北京沙河流域泥石流监测预警研究

发布时间：2017-03-23 05:11

  本文关键词：北京沙河流域泥石流监测预警研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：泥石流灾害是北京地区造成人员伤亡最大的地质灾害,建国以来北京地区泥石流共造成500多人死亡,直接经济损失达数亿元,北京政府和学者高度重视泥石流的防灾工作和预警研究。解决城市地质安全问题迫切需要针对北京市泥石流灾害监测预警系统开展相关理论和技术方面研究。本文以北京怀柔区和密云区交界的沙河流域为研究区,充分调研目前国内外最新的泥石流预警预报理论成果,系统总结北京沙河流域泥石流沟的发育现状,从泥石流区域监测预警模型建立和监测预警技术方法研究两个方面开展论述,完成研究区监测预警系统开发。泥石流预警模型建立是本文的理论核心,首先根据沙河流域泥石流特点,选取研究区内7个重要评价指标,运用可拓理论,建立适合研究区的多指标泥石流危险性区划评价模型；对每个风险区的历史泥石流事件和降雨过程的相关性进行统计分析,建立两者的相关关系,运用Logistic回归模型确定降雨预警等级,以泥石流事件在一定区域暴发的不同降雨过程临界值作为预警判据；最后将泥石流风险性区划结果与降雨预警等级结果确定的权重叠加,建立沙河流域泥石流灾害预警模型。泥石流监测预警技术方法是本文的技术亮点,通过野外安装监测仪实时获得泥石流发生前和发生后的数据并在已有研究成果分析基础上确定预警阈值来实现泥石流短临预报。降雨量、含水率监测泥石流发生的触发因素和物源土体饱和状态：次声监测用于捕捉泥石流形成后的次声信号,实现提前报警；泥水位计监测断面的泥石流流深以推断泥石流的规模。泥石流监测预警系统建设是本文的技术核心,将泥石流理论模型与技术方法统一集成到一个平台以实现泥石流预警的智能化。本文的预警系统由构建平台、系统的功能模块、数据库的建立以及泥石流预警模型的实现四方面构成,包含泥石流数据管理子系统等6大子系统,24个主要模块,各子模块相互独立地运行,实现了研究区泥石流监测预警预报整个过程。本文从泥石流监测预警模型、最新监测预警技术方法和系统开发三方面建立一套完整的预测体系,为完善北京市泥石流监测预警打下良好的基础,提升了北京沙河流域泥石流灾害的自动化监测水平。
【关键词】：北京沙河流域 泥石流 监测预警 预警系统
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P642.23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 选题背景和项目依托8-9
• 1.2 研究目的和意义9
• 1.3 泥石流预警研究现状9-13
• 1.3.1 国外泥石流灾害预警系统研究现状11-12
• 1.3.2 国内泥石流预警研究现状12-13
• 1.4 研究内容与技术路线13-16
• 1.4.1 研究内容13-14
• 1.4.2 技术路线14-16
• 2 研究区泥石流发育特征16-26
• 2.1 地理位置及交通概况16
• 2.2 气象与水文16-18
• 2.3 地质环境18-22
• 2.4 泥石流基本特征22-24
• 2.5 泥石流灾害形成条件分析24-26
• 3 泥石流区域监测预警模型建立26-42
• 3.1 泥石流灾害危险性评价26-36
• 3.1.1 评价的原则26-27
• 3.1.2 危险性区划模型的建立27-35
• 3.1.3 区域泥石流危险性区划35-36
• 3.2 基于降雨量预警模型建立36-39
• 3.2.1 前期有效降雨量36-37
• 3.2.2 基于回归模型的降雨预警区划37-39
• 3.3 泥石流灾害监测预警模型确定39-40
• 3.4 泥石流灾害监测预警模型应用40-42
• 4 泥石流监测预警技术方法研究42-52
• 4.1 监测技术方法42-46
• 4.1.1 降雨量监测42
• 4.1.2 次声监测42-44
• 4.1.3 泥位监测44
• 4.1.4 土壤含水率监测44-45
• 4.1.5 视频监测45-46
• 4.2 泥石流监测预警参数分析46-47
• 4.2.1 降雨量临界值46
• 4.2.2 次声声压值46
• 4.2.3 泥位临界值46-47
• 4.2.4 土壤临界含水率47
• 4.3 专群结合监测47-49
• 4.4 泥石流监测预警方案49-52
• 4.4.1 监测设备49-50
• 4.4.2 监测预警参数50-52
• 5 泥石流监测预警平台建设52-68
• 5.1 系统的构建平台52-54
• 5.1.1 平台设计原则52
• 5.1.2 平台总体框架52-53
• 5.1.3 系统技术架构53-54
• 5.2 系统的主要功能54-60
• 5.2.1 系统功能设计原则54-55
• 5.2.2 系统主要功能55-60
• 5.3 数据库的建立60-63
• 5.3.1 数据库的设计60
• 5.3.2 数据库的实现60-63
• 5.4 监测预警模型的现实63-65
• 5.4.1 预警模型的总体实现过程63
• 5.4.2 预警预报发布过程63-65
• 5.5 监测预警系统试运行65-68
• 6 结论与展望68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 展望69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-72

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