南水北调中线工程引水渠保定段地质灾害危险性评价研究

论文摘要

南水北调中线工程引水渠保定段从曲阳县城东南15km的燕赵镇起,于涿州市东城坊镇西北侧接入北京,共经保定地区9个县区。因其地处华北平原与太行山脉的过渡地带上,沿线区域地形地貌跨度大、地质背景复杂、构造活动强烈,使得引水渠受到多种地质灾害的威胁。本文在收集相关资料、开展野外地质灾害调查工作的基础上,采用支持向量机模型完成了研究区的地质灾害危险性评价工作。本文的主要亮点如下:（1）在总结研究区所涵盖的六类地质灾害发育和分布特征的基础上,将其分为两大类地质灾害分别建立评价体系进行危险性评价与分析:第一类为主要分布于山区的崩滑流地质灾害,包含崩塌、滑坡和泥石流三类;第二类为主要分布于平原区的地裂缝等地质灾害,包含地裂缝、地面塌陷与地面沉降三类。（2）详细阐述了评价指标间相关性关系的现实意义和数学表现,并通过CF-SO-PCA模型将评价指标量化为相互独立的低维高效计算指标。（3）构建支持向量机模型过程中,选取典型灾害点和非灾害点作为训练集和测试集样本,以使评价结果与实际更加相近;采用交叉验证法来搜索支持向量机模型的最佳参数,以使模型的预测准确度达到最高。（4）在研究区地质灾害危险性区划图的基础上,依据危险性不同,对南水北调中线工程保定段引水渠进行了分段,确定了每一区段的重点防治地质灾害类型,为南水北调中线工程引水渠保定段沿线的地质灾害防治提供依据。（5）采用FLO-2D对典型泥石流沟进行不同极端频率降雨条件下的危险性分析,并分析了其对沟口引水渠、京昆高速和下游村落的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 选题意义及研究背景
•   1.2 地质灾害危险性评价研究现状
•     1.2.1 我国地质灾害的类别与研究程度
•     1.2.2 地质灾害评价的相关概念
•     1.2.3 山区崩滑流灾害危险性评价体系的研究现状
•     1.2.4 平原区地质灾害危险性评价体系的研究现状
•     1.2.5 地质灾害危险性评价模型的研究现状
•     1.2.6 南水北调中线工程沿线区域地质灾害危险性评价研究现状
•     1.2.7 目前研究中存在的主要问题
•     1.2.8 主要解决的科学问题
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
•   1.4 主要结论
• 第二章 区域自然地理概况和地质背景
•   2.1 自然地理概况
•     2.1.1 地形地貌概况
•     2.1.2 研究区植被覆盖特征
•     2.1.3 气象条件
•     2.1.4 地表水系概况
•     2.1.5 地下水埋深与动态概况
•   2.2 研究区地质背景
•     2.2.1 区域地质构造
•     2.2.2 区域地层特征
•     2.2.3 研究区地层出露岩性与工程地质分区
•     2.2.4 研究区地震灾害历史
• 第三章 地质灾害发育特征与主要控制因素
•   3.1 地质灾害发育特征
•     3.1.1 研究区地质灾害基本类型与分布特征
•     3.1.2 滑坡灾害及典型滑坡发育特征
•     3.1.3 崩塌灾害及典型崩塌发育特征
•     3.1.4 泥石流及典型泥石流灾害特征
•     3.1.5 地裂缝及典型地裂缝灾害特征
•     3.1.6 地面塌陷及典型地面塌陷特征
•     3.1.7 地面沉降灾害分布特征
•   3.2 山区崩滑流灾害主要控制因素
•     3.2.1 地形地貌因素
•     3.2.2 地层出露岩性
•     3.2.3 地质构造因素
•     3.2.4 地表水系
•     3.2.5 植被覆盖
•     3.2.6 降雨因素
•     3.2.7 人类工程活动
•   3.3 平原区地裂缝等灾害主要控制因素
•     3.3.1 可压缩地层厚度条件
•     3.3.2 地面沉降发展情况
•     3.3.3 地层出露岩性
•     3.3.4 地质构造因素
•     3.3.5 地表水系
•     3.3.6 浅层地下水水位变化情况
