[發明專利]基于山區小流域下墊面和水動力條件的淺層滑坡固體物源量估算方法

有效

• 申請號: 202011221325.4
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112182735B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 王協康;孫桐;孫東亞;諶蕓;閆旭峰
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 郭萍

1.基于山區小流域下墊面和水動力條件的淺層滑坡固體物源量估算方法，其特征在于，包括以下步驟：

①獲取基礎數據

選定需要進行淺層滑坡固體物源估算的山區小流域作為目標區域，獲取目標區域的水力特性參數、土力學參數、數字高程模型、土壤厚度信息以及降雨數據；

②劃分斜坡單元

以目標區域的數字高程模型為基礎，采用水文分析法將目標區域劃分為斜坡單元，計算各斜坡單元的面積；

③計算斜坡單元的安全系數，篩選出危險斜坡單元

將目標區域的水力特性參數、土力學參數、數字高程模型、土壤厚度信息以及降雨數據輸入TRIGRS軟件，采用TRIGRS軟件計算目標區域各斜坡單元中的各格柵單元的安全系數，將同一斜坡單元內的各格柵單元的安全系數的平均值作為斜坡單元的安全系數Fs，計算所有斜坡單元的安全系數Fs；

當某一斜坡單元的安全系數Fs1時，說明該斜坡單元處于危險狀態，將處于危險狀態的斜坡單元記作危險斜坡單元，從所有的斜坡單元中篩選出危險斜坡單元；

④計算淺層滑坡固體物源方量

根據各危險斜坡單元的面積，采用式(1)所示的滑坡面積與方量冪律公式計算各危險斜坡單元的淺層滑坡固體物源方量，然后計算目標區域內不同的山洪溝處的淺層滑坡固體物源方量，或者目標區域內總的淺層滑坡固體物源方量；

計算目標區域內不同的山洪溝處的淺層滑坡固體物源方量時，對處于目標山洪溝影響范圍內的各危險斜坡單元的淺層滑坡固體物源方量求和，計算目標區域內總的淺層滑坡固體物源方量時，對目標區域內的所有危險斜坡單元的淺層滑坡固體物源方量求和，

V＝α·A^β (1)

式(1)中，V為危險斜坡單元的淺層滑坡固體物源方量，A為危險斜坡單元的面積，α和β為相關系數，α和β通過對目標區域的過往滑坡方量與滑坡面積關系進行擬合得到。

2.根據權利要求1所述基于山區小流域下墊面和水動力條件的淺層滑坡固體物源量估算方法，其特征在于，步驟①所述水力特性參數包括飽和土壤含水率、殘余土壤含水率、水力傳導系數以及水力擴散系數，所述土力學參數包括土壤密度、土壤內摩擦角以及粘聚力。

3.根據權利要求1所述基于山區小流域下墊面和水動力條件的淺層滑坡固體物源量估算方法，其特征在于，步驟①所述土壤厚度信息通過實地勘測或者通過經驗函數計算得到。

4.根據權利要求3所述基于山區小流域下墊面和水動力條件的淺層滑坡固體物源量估算方法，其特征在于，通過式(2)所示的與坡度相關的經驗函數計算土壤厚度信息，

式(2)中，D_lz是目標區域某一位置的土壤厚度，Z_min是目標區域土壤厚度的最小值，Z_max是目標區域土壤厚度的最大值，δ_min是目標區域坡度的最小值，δ_max是目標區域坡度的最大值，δ是目標區域某一位置的坡度，將目標區域的數字高程模型經過ArcGIS軟件處理即得到坡度。

5.根據權利要求1至4中任一權利要求所述基于山區小流域 下墊面和水動力條件的淺層滑坡固體物源量估算方法，其特征在于，步驟②中，采用水文分析法將目標區域劃分為斜坡單元是指，利用ArcGIS軟件中的柵格計算器模塊對目標區域的數字高程模型進行處理，得到山脊線與山谷線，將山脊線與山谷線疊加后作為斜坡單元的邊界，將目標區域劃分為斜坡單元。