一種滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測預(yù)警方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測預(yù)警方法，它涉及一種滑坡監(jiān)測預(yù)警方法。根據(jù)典型滑坡災(zāi)害的地形地質(zhì)條件，建立基于三種預(yù)警指標(biāo)的四級綜合預(yù)警模型，通過室內(nèi)外典型降雨滑坡模型實(shí)驗(yàn)的方法確定模型參數(shù)類型和預(yù)警臨界值指標(biāo)，開展典型滑坡災(zāi)害與降雨量的相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析，建立適合典型滑坡災(zāi)害預(yù)警的數(shù)學(xué)計(jì)算方法。結(jié)合具體的監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測信息反饋，對災(zāi)害預(yù)警數(shù)學(xué)模型進(jìn)行多個(gè)水文年的檢驗(yàn)和修正，得到一種滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測預(yù)警方法。并給出直觀的臨界值域判別圖形和分析曲線，以及預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)說明。本發(fā)明提高降雨滑坡監(jiān)測預(yù)警的質(zhì)量和效果，擬為解決地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警中準(zhǔn)確率提供一種科學(xué)的理論和技術(shù)方法。
【專利說明】一種滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測預(yù)警方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種滑坡監(jiān)測預(yù)警方法，具體涉及一種滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測預(yù) 警方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國內(nèi)外使用較多且比較有效的預(yù)警方法有現(xiàn)象監(jiān)測預(yù)警、數(shù)理統(tǒng)計(jì)預(yù)警、非 線性系統(tǒng)理論預(yù)警以及地球內(nèi)外動(dòng)力耦合預(yù)警。現(xiàn)象監(jiān)測預(yù)警：形成于滑坡理論研究初期， 主要代表性的有日本學(xué)者齋藤迪孝提出的加速蠕變的微分方程模型，并且采用該模型預(yù)報(bào) 了日本的高場山滑坡警，屬于滑坡經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)法。數(shù)理統(tǒng)計(jì)預(yù)警：這一階段不但經(jīng)驗(yàn)式和統(tǒng)計(jì) 學(xué)方法有了進(jìn)一步的發(fā)展，還出現(xiàn)了敏感性制圖、信息論等預(yù)報(bào)方法、數(shù)理科學(xué)的一些新理 論。非線性系統(tǒng)理論預(yù)：由于非線性科學(xué)的發(fā)展，許多專家學(xué)者將該理論引入到滑坡預(yù)報(bào)當(dāng) 中。地球內(nèi)外動(dòng)力耦合預(yù)警：通過耦合內(nèi)外動(dòng)力作用的方法建立統(tǒng)一的地質(zhì)災(zāi)害動(dòng)力學(xué)模 型與預(yù)測模型。
[0003] 從現(xiàn)有研究來看，滑坡預(yù)警方法仍然存在真正操作性不強(qiáng)、能普遍推廣應(yīng)用的預(yù) 測系統(tǒng)沒有建立，難以作到多因子綜合預(yù)警相結(jié)合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測 預(yù)警方法，根據(jù)典型滑坡災(zāi)害的地形地質(zhì)條件，建立基于三種預(yù)警指標(biāo)的四級綜合預(yù)警模 型，通過室內(nèi)外典型降雨滑坡模型實(shí)驗(yàn)的方法確定模型參數(shù)類型和預(yù)警臨界值指標(biāo)，開展 典型滑坡災(zāi)害與降雨量的相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析，建立適合典型滑坡災(zāi)害預(yù)警的數(shù)學(xué)計(jì)算方法。 提高降雨滑坡監(jiān)測預(yù)警的質(zhì)量和效果，擬為解決地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警中準(zhǔn)確率提供一種科學(xué) 的理論和技術(shù)方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種滑坡災(zāi)害多級綜 合監(jiān)測預(yù)警方法，其包括以下步驟：（1)通過歷史紀(jì)錄監(jiān)測數(shù)據(jù)和滑坡變形破壞模型試 驗(yàn)，計(jì)算滑坡監(jiān)測預(yù)警臨界閾值。根據(jù)各個(gè)指標(biāo)臨界指數(shù)確定研究區(qū)是否有滑坡發(fā)生的可 能；
[0006] (2)如果監(jiān)測數(shù)值大于臨界值。根據(jù)每個(gè)滑坡發(fā)生指數(shù)，確定滑坡可能發(fā)生的地點(diǎn) 和滑坡發(fā)生的可能性大小，劃定預(yù)警預(yù)報(bào)等級；
