国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

灰色關(guān)聯(lián)度法和距離判別分析法在溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡判識(shí)中的應(yīng)用

2010-09-18 11:19李秀珍王成華鄧宏艷
關(guān)鍵詞:溪洛渡滑面庫區(qū)

李秀珍,王成華,鄧宏艷

(1.中國(guó)科學(xué)院山地災(zāi)害與表生過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610041;2.中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所,四川 成都 610041)

灰色關(guān)聯(lián)度法和距離判別分析法在溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡判識(shí)中的應(yīng)用

李秀珍1,2,王成華2,鄧宏艷2

(1.中國(guó)科學(xué)院山地災(zāi)害與表生過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610041;2.中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所,四川 成都 610041)

以溪洛渡庫區(qū)深入研究的14個(gè)典型滑坡為研究對(duì)象,在初步建立潛在滑坡判識(shí)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度理論優(yōu)選確定了影響庫區(qū)潛在滑坡孕育的8個(gè)關(guān)鍵主控因素:坡面平均坡度、滑體內(nèi)沖溝切割程度、洼地封閉狀況(或排水條件)、滑面平均傾角、滑面形態(tài)、下滑段長(zhǎng)度與總滑面長(zhǎng)度之比、滑體結(jié)構(gòu)及近期活動(dòng)跡象,并依據(jù)距離判別分析的理論和方法,建立了溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡的距離判識(shí)模型。該判識(shí)模型對(duì)庫區(qū)5個(gè)待判滑坡樣本和9個(gè)滑坡學(xué)習(xí)樣本的判識(shí)準(zhǔn)確率均達(dá)到了100%。

灰色關(guān)聯(lián)度法;距離判別分析法;溪洛渡庫區(qū);潛在滑坡;判識(shí)指標(biāo);判識(shí)模型

0 引言

潛在滑坡是指具備滑坡發(fā)生條件,目前尚未發(fā)生明顯整體移動(dòng)的滑坡或斜坡巖土體,在自然的、人為的或綜合因素的作用下,有演變?yōu)榛聻?zāi)害趨勢(shì)、并威脅人類生命財(cái)產(chǎn)安全及資源、環(huán)境自然平衡的滑坡或危險(xiǎn)斜坡。從穩(wěn)定性的角度分析,潛在滑坡應(yīng)主要包括:目前具備滑坡條件將來可能失穩(wěn)的斜坡、目前沒有明顯整體移動(dòng)的不穩(wěn)定斜坡以及具備復(fù)活條件的穩(wěn)定性差或不穩(wěn)定的古(老)滑坡等。為便于建立潛在滑坡的判識(shí)指標(biāo)體系,可將潛在滑坡分為三大類:古(老)滑坡類潛在滑坡、巖質(zhì)類潛在滑坡和土質(zhì)類潛在滑坡。

溪洛渡水電站是金沙江干流攀枝花至宜賓河段梯級(jí)水電開發(fā)中的第三個(gè)電站。該水電站最大壩高278m,裝機(jī)容量12600MW,近期多年平均發(fā)電量為571.2×108kW·h[1]。工程樞紐區(qū)位于四川省雷波縣(左岸)和云南省永善縣(右岸)接壤的溪洛渡峽谷,距兩縣城分別為20km和7km。庫區(qū)屬強(qiáng)烈侵蝕的高、中山地貌類型。區(qū)內(nèi)山高谷深,山勢(shì)巍峨,海拔高程多在2000~3000m。據(jù)統(tǒng)計(jì)[2],在溪洛渡庫區(qū)長(zhǎng)199km,寬5.0km的范圍內(nèi),岸坡變形破壞體總共有81個(gè),總體積達(dá)16.46×108m3。岸坡主要變形破壞類型有滑坡、崩塌、錯(cuò)落和變形體。其中,無論從數(shù)量、還是分布密度和體積規(guī)模上,滑坡都是最為發(fā)育的(表1)。

表1 溪洛渡庫區(qū)兩岸斜坡變形破壞情況統(tǒng)計(jì)[2]Table 1 Statistics of deformation and failure characteristics for the two bank slopes in Xiluodu reservoir area

