發(fā)布時間：2017-04-12 05:15

  本文關(guān)鍵詞：三峽庫區(qū)萬州區(qū)滑坡災(zāi)害風險評估研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滑坡是一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象,但其造成的后果卻是一種社會和經(jīng)濟問題,具有災(zāi)害性,不僅給人類生命安全帶來威脅,而且對財產(chǎn)、環(huán)境、資源等具有破壞性。就其危害性而言,滑坡給人類帶來的災(zāi)難性的影響和危害僅次于地震,其影響范圍雖然不大,但其所發(fā)生的頻率卻遠遠超過地震。我國是世界上地質(zhì)環(huán)境脆弱,地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國家之一。在過去的三十年,隨著人口增長和土地利用擴張,滑坡及其次生災(zāi)害(如滑坡涌浪、滑坡壩、堰塞湖等)已造成了大量的人員傷亡和經(jīng)濟損失。近幾年來,據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局資料表明,地質(zhì)災(zāi)害以平均每年2萬起的規(guī)模發(fā)生,造成了年均1200人傷亡及失蹤,年均直接經(jīng)濟損失達41.43億元。在六大類地質(zhì)災(zāi)害中(滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫和地面沉陷),滑坡災(zāi)害發(fā)育最為廣泛,比例高達50.6%～86.1%,占全年地質(zhì)災(zāi)害一半以上,造成的年平均經(jīng)濟損失超過20多億元。21世紀以來,我國滑坡災(zāi)害防治工作面臨著更加嚴峻的形勢,包括明顯增加的地震活動、極端氣候條件以及城鎮(zhèn)化發(fā)展帶來的更加劇烈的人類工程活動等。面對如此嚴峻的滑坡災(zāi)害形勢,沒有預(yù)警機制和風險控制的災(zāi)害預(yù)防工作是達不到防災(zāi)減災(zāi)目的的。災(zāi)害減緩,預(yù)防先行,傳統(tǒng)的地質(zhì)成因機制、工程治理技術(shù)等方面的研究已經(jīng)難以滿足綜合防災(zāi)減災(zāi)的實際需求。而滑坡災(zāi)害風險預(yù)測及風險控制是滑坡研究從地質(zhì)學、工程治理、監(jiān)測預(yù)報向災(zāi)害風險評估、預(yù)測與管理的一種綜合延伸,是防災(zāi)減災(zāi)另一種重要有效的手段。我國國土面積大、災(zāi)害類型復(fù)雜、成災(zāi)機理復(fù)雜多樣,滑坡災(zāi)害風險研究還處于起步階段,深入系統(tǒng)的滑坡風險研究亟待加強。鑒于此,本文首先探討了國內(nèi)外滑坡風險評估與管理體系,提出并深入分析了滑坡分類、時間尺度和空間尺度等風險評估關(guān)鍵問題,在此基礎(chǔ)上詳細闡述了國內(nèi)滑坡災(zāi)害風險研究的主要內(nèi)容、技術(shù)流程和基本方法。接著,論文以三峽庫區(qū)萬州區(qū)為例,完成了萬州全區(qū)、萬州城區(qū)以及萬州孫家滑坡風險評估示范研究,實現(xiàn)了滑坡風險在空間尺度上由大到小、評估結(jié)果由粗略至精細的風險定位研究,同時,考慮滑坡風險評估的時間尺度問題,開展了基于誘發(fā)因素重現(xiàn)期分析的滑坡危險性和動態(tài)風險評估研究�；谝陨涎芯�,論文主要取得了以下成果和結(jié)論：(1)總結(jié)和探討了國內(nèi)外滑坡風險評估與管理體系及技術(shù)流程,探索性的提出了滑坡風險評估幾個關(guān)鍵問題以及考慮時空尺度的國內(nèi)滑坡風險評估技術(shù)流程�？偨Y(jié)了國際上主流的、被廣泛認可和使用的滑坡風險評估與管理體系,明確了滑坡風險評估與管理的基本概念及框架,即由澳大利亞地質(zhì)力學學會(AGS)、國際滑坡與工程邊坡聯(lián)合技術(shù)委員會(JTC-1)等主要滑坡風險研究學術(shù)機構(gòu)首次提出并經(jīng)過多年修改和完善的風險管理框架。提出了滑坡風險評估研究中的三個關(guān)鍵問題,即滑坡分類、時間尺度和空間尺度。