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滑坡监测预报效果评估方法研究-以三峡工程库区为例

作　者: 王朝阳
导　师: 许强
学　校: 成都理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 三峡库区滑坡监测预报预警监测预报效果
分类号: P642.22
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-14
第1章引言  14-29
  1.1 选题依据及研究意义  14-16
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  16-25
    1.2.1 滑坡监测国内外研究现状及发展趋势  16-20
    1.2.2 滑坡预报国内外研究现状及发展趋势  20-22
    1.2.3 国内外地质灾害监测预警系统研究现状  22
    1.2.4 滑坡监测预报效果评估研究现状及发展趋势  22-25
    1.2.5 滑坡监测和预报之间的关系  25
  1.3 主要研究内容  25-26
  1.4 研究方法及技术路线  26-28
  1.5 论文创新点  28-29
第2章三峡库区滑坡监测预报预警概况  29-47
  2.1 三峡库区监测预警工程作用  29-30
  2.2 三峡库区监测预警工作基础  30-31
  2.3 三峡库区滑坡分布特征  31-32
  2.4 三峡库区滑坡常用监测方法及仪器  32-35
  2.5 三峡库区滑坡预报预警相关理论及方法  35-46
    2.5.1 概述  35
    2.5.2 三峡库区滑坡预报  35-43
    2.5.3 三峡库区滑坡预警体系  43-46
  2.6 小结  46-47
第3章滑坡监测效果评估指标体系  47-74
  3.1 构建评估指标体系的意义  47-48
  3.2 构建评估指标体系的原则  48-49
  3.3 评估指标体系的构建  49-55
    3.3.1 评估指标体系的构建方法  49
    3.3.2 评估指标体系构建的程序  49-51
    3.3.3 评估指标体系的筛选  51-53
    3.3.4 评估指标体系的建立  53-55
  3.4 专业监测效果的评估指标体系  55-63
    3.4.1 滑坡滑动机制认识程度的评估  55-57
    3.4.2 监测点部署评估  57-58
    3.4.3 监测内容的评估  58-59
    3.4.4 监测周期的评估  59-61
    3.4.5 监测仪器的评估  61-63
    3.4.6 专业监测成果的评估  63
  3.5 群测群防效果的评估指标体系  63-68
    3.5.1 群测群防概述  63-65
    3.5.2 群测群防效果评估指标体系  65-68
  3.6 组织管理的评估指标  68-70
    3.6.1 专业监测组织管理评估  68
    3.6.2 群测群防组织管理评估  68-69
    3.6.3 组织管理创新性方面的评估  69-70
  3.7 评估模型及指标权重的确定  70-72
    3.7.1 评估模型的确定  70
    3.7.2 评估指标的权重  70-71
    3.7.3 各种权重确定方法  71-72
  3.8 滑坡监测效果评估的基本程序  72-73
  3.9 小结  73-74
第4章滑坡监测效果评估数学模型  74-101
  4.1 滑坡监测效果的模糊综合评估模型  74-91
    4.1.1 概述  74-76
    4.1.2 层次分析法（AHP)确定评估指标的权重  76-84
    4.1.3 构建滑坡监测效果模糊综合评估模型  84-87
    4.1.4 评估实例  87-91
  4.2 基于证据理论的滑坡监测综合评估模型  91-100
    4.2.1 证据理论基础  91-94
    4.2.2 构建证据理论评估模型  94-97
    4.2.3 应用实例分析  97-99
    4.2.4 结论分析  99-100
  4.3 监测效果评估数学模型的讨论  100
  4.4 小结  100-101
第5章滑坡应急监测效果评估  101-115
  5.1 滑坡应急监测概述  101-104
    5.1.1 应急监测的分类  101
    5.1.2 应急监测的工作内容  101-102
    5.1.3 应急监测仪器和方法  102
    5.1.4 应急监测的组织与实施  102-103
    5.1.5 应急指挥步骤  103-104
  5.2 应急监测点位布设  104-105
  5.3 应急监测级别  105
  5.4 滑坡应急监测效果评估模型  105-113
    5.4.1 应急监测效果的动态评估模型  105-109
    5.4.2 应急监测效果的静态评估模型  109-113
  5.5 小结  113-115
第6章滑坡预警预报效果评估  115-132
  6.1 问题分析  115-116
  6.2 滑坡预报模型及其特点  116-119
    6.2.1 滑坡预报模型概述  116-117
    6.2.2 滑坡预报模型特点  117-118
    6.2.3 选择滑坡预报模型的原则  118-119
  6.3 预报模型效果的质量评估方法  119-124
    6.3.1 质量评估方法各评估指标  119-122
    6.3.2 质量评估方法应用实例  122-124
    6.3.3 质量评估方法的适用性  124
  6.4 预报模型效果的预评估机模型  124-127
    6.4.1 预评估机模型概述  124-125
    6.4.2 滑坡预评估机模型的计算步骤  125-126
    6.4.3 构建预评估机模型的困难  126-127
  6.5 滑坡预报模型效果的后评估  127-130
    6.5.1 未整体滑动型滑坡效果评估  127
    6.5.2 已整体滑动型滑坡效果评估  127-129
    6.5.3 典型实例应用  129-130
  6.6 关于滑坡预报模型效果评估方法的进展  130-131
  6.7 小结  131-132
第7章滑坡监测预报效果评估系统的设计与实现  132-156
  7.1 系统总体设计  132-136
    7.1.1 系统需求分析  132
    7.1.2 系统设计原则  132-133
    7.1.3 系统结构设计  133-135
    7.1.4 系统业务流程  135
    7.1.5 系统数据流程设计  135-136
    7.1.6 系统开发环境  136
  7.2 监测预报效果评估系统研发  136-142
    7.2.1 系统各主要功能模块  136-142
    7.2.2 评估模型  142
    7.2.3 数据库设计  142
  7.3 应用实例  142-154
    7.3.1 滑坡概况  142-144
    7.3.2 系统应用步骤  144-154
  7.4 评估系统特点  154-155
  7.5 小结  155-156
结论及展望  156-160
致谢  160-162
参考文献  162-169
攻读学位期间取得学术成果  169

滑坡监测预报效果评估方法研究-以三峡工程库区为例

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