基于差分干涉技术的流域边坡稳定性调查研究

形变监测对于流域边坡稳定性调查具有十分重要的意义,传统的稳定性调查主要通过人工巡查或在边坡加装监测仪器的方式进行,这些方法运行维护成本较高且存在一定的主观性,准确度无法保证。差分干涉技术作为当前从卫星雷达遥感获取的对地观测数据中提取地形信息最主要的技术手段,能够较好的解决传统监测手段的诸多问题。本文以贵州省北盘江流域光照电站至马马崖电站河段为例,选用L波段ALOS PALSAR-2数据,基于差分干涉技术,对该段流域在2019年至2020年时段内的边坡形变信息进行提取,获取到10处发生过形变的边坡位置。同时,对这些发生过形变的边坡进行了实地考察,发现大部分边坡存在发生形变的痕迹,证明了该方法对于流域边坡稳定性调查的适用性,同时也为该段流域后续的调查治理工作提供了依据。     

基于InSAR的乌东德水电站库区边坡形变监测及分析

水电站建成投产后,水库水位变化频繁,改变了库岸边坡原有的稳定性,易诱发边坡失稳破坏,从而对水电站的安全运行及周边居民区产生一定安全隐患。为了更好地掌握乌东德水电站蓄水过程中库区边坡的形变情况,通过SBAS-InSAR技术对该区域2020年5月至2022年8月间的升降轨哨兵数据进行解算,获取了研究区的地表形变特征;结合库水位变化情况、SAR数据反演出的边坡土壤含水量后向散射系数,对识别出的5处不稳定区域的形变机理进行分析。结果表明：运用升降轨InSAR可准确识别出库岸边坡的形变情况,研究区最大年平均沉降速率为-92 mm/a;库岸边坡的形变趋势与库水位及土壤含水量后向散射系数变化有着明显的相关性,水库蓄水是致使边坡体加速沉降的主要因素。     

基于地基合成孔径雷达的危险边坡变形非接触实时监测

岩体崩塌失稳是边坡工程中最常见的地质灾害类型之一，对危险边坡开展实时监测以揭示其变形响应特征，对于边坡的应急预警、综合防控意义重大。本文以某水电站导流洞进口边坡为研究对象，采用地基合成孔径边坡雷达与三维激光扫描融合的监测技术，通过坐标转换，建立三维激光扫描坐标系与 ＧＢ-ＩｎＳＡＲ坐标系之间的对应关系，将雷达二维图像区域内的点与地形点进行匹配，实现了对边坡的三维整体变形实时监测，并基于监测结果对边坡的整体稳定性和局部危岩体演化规律进行了深入分析。结果表明:该边坡整体稳定性较好，但由于岩体破碎，节理裂隙发育，局部危岩区域稳定性较差，部分区域变形受降雨、施工扰动等影响显著。     

地震动特性对岩质边坡安全系数的影响

基于显式波动有限元—极限平衡法,探讨了可靠度动力安全系数的可信度,研究了地震动峰值、频谱特性对岩质边坡安全系数的影响.研究结果表明,可靠度动力安全系数改变了以往稳定性评价指标与风险评价脱钩的做法,评价结果更为科学合理;地震动峰值基本不改变安全系数时程曲线的形状,但对安全系数的概率分布和标准差影响显著,并且与边坡安全系数呈负相关关系;地震动频谱特性对边坡可靠度动力安全系数的影响最大达到25％,不应忽视.     

基于Fabry-Perot干涉测量技术的大坝安全监测系统探究

对Fabry–Perot干涉测量技术的原理及基于该技术的光纤传感系统作了介绍,分析了Fabry-Perot干涉测量技术原理并推导了有关计算公式,展望此类技术在大坝安全监测中的应用。     

基于三维激光扫描技术的高陡边坡计量方法

河南省前坪水库工程坝高90.30 m,坝型为粘土心墙砂砾石坝,右坝肩边坡高陡,平均坡度在70°以上,局部反倾,基岩大多裸露,植被稀少,开挖高度近百米,施工测量人员无法到达高陡的岩体表面,使用传统截面方法的原始地形测量,测量精度和测量员的人身安全无法得到保证。利用三维激光扫描技术测量右岸高陡斜率,并与传统断面法、步阶法进行比较,结果显示:基于三维激光扫描技术的高边坡测量计量方法计算结果准确、高效、安全,可作为右岸边坡的计量依据和参考,也为国内外类似大型水利水电工程高陡岸坡的测量计量方法提供参考和借鉴。     

西南岩溶地区水资源预测评价中流域水文模型应用的特点及展望

在对西南岩溶地区水文地质条件分析的基础上,指出了三类流域水文模型在西南岩溶地区实际应用的可能性及困难;通过三个成功实例:桂林“丫吉模型”、洛塔干河猪场表层岩溶泉BP人工神经网络模型、刁江SW AT模型,分析了目前在西南岩溶地区应用流域水文模型的若干特点;提出了在下垫面条件复杂、流域含水介质结构空间差异性大的岩溶地区,特别是无监测资料地区,发展分布式水文模型是未来的研究方向。     

