一种浅层土质滑坡的早期识别方法技术

本发明专利技术公开了一种浅层土质滑坡的早期识别方法，属于滑坡防治工程技术领域，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过地形DEM数据，根据地形图等高线，确定横断面有凹陷的斜坡；S2、取所有中间点的坡度的算术平均值作为滑坡体坡度α；根据地形DEM数据分布原理，每一个网格内所有点的赋值都相同；S3、通过三点法，计算出各潜在滑坡体中间点的平面曲率，再取算术平均值，得到潜在滑坡体的平面曲率Q；S4、计算出潜在滑坡体的地形因子T；S5、根据滑坡体坡度α、潜在滑坡体的平面曲率Q和地形因子T进行浅层土质滑坡的早期识别。本发明专利技术以定量的方式精确确定和识别确定浅层土质滑坡，提高了滑坡早期识别效率，利于提高防灾效果。利于提高防灾效果。

【技术实现步骤摘要】
一种浅层土质滑坡的早期识别方法


[0001]本专利技术涉及到滑坡防治工程
，尤其涉及一种浅层土质滑坡的早期识别方法。

技术介绍

[0002]浅层土质滑坡的发生往往需要具备三个条件：一是有利于发生浅层土质滑坡的地形条件；二是充足的土体物源，即松散覆盖土层；三是充沛的降雨进入土体。这些条件综合影响并决定坡面土体的稳定性。其中，地形条件对浅层土质滑坡的影响因素包括：潜在滑坡体的斜坡坡度、滑坡体横断面的凹陷、滑坡体上侧缓坡地形、下侧临空面地形。现有技术针对浅层土质滑坡形成之地形条件的研究主要集中于坡面坡度的研究，也有采用横断面凹陷及纵断面凸起地形进行定量描述，但是主要是通过现场测量的方法，这点不利于大范围的浅层土质滑坡的预警。如果用数字地形图，通过坡度、平面曲率及剖面曲率来判断滑坡的易发性，由于没有对滑坡体的尺度做准确的判断，其结果是用统一的DEM尺度去计算不同尺度的滑坡，其结果是滑坡的坡度、平面曲率及剖面曲率都会有较多较大的误差。
[0003]公开号为CN 112071028A，公开日为2020年12月11日的中国专利文献公开了一种浅层滑坡的监测预警方法，包括：针对多个监测指标，采集与每个监测指标对应的监测数据，其中，所述多个监测指标包括降雨量、滑坡表层位移、土体体积含水量以及油气管道的管道应变，所述油气管道铺设于所述浅层滑坡中；针对多个预警分级指标，基于所述监测数据，确定与每个预警分级指标对应的预警分级数据，其中，所述多个预警分级指标包括用于表征所述浅层滑坡的变形特性的指标以及用于表征所述油气管道的失效特性的指标；获取预设的预警分级模型，其中，所述预警分级模型用于依据预警分级数据对所述浅层滑坡的滑坡风险进行预警等级的划分；基于所述预警分级模型和所述与每个预警分级指标对应的预警分级数据，确定所述浅层滑坡的预警等级。
[0004]该专利文献公开的浅层滑坡的监测预警方法，需要监测降雨量、滑坡表层位移、土体体积含水量以及油气管道的管道应变这些指标，使得预警工作复杂，致使滑坡早期识别效率低，影响防灾效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种浅层土质滑坡的早期识别方法，本专利技术以定量的方式精确确定和识别确定浅层土质滑坡，提高了滑坡早期识别效率，利于提高防灾效果。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种浅层土质滑坡的早期识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]S1、通过地形DEM数据，根据地形图等高线，确定横断面有凹陷的斜坡，再由两边平直段或向下凸起段位置，确定滑坡外界的两边边界，在滑坡体的中间位置，垂直于底部边界向上，沿地形图等高线向上凸的中间点连接一条直线作为中间线，从最下面的中间线往上，
在每一个网格线中间位置的中间线上确定中间点，各中间点之间间距则为DEM点间距，过中间点，垂直于中间线作底边平行线，与滑坡外边界相交，两个边界的交点，则为外边界点，与同一条线上的中间点共同组成潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp的三个点组；
[0009]S2、根据各中间点位置以及所在网格数据，通过arcgis计算出各中间点的坡度，最后取所有中间点的坡度的算术平均值作为滑坡体坡度α；根据地形DEM数据分布原理，每一个网格内所有点的赋值都相同，包括坐标和高程，均通过所在网格获得；
[0010]S3、通过三点法，根据式1计算出各潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp，再取算术平均值，得到潜在滑坡体的平面曲率Q；
[0011]Qp＝2sinA/a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式1
[0012]A＝arccos[(b2+c2‑
a2)/(2bc)]ꢀꢀꢀꢀ
式2
[0013][0014][0015][0016]式中：Qp为潜在滑坡体中间点的平面曲率，x1，x2，x3依次分别为第一组第1，2，3点的投影X坐标，x1＝0，x2为1，2点之间的直线距离，由式6计算；x3为1，3点之间的直线距离，由式7计算；y1，y2，y3依次分别为1，2，3点的高程；
[0017][0018][0019]式中：Xa，Ya依次为第1点的X与Y坐标；Xb，Yb依次为第2点的X与Y坐标；Xc，Yc依次为第3点的X与Y坐标；
[0020]第二至第五组潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp均通过式1进行计算；
[0021]S4、根据式8计算出潜在滑坡体的地形因子T；
[0022]T＝tanα
‑
5Q
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式8