圍繞三個關(guān)鍵問題深入剖析了滑坡風險評估中的基本要素,即基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、模型方法、關(guān)鍵過程以及評價單元的時空尺度問題�；谝陨涎芯�,探索性的提出了考慮時空尺度變化的國內(nèi)滑坡災(zāi)害動態(tài)風險定位研究技術(shù)流程。(2)全面介紹了滑坡風險評估主要研究內(nèi)容,深入探討了不同空間尺度條件下的滑坡災(zāi)害風險定量化評估技術(shù)方法。全面介紹了滑坡災(zāi)害風險評估的主要研究內(nèi)容,包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與滑坡編錄、易發(fā)性評價、危險性評價以及災(zāi)害后果評價中的承災(zāi)體調(diào)查與識別、承災(zāi)體價值評估和承災(zāi)體易損性評價等�；趨^(qū)域、場地和單體滑坡三個不同的空間尺度,詳細闡述了滑坡頻率和概率的分析方法。針對區(qū)域滑坡頻率和概率問題,介紹了滑坡規(guī)模-頻率(M-F)評價方法,深入研究了考慮誘發(fā)事件的區(qū)域滑坡概率分析方法,在此基礎(chǔ)上提出了區(qū)域滑坡災(zāi)害從易發(fā)性到危險性的評價思路；就場地滑坡危險性而言,主要探討了考慮穩(wěn)流和瞬流兩種不同水文力學條件下降雨對斜坡穩(wěn)定性的影響；對于單體滑坡,主要研究了可靠度理論在滑坡破壞概率分析中的應(yīng)用,深入分析了滑坡Run-out計算方法以及Tsunami Squares方法的基本原理�？偨Y(jié)了不同空間尺度的承災(zāi)體易損性評價方法,提出了考慮滑體與承災(zāi)體之間相互作用沖擊能量或沖擊力的建筑物易損性定量評價方法。針對框架結(jié)構(gòu),從能量角度出發(fā),將建筑物易損性定義為滑體對建筑物的沖擊能與建筑物自然狀態(tài)下承受最大沖擊能量的比值,采用TS方法求解滑體對建筑物的沖擊能,應(yīng)用ANSYS數(shù)值軟件模擬分析建筑物自然狀態(tài)下在滑體沖擊作用面上能夠承受的最大沖擊能量；對于砌體結(jié)構(gòu),從沖擊力角度出發(fā),將建筑物易損性定義為滑體對建筑物的沖擊力與建筑物自然狀態(tài)下承受最大沖擊力的比值,結(jié)合TS方法得到的滑坡Run-out結(jié)果,根據(jù)經(jīng)驗公式求解滑體對建筑物沖擊力,并參考《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》求解建筑物結(jié)構(gòu)的最大抗水平?jīng)_擊力。(3)基于統(tǒng)計分析方法,完成了萬州全區(qū)滑坡災(zāi)害易發(fā)性評價。在深入分析萬州區(qū)自然地理條件、地質(zhì)環(huán)境特征以及滑坡災(zāi)害類型特征與影響因素的前提下,結(jié)合研究區(qū)詳細的滑坡編錄數(shù)據(jù),開展了易發(fā)性指標因素的選取、狀態(tài)分級和相關(guān)性分析,建立了包括坡度、坡向、坡體結(jié)構(gòu)、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水的作用和土地利用等在內(nèi)的易發(fā)性評價指標體系,分別應(yīng)用信息量模型和邏輯回歸模型開展了萬州區(qū)滑坡災(zāi)害易發(fā)性評價。對比發(fā)現(xiàn),兩種模型易發(fā)性評價結(jié)果比較接近,都具備較高的準確性,預(yù)測精度達到87%。萬州區(qū)易發(fā)性評價結(jié)果表明：①、易發(fā)性高的地區(qū)大部分是研究區(qū)土地利用總體規(guī)劃中的建設(shè)用地；②、易發(fā)性高的地區(qū)主要分布在侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組第三段(J2s3)、第二段(J2s2)等地層；③、易發(fā)性高的地區(qū)基本上屬于庫區(qū)范圍內(nèi),越靠近庫水變動帶和河網(wǎng)影響帶易發(fā)性越高；④、高易發(fā)地區(qū)主要集中在萬州區(qū)主城區(qū)。(4)考慮降雨誘發(fā)因素的的萬州區(qū)滑坡災(zāi)害危險性及風險評價,實現(xiàn)區(qū)域滑坡易發(fā)性到危險性的評價研究。