基于GIS的南盘江流域区域农业旱灾风险区划应用研究

根据农业干旱发生发展规律和风险理论,从旱灾造成农作物减产的角度出发,分别对致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性和承灾体易损性进行分析,建立农业旱灾风险评估模型,结合GIS中自然断点分类法进行聚类分析,开展区域农业旱灾风险区划。以云南省南盘江流域为研究区域,根据干旱等级划分标准,将研究区域按4个等级进行农业旱灾风险区划,并对分区结果进行分析,为该区域政府部门制定防灾减灾规划提供技术支撑。     

基于GBInSAR技术的微变形监测系统及其在大坝变形监测中的应用

研究基于地基合成孔径雷达干涉技术的微变形监测系统(IBIS-L)的组成及关键技术,并与TCA2003全站仪进行变形监测精度对比。大坝变形监测试验研究表明,该系统能以优于毫米级精度实现大坝高空间分辨率以及连续的变形监测。     

基于倾斜摄影测量与InSAR技术的库区滑坡识别

随着水电站的建成蓄水，水位变动会影响库岸边坡稳定性，从而诱发一系列的库岸滑坡，危害水电工程及库区居民安全。为尽早识别潜在库岸滑坡，选取白鹤滩库区作为研究区，提出将无人机倾斜摄影测量技术与短基线集干涉测量技术(SBAS-InSAR)相结合的方法，识别白鹤滩水电站库区及其周边地区的滑坡隐患点，并绘制滑坡图、制定滑坡识别程序。首先运用InSAR技术对白鹤滩库区葫芦口-象鼻岭岸段约300 km²流域进行大范围识别，共圈定46处疑似滑坡隐患点。然后，选取了其中约50 km²区域进行基于倾斜摄影测量技术的滑坡隐患识别与精细化查证方法研究。除精细化查证了SBAS-InSAR技术探测到的5处存在形变特征的活动滑坡外，还利用三维实景模型、三维增强显示模型，基于灾害体的形态、微地貌特征，另外识别出了7处当前暂时处于稳定状态、形变迹象不明显的古滑坡体。实验结果经实地查证，该滑坡识别方法准确率较高，可为白鹤滩库区及类似工况地区的地质灾害防治提供重要参考。     

基于虚拟现实技术的流域大坝典型边坡时空数据可视化模型研究

为及时发现边坡问题,需对流域大坝典型边坡的时空数据进行可视化展示,为此,引入虚拟现实技术,设计了流域大坝典型边坡时空数据可视化模型。首先,依据时空数据虚拟现实可视化需求构建三维时空模型,对时空相关数据进行描述,并采用时空模型模拟的“出现过程”与“消失过程”模拟出邻近时空数据变化过程,实现数据平滑过渡,从而模拟时空切换过程;其次,采用虚拟现实技术构建流域大坝典型边坡时空可视化模型,展现出边坡实体几何结构和拓扑关系,从而实现流域大坝典型边坡时空数据的可视化。结果表明,该系统能准确实现流域大坝典型边坡时空数据的可视化展现,且数据传输速率都达到60 b/s以上,加载资源耗费时间保持在4 s以下。     

基于遥感技术的密云水库上游流域矿山监测

密云水库是北京市最重要的地表饮用水源地．其水质安全至关重要。利用遥感覆盖范围大、探测周期短、显示性强且成本低等特点,对密云水库流域矿山进行监测,绘制矿点分布图,对矿点所在各区县的分布面积和类型进行统计和分析．并对遥感监测精度进行验证。解决人工地面检查矿点难以全面覆盖、准确发现等问题,辅助业务监管,提高工作效率。     

基于自然灾害系统理论的2020年鄱阳湖流域1号洪水灾害分析

中国是世界上受洪涝灾害影响最严重的国家之一,洪涝灾害在中国自然灾害中发生频次最高、范围最广、灾损最大。从灾害系统角度,解析洪灾发生时各系统要素的表现特征,对进一步认识洪涝的成灾过程具有重要指导意义。系统收集了鄱阳湖流域核心区的孕灾环境(地形、河网)、承灾体(社会经济)、致灾因子(日降雨量)以及灾情等信息,系统分析了2020年鄱阳湖流域1号洪涝灾害的致灾机理与成灾过程,并探讨了鄱阳湖流域的洪灾防治措施。结果表明:6月以来高强度的降水是2020年鄱阳湖1号洪水爆发的前期基础,土壤湿度较高,趋近饱和;7月1—8日短时间内异常强降水(致灾因子强)和鄱阳湖流域核心区高程低(孕灾环境敏感性高)的共同作用下,洪水漫延快,短时内淹没了湖区的社会经济系统(承灾体),形成洪涝灾害。从灾害系统角度对典型洪涝灾害进行案例分析,有助于提高区域洪涝灾害的风险识别与防灾减灾能力。     