[0023]式中：T为潜在滑坡体的地形因子，α为滑坡体坡度，Q为潜在滑坡体的平面曲率；
[0024]S5、根据滑坡体坡度α、潜在滑坡体的平面曲率Q和地形因子T进行浅层土质滑坡的早期识别：
[0025]当滑坡体坡度α＜15
°
或滑坡体坡度α＞50
°
，则识别为潜在滑坡的可能性小；
[0026]当潜在滑坡体的平面曲率Q＞0，则识别为潜在滑坡的可能性小；
[0027]当地形因子T＜0.75，则识别为潜在滑坡的可能性小；
[0028]当滑坡体坡度，15
°
≤α≤50
°
且潜在滑坡体的平面曲率Q≤0及地形因子T≥0.75，则识别为潜在滑坡的可能性中等；
[0029]当滑坡体坡度，15
°
≤α≤50
°
且潜在滑坡体的平面曲率Q≤0及地形因子T≥1.0，则识别为潜在滑坡的可能性大。
[0030]所述步骤S1中，横断面有凹陷的斜坡是指从下部看地形图等高线往上凸起。
[0031]所述步骤S1中，边界是指向下凸起顶点或平直段开始位置。
[0032]所述步骤S1中，同一条线是指底边平行线。
[0033]所述步骤S3中，取算术平均值具体是指先根据式9和式10计算潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp的正负符号；
[0034]若y2‑
kx2‑
y1＞0
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式9
[0035]则潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp为正，表明是凸起地形；
[0036]若y2‑
kx2‑
y1＜0
ꢀꢀꢀꢀ
式10
[0037]则潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp为负，表明是凹陷地形；
[0038]其中，k为系数，由式11计算；
[0039]k＝(y3‑
y1)/x3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式11
[0040]再将计算得到的潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp的正负符号带入潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp中，最后通过所有组的潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp进行算术平均。
[0041]本专利技术所述arcgis是指地理信息系统软件。
[0042]本专利技术所述DEM是指数值高程数据。
[0043]本专利技术的基本原理如下：
[0044]坡度是影响滑坡发生的最主要因素，山坡坡度的陡缓不仅影响松散碎屑物质的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅层土质滑坡的早期识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过地形DEM数据，根据地形图等高线，确定横断面有凹陷的斜坡，再由两边平直段或向下凸起段位置，确定滑坡外界的两边边界，在滑坡体的中间位置，垂直于底部边界向上，沿地形图等高线向上凸的中间点连接一条直线作为中间线，从最下面的中间线往上，在每一个网格线中间位置的中间线上确定中间点，各中间点之间间距则为DEM点间距，过中间点，垂直于中间线作底边平行线，与滑坡外边界相交，两个边界的交点，则为外边界点，与同一条线上的中间点共同组成潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp的三个点组；S2、根据各中间点位置以及所在网格数据，通过arcgis计算出各中间点的坡度，最后取所有中间点的坡度的算术平均值作为滑坡体坡度α；根据地形DEM数据分布原理，每一个网格内所有点的赋值都相同，包括坐标和高程，均通过所在网格获得；S3、通过三点法，根据式1计算出各潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp，再取算术平均值，得到潜在滑坡体的平面曲率Q；Qp＝2sinA/a
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式1A＝arccos[(b2+c2‑
a2)/(2bc)]
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式2式2式2式中：Qp为潜在滑坡体中间点的平面曲率，x1，x2，x3依次分别为第一组第1，2，3点的投影X坐标，x1＝0，x2为1，2点之间的直线距离，由式6计算；x3为1，3点之间的直线距离，由式7计算；y1，y2，y3依次分别为1，2，3点的高程；依次分别为1，2，3点的高程；式中：Xa，Ya依次为第1点的X与Y坐标；Xb，Yb依次为第2点的X与Y坐标；Xc，Yc依次为第3点的X与Y坐标；第二至第五组潜在滑坡体中间点的平面曲率Qp均通过式1进行计算；S4、根据式8计算出潜在滑坡体的地形因子T；T＝tanα
‑
5Q
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式8式中：T为潜在滑坡体的地形因子，α为滑坡体坡度，Q为潜在滑坡体的平面曲率；S5、根据滑坡体坡度α、潜在滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳春，余斌，杨凌崴，陈文鸿，
申请(专利权)人：贵州省地质环境监测院贵州省环境地质研究所，
类型：发明
国别省市：