統(tǒng)計分析萬州區(qū)50年內(nèi)的降雨數(shù)據(jù)及其與該區(qū)滑坡災(zāi)害年發(fā)生量的關(guān)系,結(jié)果表明,排除滑坡編錄數(shù)據(jù)不完整和水庫蓄水以來對滑坡年發(fā)生量的影響,1978-2003年的二十多年間,降雨事件與滑坡事件呈現(xiàn)了十分明顯的正相關(guān)性。應(yīng)用耿貝爾分布函數(shù)擬合萬州區(qū)年降雨量極值概率分布曲線,得到5年、10年、20年和50年等不同重現(xiàn)期的年極值降雨量,結(jié)合滑坡編錄數(shù)據(jù)計算不同重現(xiàn)期各易發(fā)性等級內(nèi)滑坡災(zāi)害發(fā)生的空間概率、時間概率及危險性,結(jié)果表明：①、誘發(fā)事件的重現(xiàn)周期越長其誘發(fā)區(qū)域滑坡災(zāi)害發(fā)生的空間概率越大；②、由于區(qū)域滑坡危險性是空間概率和時間概率的乘積,誘發(fā)事件的重現(xiàn)期越長,其誘發(fā)滑坡的空間概率越大,但是時間概率卻相對降低,所以導(dǎo)致年平均危險性并沒有明顯的規(guī)律可循；③、同一誘發(fā)事件重現(xiàn)期內(nèi)不同易發(fā)性級別的區(qū)域發(fā)生滑坡災(zāi)害的危險性截然不同,并且高易發(fā)區(qū)滑坡發(fā)生的危險性明顯大于低易發(fā)區(qū)�；谝陨涎芯�,實現(xiàn)了全區(qū)滑坡災(zāi)害從易發(fā)性到危險性的評價,得到了萬州區(qū)時間尺度為10年的滑坡災(zāi)害危險性評價結(jié)果,進而在全區(qū)承災(zāi)體調(diào)查、價值估算及易損性分析的基礎(chǔ)上完成了萬州區(qū)10年期滑坡災(zāi)害風險評價研究。(5)基于瞬態(tài)水文力學條件的TRIGRS模型,完成了萬州城區(qū)堆積層滑坡危險性及風險評價,實現(xiàn)了場地滑坡災(zāi)害動態(tài)風險評價研究。統(tǒng)計分析萬州城區(qū)滑坡災(zāi)害類型及特征,在充分考慮城區(qū)滑坡工程治理現(xiàn)狀的前提下,提出了受降雨和庫水位聯(lián)合作用下的堆積層滑坡是威脅萬州城區(qū)的重要災(zāi)害類型。根據(jù)降雨極值分布理論,統(tǒng)計分析萬州城區(qū)50年降雨資料,得出整合庫水位條件的單日最大降雨量、5日累積最大降雨量、10日累積最大降雨量等危險性工況,充分考慮城區(qū)滑坡治理工程對斜坡穩(wěn)定性影響,應(yīng)用TRIGRS模型分別計算各種工況下城區(qū)堆積層滑坡動態(tài)危險性。結(jié)合萬州城區(qū)承災(zāi)體調(diào)查、價值估算及易損性分析成果,完成了城區(qū)受降雨和庫水位聯(lián)合作用下的堆積層滑坡動態(tài)風險評估研究。(6)基于孫家滑坡影響因素和解體模式分析,應(yīng)用Tsunami Squares方法模擬在極端降雨條件下孫家滑坡Run-out特征；考慮滑坡災(zāi)害作用的強度及承災(zāi)體抗災(zāi)能力,開展了定量或半定量滑坡易損性評價,進而完成孫家滑坡風險評估研究。根據(jù)勘察和現(xiàn)場調(diào)查資料,詳細探討了孫家滑坡發(fā)生失穩(wěn)破壞的影響因素及其解體模式,孫家滑坡的影響因素包括地形條件較陡,砂巖與頁巖互層且頁巖隔水為軟弱夾層,前緣采石場開挖形成兩級切坡為滑坡形成創(chuàng)造了臨空條件以及暴雨作用等；孫家滑坡受強降雨影響,后緣土質(zhì)斜坡先發(fā)生失穩(wěn)破壞,推動中前部巖質(zhì)滑坡發(fā)生大面積滑移。根據(jù)解體后滑體的分布情況和破碎程度,進行孫家滑坡失穩(wěn)概率分析,結(jié)果表明該滑坡在百年一遇的暴雨條件下可能發(fā)生再次失穩(wěn)破壞,應(yīng)用Tsunami Squares方法模擬在極端降雨條件下孫家滑坡Run-out特征,并在此基礎(chǔ)上完成孫家滑坡危險性評價�；趯O家滑坡Run-out模擬結(jié)果,提取滑坡運動的速度、滑體厚度及影響范圍等滑坡作用強度參數(shù),結(jié)合承災(zāi)體脆弱性或承災(zāi)能力分析,開展定量或半定量易損性評價；針對建筑物易損性,以滑坡沖擊能量或沖擊力與承災(zāi)體抗沖擊能或抗沖擊力比值作為易損性值�；诂F(xiàn)場調(diào)查資料進行承災(zāi)體價值估算,進而完成孫家滑坡定量風險評估,評估結(jié)果表明：孫家滑坡在一百年一遇的極端降雨條件下失穩(wěn)破壞造成的總?cè)丝趥鲲L險為33人,總經(jīng)濟損失風險為2658萬元。