基于TRIGRS模型的陕西延安市富县泥流易发性模拟研究

论文摘要

2013年7月延安市发生特大暴雨,富县就处于暴雨的中心位置,降雨强度大且历时久导致彦麦沟隧道出口附近发生黄土泥流灾害,高速公路接近瘫痪,这正说明泥流是陕北黄土高原上最主要的地质灾害之一,危害程度不容小觑。基于此,本文在参阅国内外相关文献资料、前人的研究基础上综合泥流灾害调查,选择陕西省延安市富县彦麦沟隧道出口周围5.8km~2范围为研究区,利用室内试验获取研究区土层的力学性质及水文参数,最后利用TRIGRS模型以及ArcGIS软件对研究区泥流易发性作出评价,并得到以下结论:(1)TRIGRS计算结果如下:当工况为降雨强度7.5mm/h,降雨时长12h时,研究区斜坡不稳定区域栅格数为254个,占研究区总面积的0.417%;当工况为降雨强度10mm/h,降雨时长12h时,研究区斜坡不稳定区域栅格数为604个,占研究区总面积的1%;当工况为降雨强度15mm/h,降雨时长12h时,研究区斜坡不稳定区域栅格数为939个,占研究区总面积的1.54%。(2)利用层次分析法计算研究区坡度对泥流易发性的影响度值,结果如下:定义研究区30°~50°的斜坡坡度对泥流易发性影响为1。<8°以及>50°区域影响值为40.2,8°~15°区域影响值为8.7,15°~30°区域影响值为2.7,数值越大表明泥流越不容易发生。(3)在前人对研究区泥流启动条件的研究之上,计算出研究区泥流启动时单位时间径流深度应至少为47.96 mm/h,利用ArcGIS软件计算研究区斜坡上的径流量,并得出研究区降雨强度对泥流易发性的影响。(4)在ArcGIS中利用栅格计算器,将TRIGRS模型计算出的研究区降雨诱发的斜坡稳定性结果与重分类且赋值后的研究区坡度、流量结果相乘,计算后的结果即为研究区泥流易发性结果,当工况为降雨强度7.5mm/h,降雨时长12h时,研究区泥流易发区域栅格数为82个,占研究区总面积的0.134%;当工况为降雨强度10mm/h,降雨时长12h时,研究区泥流易发区域栅格数为126个,占研究区总面积的0.206%;当工况为降雨强度15mm/h,降雨时长12h时,研究区泥流易发区域栅格数为401个,占研究区总面积的0.658%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 选题依据及研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 泥流研究现状
•     1.2.2 泥流易发性评价研究现状
•     1.2.3 斜坡稳定性定量化评价研究现状
•   1.3 研究内容与技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
•   1.4 特色与创新点
• 第二章 研究区概况
•   2.1 地形地貌
•   2.2 气象水文
•     2.2.1 气候条件
•     2.2.2 水文条件
•   2.3 地质构造与地层岩性
•     2.3.1 地质构造
•     2.3.2 地层岩性
•   2.4 人类活动
• 第三章 研究区泥流发育特征及其分布
•   3.1 泥流的基本类型及发育特征
•     3.1.1 基本类型
•     3.1.2 发育特征
•   3.2 泥流的时空分布特征
•     3.2.1 时间分布特征
•     3.2.2 空间分布特征
• 第四章 研究区黄土的力学性质与水文参数
•   4.1 研究区黄土力学性质
•     4.1.1 土工密度试验
•     4.1.2 室内静三轴试验
•   4.2 研究区黄土水文参数
•   4.3 本章小结
• 第五章 基于TRIGRS模型的区域稳定性计算
•   5.1 TRIGRS模型基本原理
•   5.2 数据准备与参数设置
•     5.2.1 DEM数据
•     5.2.2 坡度参数
•     5.2.3 水流流向参数
•     5.2.4 土层厚度
•     5.2.5 力学参数与水文参数
•     5.2.6 降雨参数
•   5.3 模型的建立与结果分析
•     5.3.1 模型的建立
•     5.3.2 结果分析
•   5.4 本章小结
• 第六章 研究区泥流易发性评价
•   6.1 研究区坡度对泥流易发性的研究
•     6.1.1 坡度对泥流易发性影响
•     6.1.2 层次分析法（AHP）计算原理
•     6.1.3 坡度指标的分级
•     6.1.4 评价指标权重的确定
•     6.1.5 坡度指标模糊评价模型
•     6.1.6 研究区坡度值对泥流易发性的影响
•   6.2 研究区降雨强度对泥流易发性研究
•     6.2.1 降雨强度对泥石流启动的影响
•     6.2.2 研究区泥流启动条件
•     6.2.3 研究区降雨强度对坡面径流的影响
•     6.2.4 ArcGIS软件计算研究区流量
•     6.2.5 研究区不同降雨强度对研究区泥流启动的影响
•   6.3 基于TRIGRS模型计算结果上的泥流易发性定量评价
•     6.3.1 泥流易发性模拟结果
•     6.3.2 模拟结果验证
•   6.4 研究区泥流易发性评价结果分析
•     6.4.1 泥流易发性随坡度变化分析
•     6.4.2 泥流易发性随降雨强度变化分析
•   6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 楚迪

导师: 王家鼎

关键词: 黄土泥流,降雨强度,模型,软件,易发性

来源: 西北大学

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: 西北大学

分类号: P642.23

总页数: 90

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