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基于TRIGRS簇头沟物源特征分析

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基于TRIGRS簇头沟物源特征分析
摘要：汶川地震之后，震区内山体结构遭到破坏，山体崩滑塌陷形成了大量
的松散堆积物，为泥石流发育提供了丰富的物源条件，震区地形复杂，在降雨集
中条件下极易诱发泥石流灾害。本文基于TRIGRS，以簇头沟为例，分析其物源特
征，为防灾减灾提供理论依据。

0引言
泥石流作为一种常见的地质灾害类型，易在降雨、冰水融化等水源条件激发
下发生，泥石流是介于滑坡和水流之间的三相混合流体。泥石流暴发突然、历时
短暂、来势凶猛并且破坏能力极强，是一种危害极大的地质灾害。影响泥石流发
育的三个基础条件分别是：物源、水源和地势条件，物源是泥石流发生最基础最
重要的条件，物源储量决定了泥石流成灾规模的大小。物源的产生一般由地震和
降雨引起，地震和降雨会使山体和斜坡结构变松散发生滑动，形成的大量堆积物
堆积在沟道内和山麓坡脚，在短期集中强降雨激发下发生大规模的群发性泥石流
灾害。泥石流运动过程中会造成沟道两侧一些稳定斜坡内部结构破坏，最终演化
成崩滑灾害成为下一次泥石流灾害新的物源。因此，对泥石流沟物源储量进行定
量分析和研究变得十分重要。

1研究方法
TRIGRS主要包括水文模型、入渗模型和斜坡稳定性模型三部分。该模型结合
高程、坡度和流向等一系列地形数据，通过输入控制参数，包括土体物理力学参
数、土层深度、水文参数和实时降雨量等数据，实现复杂地形上的降雨入渗水分
运移、地表径流的数值模拟，最后基于边坡孔隙水压时空分布情况，结合无限边
坡稳定性分析模块计算边坡三维空间的稳定性变化。TRIGRS计算结果均自动保存
为ASC文件，其基于栅格数据的稳定性结果可在GIS平台上进一步深入分析。根
据Iverson，利用无限边坡稳定性分析建立了边坡稳定性模型。无限边坡的破坏
特征是抗滑力与重力诱导的下滑力之比。这个比值被称为稳定性系数系数Fs。
（1）
2数据准备
TRIGRS模型所需参数较多，主要包括：地形数据、坡度分布数据、流向数据、
岩土参数、水文参数、土壤厚度和降雨数据等。基于TRIGRS模型对区域滑坡进
行稳定性分析计算时，影响稳定性系数结果的主要参数有：土壤粘聚力、内摩擦
角、斜坡坡度、土壤厚度分布、土壤容重等参数，模拟结果的精度和准确度直接
受到上述参数的影响。因此，为了保证模拟结果的精度和准确度，需要尽可能的
保证输入的参数与实际情况一致。但是受到人力条件和物力条件的限制，研究区
面积较大地形也极其复杂，难以做到各种参数都能与实际情况相符合，进行模型
敏感性分析，可以有效的降低人力和物力成本。为获取可信度更好的模拟结果，
本文选取输入参数中的粘聚力、内摩擦角、压力水头、土壤容重和土壤厚度对
TRIGRS模型进行敏感性分析。其中粘聚力和土壤容重是岩土力学参数，与研究区
的地层岩性有关。因此，获取的研究区地层岩性数据和岩土参数是否准确，决定
了TRIGRS模型的精度和准确度。此外，土壤厚度对模型模拟结果也有较大的影
响，为了得到精度更高的模拟结果，在获取土壤厚度数据时，应该确保获取的数
据与实际情况接近。地形数据采用30m分辨率的DEM，坡度和流向数据基于GIS
对地形数据处理获得。土壤厚度选取适用于簇头沟的土壤厚度推导公式推导计算
研究区内土壤厚度分布情况，公式如下：

（2）
水文参数、岩土参数选取根据簇头沟的地质条件得到，如表1所示：
表3-1 TRIGRS模型所需参数

粘聚力（kPa） 内摩擦角（°） 土体容重（kN/m3） 初始入渗速率（m/s） 水力扩散系数（m2/s） 饱和
渗透系数
（m/s）
24 22 19 1×10-6 1.32×10-3 1.32
×10
-5

3模拟结果及分析
根据上文获取的基础数据，基于TRIGRS模型模拟分析簇头沟泥石流物源分
布特征，TRIGRS模型输出的模拟结果为TXT文件，不能直接看出研究区内稳定性
系数的变化情况，需要借助其他软件实现模拟结果的可视化，GIS软件可直接读
取TXT文件，GIS软件还可将模拟结果进行分类，根据安全系数大小，将研究区
分为稳定区域和不稳定区域。本文将模拟输出的的文件在ArcGIS中打开，利用
其图像显示功能和重分类工具，对模拟结果进行处理。根据每个栅格的稳定性系
数Fs是否大于1，将栅格分为稳定状态栅格和不稳定状态栅格进行簇头沟流域内
降雨型滑坡分析。模拟结果如下图所示：

