一种水动力型滑坡多重信息多源融合预警方法

摘要

本发明公开一种水动力型滑坡多重信息多源融合预警方法，包括：滑坡预警体系结构、预警分级、预警判据研究、多源预警信息融合、判断预警等级和发布预警信号；滑坡预警体系结构包括多重信息多源预警体系建立、预警特征点及模型参数选取、模型建立数据处理和多重预警指标特征值计算；多重信息多源滑坡预警体系包括工程类比、安全监测、数值计算及巡库勘查。采用本发明的技术方案，基于安全监测资料，全方面综合判断水动力型滑坡预警等级，该体系操作方便，适用性强，适合大范围推广应用。

说明书

技术领域

本发明涉及水电工程安全及滑坡灾害防治领域，具体涉及一种水动力型滑坡多重信息多源融合预警方法。

背景技术

随着我国水电工程的建设，特别是高坝大库的形成，库区往往发育潜在不稳定滑坡和倾倒变形体，水动力型滑坡是其中较为典型的一种，此类滑坡受水动力作用影响较大。为防止滑坡出现塌滑等地质灾害，通常采用监测预警预报对可能的意外事件进行预警，以便采取必要的应急措施，进行临灾预警和防灾减灾。滑坡预警一般基于表面及深部变形、应力、地下水位等监测数据进行预报以及发布预警信息。然而，水动力型滑坡是一个复杂的动态系统，不同地形地质结构、不同的水动力条件的滑坡变形过程存在很大的差异，难以采用单一的指标和统一的判据进行预警。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提供一种水动力型滑坡多重信息多源融合预警方法，是根据大量实际滑坡多源长序列监测数据，结合地质条件、工程类比法、数值计算等分析成果，把影响滑坡形成的内外部因素均能统一考虑进去，建立和研究地质灾害预警模型和判断依据，形成多重信息多源融通的滑坡监测预警预报技术。

本发明通过如下技术方案予以实现：本发明所述的一种水动力型滑坡多重信息多源融合预警方法，包括滑坡预警体系结构、预警分级、预警判据研究、多源预警信息融合、判断预警等级和发布预警信号；

所述滑坡预警体系结构包括多重信息多源预警体系建立、预警特征点及模型参数选取、模型建立数据处理、多重预警指标特征值计算；

所述预警分级包括滑坡预警等级和预警信号划分；

所述预警判据研究从工程类比、安全监测、数值计算及巡库勘查方面选取预警指标，根据规范及相关文献，对预警指标进行阈值计算；

所述多源预警信息融合通过工程类比、安全监测、数值计算及巡库勘查方面的多种预警判据信息进行信息融合处理，得到该水动力型滑坡状态及预警信息；

所述判断预警等级、所述发布预警信号根据多重融合的预警信息进行判断及发布对应的预警信号。

进一步地，所述预警分级包括滑坡预警等级和预警信号划分，参照《水电水利工程边坡设计规范》（DL/T 5353-2006），把岩质边坡工程的稳定性预警划分3个等级，即安全、基本安全和危险；也可分为非常安全、安全、基本安全、危险和非常危险5个等级；还可采用信号灯比如绿灯、蓝灯、橙灯、黄灯、红灯等标识来表示不同的警度。

进一步地，所述滑坡预警体系结构的多重信息多源预警体系建立是根据水动力型滑坡的监测资料，从工程类比、安全监测、数值计算及巡库勘查方面进行建立。

进一步地，所述多重信息多源滑坡预警体系建立中的安全监测包括变形、应力、水动力作用；所述安全监测中变形包括表面位移监测和深部位移监测；所述安全监测中的应力包括锚杆应力和锚索测力计；所述安全监测中的水动力作用包括库水位变动和降雨量监测。

进一步地，所述多重信息多源预警体系建立中的巡库勘查包括裂缝分布发育、临水塌岸、上部变形和监测设备损坏。

进一步地，所述预警判据研究中安全监测的变形预警指标包括变形总量、变形速率、变形加速率及变形速率角；所述预警判据研究中安全监测的应力预警指标包括锚索应力变化速率和锚固力变化速率；所述预警判据研究中安全监测的水动力作用预警指标包括库水位总降幅、库水位日降幅、日降雨量、降雨持续时间、月降雨量。

