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    基于投影寻踪模型的滑坡危险性等级评价

    谢贤健 韦方强 张继 石勇国 韩光中 胡学华

    谢贤健, 韦方强, 张继, 石勇国, 韩光中, 胡学华, 2015. 基于投影寻踪模型的滑坡危险性等级评价. 地球科学, 40(9): 1598-1606. doi: 10.3799/dqkx.2015.144
    引用本文: 谢贤健, 韦方强, 张继, 石勇国, 韩光中, 胡学华, 2015. 基于投影寻踪模型的滑坡危险性等级评价. 地球科学, 40(9): 1598-1606. doi: 10.3799/dqkx.2015.144
    Xie Xianjian, Wei Fangqiang, Zhang Ji, Shi Yongguo, Han Guangzhong, Hu Xuehua, 2015. Application of Projection Pursuit Model to Landslide Risk Classification Assessment. Earth Science, 40(9): 1598-1606. doi: 10.3799/dqkx.2015.144
    Citation: Xie Xianjian, Wei Fangqiang, Zhang Ji, Shi Yongguo, Han Guangzhong, Hu Xuehua, 2015. Application of Projection Pursuit Model to Landslide Risk Classification Assessment. Earth Science, 40(9): 1598-1606. doi: 10.3799/dqkx.2015.144

    基于投影寻踪模型的滑坡危险性等级评价

    doi: 10.3799/dqkx.2015.144
    基金项目: 

    四川省教育厅科研创新团队基金项目 14TD0026

    国家公益性行业(气象)专项项目 GYHY201006039

    详细信息
      作者简介:

      谢贤健(1978-), 男, 副教授.主要研究方向为水土保持理论及技术研究.E-mail: xxj007-14@tom.com

      通讯作者:

      韦方强, E-mail: fqwei@imde.ac.cn

    • 中图分类号: P642

    Application of Projection Pursuit Model to Landslide Risk Classification Assessment

    • 摘要: 危险性评价是滑坡灾害预防与减灾工作首要解决的重要内容.在地理信息系统技术支持下, 以山地灾害频发区——小江流域作为研究对象, 选取坡度、土体粘聚力和内摩擦角这3个评价指标构建滑坡危险性分级评价指标体系, 将投影寻踪技术运用到滑坡危险性等级评价中, 对评价样本的各指标因素进行线性投影, 以最优投影方向所对应的投影特征值作为评价依据, 建立了滑坡危险性等级综合评价模型, 绘制了滑坡危险性等级分布图.结果表明: 研究区极高危险区、高危险区、中等危险区、低危险区和极低危险区的面积比例为14.28∶9.41∶69.12∶7.00∶0.19;根据所建立的5级评价指标体系对研究区60个土质滑坡点资料进行了验证, 在占研究区总面积23.69%的高、极高危险区的小范围内, 实际发生土质滑坡数量45个, 占总土质滑坡数量的75.00%;中等危险性级别以上区域拥有的土质滑坡数量占全部土质滑坡的96.67%;不同危险性级别的滑坡体积方量统计结果表明, 滑坡体积方量密度随危险性级别的提高而迅速增加.对比评价结果及实测结果可知, 投影寻踪分级结果符合实际情况, 证实了该方法的正确性, 为滑坡危险性评价提供了一条新思路.

       

    • 图  1  小江流域滑坡分布

      Fig.  1.  Landslide distribution of Xiaojiang ravine

      图  2  小江流域坡度分布

      Fig.  2.  Slope distribution of Xiaojiang ravine

      图  3  小江流域地貌

      Fig.  3.  Geomorphological sketch of Xiaojiang ravine

      图  4  小江流域岩性分布

      Fig.  4.  Lithological distribution of of Xiaojiang ravine

      图  5  不同坡度级所占面积百分比

      Fig.  5.  Area percentages of different slope grades

      图  6  滑坡危险性等级分布

      Fig.  6.  Classification distribution of landslide risk zoning

      表  1  小江流域不同岩性风化产物的力学特征

      Table  1.   Mechanics characteristics of different lithological weathering products in Xiaojiang ravine

