吉林省永吉县四间河流域泥石流数值模拟及风险性评估研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LIU73558109
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
吉林省永吉县是泥石流灾害频发区之一,而四间河流域是永吉县泥石流分布最密集的区域,每年因泥石流灾害造成的损失难以估计。加之气候变化的影响,极端气象事件频发,为研究区的防灾减灾工作带来巨大的不确定性,四间河流域的民众面临着生命威胁和财产损失的风险。因此,本文以四间河流域为研究区,对其开展了系统的风险评估工作,并对区内典型泥石流灾害大石沟在不同重现期降水条件下的泥石流进程进行了模拟,据此为研究区泥石流灾害的防治提供部分参考。本次研究以“吉林省永吉县地质灾害风险普查项目”为依托,结合历史资料与实地调查,首先开展了对研究区的泥石流灾害风险性评估工作。以选用的12个因子为基础,通过采用地理信息相似度方法选取负样本提升数据质量,采用基于VGG网络的深度学习模型提升模型精度,最终获得研究区的危险性评估结果;以人口易损性、资产易损性和资源易损性三大类影响因素为基础,采用层次分析法获得研究区易损性评估结果,联合危险性评估结果获得最终的研究区风险性评估结果。随后选择研究区高风险典型泥石流灾害大石沟泥石流作为研究对象进行了数值模拟,过程采用Massflow软件建立基于Voellmy基底摩擦模型的泥石流基本模型,通过对2017年泥石流灾害数据的反演获取运动参数,模拟了不同重现期(50年一遇、100年一遇、200年一遇)下的泥石流运动过程,并通过泥石流的最大深度与最大动量、爆发频率指标完成典型泥石流的危险性评估,结合前述的易损性评估结果,最终获得典型泥石流的风险性评估结果。本次研究主要内容及完成成果如下:1)本次研究获得了研究区的地理位置、气象水文条件、地形地貌条件、地层岩性条件、地质构造条件、地震条件、水文地质条件、工程地质条件、植被覆盖条件等基础环境信息,分析了研究区泥石流灾害频发的主要原因:东南西三面环山、中部为河谷地带的地形条件,坡面及冲沟侵蚀与沟床堆积的充足物源,降雨多、径流短、汇水快、水动力强度大的水源条件,致使区内泥石流灾害较为发育。2)本次研究选取了包括高程、坡向、坡度、曲率、TWI(地形湿度指数)、地貌类型、岩组类型、归一化植被指数、道路(距道路距离)、水系(距水系距离)、构造(距断层距离)、年均降水量等在内12个影响因子来进行研究区区域危险性评估,利用皮尔逊相关系数法对因子进行多重共线性分析,结果表明12个因子均不具有共线性;此外在负样本选取时采用了一种地理信息相似度的方法来对负样本进行选取,最终确认在地理信息相似度[0,0.5]的宽值域选取负样本可以兼顾建模精度与土地使用价值,由此完成基础数据的准备。本次研究使用了深度学习模型完成研究区危险性评估,模型基于Python语言开发,采用卷积神经网络的VGG模型作为主体模型,将样本点数据通过展开为二维图片的方式输入模型计算获得最终结果,并通过受试者工作特征曲线(ROC)和及其曲线下面积(AUC)值来衡量模型精度,最终制作获得四间河流域危险性评估图。3)本次研究使用了层次分析法完成研究区易损性研究,选取人口、资产和资源三类易损性影响因素,通过层次分析获得各自权重,并在Arc GIS平台上完成了易损性的计算,制作完成四间河流域易损性评估图,并与前述危险性评估图叠加最终获得研究区泥石流风险性评估图4)本次研究使用了Massflow软件对研究区典型的大石沟进行了模拟。选取Voellmy基底摩擦模型为基础模型,通过对2017年泥石流灾害数据的反演获得了大石沟泥石流的运动参数。在此基础上计算了50年一遇、100年一遇、200年一遇三种重现期的泥石流流量曲线,模拟了各重现期的泥石流运动过程,制作完成了不同时刻的泥石流影响范围、泥深、流速等运动要素的图件。5)本次研究通过将典型泥石流的最大深度与最大动量的耦合,以此作为泥石流的强度指标,再融合泥石流爆发频率,完成了典型泥石流的危险性评估。结合前章节的易损性评估结果,最终制作完成典型泥石流灾害的风险性评估结果图件。
其他文献
随着城市建设的不断发展,城市轨道交通也在不断完善,单一的线路已不能满足基本要求,而多条线路的出现必然会带来更多的换乘节点。换乘节点中新建车站基坑的施工面临的环境更为复杂,施工风险更高,因为在施工过程中不仅要考虑基坑自身的稳定性,还要保证既有线路的安全,不影响其正常运营。因此,开展地铁换乘站新建车站基坑施工过程中基坑自身的稳定性以及对既有车站结构的影响研究具有理论意义和实用价值。本文以郑州市轨道交通