[0007] (3)確定四級預(yù)警和預(yù)警境界區(qū)域；
[0008] (4)發(fā)布預(yù)警結(jié)果，同時(shí)結(jié)合預(yù)警區(qū)群測群防網(wǎng)絡(luò)體系，直接通知監(jiān)測責(zé)任人，做 好防災(zāi)、避災(zāi)準(zhǔn)備。
[0009] 所述的步驟（1)中對監(jiān)測數(shù)據(jù)和模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，建立臨界值表達(dá)式 為：
[0010] Ri = -0. 153Rts+45
[0011] 式中：&為滑坡發(fā)生當(dāng)日（日）降雨量；
[0012] RT3為滑坡發(fā)生當(dāng)日前3日累計(jì)降雨量。
[0013] 所述的步驟（3)中的四級預(yù)警為：預(yù)警級別和預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)滑坡變形破壞的緊急 程度、危害大小、涉及范圍、以及變形階段、發(fā)生概率等一般將滑坡監(jiān)測預(yù)警級別分為四級， 一般（IV級）、較重（III級）、嚴(yán)重（II級）、特別嚴(yán)重（I級）四個(gè)級別，并分別采用藍(lán)色、 黃色、橙色和紅色加以識別。
[0014] 本發(fā)明的有益效果：通過典型滑坡監(jiān)測儀器設(shè)備的三種預(yù)警指標(biāo)的劃分，開展降 雨滑坡滲流-結(jié)構(gòu)破壞模型試驗(yàn)，研究滑坡在地表水滲流過程中，應(yīng)力變化引起坡體結(jié)構(gòu) 破壞規(guī)律。通過典型降雨型滑坡變形與降雨量相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合模擬試驗(yàn)結(jié)果對比，確 定降雨滑坡監(jiān)測預(yù)警的1?4級臨界值域。通過已有的滑坡遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行2 個(gè)水文年檢驗(yàn)，提高滑坡綜合預(yù)警臨界值判定的可靠性。探索出將降雨滑坡雨量-變形量 相關(guān)性統(tǒng)計(jì)結(jié)果，滑坡滲流-結(jié)構(gòu)破壞模型試驗(yàn)結(jié)果，野外實(shí)地監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)檢驗(yàn)結(jié)果，三 者相結(jié)合的預(yù)警臨界值確定的系統(tǒng)理論和技術(shù)方法，提高預(yù)警的可靠性。確定降雨滑坡臨 界值既與滑坡破壞機(jī)理的基礎(chǔ)理論研究相關(guān)，又與降雨量相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析方法相關(guān)，而不是 一個(gè)單因素就能獲得的結(jié)果。這種新方法，提高降雨滑坡監(jiān)測預(yù)警的質(zhì)量和效果，擬為解決 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警中準(zhǔn)確率提供一種科學(xué)的理論和技術(shù)方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來詳細(xì)說明本發(fā)明；
[0016] 圖1為本發(fā)明的方法流程圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1中的某典型降雨滑坡模型室內(nèi)模型試驗(yàn)圖；
[0018] 圖3本發(fā)明的實(shí)施例1中的降雨量與累計(jì)降雨量的關(guān)系圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明的實(shí)施例1中的降雨量預(yù)警圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合

【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0021] 參照圖1，本【具體實(shí)施方式】采用以下技術(shù)方案：針對典型滑坡監(jiān)測預(yù)警方法的不 足，根據(jù)典型滑坡災(zāi)害的地形地質(zhì)條件，建立基于三種預(yù)警指標(biāo)的四級綜合預(yù)警模型，通過 室內(nèi)外典型降雨滑坡模型實(shí)驗(yàn)的方法確定模型參數(shù)類型和預(yù)警臨界值指標(biāo)，開展典型滑坡 災(zāi)害與降雨量的相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析，建立適合典型滑坡災(zāi)害預(yù)警的數(shù)學(xué)計(jì)算方法。結(jié)合具體 的監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測信息反饋，對災(zāi)害預(yù)警數(shù)學(xué)模型進(jìn)行多個(gè)水文年的檢驗(yàn)和修正， 得到一種滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測預(yù)警方法。并給出直觀的臨界值域判別圖形和分析曲線， 以及預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)說明。
