山西吕梁黄土滑坡成灾模式及降雨预警模型研究

论文摘要

吕梁市位于山西省西部,地处晋西黄土高原,全市大部分地区被不同厚度的黄土所覆盖,丘陵沟壑纵横,境内地质环境脆弱,地质灾害发生频繁,尤其以黄土滑坡为主。根据调查显示,吕梁市共发生黄土滑坡221例,其中小型黄土滑坡172处,中型黄土滑坡36处,大型黄土滑坡13处,没有特大型及巨型滑坡,区内潜在的灾害严重威胁着当地人民的生命财产安全。这些灾害产生的根本原因、触发因素以及如何预警成为各相关部门关心的重大问题。本文基于丰富的黄土滑坡调查数据,查明了吕梁市滑坡的位置、数量、类型等,分析了滑坡时空分布特征,开展了研究区黄土滑坡易发性区划研究。在此基础上,为有效地制定单体滑坡防治政策,进一步总结典型黄土滑坡类型,开展典型黄土滑坡主控因子及成灾模式分析,基于非饱和土理论,以前期降雨量、当日降雨量为参数对滑坡稳定性影响程度进行数值模拟分析,并以计算结果为依据构建黄土滑坡预警模型,为黄土滑坡防灾减灾提供技术支撑。得到如下结论:（1）研究区滑坡具有分布广、数量多、不均匀性等特征,其中以柳林县、交口县居多。在空间上分布具有沿不同地貌、褶皱断块具有分区性;灾害点沿公路、铁路以及河流线性分布明显;灾害点局部集中分布等特征。在时间上每年68月为滑坡发生高发期,尤其以降雨集中的78月居多,约占灾害总数的75%。（2）滑坡分布与地形地貌关系密切,高程8001300m、坡度525°、阳坡坡向、凹形坡、黄土梁岇区范围内,滑坡尤为发育。滑坡与地层岩性、植被指数、人类工程活动也有较好对应关系。（3）将研究区滑坡易发性程度分为四级:高易发区、中易发区、低易发区以及不易发区。其中,高易发区面积占吕梁市总面积的23.26%,包含滑坡灾害点115个,占灾害总比例的51.8%,中易发区占吕梁市总面积的21.74%,包含滑坡灾害点85个占灾害总比例的38.28%,低易发区占吕梁市面积的44.42%,包含滑坡灾害点数20个占灾害比例的9%,不易发区占吕梁市面积10.58%,包含滑坡点1个占灾害比例0.45%。高易发区和中易发区面积占吕梁市总面积的45%,两区灾害点数占总灾害点数的90.08%,说明易发性分区结构合理。（4）将吕梁市黄土滑坡分为Q3单一层内滑动、Q3-Q2组合地层结构层内滑动以及黄土-泥岩接触面滑动三类。其中单一层内滑动的滑坡主要与自身坡高坡度有关,坡体越高、坡度越大灾害越易于发生,暴雨常常是这类滑坡的主导因素。黄土—泥岩接触面滑坡常常形成在基岩产状平缓的高陡斜坡部位,具有滑动势能大、滑速低、滑距小的特点,暴雨常常是诱发这类滑坡的主导因素。Q3-Q2接触面组合地层结构层内滑坡大多具有坡度较陡、坡高高的特征,暴雨与工程活动常常为引起此类滑坡发生的诱发因子。（5）基于数值模拟和现场调查分析了不同类型滑坡的演化过程、成灾模式以及主控因素,表明研究区黄土滑坡是在人类工程活动和降雨耦合作用下形成的。（6）以堡只村黄土滑坡为研究对象,在分析其变形破坏特征、形成机制以及主控因子的基础上,建立了一种前期降雨量-降雨量的黄土边坡预警模型,并以滑坡滑动的降雨数据及近年来获取的监测数据进行了模型验证,结果表明该模型与实际情况一致,具有一定适用性。

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摘要

Abstract

第1章引言

1.1 选题依据与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 滑坡易发性区划研究现状

1.2.2 山西黄土滑坡分类与破坏机制研究现状

1.2.3 滑坡降雨预警研究现状

1.3 主要研究内容与技术路线

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 技术路线

第2章研究区自然地理及工程地质条件

2.1 自然地理条件

2.1.1 地理位置与交通

2.1.2 气象与水文

2.2 工程地质条件

2.2.1 地形地貌

2.2.2 地层岩性

2.2.3 新构造运动及地震

2.2.4 水文地质条件

2.2.5 人类工程活动

2.3 本章小结

第3章研究区黄土滑坡易发性区划研究

3.1 概述

3.2 黄土滑坡发育时空分布特征分析

3.2.1 空间分布特征

3.2.2 时间分布规律

3.3 易发性评价指标选取与分级

3.3.1 高程

3.3.2 坡度

3.3.3 坡向

3.3.4 坡体形态

3.3.5 起伏度

3.3.6 地貌

3.3.7 植被指数

3.3.8 地层岩性

3.3.9 人类工程活动

3.4 易发性评价指标体系

3.5 易发性评价模型与方法

3.5.1 信息量法

3.5.2 Logistic回归

3.5.3 信息量与逻辑斯回归耦合模型

3.6 易发性区划

3.7 本章小结

第4章黄土滑坡主控因子及成灾模式

4.1 概述

4.2 典型黄土滑坡类型与主控因子分析

4.3 典型滑坡成灾模式分析

3 单一黄土层内滑动'> 4.3.1 Q₃单一黄土层内滑动

4.3.2 黄土-泥岩接触面滑动

2 接触面组合地层结构层内滑动'> 4.3.3 Q-3-Q₂接触面组合地层结构层内滑动

4.4 本章小结

第5章基于非饱和土理论构建滑坡降雨预警模型

5.1 概述

5.2 模型构建思路

5.3 非饱和降雨入渗原理

5.4 数值计算的条件设定

5.5 降雨预警模型的建立

5.6 本章小结

第6章堡只村黄土滑坡降雨预警应用与分析

6.1 概述

6.2 监测数据分析

6.3 预警模型的应用

6.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的学术成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王昌明

导师: 巨能攀,胥良

关键词: 吕梁市,黄土滑坡,易发性评价,成灾模式,预警模型

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 成都理工大学

分类号: P642.22

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000804

总页数: 125

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