      岩性 黏聚力峰值含水量(%) 黏聚力C(kPa) 内摩擦角峰值含水量(%) 内摩擦角φ(°)
      泥质灰岩 15.70 152.74 17.9 33.5
      泥岩 13.00 34.16 10.0 33.3
      白云岩 15.50 48.50 15.2 36.9
      玄武岩 16.50 46.75 19.5 26.8
      砂岩 11.00 23.08 12.0 35.2
      粉砂岩 10.00 53.23 11.2 33.2
      第四纪冲洪积 11.00 57.57 12.0 37.0
      板岩 10.70 99.10 10.8 40.4
      千枚岩 9.20 40.70 10.7 33.3
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      表  2  斜坡岩石土体稳定性分级

      Table  2.   Stability classification of slope rock soil mass

      坡度(°) 黏聚力C(kPa) 内摩擦角φ(°) 稳定性级别
      < 3 >220 >37
      3~8 120~220 29~37
      8~15 80~120 19~29
      15~25 50~80 13~19
      >25 < 50 < 13
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      表  3  各等级的投影特征值

      Table  3.   Projection value of each stability grade

      坡度(°) 黏聚力C(kPa) 内摩擦角φ(°) 投影特征值
      3 220 37 0.000 9
      8 120 29 0.211 7
      15 80 19 0.515 0
      25 50 13 0.951 6
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      表  4  基于投影特征值的滑坡危险性等级分级

      Table  4.   Stability classification based on projection value

      投影特征值 稳定性等级 滑坡危险性评价等级
      < 0.000 9 极低危险
      0.000 9~0.211 7 低危险
      0.211 8~0.515 0 中等危险
      0.515 1~0.951 6 高危险
      >0.915 6 极高危险
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      表  5  危险性级别面积比例和检验滑坡点在各级别中的分布比例