溪洛渡水電工程開發(fā)規(guī)模巨大,庫區(qū)滑坡活動(dòng)頻繁。一旦在工程建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期發(fā)生大規(guī)?;聻?zāi)害,后果將不堪設(shè)想。因此,溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡的判識(shí)是一項(xiàng)十分重要的長(zhǎng)期工作。

本文擬以溪洛渡庫區(qū)的典型滑坡為研究對(duì)象,在初步確定庫區(qū)潛在滑坡判識(shí)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,利用灰色關(guān)聯(lián)度法優(yōu)選確定潛在滑坡判識(shí)的關(guān)鍵指標(biāo),然后依據(jù)距離判別分析的理論和方法,建立庫區(qū)潛在滑坡的距離判識(shí)模型,對(duì)溪洛渡庫區(qū)的潛在滑坡進(jìn)行判識(shí)應(yīng)用。

1 溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡的判識(shí)方法及應(yīng)用

1.1 潛在滑坡判識(shí)指標(biāo)的初步確定

溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡的孕育有其特定的自然地質(zhì)環(huán)境,地層巖性、岸坡結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造和地形條件是控制庫區(qū)岸坡變形破壞的主要因素。根據(jù)庫區(qū)潛在滑坡形成的內(nèi)在條件,并考慮指標(biāo)的可獲取性,針對(duì)庫區(qū)的古(老)滑坡,初步選定滑體物質(zhì)組成、坡面平均坡度、相對(duì)坡高、滑體內(nèi)沖溝切割程度、洼地封閉狀況(或排水條件)、前緣臨空角度、前緣臨空高度、滑面平均傾角、滑面形態(tài)、下滑段長(zhǎng)度與總滑面長(zhǎng)度之比(其值=1-滑面阻抗比)、滑體結(jié)構(gòu)及近期活動(dòng)跡象等12項(xiàng)指標(biāo)作為古(老)滑坡類潛在滑坡的判識(shí)指標(biāo),并將滑坡分為潛在滑坡和穩(wěn)定滑坡兩大類。

潛在滑坡的判識(shí)指標(biāo)中既有定性指標(biāo),也有定量指標(biāo)。對(duì)于定量指標(biāo),為消除各判識(shí)因子量綱和數(shù)量級(jí)不同所帶來的影響,可以對(duì)各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行極值化處理。對(duì)定性指標(biāo)的量化是在綜合分析判識(shí)指標(biāo)對(duì)滑坡發(fā)育影響程度的基礎(chǔ)上,按定性分析級(jí)別(表2)賦予量化值,一般遵循這樣一個(gè)原則:越利于發(fā)育滑坡,則量化值越大(1,2,3,4)。

表2 溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡初選定性判識(shí)指標(biāo)分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Standards of classification of preliminary qualitative indexes for potential landslids in Xiluodu reservoir area

本文選取溪洛渡庫區(qū)深入調(diào)查研究的14個(gè)典型滑坡(圖1)為例進(jìn)行分析。對(duì)各典型滑坡的判識(shí)指標(biāo)取值進(jìn)行了量化、歸一化處理,同時(shí),也對(duì)典型滑坡的易滑性根據(jù)定性分析的結(jié)果進(jìn)行了量化、歸一化(表3)。

圖1 溪洛渡庫區(qū)部分典型滑坡分布示意圖Fig.1 Distribution map of some typical landslides in Xiluodu reservoir area

表3 溪洛渡庫區(qū)14個(gè)典型滑坡判識(shí)指標(biāo)量化、歸一化后取值表Table 3 The value after preliminary discrimination indexes quantified and normalized for 14 typical landslides in Xiluodu reservoir area

1.2 灰色關(guān)聯(lián)度法優(yōu)選確定的判識(shí)指標(biāo)

