【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，属于地质工程领域。
技术介绍
1、现有地质灾害易发性评价方法主要是通过选取评价区域地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、降雨、地震等各类评价因子，一类是基于信息量、频率比、证据权等统计类模型，另一类是基于逻辑回归、随机森林、神经网络等机器学习类模型，利用已有地质灾害点分布特征，将各类评价因子的量化，代入上述两类中的某种模型获取易发指数，通过对易发指数划分，完成评价区域的易发性分级。例如，中国专利公开号为cn113379200a公开的一种地质灾害易发性评价的确定方法及装置，公开日为2021年09月10日。
2、统计类模型评价过程中，都是利用研究区已有历史地质灾害点分布特征作为样本数据，来建立预测模型，只从历史灾害因素去分析和预测，缺少灾害形成机制的分析判断，那么进行分析的准确性将取决于收集的数据量的大小，同时，数理统计模型对地质灾害发育机理和各因子协同耦合关系缺少深入研究，具有一定局限性。
3、机器学习类模型评价过程中，同样需要大量的历史灾害样本数据，也难以摆脱对已有历史灾害样本数据的依赖，同时多数机器学习模型也存在样本选择困难、收敛速度慢、迭代步数多、各因子贡献差异不能体现等方面的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法。本专利技术摆脱了现有技术评价方法对历史地质灾害发生样本点的依赖，基于水力侵蚀模型
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：根据评价区流域内物质的输入与输出关系，当评价区流域内物质的输出量大于输入量时，评价区流域划定为地质灾害高易发；当评价区流域内物质的输出量小于输入量时，评价区流域划定为地质灾害低易发；当评价区流域内物质的输出量与输入量相等时，评价区流域划定为地质灾害中易发。
4、所述方法中，评价区流域内物质的输入量和输出量采用沟道的下切速率和抬升速率来表征。
5、所述方法中，当评价区流域内的沟道下切速率大于抬升速率时，表征评价区流域内输出量大于输入量，评价区流域划定为地质灾害高易发流域；当沟道下切速率小于抬升速率时，表征流域内输出量小于输入量，评价区流域划定为地质灾害低易发流域；当沟道下切速率和抬升速率相当时，表征流域内输出量与输入量相等，评价区流域划定为地质灾害中易发流域。
6、所述方法具体包括如下步骤：
7、(1)、评价区域的流域单元划分：对评价区域的流域单元划分，得到评价区域的流域单元划分图；
8、(2)、评价区流域物质输送平衡计算：通过评价区域的流域单元划分图得到相关计算参数，采用水力侵蚀模型分别计算每个流域单元沟道的下切速率和抬升速率，通过下切速率和抬升速率得出每个流域单元的沟道坡度和流域面积的双对数坐标关系图；
9、(3)、评价区流域地质灾害易发性划分：通过各流域单元的沟道坡度和流域面积的双对数关系图得出各流域单元流域地质灾害易发性的等级，汇总得到评价区域的易发性评价图。
10、所述步骤(1)具体包括：
11、a、基于评价区域高精度dem数据，提取生成无洼地dem数据；
12、b、分析无洼地dem数据，得到流向栅格图；
13、c、分析流向栅格图，得到流量栅格图；
14、d、分析流量栅格图，得到河网栅格图；
15、e、分析河网栅格图，得到河流连接栅格图；
16、f、分析河流连接栅格图，得到集水区矢量图；
17、g、通过集水区矢量图得到流域单元划分图。
18、所述步骤(2)具体包括：
19、dh/dt为沟道高程，定义水力侵蚀模型如下：
20、dh/dt＝t-x＝t-ksmcn
21、t为沟道抬升速率；x为沟道下切速率；k为侵蚀系数；s为流域面积，c为沟道坡度；m、n为经验参数；
22、令dh/dt＝0，则t＝ksmcn，进一步变换得到
23、令r＝-m/n，那么c＝usr，两边同时取对数得到：
24、lnc＝-rlns+lnu (式1)
25、r代表沟道凹曲度指标；u代表沟道陡峭度指标,与流域内岩体强度、沟道物质、水文条件等有关；
26、通过式1得到各流域单元的沟道坡度和流域面积的双对数坐标关系图。
27、所述步骤(3)中，沟道坡度和流域面积的双对数坐标关系图中，流域面积与河段坡度拟合为一条倾斜的直线,斜率为-r，截距为lnu。
28、所述步骤(3)中，沟道下切速率与抬升速率的关系通过沟道坡度c-流域面积s关系曲线来反映，若c-s图解为凸形曲线，代表沟道的下切速率大于抬升速率，划定为地质灾害高易发。
29、所述步骤(3)中，若c-s图解为凹形曲线，代表沟道的下切速率小于抬升速率，划定为地质灾害低易发。
30、所述步骤(3)中，若c-s图解为近直线，代表沟道的下切速率与抬升速率相当，划定为地质灾害中易发。
31、采用本专利技术的优点在于：