(7)以三峽庫區(qū)萬州區(qū)為例,開展了萬州全區(qū)、萬州城區(qū)及萬州孫家滑坡三個不同空間尺度的滑坡災(zāi)害風險評估示范研究,實現(xiàn)了滑坡風險在空間尺度上由大到小、評估結(jié)果由粗略至精細的風險定位研究�；谔剿餍蕴岢龅膰鴥�(nèi)滑坡災(zāi)害風險評估技術(shù)流程,開展了萬州全區(qū)、萬州城區(qū)以及萬州區(qū)孫家滑坡三個不同空間尺度的滑坡災(zāi)害風險評估示范研究。采用統(tǒng)計分析方法得到的萬州全區(qū)滑坡災(zāi)害風險結(jié)果表明萬州區(qū)滑坡高風險區(qū)域主要位于萬州城區(qū)及鐵峰山背斜側(cè)翼條狀地帶；根據(jù)全區(qū)的風險區(qū)劃結(jié)果定位到滑坡高風險的萬州城區(qū),應(yīng)用確定性模型開展考慮降雨和庫水位等誘發(fā)因素作用下的萬州城區(qū)堆積層滑坡風險評估研究,結(jié)果表明城區(qū)風險較全區(qū)預(yù)測結(jié)果偏小,究其原因為全區(qū)較大的空間尺度條件下,單方面考慮了城區(qū)強烈的人類工程活動造成對斜坡穩(wěn)定性不利的影響,而忽視了有利于斜坡穩(wěn)定性的滑坡工程治理措施；根據(jù)鐵峰山背斜側(cè)翼條狀高風險區(qū)定位到孫家滑坡,其在百年一遇的極端降雨條件下再次失穩(wěn)滑動將會造成總?cè)丝趥鲲L險33人,總經(jīng)濟損失風險2658萬元的高風險。示范研究實現(xiàn)了滑坡風險在空間尺度上由大到小、評估結(jié)果由粗略至精細的風險定位研究。
【關(guān)鍵詞】：滑坡災(zāi)害 風險評估 時空尺度 萬州區(qū) 動態(tài)風險
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P642.22
【目錄】：

• 作者簡介6-8
• 摘要8-12
• ABSTRACT12-19
• 第一章 緒論19-33
• §1.1 選題的背景及意義19-21
• §1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題21-29
• 1.2.1 滑坡災(zāi)害風險評估與管理體系標準化研究進展21-23
• 1.2.2 滑坡風險評估技術(shù)方法和應(yīng)用實踐研究現(xiàn)狀23-28
• 1.2.3 存在的問題28-29
• §1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線29-33
• 1.3.1 論文主要研究內(nèi)容29-30
• 1.3.2 技術(shù)路線30-31
• 1.3.3 主要創(chuàng)新點31-33
• 第二章 滑坡風險評估與管理理論體系33-54
• §2.1 滑坡風險評估與管理基本概念33-35
• §2.2 滑坡風險評估技術(shù)流程概述35-42
• 2.2.1 風險評估技術(shù)流程35-38
• 2.2.2 風險評估基礎(chǔ)數(shù)據(jù)38-42
• §2.3 滑坡風險評估關(guān)鍵問題探討42-51
• 2.3.1 滑坡災(zāi)害分類研究43-45
• 2.3.2 風險評估時間尺度45-47
• 2.3.3 風險評估空間尺度47-51
• §2.4 國內(nèi)滑坡風險評估技術(shù)流程探討51-54
• 第三章 滑坡風險評估主要內(nèi)容與技術(shù)方法54-76
• §3.1 概述54
• §3.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與滑坡編錄54-55
• §3.3 滑坡災(zāi)害易發(fā)性評價55-57
• 3.3.1 信息量模型55-56
• 3.3.2 邏輯回歸模型56-57
• §3.4 滑坡災(zāi)害危險性評價57-68
• 3.4.1 滑坡頻率和概率分析58-64
• 3.4.2 極值降雨特征及其重現(xiàn)期分析64-65
• 3.4.3 滑坡滑動特征(RUN-OUT)分析65-68
• §3.5 滑坡災(zāi)害后果評價68-76
• 3.5.1 承災(zāi)體調(diào)查與識別68-69
• 3.5.2 承災(zāi)體經(jīng)濟價值評估69-70
• 3.5.3 承災(zāi)體易損性評價70-76
• 第四章 萬州區(qū)滑坡災(zāi)害風險研究76-105