      Table  5.   Distributing area and quantity of landslides at each risk level

      滑坡危险性评价等级 总面积(km2) 面积比例(%) 滑坡个数(个) 滑坡相对概率(%) 滑坡方量(104 m3) 滑坡方量密度(104 m3/km2)
      极低危险 5.78 0.19 0 0.00 0 0.00
      低危险 213.10 7.00 2 3.33 1 220 5.73
      中等危险 2104.22 69.12 13 21.67 11 530 5.48
      高危险 286.47 9.41 6 10.00 11 050 38.57
      极高危险 434.73 14.28 39 65.00 75 458 173.57
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    • Chai, B., Yin, K.L., Wang, Y., et al., 2007. Sensitivity Analysis of Landslide Stability Based on Distribution Models of Influencing Factors. Rock and Soil Mechanics, 28(12): 2624-2628 (in Chinese with English abstract). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=ytlx200712027
      Chen, G., Meng, X.M., Guo, P., et al., 2011. Landslide Susceptibility Mapping Based on GIS and Information Value Model in Bailong River Basin. Journal of Lanzhou University (Natural Sciences), 47(6): 1-6 (in Chinese with English abstract). http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lzdxxb201106001
      Chen, G.J., Li, C.A., Chen, S., et al., 2013. Landsilide Development and Geological Process of Watercourse of Evolution in the Three Gorges Reservoir Area. Earth Science—Journal of China University of Geosciences, 38(2): 411-416 (in Chinese with English abstract). doi: 10.3799/dqkx.2013.040
      Dai, Z.H., Lu, C.J., 2006. Mechanical Explanations on Mechanism of Slope Stability. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 28(10): 1191-1197 (in Chinese with English abstract). http://www.researchgate.net/publication/295794542_Mechanical_explanations_on_mechanism_of_slope_stability
      Du, R.H., Kang, Z.C., Chen, X.Q., et al., 1987. Comprehensive Investigation and Study of Control Plan on Xiaojiang Debris Flow in Yunnan Province. Science and Technical Documentation Press Bureau of Chongqing, Chongqing (in Chinese).
      Fu, Q., Zhao, X.Y., 2007. Principle and Its Application of Projection Pursuit Model. Science Press, Beijing (in Chinese).
      Huang, B.L., Chen, X.T., 2007. Deformation Failure Mechanism of Baijiabao Landslide in Xiangxi River Valley. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 29(6): 938-942 (in Chinese with English abstract). http://www.researchgate.net/publication/294297514_Deformation_failure_mechanism_of_Baijiabao_landslide_in_Xiangxi_River_Valley
      Lan, H.X., Wu, F.Q., Zhou, C.G., et al., 2002. Analysis on Susceptibility of GIS Based Landslide Triggering Factors in Yunnan Xiaojiang Watershed. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 21(10): 1500-1506 (in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-YSLX200210015.htm
      Lee, S., Pradhan, B., 2007. Landslide Hazard Mapping at Selangor, Malaysia Using Frequency Ratio and Logistic Regression Models. Landslide, 4(1): 33-41. doi: 10.1007/s10346-006-0047-y
      Li, J.X., 2011. Hazards in Formation Mechanism and Non-linear Prediction of Landslide Longzi County, Tibet (Dissertation). Jilin University, Changchun, 97-99 (in Chinese with English abstract).
      Lee, S.T., Li, X., Liu, Y.H., 2006. Study on Generation and Evolution of Maoping Landslide on Qingjiang River. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 25(2): 377-384 (in Chinese with English abstract). http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical_yslxygcxb200602026.aspx
      Liu, H.S., Yang, J.B., Bo, J.S., et al., 2008. Influences of Physical and Mechanical Parameters of Geo-material on Stability of Rock Landslide. Coal Geology & Exploration, 36(1): 37-40 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-MDKT200801011.htm
      Lu, W.D., 2003. SPSS for Windows Statistical Analysis. Electronic Science and Technology Press, Beijing (in Chinese).
      Ma, Z.Z., He, Y.P., Xie, H., et al., 2003. GIS-Based Mapping and Zonation of Landslide Hazards in Xiaojiang Valley of Southwestern China. Wuhan University of Natural Sciences, 8(3): 1 021-1 028. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-WHDZ2003S2018.htm