上述初選的潛在滑坡判識(shí)指標(biāo)繁雜而不利于評(píng)價(jià)判識(shí),為了提取影響潛在滑坡發(fā)育的關(guān)鍵判識(shí)指標(biāo),選擇潛在滑坡的易滑性指標(biāo)作為參考數(shù)列,各判識(shí)指標(biāo)作為比較數(shù)列,取ρ=0.5,按照灰色關(guān)聯(lián)度法理論進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析[3],結(jié)果如表4。

表4 潛在滑坡初選的判識(shí)指標(biāo)與易滑性的關(guān)聯(lián)度分析Table 4 Connectivity analysis between preliminary discrimination indexes and sliding nature for potential landslides

由關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果可知,在關(guān)聯(lián)度閥值為0.650時(shí),影響溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡的關(guān)鍵主控因素除滑體物質(zhì)、相對(duì)坡高、前緣臨空角度和前緣臨空高度4個(gè)指標(biāo)外,其他指標(biāo)均與潛在滑坡易滑性密切相關(guān)。據(jù)此,可優(yōu)選坡面平均坡度、滑體內(nèi)沖溝切割程度、洼地封閉狀況(或排水條件)、滑面平均傾角、滑面形態(tài)、下滑段長(zhǎng)度與總滑面長(zhǎng)度之比、滑體結(jié)構(gòu)及近期活動(dòng)跡象等8個(gè)指標(biāo)作為溪洛渡庫區(qū)古(老)滑坡類潛在滑坡的主要判識(shí)指標(biāo)。

1.3 距離判識(shí)模型的建立

距離判別分析法的基本原理是:樣品和那個(gè)總體的距離最近,就判它屬于那個(gè)總體。在統(tǒng)計(jì)分析中,常用的距離統(tǒng)計(jì)量是馬氏距離[4]。

考慮2個(gè)總體的距離判定情況。假設(shè)有2個(gè)總體G1、G2,從第一個(gè)總體中抽取 n1個(gè)樣品,從第二個(gè)總體中抽取n2個(gè)樣品,每個(gè)樣品觀測(cè) p個(gè)指標(biāo)。已知來自總體Gi(i=1,2)的訓(xùn)練樣本為:

要判斷給定的待判樣本 X=(x1,x2,…,xp)T屬于哪個(gè)總體,很直觀的想法是分別計(jì)算樣本X到2個(gè)總體的馬氏距離,并按距離 d2(X,G1)和 d2(X,G2)最近準(zhǔn)則判別歸類。

利用馬氏距離的定義,馬氏距離的計(jì)算公式如下:

對(duì)給定的待判樣本X,計(jì)算其到各總體的馬氏距離,只須計(jì)算:

式中:Yi(X)——是X的線性函數(shù)。

2個(gè)總體的距離判別準(zhǔn)則為:

根據(jù)上述距離判別分析方法,選取表3中前9個(gè)樣本數(shù)據(jù)為學(xué)習(xí)樣本,其余5個(gè)樣本數(shù)據(jù)作為待判樣本進(jìn)行潛在滑坡判識(shí)檢驗(yàn),并以灰色關(guān)聯(lián)度法優(yōu)選確定的坡面平均坡度等8項(xiàng)指標(biāo)作為距離判別分析模型的判別因子,將滑坡分為穩(wěn)定滑坡和潛在滑坡2個(gè)類別。以穩(wěn)定滑坡和潛在滑坡作為2個(gè)不同的總體,并假定總體的協(xié)方差陣相等,建立溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡的距離判識(shí)模型為:

判別準(zhǔn)則為:

將5個(gè)待判樣本的各指標(biāo)值代入式(4)、(5),再根據(jù)判別準(zhǔn)則式(6)進(jìn)行判別,并對(duì)9個(gè)學(xué)習(xí)樣本進(jìn)行回判,結(jié)果如表5。

表5 溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡距離判識(shí)模型判識(shí)結(jié)果Table 5 The results by using distance discrimination analysis model in discriminating potential landslides of Xiluodu reservoir area

由表5可知,該判識(shí)模型對(duì)5個(gè)待判樣本的判識(shí)完全正確,對(duì)9個(gè)學(xué)習(xí)樣本的誤判率為0。由此可見,距離判別分析方法用于溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡的判識(shí)是有效、可行的。