基于数据统计的西南农村房屋边坡演变规律分析

我国西南地区丘陵地带的农村切坡建房活动频繁,屋后常形成陡立的边坡,汛期此类边坡极易发生剥落掉块。为总结出农村房前屋后边坡发育特征和演变规律,研究团队对潼南区各种边坡的类型和边坡形态等特征数据进行分析。结果表明：潼南区农村的屋后边坡均为岩质边坡,而土质边坡位于房前,为填方边坡。有隐患边坡约占边坡总数的2.0%,以岩质边坡为主。边坡在各个乡镇的分布不均匀,卧佛镇和五桂镇的边坡数量及边坡密度均较大。边坡集中分布在中丘和深丘地貌区,切坡高度多在4—10m,坡度多数大于60°,岩质边坡主要有4种变形破坏模式。     

基于可变模糊识别模型的边坡稳定性评价研究

针对边坡稳定性影响因素的复杂性、随机性和模糊性的特点,建立了基于可变模糊识别边坡稳定性评价模型。首先应用主观权重对客观权重进行修正得到模型的动态权重,然后确定评价单元指标的级别特征值及指标最优隶属度,最终得到各评价样本的边坡稳定性等级。通过工程实例验证了该评价方法的可行性。     

采用压缩分散型预应力锚固技术治理下坂地工程倾倒破碎体边坡

新疆下坂地水库的侧槽溢洪洞边坡表层位于基岩倾倒体中,边坡中卸荷裂隙发育,风化破碎,表层部分岩体松驰,裂隙张开,裂缝延伸较长。最长裂缝已延至F5断层,最大宽度80~100mm,在施工中采用常规的整体开挖或锚索加固措施进行支护不能满足设计要求。为此引进SYM压缩分散型锚索技术进行处理,较好地解决了侧槽边坡整体稳定问题。     

微震技术监测岩质边坡稳定性的工程实践

针对边坡失稳监测预报这一岩土工程中的世界性难题,从国外引进先进的微震监测技术,从岩质边坡特点、微震技术的原理及ESG微震系统等方面,探讨了微震技术应用于岩质边坡稳定性监测的可行性,并以在大岗山水电站右岸边坡中的应用为例,阐述了微震技术的工程实践。实践证明,微震技术能全天24 h实时监测边坡的稳定性状况,与传统的监测手段相比有其明显的特点和优势;不论从微震技术的原理、系统,还是从微震技术的工程实践方面来看,微震技术运用于岩质边坡稳定性监测都具有可行性,并且微震数据能较好地反映出弱层是控制边坡稳定性的主要因素,以及爆破开挖等施工扰动对边坡局部或者整体的影响。     

无人机微变摄影测量技术在边坡高位危岩体监测中的应用

针对传统边坡高位危岩体监测手段的局限性,结合硬梁包水电站厂区边坡高位灾害变形监测要求,引入了无人机微变摄影测量技术,利用无人机采集边坡高位危岩体数据,分辨率可达亚毫米级,并构建三维实景模型,可以生成三维模型、DOM、DEM、数字点云等测绘产品。工程实践表明:微变摄影测量技术获取的三维模型具有真实、纹理清晰、精度高等优势,为边坡高位危岩体调查、监测及巡检提供了一种新的方法。     

盐湖流域空-天-地立体监测系统结合VIC模型径流模拟初探

盐湖流域属于无资料地区且基础资料稀缺,使用传统方法开展水文模拟存在困难。为了研究盐湖流域生态环境、水文气象等变化,综合利用卫星遥感、无人船等技术,建立盐湖流域空-天-地立体监测系统,构建盐湖水位-面积-容积关系曲线,并通过月尺度遥感数据解译了盐湖月尺度湖泊面积,推算了盐湖蓄变量和盐湖入湖月尺度径流量。通过收集并整理中国区域地面气象要素驱动数据集CMFD和MODIS LAI叶面积指数等数据,构建了基于多源数据的VIC模型,开展盐湖流域湖泊径流模拟研究。结果表明,盐湖流域径流模拟纳什系数NSE和相对误差分别为0.87和11.81%,表现出实际径流的丰枯变化情况。盐湖流域空-天-地立体监测系统结合VIC模型能够模拟盐湖流域的月尺度径流变化过程,对无资料区域河湖水文模拟具有一定参考意义。     

基于InSAR技术的古滑坡复活早期识别方法研究——以大渡河流域为例

近年来,青藏高原东缘高山峡谷区古滑坡复活呈现活跃趋势,并造成重大灾害损失,因此古滑坡复活的早期识别成为地质灾害研究领域普遍关注的课题。本文以大渡河流域为例,在古滑坡发育特征调查分析的基础上,提出了基于InSAR技术的古滑坡复活早期识别的一般步骤:①分析古滑坡及周边主要SAR数据源及其适宜性,制定最优InSAR监测方案;②通过InSAR综合观测,获得高质量的长时间序列变形,筛选显著变形部位(特征点);③根据特征点的时序变形曲线,进行古滑坡复活的演化阶段判别和稳定性预测。基于斋藤原理,提出了古滑坡复活的三段式演化过程;结合PS-InSAR监测的累积位移-时间曲线,提出了将弹性变形与匀速变形之间的拐点作为古滑坡复活的起点标志,把匀速变形向加速变形转变的拐点作为复活失稳的标志,为高山峡谷区隐蔽型古滑坡复活的早期识别提供了新途径。