      Quan, Q., Wang, L.Z., Huang, C.M., 2006. The Assessment and Management of Seismic Risk Based on Information Diffusion Method in Yunnan Province, China. Northwestern Seismological Journal, 28(2): 180-183 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-ZBDZ200602016.htm
      Shen, Q., Chen, C.X., Wang, R., 2006. Analysis of Mechanical Parameters of Slip Surface for Basalt Landslide in Yunnan. Rock and Soil Mechanics, 27(12): 2309-2313 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-YTLX200612042.htm
      Tang, H., Wan, W., Liu, J.H., 2011. Evaluation of Underground Cavern Rock Quality Based on Uncertainty Measure Theory. Rock and Soil Mechanics, 32(4): 1181-1185 (in Chinese with English abstract). http://www.researchgate.net/publication/289802768_Evaluation_of_underground_cavern_rock_quality_based_on_uncertainty_measure_theory
      Tang, Q.Y., 2010. DPS Data Processing System. Science Press, Beijing (in Chinese).
      The Drawing Group of the People's Republic of China National Standard, 1995. GB50218-94 Engineering Rock Mass Classification Standard. China Planning Press, Beijing (in Chinese).
      Wang, Z.W., Li, D.Y., Wang, X.G., 2007. Zonation of Landslide Hazards Based on Weights of Evidence Model. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 29(8): 1268-1273 (in Chinese with English abstract). http://www.cqvip.com/QK/95758X/20078/25247733.html
      Wu, Y.P., Zhang, Q.X., Tang, H.M., et al., 2014. Landslide Hazard Warning Based on Effective Rainfall Intensity. Earth Science—Journal of China University of Geosciences, 39(7): 889-895 (in Chinese with English abstract). doi: 10.3799/dqkx.2014.083
      Xie, L.L., 2005. A Method for Evaluating Cities' Ability of Reducing Earthquake Disasters. Northwestern Seismological Journal, 27(4): 296-304 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DGGC200603001.htm
      柴波, 殷坤龙, 汪洋, 等, 2007. 基于影响因素分布模型的滑坡稳定性敏感分析. 岩土力学, 28(12): 2624-2628. doi: 10.3969/j.issn.1000-7598.2007.12.027
      陈冠, 孟兴民, 郭鹏, 等, 2011. 白龙江流域基于GIS与信息量模型的滑坡危险性等级区划. 兰州大学学报(自然科学版), 47(6): 1-6. doi: 10.3969/j.issn.1000-2804.2011.06.001
      陈国金, 李长安, 陈松, 等, 2013. 长江三峡库区滑坡发育与河道演变的地质过程分析. 地球科学——中国地质大学学报, 38(2): 411-416. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQKX201302024.htm
      戴自航, 卢才金, 2006. 边坡失稳机理的力学解释. 岩土工程学报, 28(10): 1191-1197. doi: 10.3321/j.issn:1000-4548.2006.10.003
      杜榕恒, 康志成, 陈循谦, 等, 1987. 云南小江泥石流综合考察与防治规划研究. 重庆: 科学技术文献出版重庆分社.
      付强, 赵小勇, 2007. 投影寻踪模型原理及其应用. 北京: 科学出版社.
      黄波林, 陈小婷, 2007. 香溪河流域白家堡滑坡变形失稳机制分析. 岩土工程学报, 29(6): 938-942. doi: 10.3321/j.issn:1000-4548.2007.06.026
      兰恒星, 伍法权, 周成虎, 等, 2002. 基于GIS的云南小江流域滑坡因子敏感性分析. 岩石力学与工程学报, 21(10): 1500-1506. doi: 10.3321/j.issn:1000-6915.2002.10.014
      李军霞, 2011. 西藏隆子县滑坡灾害形成机理及非线性预测研究(博士学位论文). 长春: 吉林大学, 97-99.
      李守定, 李晓, 刘艳辉, 2006. 清江茅坪滑坡形成演化研究. 岩石力学与工程学报, 25(2): 377-384. doi: 10.3321/j.issn:1000-6915.2006.02.026
      刘红帅, 杨俊波, 薄景山, 等, 2008. 岩土体物理力学参数对岩质滑坡稳定性的影响. 煤田地质与勘探, 36(1): 37-40. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2008.01.010
      卢纹岱, 2003. SPSS for Windows统计分析. 北京: 电子科技出版社.
      全佺, 王玲珍, 黄成敏, 2006. 基于信息扩散理论的云南省地震风险评估及管理研究. 西北地震学报, 28(2): 180-183. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZBDZ200602016.htm
      沈强, 陈从新, 汪稔, 2006. 云南玄武岩滑坡滑动面力学参数分析. 岩土力学, 27(12): 2309-2313. doi: 10.3969/j.issn.1000-7598.2006.12.043
      唐海, 万文, 刘金海, 2011. 基于未确知测度理论的地下洞室岩体质量评价. 岩土力学, 32(4): 1181-1185. doi: 10.3969/j.issn.1000-7598.2011.04.038
      唐启义, 2010. DPS数据处理系统. 北京: 科学出版社.
      中华人民共和国国家标准编写组, 1995. GB50218-94工程岩体分级标准. 北京: 中国计划出版社.
      王志旺, 李端有, 王湘桂, 2007. 证据权法在滑坡危险度区划研究中的应用. 岩土工程学报, 29(8): 1268-1273. doi: 10.3321/j.issn:1000-4548.2007.08.026
      吴益平, 张秋霞, 唐辉明, 等, 2014. 基于有效降雨强度的滑坡灾害危险性预警. 地球科学——中国地质大学学报, 39(7): 889-895. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQKX201407011.htm
      谢礼立, 2005. 城市防震减灾能力的定义及评估方法. 西北地震学报, 27(4): 296-304. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZBDZ200504002.htm
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    • 收稿日期:  2015-03-03
    • 刊出日期:  2015-09-15

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