摘要
三峡库区地处我国地势的第二阶梯东缘,两岸地形复杂,高差悬殊,山高坡陡,河谷深切,库区沿岸地质地貌条件极其复杂,滑坡、崩塌及泥石流时有发生。库区地质环境极其脆弱,是我国地质灾害的高发和易发地区。据调查,三峡工程库区规模较大的滑坡有2100余处,受三峡水库蓄水及库水位涨落影响而不稳定和潜在不稳定的滑坡达1130余处。依据其危险性、防治难度及危害对象的可迁移程度,可分为工程治理、搬迁避让和监测预警三种类型。根据目前我国国力,对如此众多的滑坡灾害,不可能投入巨资对所有滑坡进行工程治理,而监测预警则是其中技术可行、经济合理、安全可靠的首选防治措施。
三峡库区地质灾害监测预警体系自运行以来,已经发挥了巨大的经济和社会效益。在三峡库区滑坡防治三期规划中,监测预警的滑坡占防治总数的66%,体积占69.3%,人口占到36.7%。这些数量众多的监测预警工程,其具体实施的监测预警预报效果如何,包括专业监测、群测群防、应急监测工程和预警预报效果一直是困扰库区地质灾害主管部门的一个问题。因此,开展滑坡灾害的监测预报效果评估研究工作,对于避免和减轻地质灾害及造成的损失,具有十分重要的现实意义和巨大的经济与社会效益。同时,该项工作对丰富和发展库区滑坡监测预报有关的理论,推动三峡库区监测预报工作的评估方法或标准的形成,推动三峡库区滑坡监测预报工作走上正规化、标准化道路,以及在三峡工程后期治理规划方面具有重要的现实意义。
本论文是在国内外相关学者研究的基础之上,结合“三峡库区地质灾害预警指挥系统”的子课题“三峡库区地质灾害监测预报分析及评估”开展的研究工作。在收集、整理国内外滑坡灾害,尤其是三峡库区滑坡监测预报相关资料基础之上,建立了滑坡监测预报效果评估指标体系及评估数学模型,结合三峡库区监测预警指挥系统,采用.net开发工具和Oracle数据库,研发了三峡库区滑坡监测预报效果评估软件。
本论文的研究内容和取得的成果如下:
(1)论文在全面分析三峡库区滑坡监测工作的基础之上,提出了一套三峡库区滑坡监测效果的评估指标体系。该指标体系共分为3个一级指标,包括专业监测指标、群测群防指标和组织管理指标,在一级指标下面共包括12个二级指标,36个三级指标,针对各指标内容及含义进行了详细介绍。
(2)构建了基于模糊数学综合评估法和证据理论的滑坡监测效果评估数学模型。针对两种效果评估模型的原理、构建方法、以及计算步骤等进行了详细的介绍,并对两种数学模型的特点进行了讨论,最后分别通过滑坡监测实例进行了应用。
(3)对有关滑坡应急监测的相关概念、应急监测监测点位的布设、应急监测预案以及应急指挥系统的建立进行了系统的介绍与分析。滑坡的应急监测效果评估模型包括应急监测效果的动态评估模型和应急监测效果的静态评估模型。其中在动态评估模型中采用了“可减缓性”的动态评估概念。对于“可减缓性”动态评估的概念、突发滑坡事件分类以及动态评估模型和评估步骤进行了详细的介绍。构建了一套由3个一级指标,8个二级指标的完整应急监测效果静态评估指标体系。
(4)对库区滑坡预报效果评估进行研究,将滑坡预报模型效果评估分为发生前效果评估和发生后效果评估。发生前效果评估采用预报质量评估方法和滑坡预评估机模型。在预报模型的质量评估方法中,建立了滑坡预报质量评估的指标体系,包括两个指标(拟合效果指标和试预报效果指标)一个指数。采用预报质量评估方法,通过三峡库区某滑坡监测实例,证明滑坡的预报质量评估方法是一种有效实用的滑坡预报模型效果评估手段。此外,对预报预评估机模型做了介绍和探讨。针对发生后效果评估,提出了滑坡预报效果后评估的评估方法,包括两种情况,一种是滑坡未发生整体滑动,仍处于持续变形之中或者变形保持不变,另一种是整体已经发生滑动的滑坡,对上述两种情况分别提出了相应的评估方法。
(5)以前述研究成果为基础,结合计算机网络技术,基于三峡库区滑坡监测预警指挥系统的研发框架,研发了三峡库区滑坡监测预报效果评估系统。该评估系统采用.net技术,基于网络环境研发。所研发的评估系统易于操作、界面美观,简单实用,便于评估人员对库区滑坡的监测预报效果展开评估。采用该评估软件,对三峡库区某滑坡进行了监测效果评估,取得了较好的评估结果。
Three Gorges Reservoir Region is located in the second step of China terraineastern margin with the complicated topography including high mountains and steepslopes, deep valleys. The reservoir region coastal geological and geomorphologicalconditions are extremely complex, landslide, rockfall and debris flow have occurred.Geological environment of Three Gorges Reservoir Region is extremely fragile, withhigh incidence and easy-prone regions of geological disasters in China. According tothe survey, the large-scale landslides are more than2100in Three Gorges Project,with the reservoir water level fluctuation effects of instability and potential instabilityof the landslide of1130. Based on risk, prevention and treatment difficulty andhazards object migration, hazards object can be divided into project management,relocation and monitoring and early warning type. According to the present China'snational strength, so many of the landslide hazard can not be invested heavily inproject management for all landslide, monitoring and early warning which istechnically feasible, economically reasonable, safe are reliable choice for preventionand treatment measures.