学位
伴随社会经济的快速发展,在项目管理研究领域,工程项目多目标优化问题越来越受关注。在施工管理整个过程中,都会涉及到多目标优化问题,所以深入研究该问题,能够有效地化解施工当中的各项错综复杂的难题,实践价值突出。虽然通过传统单目标优化算法对工程优化问题的处理有所帮助,但是已经无法满足日益增长的工程管理之所需。正是在这种情形下,粒子群算法脱颖而出,该算法易于实现和操作,因此在多目标优化问题领域有着非常广泛
学位
早期,由于我国资本市场不够成熟,使得企业在国内上市需要面临上市时间长、门槛过高等一系列问题。所以,诸如新浪、暴风科技等高科技互联网企业选择搭建红筹架构,奔赴境外上市。但随着国内资本市场的不断完善,再加之管理层针对红筹企业回归出台了“21号文”、“科创板新规”等政策,减少了红筹企业回归境内上市的难度。于是,越来越多在境外注册的红筹企业开始将“回A”提上议程。一般来说,红筹企业传统的“回A”路径,分三
学位
2014年我国开始出现债券违约事件,“11超日债”事件成为我国债券违约的开端,自此“刚性兑付”成为历史,债券违约数量与金额迅速增加。近些年我国经济面临下行压力,同时2020年突发新冠肺炎疫情,加速了市场信用风险的暴露,2020年接连发生高信用国有企业债券违约事件,给债券市场带来了巨大的冲击,并引起社会广泛关注。在这些违约事件中,华晨汽车债券违约事件是备受关注的事件之一。华晨汽车作为大型国有企业,资
学位
传统的无人机和多无人机系统往往依赖GPS等卫星导航系统提供位置信息,导致难以在丛林和楼宇等GPS拒止环境下执行特定任务,而拒止环境下位置信息的获取,对全面提高无人机的监视、探测以及精准打击等能力具有重要意义。本文以提高GPS拒止环境下无人机的定位精度和稳定性为目的,在深入分析UWB定位和视觉自主定位两种方法特点的基础上,提出了基于多传感器融合的无人机定位方法,本文主要研究内容包括:(1)针对UWB
学位
随着中国整体经济不断发展、城镇化规模扩大,地面交通的运载压力与日俱增,地铁的快速发展有效缓解了地面交通的压力,成为了各大城市公共交通的主要发展途径。但是地铁工程项目的施工风险较高,具有施工参与主体多、施工周期长的特点,在施工过程中的不确定风险因素愈发增多。围绕地铁施工安全风险分析的方法和理论正逐步开展,由于地铁工程的风险特殊性,此项研究在风险的多样性、复杂性方面还存在局限性,不够系统和完善。本文结
学位
质子交换膜燃料电池其具有体积小、工作温度低、冷启动性能好、启动快、使用寿命长等优点,所以得到了各国的重视并且发展迅速。流道是质子交换膜燃料电池中的核心部分之一,直接决定了其工作性能。但是,现阶段的流道设计存在反应气体分布不均匀、排水性能差、温度梯度大等缺点。为进一步提高质子交换膜燃料电池的输出特性,本课题搭建了质子交换膜燃料电池零维数学模型,并通过燃料电池实验进行修正。然后,进行CFD仿真三维模拟
学位
能源短缺和环境污染是世界范围内所有的国家和地区迫在眉睫的两大问题,寻找新的清洁能源势在必行。氢气作为内燃机燃料具有高效率,高热值,零污染,易获取等优点,作为一种未来的、清洁的能源载体被广泛研究。进气道喷氢相比缸内直喷氢具有技术难度低和提升混合气均匀性等优点,是氢燃料发动机目前比较常见的燃料供给方式。但是由于氢气密度低,从喷孔进入进气道后迅速膨胀,单路喷射氢发动机存在进气堵塞的问题,影响新鲜充量流入
学位
在基层社会治理朝着现代化目标稳步推进的背景下,县级融媒体作为媒体融合的重要主体之一,其社会治理功能如何创新成为县级融媒体研究的热点。论文以江西省新余市分宜县融媒体“三中心一平台”建设模式为研究对象,通过参与观察和深度访谈等方式,主要探讨三个方面的问题:分宜县“三中心一平台”社会治理功能如何创新?分宜县“三中心一平台”社会治理功能在创新过程中有何种问题?分宜县“三中心一平台”社会治理功能创新对于县级
学位
160t轮胎式跨线提梁机是一种城市高架路建设中的特种施工装备,可用于预制墩柱、墩帽以及预制梁的吊运、装配。为满足城市高架路建设需求,该提梁机的跨度机构采用调整式结构形式,可实现16m、18m、20m、22m、24m五种跨度的施工作业。为确保提梁机的安全、可靠、高效等运行要求,论文对160t轮胎式跨线提梁机金属结构的有限元计算技术、起升及变跨状态时的瞬态动力学计算技术、优化设计技术等关键技术进行研究
学位