[0022] 預(yù)警模型和指標(biāo)：對于不同類型的滑坡，目前所提出的滑坡預(yù)報(bào)判據(jù)都是不完善 的，都還沒有提出具有明確物理意義的預(yù)報(bào)判據(jù)。滑坡預(yù)報(bào)判據(jù)的個(gè)性特征，主要在于滑坡 發(fā)生的機(jī)制各不相同，另外各種類型的滑坡都無法用統(tǒng)一的變形監(jiān)測曲線來表征滑坡的運(yùn) 動(dòng)行為。因此，要運(yùn)用滑坡的預(yù)報(bào)判據(jù)，必須具體問題具體分析，針對滑坡的實(shí)際情況采取 合理的預(yù)報(bào)判據(jù)。
[0023] (1)、降雨量判據(jù)
[0024] 在滑坡眾多的影響因素之中，降雨是最主要的觸發(fā)因素之一。降雨對滑坡的影響 取決于滑坡的大小、運(yùn)動(dòng)特征和物質(zhì)組成等，淺層滑坡通常由短歷時(shí)強(qiáng)降雨誘發(fā)，而大多數(shù) 較深層滑坡主要受年降雨的變化的影響。因此，在進(jìn)行典型滑坡詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察的基 礎(chǔ)上，開展室內(nèi)外滑坡模型實(shí)驗(yàn)的方法檢驗(yàn)臨界降雨量預(yù)警判據(jù)在滑坡預(yù)警預(yù)報(bào)中具有較 大的實(shí)用價(jià)值。
[0025] (2)、變形數(shù)據(jù)判據(jù)
[0026] 大量監(jiān)測資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，滑坡變形速率從0. lmm/d到1000mm/d不等。巖質(zhì)邊 坡一般為l〇mm/d、14. 4mm/d或者24mm/d ;粘土斜坡的臨界變形速率為0. lmm/d。因此，采用 變形速率判據(jù)時(shí)，必須對所預(yù)報(bào)的滑坡進(jìn)行深入的滑動(dòng)機(jī)制分析。
[0027] (3)、宏觀預(yù)判
[0028] 滑坡在發(fā)生前的宏觀跡象、主要有以下幾點(diǎn)：
[0029] 1)滑坡整體滑移前局部小崩塌不斷發(fā)生且趨于頻繁；
[0030] 2)地下水的異常變化，例如滑坡體內(nèi)或滑坡附近地下井水的突然異常；
[0031] 3)動(dòng)物異常，滑體上的動(dòng)物常常在滑坡發(fā)生前有明顯的異常表現(xiàn)；
[0032] 4)泉水變化，滑坡前緣突然有帶狀分布的泉水大量涌出。
[0033] 本【具體實(shí)施方式】的典型滑坡綜合預(yù)警：
[0034] (1)預(yù)警指標(biāo)
[0035] 典型降雨滑坡預(yù)警預(yù)報(bào)的三個(gè)指標(biāo)為：臨界降雨量指數(shù)R、滑坡變形速率指數(shù)D和 宏觀變化預(yù)判指數(shù)F。預(yù)警指數(shù)與監(jiān)測指標(biāo)之間的關(guān)系見表1。
[0036] 表1預(yù)警指數(shù)與監(jiān)測指標(biāo)的關(guān)系
[0037]

【權(quán)利要求】
1. 一種滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于，其包括以下步驟：（1)通過歷史 紀(jì)錄監(jiān)測數(shù)據(jù)和滑坡變形破壞模型試驗(yàn)，計(jì)算滑坡監(jiān)測預(yù)警臨界閾值；根據(jù)各個(gè)指標(biāo)臨界 指數(shù)確定研究區(qū)是否有滑坡發(fā)生的可能； (2) 如果監(jiān)測數(shù)值大于臨界值；根據(jù)每個(gè)滑坡發(fā)生指數(shù)，確定滑坡可能發(fā)生的地點(diǎn)和 滑坡發(fā)生的可能性大小，劃定預(yù)警預(yù)報(bào)等級； (3) 確定四級預(yù)警和預(yù)警境界區(qū)域； (4) 發(fā)布預(yù)警結(jié)果，同時(shí)結(jié)合預(yù)警區(qū)群測群防網(wǎng)絡(luò)體系，直接通知監(jiān)測責(zé)任人，做好防 災(zāi)、避災(zāi)準(zhǔn)備。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于，所述的 步驟（1)中對監(jiān)測數(shù)據(jù)和模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，建立臨界值表達(dá)式為： Ri = -0. 153Rts+45 式中：&為滑坡發(fā)生當(dāng)日（日）降雨量； RT3為滑坡發(fā)生當(dāng)日前3日累計(jì)降雨量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滑坡災(zāi)害多級綜合監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于，所述的 步驟（3)中的四級預(yù)警為：預(yù)警級別和預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)滑坡變形破壞的緊急程度、危害大小、 涉及范圍、以及變形階段、發(fā)生概率等一般將滑坡監(jiān)測預(yù)警級別分為四級，一般、較重、嚴(yán) 重、特別嚴(yán)重四個(gè)級別，并分別采用藍(lán)色、黃色、橙色和紅色加以識別。
【文檔編號】G08B21/10GK104299367SQ201410578168
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】黃棟, 田宏嶺, 喬建平, 李倩倩 申請人:中國科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所