GIS支持下的水库塌岸预测与风险评价
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1.4 研究内容与创新点

1.4.1 研究内容

以金沙江溪洛渡库区为例,着重进行了以下五个方面的研究:

(1)水库塌岸预测参数自动提取方法研究。在水库塌岸预测中,水上和水下稳定坡角是进行水库塌岸预测的关键参数,传统获取稳定坡角的方法是野外测量法,显然,该法具有诸多局限性,例如,野外工作人员无法到达的地方则只能采用估测的方法,同时测得的坡角在运用时通常以单点值代替区域值。前人针对这些问题也进行了不同程度的研究,多采用室内试验的方法,得出一些稳定坡角与库岸物质组成之间的关系,根据某一区域物质组成成分可类比得到该区域内的水下及水上稳定坡角(刘娟,2010)。本书通过高分辨率遥感影像获取详细的地貌信息,根据高分辨率DEM获取详细的地形信息,通过对水库蓄水前原始岸坡的稳定坡形参数的分析和计算,再根据工程地质类比法,预测水库蓄水后相应的稳定坡形信息。

(2)基于GIS的水库塌岸范围预测插件的设计与开发。目前进行水库塌岸预测的方法中,图解法是应用最广泛的方法,我国学者在卡丘金图解法进行水库塌岸预测的基础上,提出了适用于不同地区的塌岸预测方法,例如王跃敏等提出的“两段法”、许强等提出的岸坡结构法等。但这些方法多采用二维的图解方法进行水库塌岸宽度的计算,本书在二维图解方法的基础上,基于“两段法”,将水库塌岸预测从二维空间拓展到三维空间,将塌岸宽度预测拓展到塌岸体积预测和塌岸后的岸坡形态预测。根据这一思想,基于AE二次开发组件和“两段法”的基本原理,开发水库塌岸计算的工具插件。

(3)融合GIS与极限平衡法进行岸坡稳定性评价的研究。针对研究区内大量分布的滑移型塌岸,采用安全系数分析的方法对岸坡稳定性做出定量化评价,这一过程利用GIS二次开发方法实现,基于DEM建立二维或三维地质模型,以极限平衡法为基础,在该类塌岸可能发生的区域,进行安全系数的计算。

(4)滑移型塌岸稳定性评价的概率分析方法研究。针对某一水库涉水岸坡,在进行稳定性分析的过程中,一个首要的前提是获取岸坡稳定性计算参数,例如,岸坡土体天然状态下的抗剪强度指标和饱和状态下的抗剪强度指标等,但这些参数由于空间上的差异、试验以及统计上的误差等原因,存在不确定性。因此,在稳定性计算的基础上,引入概率分析的方法,对岸坡的稳定性进行可靠度评价。

(5)水库塌岸风险评价研究。在水库塌岸空间范围预测的基础上,将塌岸发生可能影响范围内的人口、社会经济信息等作为风险评价指标引入评价体系之中,进行风险评价,将区域风险评价与单体风险评价相结合,满足不同细节程度上的风险评价的要求。