摘要
川藏公路的建设是提高西藏地区的经济社会发展的重要因素之一。其中国道G318林芝段由于地形地貌、地质条件和复杂的气候条件的影响,已成为中国冰川泥石流灾害发生最为频繁的地区之一,该地区的冰川泥石流,存在规模大、冲击力强、暴发时间不确定等特点。为了精准有效的防止冰川泥石流灾害的发生,减少人员伤害、财产损失和川藏线的道路畅通,对冰川泥石流进行危险性评价及预测研究具有重要意义。根据现场调查、无人机拍摄、卫星影像、地质资料与气象资料的收集,对冰川泥石流进行分析并划分易发程度;利用定性与定量分析了冰川泥石流的影响因素;利用传统改良法对冰川泥石流进行危险性评价;利用Matlab和Arc GIS分别对研究区冰川泥石流进行预测;基于Matlab软件集成国道G318林芝段冰川泥石流危险性预测系统主要研究内容和研究成果如下: (1)查阅了林芝地区大量的文献、采集了影像资料并对该区145个冰川泥石流的影像进行解译,对冰川泥石流的自然地质环境背景、分布规律、发育特征、形成机制和灾害诱发因素做了充分的分析后,将数据进行易发程度划分,并统计各程度的数据占比。 (2)定性分析冰川泥石流的形成因素和诱发因素,确定出冰川泥石流8个主要启动影响因素分别为:主沟长度、主沟纵坡降、物源体积、汇水面积、植被面积、总冰湖面积、冰川面积、日最大降雨量。 (3)基于随机森林、信息熵、灰色关联度分别对冰川泥石流的8个主要影响因素进行定量分析,得出每个因素易发程度的权重后,按权重结果进行排序。 (4)结合冰川泥石流的特征和影响因子权重,对泥石流勘察规范中的评分法进行改良,根据改良后的评分法对研究区冰川泥石流易发程度进行评价。 (5)通过Matlab建立BP神经网络预测模型,利用误差分析验证模型的准确率达到84.8%,可达到预测效果,用此模型对研究区冰川泥石流易发程度进行划分,并得出相关易发程度折线图。 (6)基于Arc GIS中插值原理对研究区冰川泥石流进行危险性评价,得出结果并绘制出危险性分级图,从而更直观全面的了解整个研究区的泥石流灾害。 (7)使用Matlab中的App平台集成多模块的冰川泥石流预测系统。达到提前预测的功效,融入了信息化与大数据的理念,减少复杂的计算。预测结果有文字说明与图示两种相结合的功能,更能直观的显示预测效果。