跃型”特征。直接使用改进切线角对阶跃型滑坡位移监测曲线进行预警分析,其改进切线角预警值可能在变形曲线陡增阶段高于实际预警级别,增加虚警率。为了准确判别阶跃型滑坡的变形阶段及发展趋势,本文以白家包滑坡和谭家湾滑坡为例,分析滑坡监测历史数据及其影响因素,采用斜率单变点分析法和AMPD法对“阶跃型”累计位移-时间曲线进行特征点提取,结合Hill函数形成特征点拟合曲线,在此基础上利用改进切线角对拟合曲线进行滑坡变形阶段划分及预警分析。结果表明,当前白家包滑坡总体上处于蠕滑变形阶段,预警级别为无预警;谭家湾滑坡处于中加速变形阶段,预警级别为橙色预警。研究表明,本文方法可以很好抑制变形曲线的阶跃特征对预警级别判定带来的影响,更准确地判定滑坡变形阶段。     

突发型黄土滑坡监测预警理论方法研究——以甘肃黑方台为例

灌溉诱发的黄土滑坡大多数具有明显的突发性特征;斜坡破坏过程变形量小,历时短,具有较大的危险性。由于此类黄土滑坡加速变形阶段经历时间较短,GNSS系统和裂缝计等传统监测手段难以获取加速变形阶段系统完整的监测数据,更难以提前预警。针对这一难题,自主研发了自适应智能变频裂缝仪,它能够根据滑坡变形快慢自动调整采样频率。基于获取的黑方台多个突发型黄土滑坡的全过程变形-时间曲线,对这些变形曲线特征和规律进行分析研究,建立了针对性的黄土滑坡综合预警模型。将变形速率阈值和改进切线角作为滑坡预警的重要指标,建立了4级预警判据,通过自主研发的"地质灾害实时监测预警系统"实现滑坡的实时自动预警,并将预警信息与当地的群防群测信息平台对接,为防灾应急避让提供直接依据。2017年以来已先后6次对黑方台黄土滑坡实施成功预警,避免了重大人员伤亡,取得显著的防灾减灾效果。     

基于GIS的巴东新县城滑坡灾害风险系统

本文提出了基于GIS的滑坡灾害风险预测系统流程。并将滑坡灾害风险评价模型与GIS技术先进的图形处理和空间分析功能相结合,建立了巴东县新县城区滑坡灾害风险预测系统。系统由信息管理子系统、危险性预测子系统、易损性预测子系统、风险预测子系统四大子系统构成。系统在对相关信息进行采集、存贮、检索和管理的基础上,结合物元模型、BP模型等专业预测模型,实现了滑坡灾害危险性、易损性评价,最终取得了滑坡灾害风险分布图,为三峡库区内各县的滑坡灾害信息管理和风险预测提供了新途径。预测成果可为研究区的国土规划和移民工程的顺利实施提供依据和保障。     

空间三维滑坡敏感性分区工具及其应用

对于滑坡敏感性分区目前有三种方法:定性法、统计法和基于岩土定量模型的确定性方法。定性法基于对滑坡敏感性或灾害评估的人为判断;统计法用一个来源于结合了权重因子的预测函数或指标;而确定性法,或者说是物理定量模型法以质量、能量和动量守恒定律为基础。二维确定性模型广泛用于土木工程设计,而无限边坡模型(一维)也用于滑坡灾害分区的确定性模型。文中提出了一个新的基于GIS(地理信息系统)的滑坡敏感性分区系统,这个系统可用于从复杂地形中确认可能的危险三维(3-D)滑坡体。所有与滑坡相关的空间数据(矢量或栅格数据)都被集成到这个系统中。通过把研究区域划分为边坡单元并假定初始滑动面是椭球的下半部分,并使用Monte Carlo随机搜索法,三维滑坡稳定性分析中的三维最危险滑面是三维安全系数最小的地方。使用近似方法假定有效凝聚力、有效摩擦角和三维安全系数服从正态分布,可以计算出滑坡失稳概率。3DSlopeGIS是一个计算机程序,它内嵌了GIS Developer kit(ArcObjects of ESRI)来实现GIS空间分析功能和有效的数据管理。应用此工具可以解决所有的三维边坡空间数据解问题。通过使用空间分析、数据管理和GIS的可视化功能来处理复杂的边坡数据,三维边坡稳定性问题很容易用一个友好的可视化图形界面来解决。将3DSlopeGIS系统应用到3个滑坡敏感性分区的实例中:第一个是一个城市规划项目,第二个是预测以往滑坡灾害对临近区域可能的影响,第三个则是沿着国家主干道的滑坡分区。基于足够次数的Monte Carlo模拟法,可以确认可能的最危险滑坡体。这在以往的传统边坡稳定性分析中是不可能的。     

BP模型在区域滑坡灾害风险预测中的应用

滑坡灾害具有整体性、动态性、开放性和随机性的特点,而人工神经网络属于非线性动态系统,具有符合区域滑坡灾害风险预测的研究特点。应用BP模型,建立了区域滑坡灾害风险的预测流程,并与GIS技术相结合,对三峡水库蓄水条件下巴东新县城的滑坡灾害进行了危险性、易损性、风险性综合预测研究,证明了BP模型在区域滑坡灾害风险预测中的应用可行性,同时指出了所存在的问题及可能解决的途径。     

