基于环境要素编码的崩滑流危险性快速评估研究

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崩塌、滑坡、泥石流(简称崩滑流)是三种常见的突发性地质灾害,对其危险性进行科学、准确、迅速的评估具有十分重要的理论和实践意义。现有的崩滑流危险性评估方法由于存在工作量大、成本高、评价周期长、地域性强、适用尺度单一等问题,导致对崩滑流灾害防治措施的制定过程十分复杂,相关对策的广谱性较差、不确定性较大且差异性难以识别,对于防灾减灾的科技支撑作用较弱。  本文主要针对降雨诱发的崩滑流,结合其形成的环境因子,提出了崩塌滑坡和泥石流危险性评估的编码方法,使得崩塌滑坡、泥石流危险性评估效率得到显著提高、不确定性有所减小、评估成本得以降低。  崩塌滑坡、泥石流危险性不仅与降雨条件有关,而且与相对稳定的地质环境条件密切相关。将影响崩塌滑坡、泥石流发生与危害程度的多个环境变量,如地质条件、地形条件、气候条件、植被条件、人类活动影响等信息,在对应尺度或层次上按照一定的原则和方法进行分级,并将多元信息通过易于识别的编码体系(Rock fall,Landslide and Debris Flow Environmental Code,RSDF-Ecode)赋予特定单元,则可定义具有明确参照意义的参照点并进一步构建由多个类似样本组成的参照组,为比对确定待判单元的参照组归属奠定基础。蒙特卡罗方法则通过构建崩塌滑坡、泥石流发生频率与环境要素关系的概率模型,模拟特定的编码对应的大量不同环境要素情景下灾害的发生频率,据统计结果评估特定编码的危险性,建立崩塌滑坡、泥石流危险度评估的精确参照体系。在快速评估的思想和方法框架下,进一步通过编码的快速匹配运算,辨识待判单元可能隶属的参照组,继而确定待判单元崩塌滑坡、泥石流的危险度。  本文根据影响区域崩滑流危险性的环境要素特点,首先构建了区域(县市)崩滑流危险性评估的编码方法,并将其运用于对全国各个县市的崩塌滑坡、泥石流危险性的评价。选择9项基本指标,简化形成了5个较易量化的环境编码因子,采用数据库软件、统计软件及ArcGIS提取全国2359个县市基本指标数据。评价结果将中国划分为五个危险度等级的区域,即低危险度区、较低危险度区、中危险度区、较高危险度区、高危险度区。该方法的准确性通过与历史灾害统计结果比较得到了直接验证,并将评价结果与其他方法得到的结果进行了对比,并通过配对t检验间接的验证了本文方法的准确性。  在区域崩滑流危险性评价的基础上,本文进一步研究了沟道泥石流危险性评估的编码方法,针对沟道泥石流的特点,选择更加细化的12个指标对编码因子进行量化,并将其应用于山西省太原市西山地区沟道泥石流危险度的评估。  基于单灾种的危险性评价,本文还采用多维编码权重区划法中国崩滑流综合危险性进行了区划。多维编码权重区划法是针对现有综合评价或区划方法存在的不足和崩滑流综合危险性的特点构建的,适于崩滑流灾害综合危险性评价或区划。此外,本文从省区宏观分类、县市中观分级、沟道细观分型的思路出发,探索了中国崩滑流灾害防治的整体战略制定、区域合理规划、工程有效治理的对策体系。
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