根据模拟结果可以看出，研究区内处于不稳定状态的栅格数达到2454个，
面积约为0.58km2，占研究区总面积的2.5%。不稳定栅格多处于泥石流形成区的
沟道两侧的斜坡之上，每条支沟内均存在大量的不稳定栅格，在降雨条件下极易
发生坍塌，这也为泥石流的形成创造力大量的物源条件。在已知泥石流流域内的
崩滑体面积后，如何量化崩滑体物源的体积变得十分重要。对于崩滑体物源储量
定量分析，目前大多采用的方法是根据经验公式计算，国内外学者也提出了大量
的计算经验公式，但是同一公式难以适用于不同的地区，不同地区之间使用同一
计算公式的结果会存在较大的误差。因此，选取适用于研究区内的经验公式进行
计算变得十分重要。根据TRIGRS模型模拟结果可知，研究区的滑坡体在降雨达
到24小时时，崩滑体面积为0.82km2，代入经验公式后可计算得到研究区的崩滑
体物源储量为；143.92×104m3。本文基于TRIGRS模型进行模拟时选择安全系数
Fs＜1的区域作为研究区崩滑体，因此计算得到的崩滑体物源储量可以认定为崩
滑体物源的动储量。根据收集到的资料分析，统计簇头沟内的崩滑堆积物源共
133.9万m2，与本文模拟计算误差不到10%，证明了本文基于TRIGRS模型计算得
到的崩滑体储量结果可靠。

4结论
本文基于TRIGRS，以簇头沟为例，分析其物源特征。得到在降雨作用下簇头
沟泥石流不稳定状态的栅格数达到2454个，面积约为0.58km2，占研究区总面积
的2.5%。根据经验公式计算得到崩滑体物源动储量为133.9万m2。大量的不稳定
区域在降雨条件下极易发生崩滑，为泥石流形成提供物源物质。

参考文献
[1]楚迪. 基于TRIGRS模型的陕西延安市富县泥流易发性模拟研究[D].西北
大学,2019.

[2]赵晓萌,卫星君,王娜,雷向杰.降雨型滑坡灾害的特征聚合决策树预测模
型[J].灾害学,2020,35(01):27-31.

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基于遥感和GIS的侵蚀沟分类

基于遥感和GIS的侵蚀沟分类

基于遥感和GIS的侵蚀沟分类王兆铭;刘建祥;高燕;陈培【摘要】文中通过遥感调查和实地调查相结合的方式,获取了流域侵蚀沟信息,结合流域侵蚀沟实际特点完成了侵蚀沟分类指标的筛选,在ARCGIS平台下完成了流域侵蚀沟的快速分类,并对不同类型侵蚀沟的特征及防治要求进行了分析.【期刊名称】《东北水利水电》【年(卷),期】2016(034)005【总页数】4页(P40-43)【关键词】侵蚀沟;分类方法;乌裕尔河流域;遥感【作者】王兆铭;刘建祥;高燕;陈培【作者单位】吉林省国土资源调查规划研究院,吉林长春 130024;水利部松辽水利委员会,吉林长春 130021;水利部松辽水利委员会,吉林长春 130021;黄河流域水土保持监测中心,陕西西安 710021【正文语种】中文【中图分类】S157根据第一次全国水利普查-东北黑土区侵蚀沟道普查，东北黑土区侵蚀沟295 663条，危害严重。

然而，目前侵蚀沟分类没有形成一套技术体系，没有统一的分类标准。

对于水保工作者，无法通过侵蚀沟现状数据直观地认识黑土区不同区域侵蚀沟的发展现状、危害程度及潜在危害，并根据这些数据合理、有效地开展侵蚀沟的分区防治。

乌裕尔河流域是典型黑土区具有代表性的流域之一且沟蚀比较严重，因此，文中选择乌裕尔河流域开展侵蚀沟快速分类研究，为侵蚀沟防治提供决策依据。

乌裕尔河流域北起北安市，南至杜尔伯特蒙古族自治县，流域途径五大连池市、克山县、克东县、讷河市、拜泉县、依安县、明水县、富裕县、林甸县、齐齐哈尔市市辖区、大庆市市辖区、泰来县、共涉及14个县（市、区），流域总面积为2.49万km2。

流域位于黑龙江省小兴安岭西南缘，为小兴安岭余脉与松嫩平原过渡地带，坡面缓而长，坡度一般在3°以下，坡长多为800～1 500 m，属于东北漫川漫岗典型黑土区，是黑龙江省粮食主产区之一。

