[发明专利]一种降雨型滑坡危险性三维多点位多指标的预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降雨型滑坡危险性三维多点位多指标的预警方法。

背景技术

目前，降雨型滑坡预警技术的关键在于建立滑坡发生和降雨临界值之间的关系式，各国学者用来确定降雨诱发滑坡临界值的方法很多，归纳起来主要有三种：(1)降雨强度临界值；(2)降雨过程雨量临界值；(3)土体含水状态临界值。

上述三种方法中，第一种方法的优点是简便，但其忽略了前期情况和土体含水情况，无法表征当地的地质条件，成因分析不严密，无法形成较小范围地质灾害的科学预报；第二种方法考虑了前期情况和含水情况，相对得出的临界值也比较准确，但需要的资料和数据较多，且没有考虑环境因素，如地形情况等；而第三种方法最大的问题是无法判定滑坡类型、滑坡活动特征及滑坡规模。因此，基于上述三种方法所建立的滑坡预警模型，其滑坡预警的精度并不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降雨型滑坡危险性三维多点位多指标的预警方法，解决现有的滑坡预警精度不高的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种降雨型滑坡危险性三维多点位多指标的预警方法,包括以下步骤：

(1)建立滑坡坡体的三维数值模型，然后利用有限差分方法对降雨强度、降雨方式、累积降雨量、边坡岩土体饱和度四个指标进行单指标危险性分级，按危险性由高到低依次划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级；

(2)获取某滑坡在某段时间内的降雨强度a、降雨方式b、累积降雨量c、边坡岩土体饱和度d各个指标的数值，其中，将于强度单位为mm/h；降雨方式分为渐次增大型、持续平稳型、先升后降型和渐次减小型；渐次增大型数值记为1，持续平稳型数值记为2，先升后降型数值记为3，渐次减小型数值记为4；累积降雨量单位为mm；边坡岩土体饱和度根据土体含水量取0～1；

(3)根据步骤(2)获得的各个指标的值，得到降雨单指标测度评价矩阵：

式中，C_a1、C_a2、C_a3、C_a4为降雨强度实测数据依次属于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级的程度，且C_a1+C_a2+C_a3+C_a4＝1；C_b1、C_b2、C_b3、C_b4为降雨方式实测数据依次属于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级的程度，且C_b1+C_b2+C_b3+C_b4＝1；C_c1、C_c2、C_c3、C_c4为累积降雨量实测数据依次属于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级的程度，且C_c1+C_c2+C_c3+C_c4＝1；C_d1、C_d2、C_d3、C_d4为边坡岩土体饱和度实测数据依次属于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级的程度，且C_d1+C_d2+C_d3+C_d4＝1；

(4)根据步骤(3)所获得的单指标测度评价矩阵，结合熵权法确定降雨强度、降雨方式、累积降雨量、边坡岩土体饱和度各个指标的权重分别为w₁、w₂、w₃、w₄；

(5)根据已经确定的指标权重，按照下列公式计算该滑坡的多指标综合测度{A，B，C，D}：

u_j＝w_jμ_jik；

(6)引入置信度λ＝0.5，并与多指标综合测度{A，B，C，D}进行比较，确定降雨型滑坡危险等级；所述的确定方法为：采用由左往右相加比较方式，若A≥0.5，则判定该降雨型滑坡危险等级为Ⅰ级；若A+B≥0.5，则判定该降雨型滑坡危险等级为Ⅱ级；若A+B+C≥0.5，则判定该降雨型滑坡危险等级为Ⅲ级；若A+B+C+D≥0.5，则判定该降雨型滑坡危险等级为Ⅳ级；

(7)根据降雨型滑坡危险等级进行相应的滑坡预警。

进一步地，所述降雨强度和降雨方式由雨量计测量并进行数据处理获得。

再进一步地，所述的累积降雨量由下式求得：