•     3.3.7 深部地下水开采情况
•     3.3.8 植被覆盖
•     3.3.9 降雨因素
•     3.3.10 人类工程活动
•   3.4 小结
• 第四章 评价体系的建立和评价指标的量化
•   4.1 数据来源
•   4.2 地质灾害危险性评价体系
•     4.2.1 崩滑流地质灾害危险性评价体系
•     4.2.2 地裂缝等地质灾害危险性评价体系
•   4.3 基于确定性系数法的评价因子量化
•     4.3.1 确定性系数法的原理
•     4.3.2 崩滑流灾害危险性评价因子分级的确定性值
•     4.3.3 地裂缝等灾害危险性评价因子层级的确定性值
•   4.4 评价指标间的相关性分析
•     4.4.1 评价指标间相关性关系的现实意义
•     4.4.2 评价指标间相关性关系的数学表现
•     4.4.3 崩滑流灾害危险性评价指标的相关性分析
•     4.4.4 地裂缝等地质灾害危险性评价指标的相关性分析
•   4.5 基于施密特正交法的因子间相关性信息剔除
•     4.5.1 施密特正交法的数学原理
•     4.5.2 应用施密特正交法的假设条件
•     4.5.3 评价因子向量的正交化
•   4.6 基于主成分分析法的降维
•     4.6.1 主成分分析法的原理
•     4.6.2 崩滑流灾害危险性评价因子的降维
•     4.6.3 地裂缝等灾害危险性评价因子的降维
•   4.7 小结
• 第五章 基于支持向量机模型的地质灾害危险性评价
•   5.1 支持向量机模型的原理
•     5.1.1 支持向量机的基本类型
•     5.1.2 非线性支持向量机模型基本原理
•     5.1.3 支持向量机模型的函数和参数意义
•   5.2 崩滑流灾害危险性评价的区域危险性概率指数计算
•     5.2.1 确定支持向量机与核函数的类型
•     5.2.2 训练集和测试集的建立
•     5.2.3 支持向量机模型建立和最佳参数获取
•     5.2.4 崩滑流灾害危险性概率指数计算
•   5.3 地裂缝等灾害危险性评价的区域危险性概率指数计算
•     5.3.1 确定支持向量机与核函数的类型
•     5.3.2 训练集和测试集的建立
•     5.3.3 支持向量机模型建立和最佳参数获取
•     5.3.4 地裂缝等灾害危险性概率指数计算
•   5.4 研究区地质灾害危险性评价
•     5.4.1 研究区综合危险性概率指数的获得
•     5.4.2 研究区的地质灾害危险性评价
•   5.5 评价结果分析
•     5.5.1 区域地质灾害危险性评价结果分析
•     5.5.2 引水渠的地质灾害危险性分段
•   5.6 小结
• 第六章 十渡沟典型洪水泥石流数值模拟
•   6.1 “721”房山特大暴雨引发洪水泥石流
•   6.2 十渡泥石流沟基本概况
•     6.2.1 地理位置与地形地貌
•     6.2.2 工程岩组特性
•     6.2.3 物源堆积
•   6.3 基于FLO-2D的数值模拟
•     6.3.1 模拟的步骤
•     6.3.2 不同降雨频率下泥石流运动过程模拟
•     6.3.3 五百年一遇降雨泥石流模拟结果分析
•   6.4 小结
• 第七章 结论及展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王雪冰

导师: 张春山

关键词: 地质灾害危险性评价,评价指标量化,支持向量机模型,泥石流模拟,南水北调引水渠

来源: 中国地质科学院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,水利水电工程

单位: 中国地质科学院

基金: “京津冀协同发展区活动构造与区域地壳稳定性调查”(编号:DD20160267)地质调查项目

分类号: TV68;P694

总页数: 139

文件大小: 11847K

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