土壤主要类型为黑土、黑钙土、草甸土、沼泽土、火山灰土、白浆土。

流域地处中高纬度，属寒温带半湿润半干旱大陆性季风气候，寒暑变化明显。

基于OP-FTIR在线监测的气态污染物源解析技术

基于OP-FTIR在线监测的气态污染物源解析技术

><GO^?i技 术 利 用 不 同 气 体 对 不 同 频 率 红 外 光 吸 收度 不同 "且浓 度 越 大 吸 收 度 越 强 的 原 理 " 对 光 路 上的待 测 气 体 进 行 定 性, 定 量 监 测 *&‘G&’+ ( 该 技 术 相 较于常见的点式检测方法"可实现无干扰连续在线长 光路监测(
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LML B 气 态 污 染 物 在 线 监 测
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物的种类及含量"根据气象状况实际完成监测方案如
表 & 所示(
表 CB气态污染物监测方案
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监测路径 &号 $号 !号
风向 东南风 西北风 东南偏南
监测位置描述 \西北测! 下风向$ J南侧! 下风向$ J西 侧 ,\西 北 侧
异味程度 强烈异味 无异味 偶有异味
##监测路径位置分布如图 ! 所示"监测路径 & 号位 于 \的西北侧"东南风时处 于 \的 下 风 向"且 不 受 其 他排 放 源 干 扰"因 而 可 作 为 \的 特 征 排 放 数 据( 同 理"监测路径 $ 号位于 J的南侧"西北风时不受其他 排放源干扰"可作为 J的特征排放数据( 监测路径 !
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莺歌海盆地上中新统—更新统储层物源识别：来自碎屑锆石U-Pb年代学和地球化学制约

莺歌海盆地上中新统—更新统储层物源识别：来自碎屑锆石U-Pb年代学和地球化学制约

莺歌海盆地上中新统—更新统储层物源识别：来自碎屑锆石U-Pb年代学和地球化学制约莺歌海盆地是位于南海北部被动大陆边缘的新生代含油气盆地,在大地构造位置上处于太平洋板块、印度-澳大利亚板块和欧亚板块的交汇部位,新生代以来同时受到三大板块相互作用的影响,具有复杂的构造演化历史。

迄今为止,莺歌海盆地已发现多个浅层和中深层气田,显示良好的油气勘探前景。

物源分析是沉积盆地研究的一项重要内容,在含油气盆地中,物源的位置、性质、范围和距离等会直接影响到盆地油气的生成、运移和保存等条件,物源的分布特征是储层预测和评价的基础。

由于莺歌海盆地潜在源区多、岩石类型复杂,且研究方法传统、简单,使得对该盆地物源的识别还停留在以推测为主的模糊认识阶段,很大程度上限制了物源分析的准确性。

本文在前人工作的基础之上,利用碎屑锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素以及全岩地球化学和Sr-Nd同位素的研究方法,建立了莺歌海盆地潜在物源区的锆石年龄频谱和识别标志,有效的识别了莺歌海盆地上中新统黄流组、上新统莺歌海组和更新统乐东组的物源分布特征,探讨了各源区晚中新世以来物源在空间和时间对盆地的影响,利用地球化学和同位素数据进行物源示踪、判断原岩类型和源区特征,最后通过现代河流沉积物来约束各物源区的大地构造演化历史。

本文主要得到以下进展:1.建立了莺歌海盆地三大潜在源区的识别标志对各潜在源区主要入海河流现代沉积物碎屑锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素研究显示:1)海南物源区具1280<sup>1</sup>600 Ma、447 Ma、236<sup>2</sup>56 Ma、159 Ma、99Ma 等一系列年龄峰值,并零星分布有古元古代和太古宙基底等年龄信息。

现代河流主要向莺歌海盆地提供印支期和燕山期碎屑物质,<sup>1</sup>00Ma年龄峰是海南物源的重要标志。

基于Piper三线图的矿井水化学特征分析

基于Piper三线图的矿井水化学特征分析

基于Piper 三线图的矿井水化学特征分析王雅茹 施龙青 邱 梅(山东科技大学地球科学与工程学院，山东 青岛 266590)摘 要基于鄂庄井田水文地质条件，对鄂庄矿井水的矿化度和主要特征离子含量的测定和分析，利用水化学组成随着时间推移会在Piper 三线图上的集合发生位移的现象，对矿井水进行水化学特征分析，并划分井田各水源的主要水质类型。

研究结果表明，利用Piper 三线图能快速判别水源类型，为矿井水害的防治及综合利用提供指导。

关键词 Piper 三线图 水化学特征 水质类型中图分类号 P641.4+61 文献标识码B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2019.04.057Analysis of Chemical Characteristics of Mine Water based on Piper Trilinear DiagramWang Ya-ru Shi Long-qing Qiu Mei(College of Earth Science & Engineering, Shandong University of Science and Technology, ShandongQingdao 266590）Abstract : Based on the hydrogeological conditions of Ezhuang mine field, the mineralization degree and ion content of Ezhuang mine water are measured and analyzed. Based on the phenomenon that the chemical components of water will shift on the Piper's trilinear diagram over time, the chemical characteristics of the mine water are analyzed, and the main water quality types of each source in the mine field are divided. The results show that the Piper's trilinear diagram can quickly identify the type of water source, which provides guidance not only for the prevention of mine water disaster but also for comprehensive utilization of mine water.Key words : Piper trilinear diagram chemical characteristics of water water quality type收稿日期2018-08-31基金项目 国家自然科学基金（41572244）；泰山学者建设工程专项经费资助作者简介 王雅茹（1995-），女，山东济南人，硕士研究生。