• §4.1 萬州區(qū)基礎(chǔ)地理與地質(zhì)環(huán)境概況76-81
• 4.1.1 萬州區(qū)自然地理概況76-78
• 4.1.2 萬州區(qū)地質(zhì)環(huán)境概況78-81
• §4.2 萬州區(qū)滑坡災(zāi)害概況及其影響因素81-82
• §4.3 萬州區(qū)滑坡災(zāi)害易發(fā)性評價82-93
• 4.3.1 滑坡易發(fā)性評價指標體系建立83-87
• 4.3.2 基于信息量模型的滑坡易發(fā)性分區(qū)87-89
• 4.3.3 基于邏輯回歸模型的滑坡易發(fā)性分區(qū)89-92
• 4.3.4 滑坡易發(fā)性結(jié)果對比分析與精度評價92-93
• §4.4 萬州區(qū)滑坡災(zāi)害危險性區(qū)劃93-98
• 4.4.1 滑坡災(zāi)害規(guī)�！l率分析94
• 4.4.2 考慮降雨誘發(fā)因素的滑坡危險性評價94-98
• §4.5 萬州區(qū)滑坡災(zāi)害風險區(qū)劃98-105
• 4.5.1 萬州區(qū)承災(zāi)體類型及易損性評價98-99
• 4.5.2 萬州區(qū)承災(zāi)體價值評估99-103
• 4.5.3 萬州區(qū)滑坡災(zāi)害風險區(qū)劃103-105
• 第五章 萬州城區(qū)滑坡災(zāi)害風險研究105-124
• §5.1 概述105-106
• §5.2 萬州城區(qū)滑坡災(zāi)害類型及特征106-108
• §5.3 萬州城區(qū)滑坡災(zāi)害危險性區(qū)劃108-119
• 5.3.1 確定性模型指標因素109-115
• 5.3.2 基于TRIGRS模型的危險性區(qū)劃115-117
• 5.3.3 滑坡危險性區(qū)劃結(jié)果分析及驗證117-119
• §5.4 萬州城區(qū)滑坡災(zāi)害風險區(qū)劃119-124
• 5.4.1 萬州城區(qū)承災(zāi)體調(diào)查與識別120-122
• 5.4.2 萬州城區(qū)滑坡風險區(qū)劃122-124
• 第六章 萬州區(qū)孫家滑坡風險研究124-150
• §6.1 滑坡區(qū)概況124-126
• 6.1.1 自然地理124-125
• 6.1.2 地質(zhì)環(huán)境125-126
• §6.2 滑坡基本特征126-129
• 6.2.1 滑坡空間形態(tài)126-127
• 6.2.2 滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征127-128
• 6.2.3 滑坡水文地質(zhì)條件128-129
• §6.3 滑坡破壞機理及解體模式129-136
• 6.3.1 滑坡影響因素及破壞機理129-130
• 6.3.2 滑坡變形破壞過程及解體模式130-136
• §6.4 孫家滑坡危險性評價136-142
• 6.4.1 孫家滑坡失穩(wěn)概率分析136-138
• 6.4.2 滑坡Run-out數(shù)值模擬138-142
• §6.5 孫家滑坡風險評估142-150
• 6.5.1 承災(zāi)體類型及價值估算143-145
• 6.5.2 承災(zāi)體易損性評價145-148
• 6.5.3 孫家滑坡風險評估148-150
• 第七章 結(jié)論與展望150-154
• §7.1 結(jié)論150-152
• §7.2 下一步工作展望152-154
• 致謝154-156
• 參考文獻156-166

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張業(yè)成，，張梁;論地質(zhì)災(zāi)害風險評價[J];地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護;1996年03期

2 喬建平;楊宗佶;;區(qū)域滑坡風險綜合評估的三要素[J];工程地質(zhì)學報;2012年01期

3 王濤;吳樹仁;石菊松;;國際滑坡風險評估與管理指南研究綜述[J];地質(zhì)通報;2009年08期

  本文關(guān)鍵詞：三峽庫區(qū)萬州區(qū)滑坡災(zāi)害風險評估研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：300795