基于多因素叠加计算权重法的苏锡常地裂缝危险性预测

由于长期过量开采地下水,苏州、无锡和常州（苏锡常）的局部地区地裂缝发育,在深层地下水禁采十多年后的今天有些地裂缝还在发展。地裂缝的发育及发展受到诸多因素的影响,其具体力学机制尚不明确。为了查明影响地裂缝发育的因素、确定各因素对地裂缝的影响程度,本文在苏锡常地裂缝发育现状的基础上,利用基于确定性系数计算权重法对苏锡常地裂缝发育危险性进行预测分区。模型考虑了基岩埋深、基岩坡度、累计地面沉降量、沉降坡度、第二含水层厚度、第二含水层厚度变化梯度、第二含水层水位降深、第四纪沉积相等8个主要影响因素,分析结果显示苏锡常地区北部地裂缝易发,东南部发生地裂缝的危险性较小。计算结果与苏锡常地裂缝的分布及发育情况基本一致,验证了该方法在地裂缝预测方面的有效性。本研究对苏锡常地区地下水开采及城市建设规划具有一定的指导意义。     

地裂缝灾害研究现状与展望

1927年美国首先发现地裂缝以来，各国学者对地裂缝的发生、发展进行了细致的研究。美国学者首先从地震研究入手，认为地裂缝的形成受构造因素影响。后逐渐加强研究地下水超采对地裂缝的影响，形成了构造与地下水开采复合成因观点。我国学者重点对汾渭地堑地裂缝成因问题进行了较系统的研究，提出几种成因机理模型，并用GIS技术建立简单的预测预报系统。文章在详细介绍国内、外对地裂缝成因机理和水文特性的研究以及预测、预报工作的同时，对今后研究趋势进行了展望。目前，地裂缝的研究正从以往的定性静态描述转向以过程为目标的精确定量动力学研究。利用相似材料模拟地裂缝的形成与发展，以非线性理论（如分形）对地裂缝系统进行定量的数学描述，建立准确的预测、预报模型（如人工神经网络模型），并与GIS相结合，建立完善的预测、预报系统，减少地裂缝灾害对环境的影响，进而对它加以利用，是今后地裂缝研究的主要方向。     

苏锡常地裂缝危险性分区

地裂缝作为苏锡常地区的一种地质灾害对该区的发展造成了严重危害。由于地裂缝孕育过程的非线性以及各影响因素作用关系的复杂性,使得难以用线性方法进行地裂缝危险性分区。在分析地裂缝发生的主要影响因素--古基岩面的起伏差异、第四纪沉积结构差异、地面沉降的不均一性和地下水的超采的基础上,将该4个因素的6项量化指标--基岩埋深、基岩起伏度、地下水位、地面沉降梯度、含水层导水系数以及粘性土层厚度作为输入量,采用遗传人工神经网络算法,建立了苏锡常地区地裂缝危险性分区模型。结果表明,苏锡常地区地裂缝危险区主要分布在常州东部、无锡中部和江阴南部地段,安全区主要分布在张家港的东北部、常熟市的东部、常州市的北部和西南部,较危险区和次安全区为危险区和安全区的过渡区。     

基于GA-ANN的苏锡常地裂缝危险性评价

文章以苏锡常地区地裂缝危险性评价为例,利用遗传算法(GA)对人工神经网络(ANN)进行改进,先用GA优化BP网络初始权重,再用BP算法修改网络权重,实现不同尺度的同步调整。选择30点的不同地质条件组成样本对所建模型进行训练,评价指标包括:基岩埋深、基岩起伏度、地下水位、地面沉降梯度、含水层导水系数和粘性土层厚度。经过500次GA迭代,得到苏锡常地区地裂缝ANN模型的最佳权重组合,该耦合模型能对全区地裂缝地质条件进行正确分类,精度接近1‰。     

基于人工神经网络的地裂缝危险性评价系统

现代地裂缝在世界许多国家普遍存在, 已成为当今世界范围的主要地质灾害之一。利用地理信息系统 (GIS)与人工神经网络 (ANN)耦合技术建立了地裂缝灾情非线性模拟评价系统。作者在分析地裂缝灾害成因的基础上, 利用地理信息系统 (GIS)的空间分析功能, 建立了构造、地下水开采、地层和地貌 4个地学信息专题层图; 采用人工神经网络 (ANN)这一以工程技术手段模拟人脑神经网络的结构和功能特征的技术系统, 建立了地裂缝灾害危险性非线性模拟评价模型, 开发研制了危险性评价系统, 进而对榆次地裂缝灾害危险性进行了非线性模拟评价, 将研究区按危险性系数进行了分区, 为榆次城建、环保和国土规划等部门的正确决策提供了重要的科学依据。     

基于灰色关联度理论的苏锡常地裂缝危险性评价

苏锡常地区是我国地裂缝地质灾害重灾区之一,给当地群众的生产生活造成了巨大的经济损失。利用灰色关联度理论对苏锡常地区地裂缝进行了分析。通过分析苏锡常地区地裂缝形成条件,选取基岩埋深、基岩面起伏度、第Ⅱ承压含水层厚度、黏性土层厚度、主采层水位埋深、地面沉降梯度作为影响因子指标,计算了各个影响因子的关联程度和影响权重,对整个苏锡常地区地裂缝进行危险性分区。根据区划结果,划分出地裂缝的安全区、过渡区、较危险区以及危险区。通过灰色关联度理论对苏锡常地裂缝分析,达到了对该区地裂缝发育影响因素量化的目的,为地裂缝灾害防治工作提供一定的理论依据。     

苏锡常地区地裂缝形成过程

苏锡常平原自1989年以来,已有18处发生地裂缝,其中横林、长泾、无锡西郊等6处先后进行了地裂缝勘查工作.本文在苏锡常地区已有的水文地质、工程地质资料和地裂缝灾害勘查成果的基础上,分析了基岩面起伏、地面沉降、土层结构等因素对地裂缝的复合作用及影响方式,对苏锡常地区地裂缝灾害的成因及形成过程进行了较为全面的总结.苏锡常地区的地裂缝主要是地面不均匀沉降的结果,基岩面起伏变化较大为地裂缝孕育了内因条件,超量开采地下水是诱发地裂缝的直接原因, 30m以浅的土层条件则影响了地裂缝发育程度.     