32、1、本专利技术摆脱了现有技术方法对历史地质灾害发生样本点的依赖，基于水力侵蚀模型，对流域内物质输送平衡进行定量计算，进而确定流域地质灾害易发等级。
33、2、本专利技术以结果为导向，考虑了地质灾害发育机理及孕灾背景条件的协同耦合作用。地质灾害本身就是地貌演化过程的一种外动力地质作用，流域物质输入输出的过程也是地形地貌、地层岩性、水文地质等各类地质背景条件协同耦合作用下的结果。
34、3、本专利技术解决了传统评价方法样本选择困难、收敛速度慢、迭代步数多、各因子贡献差异难以定量等
35、4、本专利技术不用堆叠大量的数据统计和模型分析，计算方法较简洁，能快速准确的获取评价结果。
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1.一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：根据评价区流域内物质的输入与输出关系，当评价区流域内物质的输出量大于输入量时，评价区流域划定为地质灾害高易发；当评价区流域内物质的输出量小于输入量时，评价区流域划定为地质灾害低易发；当评价区流域内物质的输出量与输入量相等时，评价区流域划定为地质灾害中易发。
2.根据权利要求1所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述方法中，评价区流域内物质的输入量和输出量采用沟道的下切速率和抬升速率来表征。
3.根据权利要求2所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述方法中，当评价区流域内的沟道下切速率大于抬升速率时，表征评价区流域内输出量大于输入量，评价区流域划定为地质灾害高易发流域；当沟道下切速率小于抬升速率时，表征流域内输出量小于输入量，评价区流域划定为地质灾害低易发流域；当沟道下切速率和抬升速率相当时，表征流域内输出量与输入量相等，评价区流域划定为地质灾害中易发流域。
4.根据权利要求3所述的一种基于流域物质输送平衡
5.根据权利要求4所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述步骤(3)中，沟道坡度和流域面积的双对数坐标关系图中，流域面积与河段坡度拟合为一条倾斜的直线,斜率为-r，截距为LnU。
8.根据权利要求7所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述步骤(3)中，沟道下切速率与抬升速率的关系通过沟道坡度C-流域面积S关系曲线来反映，若C-S图解为凸形曲线，代表沟道的下切速率大于抬升速率，划定为地质灾害高易发。
9.根据权利要求8所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述步骤(3)中，若C-S图解为凹形曲线，代表沟道的下切速率小于抬升速率，划定为地质灾害低易发。
10.根据权利要求9所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述步骤(3)中，若C-S图解为近直线，代表沟道的下切速率与抬升速率相当，划定为地质灾害中易发。
...【技术特征摘要】
1.一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：根据评价区流域内物质的输入与输出关系，当评价区流域内物质的输出量大于输入量时，评价区流域划定为地质灾害高易发；当评价区流域内物质的输出量小于输入量时，评价区流域划定为地质灾害低易发；当评价区流域内物质的输出量与输入量相等时，评价区流域划定为地质灾害中易发。
2.根据权利要求1所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述方法中，评价区流域内物质的输入量和输出量采用沟道的下切速率和抬升速率来表征。
3.根据权利要求2所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述方法中，当评价区流域内的沟道下切速率大于抬升速率时，表征评价区流域内输出量大于输入量，评价区流域划定为地质灾害高易发流域；当沟道下切速率小于抬升速率时，表征流域内输出量小于输入量，评价区流域划定为地质灾害低易发流域；当沟道下切速率和抬升速率相当时，表征流域内输出量与输入量相等，评价区流域划定为地质灾害中易发流域。
4.根据权利要求3所述的一种基于流域物质输送平衡理论的地质灾害易发性评价方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于流...
【专利技术属性】
技术研发人员：易靖松，罗永红，尹国龙，李金洋，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
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