基于GIS的区域公路边坡灾害评价与预测研究
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摘要
公路边坡地质灾害对公路交通的危害十分严重，严重制约了公路建设和区域经济的发展。本文以公路边坡地质灾害和由暴雨洪水引起的公路边坡水毁灾害为研究对象，对陕西省公路边坡灾害评价和预测进行了全面系统的研究，旨在为陕西省路网规划、灾害防治及养护提供指导，通过公路边坡灾害的预测预警，达到减少灾害损失的目的，实现人、车、路、环境的和谐。
通过对陕西省自然环境、区域公路边坡灾害特征等进行调查分析，从区域地质、地形地貌、诱发条件及其它因素等四方面，分析了区域灾害成灾机理和主要灾害影响因素，建立了区域灾害评价指标体系。
对目前常用的区域灾害危险性评价理论进行了对比分析，结合公路工程特点，以基于GIS的区域影响因素叠加法为思路，建立了以降雨、地形坡度、岩土类型、地表切割密度、植被覆盖度、区域河网密度和地震等自然因素为公路边坡灾害危险性主要影响要素的区域公路边坡灾害危险性评价模型。完成了基于GIS的陕西省公路边坡灾害危险性评价因素数据的分析和成图，进行了陕西省公路边坡灾害危险性空间分析及危险性分级。
在提出了危险性分区的命名原则与方法的基础上，根据陕西省公路边坡灾害危险性分级指标及分级标准，将陕西省划分为15个公路边坡灾害危险区（微度危险区、轻度危险区及极严重危险区各1个，9个中度危险区和3个严重危险区）。从区域危险性和路网危险性两个层面对陕西省公路边坡灾害危险性进行了评价，并提出了区域及路网灾害防治对策。填补了陕西省公路边坡灾害区域危险性研究的空白。
降雨是公路边坡灾害最主要的诱发因素，在综合考虑降雨入渗及蒸发的基础上，提出了以有效降雨量为指标的公路边坡灾害危险性预测方法；结合陕西省区域降雨条件和地表条件的差异，通过对区域降雨量折减系数的调整（陕北地区为0.8，关中地区为0.85，陕南秦巴山区为0.9），提出了适合陕西省的区域公路边坡灾害有效降雨量计算模型；在此基础上，结合理论研究和资料验证，提出了基于雨量线的公路边坡灾害区域预警模型。公路边坡灾害区域预警修正模型的提出，使区域预警的针对性和实用性得到大幅度提高。
确定了陕西省公路边坡灾害各级危险区的预警值和预警值分布图，完成了区域公路边坡灾害的预测预警工作。区域预警值的确定为陕西省公路边坡灾害的预警工作提出了切实有效的量化参数，使预警精度得到了大幅度的提高，具有重要的实用价值。
论文研究成果对区域路网规划、灾害防治、公路养护及减灾防灾，具有重要指导作用和参考价值。
The slope stability has serious impact on highway traffic, and hampered the highwayconstruction and regional economic development. The paper takes geological hazards andflood hazards caused by heavy rain as the research object, aiming to providing guidance fornetwork planning, disaster prevention and maintenance, reducing the hazards and realizing theharmony of people, vehicles, road and environment by highway slope hazards assessment andprediction research.
Index system of highway slope hazards assessment was established through in.depthresearch on natural environment of shaanxi province, highway slope hazards features andhazards formation mechanism from regional geology, topography, conditions and otherfactors.
After comparing commonly theory of regional disaster risk assessment, calculationmodel of highway slope disaster risk index, which was impacted by rainfall, terrain slope, soiltypes, surface cutting density, vegetation coverage, regional river density and earthquakes wasestablished.
Data analysis and mapping was done by GIS as well as the spatial analysis and riskclassification.
Based on the principle and method of risk zoning naming, shaanxi province was dividedinto15risk area (there is1micro danger area,1mild danger area,1extremely serious danger,9moderate danger area and3serious danger area). Highway slope hazard was evaluated fromregional and highway network levels, and countermeasures were put forward.
Combined with regional rainfall condition and surface condition of shaanxi province,effectively rainfall calculation model was put forward for the regional highway slope hazardin shaanxi by the adjustment of fold reduction factor （in shanbei region for0.8,guanzhongregion for0.85,qingling.bashan mountains for0.9）. The highway slope hazards warningmodel of shaanxi province was put forward based on theoretical research and data validation.Different levels of warning value and its distribution was determined. The regional highwayslope hazard prediction warning work has done.
