安宁河冕宁至西昌段滑坡发育特征及危险性评价

论文摘要

安宁河冕宁至西昌段地处青藏高原的东南缘,除安宁河谷平原外,其余部位地形切割强烈,峡谷纵横,地形起伏较大。由于复杂的地质条件及环境条件,区域内滑坡灾害频发,对人民的生命财产安全、基础设施建设及运营(如高速公路、电站、水库等)甚至是生态环境都造成了较大的影响。在对安宁河冕宁至西昌段区域地质环境条件的分析基础之上,详细分析了该区滑坡发育特征及其控制因素,引入信息熵法对研究区内415处单体滑坡进行了危险性评价,将单体滑坡的危险性评价结果应用到区域滑坡危险性评价之中,指出传统区域滑坡危险性评价方法的不足,并首次引入XGBoost机器学习的方法完成了区域滑坡危险性评价,主要获得以下几点认识:(1)依据遥感解译结合现场调查验证的方法,查明研究区内共发育415处滑坡,发育密度为1.76处/10km~2,安宁河两岸滑坡分布极为不均,左岸滑坡发育密度是右岸的3.11倍。不同坡向的斜坡中滑坡发育程度明显不同,其中朝向南东、南西、正南、正西四个方向的斜坡中滑坡较多,此外滑坡主要发育在坡度为15°~35°的斜坡之中,在地形起伏度为100~150m的区域内发育密度最大,大多数滑坡的剖面形态呈现凸形的特征。(2)地层岩性对滑坡发育具有明显的控制作用,从滑坡发育数量来看,研究区内64.34%的滑坡发育在在三叠系上统、侏罗系、震旦系下统地层中,由滑坡发育密度可知区内最易滑的为震旦系下统地层。滑坡在各坡体结构类型中的发育密度具有着明显的区分度,这说明坡体结构类型对滑坡分布有着控制作用,其中顺向斜坡、散体结构斜坡及斜向倾外斜坡中易发生滑坡。(3)区内滑坡发育受构造活动的影响极为强烈,从空间分布特征来看,区内具有两条明显的滑坡集中分布带,其中集中带A位于安宁河东支断裂带两侧,集中带B位于热水河红莫断层北西侧,两集中带内滑坡发育密度均为8.7处/10km~2左右,约为区域内滑坡发育密度的5倍。河流水系及道路工程活动对研究区内滑坡发育亦具有控制作用。(4)以洛乃格村3组滑坡、黑砂河右岸滑坡、依子阿木滑坡为例,对野外现场调查的滑坡进行了危险性定性评价;综合考虑影响滑坡危险性的因素,在系统性、独立性等原则的指导下,建立了单体滑坡的危险性评价指标体系,引入信息熵法为各指标进行了客观赋权,并计算了415处滑坡的危险性值H,依据等间距分级法将单体滑坡的危险性分为3级,分别为:低危险性(H≤0.333)、中危险性(0.333<H≤0.667)、高危险性(H>0.667)。对比信息熵法的滑坡危险性评价结果与野外现场调查的滑坡危险性定性评价结果较为一致,说明单体滑坡危险性评价结果比较可靠。(5)在单体滑坡危险性的评价基础之上,将单体滑坡的危险性评价结果应用到区域滑坡危险性评价之中,首次引入XGBoost机器学习法进行区域滑坡危险性评价,调整XGBoost模型中的学习率(learning_rate)、迭代步数(n_estimators)回归树的最大深度(max_depth)、最小样本权重和(min_child_weight)等参数,使得训练机器学习模型的预测准确率高达87.74%,并将训练结果应用至全区,评价结果具有较高的准确性。

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摘要

Abstract

第1章引言

1.1 选题依据及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 区域滑坡发育特征

1.2.2 安宁河流域滑坡研究现状

1.2.3 滑坡危险性评价研究现状

1.3 研究内容、思路及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究思路及技术路线

第2章区域及研究区地质环境条件

2.1 自然地理概况

2.1.1 地理位置及交通

2.1.2 气象与水文

2.2 区域地质环境条件

2.2.1 地形地貌

2.2.2 地层岩性

2.2.3 地质构造

2.2.4 新构造运动与地震

2.3 研究区地质环境条件

2.3.1 地形地貌

2.3.2 地层岩性

2.3.3 地质构造

2.3.4 水文地质条件

第3章滑坡发育特征研究

3.1 滑坡基本特征

3.1.1 滑坡形态特征

3.1.2 滑坡面积及高差特征

3.1.3 滑坡物质组成特征

3.2 地形地貌对滑坡的控制作用

3.2.1 坡度

3.2.2 坡向

3.2.3 地形起伏度

3.2.4 剖面形态

3.3 地层岩性对滑坡发育的控制作用

3.4 坡体结构对滑坡发育的控制作用

3.4.1 坡体结构特征

3.4.2 滑坡发育与坡体结构的关系

3.5 河流水系对滑坡发育的控制作用

3.6 地质构造对滑坡发育的控制作用

3.7 滑坡诱发因素分析

3.7.1 人类工程活动

3.7.2 地震对滑坡发育的控制作用

3.7.3 降雨对滑坡发育的控制作用

3.8 小结

第4章单体滑坡危险性评价

4.1 典型滑坡危险性定性评价

4.1.1 洛乃格村3 组滑坡

4.1.2 黑砂河右岸滑坡

4.1.3 依子阿木滑坡

4.2 单体滑坡危险性定量评价方法

4.2.1 信息熵法的引入

4.2.2 信息熵赋权步骤

4.3 评价指标体系的建立

4.3.1 评价指标体系的初步建立

4.3.2 评价指标相关性分析及指标体系的建立

4.4 单体滑坡定量评价结果及分析

4.5 小结

第5章区域滑坡危险性评价

5.1 区域滑坡危险性评价思路及方法选择

5.2 XGBboost机器学习原理

5.3 区域滑坡危险性评价指标体系

5.4 XGBoost算法模型的建立

5.4.1 机器学习数据准备

5.4.2 XGBoost模型建立过程

5.4.3 XGBoost模型参数调节

5.4.4 XGBoost模型中特征重要性

5.5 基于XGBoost机器学习法的区域滑坡危险性评价

5.5.1 评价结果

5.5.2 评价结果分析

5.6 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 罗菲

导师: 任光明

关键词: 安宁河,滑坡,危险性,机器学习

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 成都理工大学

分类号: P642.22

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000040

总页数: 112

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安宁河冕宁至西昌段滑坡发育特征及危险性评价

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