2 結(jié)論

以溪洛渡庫區(qū)深入研究的14個(gè)典型滑坡為研究對(duì)象,在初步提取潛在滑坡判識(shí)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度理論優(yōu)選確定了影響庫區(qū)潛在滑坡孕育的8個(gè)關(guān)鍵主控因素為坡面平均坡度、滑體內(nèi)沖溝切割程度、洼地封閉狀況(或排水條件)、滑面平均傾角、滑面形態(tài)、下滑段長(zhǎng)度與總滑面長(zhǎng)度之比、滑體結(jié)構(gòu)及近期活動(dòng)跡象;在此基礎(chǔ)上,依據(jù)距離判別分析的理論和方法,建立了溪洛渡庫區(qū)潛在滑坡的距離判識(shí)模型,該判識(shí)模型對(duì)庫區(qū)5個(gè)待判滑坡樣本和9個(gè)滑坡學(xué)習(xí)樣本的判識(shí)準(zhǔn)確率均達(dá)到了100%。因此,將灰色關(guān)聯(lián)度法和距離判別方法綜合運(yùn)用于潛在滑坡的判識(shí)實(shí)踐是有效、可行的。

[1]國(guó)家電力公司成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.金沙江溪洛渡水電站可行性研究報(bào)告(工程地質(zhì))[R].2001.

[2]趙建軍.金沙江下游(向家壩-溪洛渡段)河段岸坡穩(wěn)定性量化評(píng)價(jià)[D].成都:成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2001.

[3]劉思峰,郭天榜,黨耀國(guó),等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,1999.

[4]于秀林.多元統(tǒng)計(jì)分析[M].北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社,1999.

Application of grey relation analysis and distance discrimination analysis methods in discriminating potential landslides of Xiluodu Reservoir area

LI Xiu-zhen1,2,WANG Cheng-hua2,DENG Hong-yan2
(1.Key Laboratory of Mountain Hazards and Surface Processes,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610041,China;2.Institute of Mountain Hazards and Environment,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610041,China)

Aiming at 14 typical landslides in Xiluodu reservoir area,8 key indexes,including average surface slope angle,cutting degree of the gullies on landslide bodies,closing condition of bottom land(or drainage conditions),the average inclination of sliding surface,shape of sliding surface,the ratio of length of downslide section and total length of sliding surface,sliding body structure and recent deformation and failure signs,was preferentially gained by using grey relation analysis method,based on preliminarily presented discrimination indexes for potential landslides in that area.Then by using distance discrimination analysis,the discrimination model for potential landslides in Xiluodu reservoir area was built.The results show that prediction accuracy rate of the method is as high as 100%.

grey relation analysis;distance discrimination analysis;Xiluodu reservoir area;potential landslides;discrimination index;discrimination model

1003-8035(2010)04-0077-05

P642.22

A

2010-03-11;

2010-06-12

中科院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目(KZCX2-YWQ03-5);國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2006BA C10B04);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40802072)

李秀珍(1975—),女,內(nèi)蒙古卓資縣人,助理研究員,在職博士生,研究方向?yàn)榈刭|(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)。

E-mail:lixiuzhen6688@163.com

猜你喜歡
溪洛渡滑面庫區(qū)
江埡庫區(qū)魚類群落組成和資源量評(píng)估
湖南省大中型水庫庫區(qū)管理工作實(shí)踐與探索——以皂市水庫為例
淺析庫區(qū)移民集中安置點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)中需注意的問題
基于滑面正應(yīng)力修正的錨固邊坡穩(wěn)定性分析方法
地震作用下基于嚴(yán)格極限平衡法的邊坡穩(wěn)定性分析
雙滑面滑坡雙排抗滑樁設(shè)計(jì)
溪洛渡工程:國(guó)際工程咨詢領(lǐng)域的“諾貝爾獎(jiǎng)”如何摘取
丹江口庫區(qū)舊石器考古調(diào)查記
溪洛渡大壩上游平湖初現(xiàn)
金沙風(fēng)光