Through research, this paper has made some achievements. It is hoped that there will besome reference meaning in shaanxi province network planning, hazards prevention and cure,highway maintenance and disaster prevention and reduction.
The researches in the paper has important guiding role and reference value on theregional network planning, disaster prevention, highway maintenance and disaster preventionand reduction.
通过对陕西省自然环境、区域公路边坡灾害特征等进行调查分析，从区域地质、地形地貌、诱发条件及其它因素等四方面，分析了区域灾害成灾机理和主要灾害影响因素，建立了区域灾害评价指标体系。
对目前常用的区域灾害危险性评价理论进行了对比分析，结合公路工程特点，以基于GIS的区域影响因素叠加法为思路，建立了以降雨、地形坡度、岩土类型、地表切割密度、植被覆盖度、区域河网密度和地震等自然因素为公路边坡灾害危险性主要影响要素的区域公路边坡灾害危险性评价模型。完成了基于GIS的陕西省公路边坡灾害危险性评价因素数据的分析和成图，进行了陕西省公路边坡灾害危险性空间分析及危险性分级。
在提出了危险性分区的命名原则与方法的基础上，根据陕西省公路边坡灾害危险性分级指标及分级标准，将陕西省划分为15个公路边坡灾害危险区（微度危险区、轻度危险区及极严重危险区各1个，9个中度危险区和3个严重危险区）。从区域危险性和路网危险性两个层面对陕西省公路边坡灾害危险性进行了评价，并提出了区域及路网灾害防治对策。填补了陕西省公路边坡灾害区域危险性研究的空白。
降雨是公路边坡灾害最主要的诱发因素，在综合考虑降雨入渗及蒸发的基础上，提出了以有效降雨量为指标的公路边坡灾害危险性预测方法；结合陕西省区域降雨条件和地表条件的差异，通过对区域降雨量折减系数的调整（陕北地区为0.8，关中地区为0.85，陕南秦巴山区为0.9），提出了适合陕西省的区域公路边坡灾害有效降雨量计算模型；在此基础上，结合理论研究和资料验证，提出了基于雨量线的公路边坡灾害区域预警模型。公路边坡灾害区域预警修正模型的提出，使区域预警的针对性和实用性得到大幅度提高。
确定了陕西省公路边坡灾害各级危险区的预警值和预警值分布图，完成了区域公路边坡灾害的预测预警工作。区域预警值的确定为陕西省公路边坡灾害的预警工作提出了切实有效的量化参数，使预警精度得到了大幅度的提高，具有重要的实用价值。
论文研究成果对区域路网规划、灾害防治、公路养护及减灾防灾，具有重要指导作用和参考价值。
The slope stability has serious impact on highway traffic, and hampered the highwayconstruction and regional economic development. The paper takes geological hazards andflood hazards caused by heavy rain as the research object, aiming to providing guidance fornetwork planning, disaster prevention and maintenance, reducing the hazards and realizing theharmony of people, vehicles, road and environment by highway slope hazards assessment andprediction research.
Index system of highway slope hazards assessment was established through in.depthresearch on natural environment of shaanxi province, highway slope hazards features andhazards formation mechanism from regional geology, topography, conditions and otherfactors.
After comparing commonly theory of regional disaster risk assessment, calculationmodel of highway slope disaster risk index, which was impacted by rainfall, terrain slope, soiltypes, surface cutting density, vegetation coverage, regional river density and earthquakes wasestablished.
Data analysis and mapping was done by GIS as well as the spatial analysis and riskclassification.
Based on the principle and method of risk zoning naming, shaanxi province was dividedinto15risk area (there is1micro danger area,1mild danger area,1extremely serious danger,9moderate danger area and3serious danger area). Highway slope hazard was evaluated fromregional and highway network levels, and countermeasures were put forward.
Combined with regional rainfall condition and surface condition of shaanxi province,effectively rainfall calculation model was put forward for the regional highway slope hazardin shaanxi by the adjustment of fold reduction factor （in shanbei region for0.8,guanzhongregion for0.85,qingling.bashan mountains for0.9）. The highway slope hazards warningmodel of shaanxi province was put forward based on theoretical research and data validation.Different levels of warning value and its distribution was determined. The regional highwayslope hazard prediction warning work has done.
Through research, this paper has made some achievements. It is hoped that there will besome reference meaning in shaanxi province network planning, hazards prevention and cure,highway maintenance and disaster prevention and reduction.
The researches in the paper has important guiding role and reference value on theregional network planning, disaster prevention, highway maintenance and disaster preventionand reduction.
引文
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