进一步地，所述预警判据研究中数值计算预警根据滑坡结构、坡体强度参数以及选取的数值模型计算安全系数；所述预警判据研究中工程类比根据滑坡岩体结构、滑坡倾角、破坏模式、诱发因素建立滑坡数据库，根据滑坡相似度来判断；所述预警判据研究中巡库勘查的预警指标将裂缝分布发育、临水塌岸、上部变形和监测设备损坏合并为宏观综合信息。

本发明科学地进行水动力型滑坡监测预警，思路清晰，适应性强，使水动力型滑坡监测预警更有合理性、科学性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本研究具体实施方式或监测资料的预警方案设计，下面对将对具体实施方式或预警方案设计作简单地介绍。

图1为本发明一种水动力型滑坡多重信息多源融合预警方法的预警结构示意图。

图2为本发明一种水动力型滑坡多重信息多源融合预警方法的预警指标体系设计建设图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

实施例

本实施例中，图1是一种水动力型滑坡多重信息多源融合预警方法的预警结构示意图，包括滑坡预警体系结构、预警分级、预警判据研究、多源预警信息融合、判断预警等级、发布预警信号。

所述滑坡预警体系结构包括多重信息多源预警体系建立、预警特征点及模型参数选取、模型建立数据处理、多重预警指标特征值计算。

所述多重信息多源预警体系建立是根据水动力型滑坡的监测资料，从工程类比、安全监测、数值计算及巡库勘查方面进行建立。所述多重信息多源滑坡预警体系建立中的安全监测包括变形、应力、水动力作用；所述安全监测中变形包括表面位移监测和深部位移监测；所述安全监测中的应力包括锚杆应力和锚索测力计；所述安全监测中的水动力作用包括库水位变动和降雨量监测。

所述预警分级包括滑坡预警等级和预警信号划分，参照《水电水利工程边坡设计规范》（DL/T 5353-2006），把岩质边坡工程的稳定性预警划分3个等级，即安全、基本安全和危险；也可分为非常安全、安全、基本安全、危险和非常危险5个等级；还可采用信号灯比如绿灯、蓝灯、橙灯、黄灯、红灯等标识来表示不同的警度。

表

所述预警判据研究从工程类比、安全监测、数值计算及巡库勘查方面选取预警指标，基于滑坡监测资料和地质条件，对预警指标进行阈值计算。所述预警判据研究中安全监测的变形预警指标包括变形总量、变形速率、变形加速率及变形速率角；所述预警判据研究中安全监测的应力预警指标包括锚索应力变化速率和锚固力变化速率；所述预警判据研究中安全监测的水动力作用预警指标包括库水位总降幅、库水位日降幅、日降雨量、降雨持续时间、月降雨量。

所述预警判据研究中数值计算预警根据滑坡结构、坡体强度参数以及选取的数值模型计算安全系数；所述预警判据研究中工程类比根据滑坡岩体结构、滑坡倾角、破坏模式、诱发因素建立滑坡数据库，根据滑坡相似度来判断；所述预警判据研究中巡库勘查的预警指标将裂缝分布发育、临水塌岸、上部变形和监测设备损坏合并为宏观综合信息。

所述多重预警信息融合通过工程类比、安全监测、数值计算及巡库勘查方面的多种预警判据信息进行信息融合处理，得到该水动力型滑坡状态及预警信息。

所述判断预警等级、所述发布预警信息根据多重融合的预警信息进行判断及发布对应的预警信号。

图2是水动力型滑坡多重信息多源融合预警方法的预警指标体系设计建设图。从工程类比、安全监测、数值计算及巡库勘查方面出发，基于各指标预警判据及预警等级标准，将多参量的预警信息进行融合，综合判断水动力型滑坡的预警等级和预警信号。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方法，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换。