物元模型在滑坡灾害风险预测中的应用

应用物元理论，提出了滑坡灾害风险预测物元综合评判的基本流程，并以危险性预测为例讨论了物元集合的建立、等级关联度的确定等关键技术问题，建立了滑坡灾害风险综合评判的物元模型；运用物元模型与GIS技术相结合，对三峡水库蓄水条件下巴东新县城的滑坡灾害进行了危险性、易损性、风险性综合预测研究，证明了物元模型在区域滑坡灾害风险预测中的应用可行性；同时指出了所存在的问题及可能解决的途径。     

浙江庆元地区滑坡灾害的多要素评价

利用地理信息系统（GIS）与遥感技术结合进行油坡灾害评价与预测是当前滑坡研究的热点，在对浙江省庆元县进行遥感滑坡研究中，通过对滑坡各影响因素的详细分析。结合TM图像，利用GIS技术分析主要影响因素，确定影响因素集及其间的朴素关系。从而建立庆元县油坡灾害多要素综合评价的初步模型。结果有81.25%滑坡点落在危险区域。令人比较满意，因此，可以利用此模型进行庆元县滑坡灾害评价。     

基于RS与GIS的层次分析法在滑坡危险性评估中的应用——以四川宣汉天台乡滑坡为例

基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,采用多层次分析(AHP)法,以四川宣汉天台乡为研究区,根据该区实际情况,选取线性构造、道路、土地利用、坡度、坡向5种影响滑坡灾害发生的因素作为评价因子,进行区域滑坡危险性评估。在ArcGIS的空间分析环境中运行权重叠加,把研究区划分成滑坡极易发生区、易发生区、一般发生区、可能发生区、难发生区和极难发生区。通过实地调查和与研究区的滑坡灾害实证研究结果进行比较,发现评估结果与实际状况较为吻合,研究方法能够准确地评估区域滑坡灾害危险性的程度。     

地理信息系统在滑坡灾害研究中的应用

对地理信息系统 ( GIS)技术在滑坡研究中的应用现状作了分析 ,并介绍了笔者在该方面的一些研究成果 ,认为只有在数据获取、GIS与滑坡专业模型的集成、GIS与遥感的集成等方面有较大的突破之后 ,才能充分发挥 GIS在滑坡研究中的作用。     

GIS支持的斜坡地质灾害空间预测系统框架设计

根据斜坡地质灾害研究特点和GIS软件的特点，提出了GIS支持下的斜坡地质灾害空间预测的技术路线，建立了具有不同功能的4个子系统组成的基于GIS的斜坡地质灾害空间预测系统；提出了数据库信息的标准和斜坡地质灾害区域空间预测评价指标体系；讨论了斜坡地质灾害预测及动态监测预测的建模、空间尺度和方法；并利用面向对象的高级编程语言研制开发了该系统，开发了与MAPGIS集成的常用的单体斜坡和区域斜坡稳定性预测模型及斜坡地质灾害工程地质信息非空间数据库和空间图形库。该系统将斜坡工程地质信息数据库与图形库、方法库紧密结合，将斜坡地质灾害区域预测与灾害点稳定性预测评价有机地联成一体。它既可以用作大范围的宏观决策，又可以为单体灾害防治提供必要资料；该系统具有可视性强、传输功能和复制功能强及信息可加工的特点，可达到充分利用资料信息，缩短模拟、评价周期和降低成本的目的；而且结果的可视化便于改善和提高管理部门的管理决策质量，为滑坡治理和城市规划建设提供快速服务。     

基于GIS空间数据的滑坡SPH粒子模型研究

针对光滑粒子流体动力学方法（SPH）在滑坡模拟中建立粒子模型的难题,提出了基于地理信息系统（GIS）栅格数据的粒子排列与插入方法。根据该方法,建立了滑坡SPH粒子模型及相关粒子生成程序,进一步以结合摩尔-库仑破坏准则的SPH宾汉流体模型为核心,实现了运用SPH方法模拟滑坡破坏后三维运动的过程。该SPH模型在对唐家山滑坡的模拟中得到了验证,并预测了金坪子滑坡破坏后的影响范围。结果表明：基于GIS空间数据的滑坡SPH粒子模型具有可行性与良好的适用性。以GIS数据库为基础,开展滑坡灾害的模拟研究,将大大提高对滑坡等地质灾害的仿真分析,为滑坡灾害的预测与防治提供参考。     

Probabilistic landslide hazards and risk mapping on Penang Island, Malaysia

This paper deals with landslide hazards and risk analysis of Penang Island, Malaysia using Geographic Information System (GIS) and remote sensing data. Landslide locations in the study area were identified from interpretations of aerial photographs and field surveys. Topographical/geological data and satellite images were collected and processed using GIS and image processing tools. There are ten landslide inducing parameters which are considered for landslide hazard analysis. These parameters are topographic slope, aspect, curvature and distance from drainage, all derived from the topographic database; geology and distance from lineament, derived from the geologic database; landuse from Landsat satellite images; soil from the soil database; precipitation amount, derived from the rainfall database; and the vegetation index value from SPOT satellite images. Landslide susceptibility was analyzed using landslide-occurrence factors employing the probability-frequency ratio model. The results of the analysis were verified using the landslide location data and compared with the probabilistic model. The accuracy observed was 80.03%. The qualitative landslide hazard analysis was carried out using the frequency ratio model through the map overlay analysis in GIS environment. The accuracy of hazard map was 86.41%. Further, risk analysis was done by studying the landslide hazard map and damageable objects at risk. This information could be used to estimate the risk to population, property and existing infrastructure like transportation network.