吉林省靖宇县地裂缝成因分析及危险性预测

吉林省靖宇县三道湖镇马当村于2008年10月份产生了地裂缝,危及当地人民的生命财产安全。本文根据实地调查资料,分析评价了地裂缝成因,判定该地裂缝是由于龙马煤矿采矿采空区塌陷引起的地表地裂缝。并对地裂缝的未来发展趋势作出了初步预测,为当地政府提出了防治措施及建议。     

苏锡常地区地裂缝地质灾害形成机理分析

从苏锡常地区特定的地质环境背景条件出发,系统分析了地裂缝地质灾害的形成机理,即基岩起伏形态差异、第四纪沉积结构差异和水文地质条件差异是引发地裂缝灾害的内在条件,长期过量开采地下水是诱发地裂缝灾害的外在因素.通过对地裂缝灾害成因类型的系统划分,为今后进一步进行地裂缝灾害分区评价、防治规划等工作提供了先导性意见和理论基础,具有积极的现实意义.     

GIS对西安地裂缝灾害敏感性评价探讨

地裂缝灾害是在世界范围内普遍存在的灾种,而地理信息系统是处理空间数据的新型边缘学科.笔者对利用地理信息系统对西安地裂缝灾害敏感性评价提出了初步构想,并建立出基本研究模式.     

徐州矿区地裂缝成因机制的探讨

调查了徐州矿区几类非采矿沉陷造成的地裂缝的形态和环境,认为因构造、采矿、不均匀沉降产生的隐伏张裂隙是地裂缝的基础,干旱和超采浅层地下水使第四系浅部失水收缩激活和扩大了隐伏张裂隙。大雨后地裂缝显现,雨水沿裂隙面下渗时,发生潜蚀、刷大、贯通而造成塌陷。     

山西榆次地裂缝灾害评价的GIS与ANN耦合技术研究

现代地裂缝在世界许多国家普遍存在,已成为当今世界范围的一种主要地质灾害.本文详尽分析了山西榆次地裂缝灾害的各个致灾因子的基础上,利用地理信息系统(GIS)技术建立了地学信息的各个子专题层图;然后采用以工程技术手段模拟人脑神经网络结构和功能特征的人工神经网络(ANN)技术,构建出地裂缝灾情非线性评价模型,榆次地裂缝灾害进行了非线性评价,为榆次城建、环保和国土规划等部门的正确决策提供了重要的科学依据.     

基于GIS的苏锡常地区地质环境现状评价

苏锡常地区位于长江三角洲南部，随着经济发展，以地面沉降，地下水污染为主要特征的地质环境问题日趋严重。在GIS（地理信息系统）技术的支持下，结合多种地质环境因素对该地区进行了地质环境质量现状分析评价，结果表明区内大部分地区环境质量呈恶化趋势，地质环境严重地带沿运河方向展布，以三市为中心，具有明显的空间特征。文中除了论述评价因子的识别，重点讨论了评价模型的确立和基于GIS的分析方法，最后对评价结果作了分析。     

山西榆次地裂缝几何形态研究

以非线性思想研究了榆次地区地裂缝和构造、地貌、地震的几何形态特征,计算了它们的分维值.发现地裂缝与断层的分维值非常接近,而且地裂缝分维值小于断层分维值,说明地裂缝形态和断层形态相似,同属于剪切走滑性质,但地裂缝的复杂程度和活动性都小于断层.总结榆次地区断层、地裂缝、地震和地貌分维值的关系,可知当地的地裂缝、地貌形态和地震活动都受到断层活动的控制.     

基于MAPGIS的概率性地震危险性分析

对工程场地的地震危险性分析是地震安全性评价的主要方法, 并且为工程师提供抗震参数.在分析国内概率性地震危险性分析(PSHA) 方法基础上, 提出了基于GIS的概率性地震危险性分析的可行性方案.通过MAPGIS二次开发编写了地震危险性分析程序, 并以三峡坝区某工程场地为例对程序进行了测试.基于MAPGIS的概率性地震危险性分析程序提供友好的人机交互界面, 提高了地震危险性分析的可操作性, 更重要的是帮助用户从空间数据中挖掘更多的信息.      

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。     

基于三种多变量不安定指数分析模型的汶川县地质灾害易发性评价

采用多变量不安定指数分析法模型并加以改进,应用于汶川县地质灾害易发性评价。选取坡度、坡向、地层岩性、距断层距离、植被覆盖率及距水系距离六项影响因子,结合四川省自然资源厅发布的汶川县地质灾害隐患点数据,以幂次相乘、线性累加、幂次累加这三种不同的不安定指数分析法模型分别得到了研究区地质灾害易发性分区图,并用接受者操作特性曲线（Receiver Operating Characteristic curve, ROC curve）验证了各种模型的评价性能。结果表明:（1）对本案例而言,幂次相乘模型相较其它两种模型具有最高的精度;（2）汶川县地质灾害“极高”“高”“中”“低”“极低”易发区的面积占比分别为:19.3%、24.6%、19.2%、19.3%、17.6%,且研究区地质灾害易发性较高的区域多分布在断裂带附近。本研究成果可为区域地质灾害防治工作提供理论借鉴和技术参考。