Monitoring and early warning system of Three Gorges Reservoir Region hasplayed a big role for economic and social benefit since operation. In the landslideprevention and controlling’s third planning of Three Gorges Reservoir, landslides ofmonitoring and early warning accounted for66%, volume accounted for69.3%andthe population accounted for36.7%in the total landslide number. Such a largenumber of monitoring and early warning projects, its implementation to themonitoring and early warning and forecasting, including the professional monitoring,group measurement and prevention, emergency monitoring projects and early warning and forecast the effect have been a problem plaguing the department in charge ofgeological disasters. Therefore, this paper which carry out the landslide disastermonitoring and forecasting effect assessment studies has practical significance andgreat economic and social benefits to avoid and reduce geological disasters losses. Atthe same time, the work is also good to enrich and develop landslide monitoringrelevant theoretical forecast to monitoring and forecasting effect assessment methodsand standards formation of Three Gorges Reservoir Region, to promote thenormalization and standardization of Three Gorges Reservoir Region landslidestandardization of the road. And also, it has important practical significance in the lateregulation planning part of Three Gorges Project.
On the basis of domestic and international scholars research, this paper carriesout with the sub-project “Three Gorges Reservoir Region geological disastermonitoring and forecasting analysis and assessment” of “Three Gorges ReservoirRegion geological disaster early warning command system”. In collecting, analyzinglandslide disasters instances at home and abroad, especially the information on thebasis of the landslide monitoring and forecasting of Three Gorges Reservoir Region,this paper established evaluation mathematical models of monitoring and forecastingeffect assessment indicators system of landslide, Using.Net development tools andthe Oracle database, this paper developed by the Three Gorges Reservoir Regionlandslide early warning command system monitoring and forecasting effect evaluationsoftware. These provide scientific basis for the assessment of landslide hazardmonitoring and forecasting of Three Gorges Reservoir Region effect and disasterprevention and mitigation decision-making.
The contents and the results of this paper are as follows:
(1)On the basis of a comprehensive analysis of the landslide monitoring workof Three Gorges Reservoir Region, this paper proposed an evaluation index system oflandslide monitoring effect of Three Gorges Reservoir Region landslide. The indexsystem is divided into the3first grade indexes, including professional monitoringindicators, group measurement and guardsagainst indicators and organizationalmanagement indicators. In3first grade indexes includes12second grade indexes, anddetails of the meaning and content of the various indicators are introduced here.
(2)In the evaluation of the mathematical model, The author constructmathematical model of landslide monitoring effect assessment based on fuzzymathematical comprehensive evaluation method and evidence theory. For theprinciple of the two models, construction method, and calculation procedures, Papers were respectively described in detail, and the characteristics of the two mathematicalmodels were discussed, and finally respectively by a landslide monitoring instances ofthe application.
(3)The paper summarizes the concept of the landslide emergency monitoring,organization and implementation and emergency monitoring point layout of theemergency monitoring and how to build emergency monitoring commandsystem.Landslide emergency monitoring of the evaluation model includes the effectof the dynamic assessment model of emergency monitoring and emergencymonitoring of the effect of static assessment model. Papers introduced the concept“mitigability”dynamic assessment to the landslide emergency monitoring andevaluation. The paper introduces the concept “mitigability” dynamic assessment, thesudden landslide event classification and model of dynamic assessment andevaluation steps. The paper constructs a3first grade indexes,8second grade indexessystem of complete emergency monitoring the effect of static evaluation indexsystem. The system has important theoretical and practical guiding significance forcarrying out landslide emergency monitoring work.
(4)Through the landslide forecast model study, the effect assessment can bedivided into prior and after effect evaluation of landslide forecast model. Prior effectevaluation of landslide forecast model used forecast quality assessment method andlandslide Pre-evaluation machine model. Forecast quality assessment method included2indexes(fitting effect index and test forecast effect index) and1index. By alandslide monitoring instance of Three Gorges Reservoir Region, the landslide qualityassessment methods are proved to be an effective and practical effect of landslideforecast model for assessment tools. In addition, presentation and discussion have bemade for pre-evaluation machine model. It introduced the assessment to the effect ofslope prediction methods, including two cases. The first, landslide is not a whole slide,and still is among the continuous deformation or deformation remains unchanged, theother is the overall sliding landslide. The appropriate assessment methods arerespectively proposed.
(5)On the basis of above research results and the framework of three GorgesReservoir Region landslide monitoring and early warning command system, wedeveloped Three Gorges Reservoir Region landslide monitoring and forecasting effectassessment system. The evaluation system uses.NET framework development,development of web-based environment. The system is easy operation, beautifulinterface, easy to developing the assessment work of landslide monitoring and forecasting effect. By monitoring the effect of assessment, the software on a landslidein Three Gorges Reservoir Region, It achieved good results of the assessment.
引文
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