黄茨滑坡时间预报反分析

黄茨 滑坡 时 问预 报 反 分 析
李先 福 ， 魏雨溪 ， 杨 红梅
（ １ ． 武 汉工程 大学环境 与城 市建设 学 院， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ；
２ ． 中 国五环 工程 有 限公 司 ， 湖 北 武汉 ４ ３ ０ ２ ２ ３ ）
摘 要： 滑 坡 时 间 预 报 在 保 护 人 员 财 产 免 受 损 失 方 面具 有 重 要 的 现 实 意 义 ， 合 适 的 预 报 模 型 是 预 报 成 功 的 关
Ｏ 引 言
我 国是 一 个 多 山 的 国家 ， 特 殊 的地 质 条 件 导
铁 道科 学研 究 院西 北 分 院于 黄 茨 滑坡 （ １ ９ ９ ５ ，
甘肃） 剧 烈 滑坡前 成 功预 报 该 滑坡 ， 成 为我 国滑坡 时 间预 报方 面成 功 的典 型 案 例 ， 并 积 累 了宝 贵 的
发展 完善 ］ ． 其 微分 方程 形式 如下 ：
Ｊ 一
据许 强 等 研 究 ， 滑坡 时 间预 报 可 以 分 为 确
定性 预 报模 型 、 统 计预 报 模 型 和非 线 性 预报 模 型 ．
滑坡 具 有模糊 性 、 灰色 不 确 定性 等 特 点 ， 灰 色 模 型
较适 用 于 滑 坡 时 间 预 报＿ ３ ］ ． Ｖｅ ｒ ｈ ｕ ｌ ｓ ｔ 模 型 是 非 线 性预 报模 型 的 一 种 ， 德 国生 物 学 家 Ｖｅ ｒ ｈ ｕ ｌ ｓ ｔ 在 １ ９ ８ ７年研 究生 物 的 繁殖 规 律 时 发 现 的． 该 灰 色 模 型可 以较好 地模 拟生 物 种 群 的繁 衍 、 生长、 成 熟 和
第３ ５卷第 ４ 期
２ ０ １ ３年 Ｏ ４月
武
汉
工
程
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ３５ Ｎｏ ．４
Ａ ｐｒ ．
２ Ｏ１ ３
Ｊ ． Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ． Ｔｅ ｃ ｈ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ４—２ ８ ６ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４—０ ０ ５ ２—０ ３
监 测数 据． 本 研究 采 用 Ｖｅ ｒ ｈ ｕ ｌ ｓ ｔ 灰 色模 型 ， 结 合 黄 茨 滑坡 位移 监 测 信 息 ， 对 该 滑 坡 临 滑 时 间 预报 进 行 反分 析 ， 并 和实际 监测 值 进 行 对 比分 析 ， 以验 证 灰 色 Ｖｅ ｒ ｈ ｕ ｌ ｓ ｔ 模 型 应 用 于 滑 坡 时 间 预 报 中 的 适
键． 针对滑坡系统的模糊性 、 不 确定 性 等 特 点 ， 采 用 了灰 色 系 统 预 报 滑 坡 时 间． 结 合 甘 肃 省 黄 茨 滑 坡 的监 测 得 到 的位 移 时 间资 料 ， 采 用 基 于 位 移 信 息 的 Ｖｅ ｒ ｈ ｕ ｌ ｓ ｔ 灰色模型 ， 用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ编 制 计 算 程 序 ， 对 黄 茨 滑 坡 的 时 间 预 报 作反分析 ， 得 出滑 坡 发 生 时 间 的预 测 值 及 预 测 滑 坡 变 形 发 展 曲 线 ， 并 将 该 结 果 与 实 际监 测 结 果 进 行 对 比分 析， 以验 证 该 灰 色 模 型 在 滑 坡 时 间预 报 中 的 适 用 性 ． 结果表 明 ， 灰色 Ｖ ｅ ｒ ｈ ｕ ｌ ｓ ｔ 模 型 应 用 于 滑 坡 时 间 预 报 中 是 可行的 ； 时间预报结果与滑坡 的实 际滑 动时 间基本 吻合 ， 预 测 滑 坡 变 形 曲 线 基 本 与 位 移 监 测 值 展 布 趋 势 一 致． 合 理 的位 移 监 测 点 布 置 、 合适的记录 时间间 隔、 位 移 数 据 的 数 学 处 理 及 多 个 监 测 点 位 移 数 据 的 综 合 分 析
有 助于提高预报精度． 关键词 ： 滑坡 ； 时间预报 ； Ｖｅ ｒ ｈ ｕ ｌ ｓ ｔ 模型； 反 分 析
中图分类号 ： Ｐ６ ４ ２ ． ２ ２ 文 献标 识 码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ２ ８ ６ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ １ ２
： ： ＝ ａｘ— ｂ ｘ
ｄ￡
（ １）
其中， ａ ， ｂ是 系数 ， 用灰 色系统模 型求解． 其
解 为
一
消亡 的过程 ， 在 预 报 系 统 的未 来 运 行 状 态 方 面 具 有 明显优 势 ， 已广泛 运用 于交 通 、 工业 、 农业、 经 济 等领 域 ． 晏 同珍ｌ ＿ ５ 教授 认 为 滑 坡也 有 一 个 变形 、 破坏 、 发展 和破坏 的过程 ， 二 者 具 有 一 定 的相 似 性， 于是 把这 一 灰 色 模 型 引 进 到 滑坡 位 移 时 间 预
报 中．
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ １ － １ ５
…
Ｉ ｎ ［
（ ２ ）
系数 ａ， ｂ的灰 色求 解 ： 滑 坡位 移监 测数 据 （ 等 时 间距 Ａ ｔ ） ： ｚ 。 １ ，
用性．
致滑坡等地质灾 害频发 ， 且人 员财产 损失严 重．
据 初 步 统计 ， 我 国每年 因为 滑 坡 导 致 的直 接 经 济
损失 达 ２ ０ ０多亿 元 ， 代 价 巨 大． 滑 坡 预 报 分 为 空 间 预报 （ 区域 性 滑 坡 预 报 、 单 个滑坡 预报等 ） 、 时 间 预报 、 滑坡灾 害范 围预报等＿ １ ］ ． 其 中 时 间 预 报 因其 具 有 预 报 困难 ， 且在 保 护 人 员 财 产 免 受 损 失
方 面 的重 要 作用 等 特 点 ， 对 此 进 行 研 究 具 有 实 用
意义．
１ Ｖｅ ｒ ｈ ｕ ｌ ｓ ｔ 预 报 模 型 基 的 Ｖｅ ｒ ｈ ｕ ｌ ｓ ｔ 灰 色模 型． 早在 １ ９ ８ ８年该模 型 就 由晏 同珍 应 用于 滑 坡 的 时 间预报研 究 中 ， １ ９ ９ ６年殷 坤龙 、 晏 同珍 等进 一 步