一种利用降雨量测定地质滑坡位移的方法技术

本发明专利技术属于地质滑坡测定技术领域，涉及一种利用降雨量测定地质滑坡位移的方法，具体包括滑坡区降雨量及滑坡位移数据的监测、降雨量及滑坡位移监测数据的预处理、滑坡位移与降雨量关联性分析计算、滑坡位移与降雨量滞后性分析计算和评价预测五个步骤，其中滑坡位移与降雨量关联性分析计算具体包括：①建立降雨量母序列与滑坡位移子序列；②将各序列进行无量纲归一化处理；③求取矩阵的差异信息；④求解表示母序列和子序列相关性的关联系数；⑤求出所有关联系数的平均值即最终的关联度；其实现方法简单，设计原理可靠，计算分析准确，利用计算机系统进行运算，速度快、准确性高，成本低，监控预警效果好，效益明显，监控效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于地质滑坡测定
，涉及一种确定滑坡位移与降雨量关联性及其滞后性关系的定量评价方法，特别是，通过测定降雨量来定量分析和评价地质滑坡位移，实现地质滑坡位移的监控预警。
技术介绍
据不完全统计，降雨型滑坡约占滑坡总数的70%，而95%的地质滑坡发生于雨季，降雨与滑坡之间的作用规律与机理是复杂且多方面的，且是滑坡位移加速和失稳的一个关键诱发因素。传统相关研究大都以监测到的降雨及滑坡位移数据为基础，对两者的散点图进行回归拟合分析，建立拟合曲线的方程研究两者之间相关规律，并进一步运用数理统计方法进行预测预报，这种方法的不足主要体现在以下两点一是在进行拟合分析时需事先人为假定函数关系，对于复杂的非线性相关关系很难准确确定其函数关系，所以容易造成测定误差；二是离散图为不包含时间因素的一种静态相关关系，不能很好地反映和评价包含时间因素的动态过程关系；这种方法受人为因素影响较大，且对滑坡位移与降雨的滞后关系仅停留在对规律总结的定性描述，具体实施中尚未有定量测定方法。贺可强的论文“新滩斜坡差异滑移规律的灰色系统分析”(河北地质学院学报，1991年)中提出运用“关联度”分析方法对新滩斜坡差异滑移规律进行时空分析，但未涉及降雨序列研究与应用，更没有对滑坡位移与降雨序列的关系进行任何分析与评价。因此，寻求设计，建立和确定地质滑坡与降雨之间的关联性与滞后性定量评价参数与方法，实现对该类滑坡的监控预警与防治，具有良好的社会效益和经济价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供，通过定量评价地质滑坡与降雨之间的关联性与滞后性，实现地质滑坡位移的监控预警，防止地质滑坡等灾害的发生。为了实现上述目的，本专利技术涉及的利用降雨量测定地质滑坡位移的方法具体包括滑坡区降雨量及滑坡位移数据的监测、降雨量及滑坡位移监测数据的预处理、滑坡位移与降雨量关联性分析计算、滑坡位移与降雨量滞后性分析计算和评价预测五个步骤( I)滑坡区降雨量及滑坡位移数据的监测先在待测目标滑坡处的后缘引张拉裂区、前缘剪出区或中部变形较大区选定监测点并设立监测基桩，在距离监测点500-2000m处的周边稳定区域设置基准点，然后安装降雨监测系统和位移监测系统，在基准点处利用位移监测系统定期监测并记录监测基桩的滑坡位移数据或位移速率；利用降雨监测系统等时等周期在选定的待测目标滑坡处的区域开展降雨量的监测并记录监测的降雨量数据；(2)降雨量及滑坡位移监测数据的预处理将监测的降雨量数据和滑坡位移数据，按照监测周期分类预处理，录入Excel表格，并分别绘制降雨量-时间曲线和滑坡位移-时间曲线；(3)滑坡位移与降雨量关联性分析计算具体包括五个分步骤①、利用步骤(2)中的降雨量数据和滑坡位移数据建立降雨量母序列与滑坡位移子序列、将各序列进行无量纲归一化处理、求取矩阵的差异信息、求解表示母序列和子序列相关性的关联系数、求出所有关联系数的平均值即最终的关联度；(4)滑坡位移与降雨量滞后性分析计算保持降雨时间序列不变，以定量的时间间隔逐一后移位移时间序列，并依次计算后移后的降雨量与滑坡位移时间序列关联度值，关联度极大值出现所对应的时间即为滑坡位移滞后时间；(5)评价预测根据步骤(3)中所得的关联度数值判断降雨量对滑坡位移的影响程度和关联性，关联度数值越大说明滑坡位移与降雨量关联性越大；根据步骤(4)中所得滞后时间判断滑坡位移与降雨量的滞后关系，确定滑坡滞后降雨发生的时间，并打印或显 示，实现地质滑坡的监控预警。本实施例涉及的降雨监测系统选择市售的全自动水文监测系统，位移监测系统选择市售的滑坡位移无线监测系统；步骤(3)中涉及的滑坡位移与降雨量关联性分析计算具体包括以下步骤①建立降雨量母序列与滑坡位移子序列，以月为监测时间单位，将滑坡某年η=Γ 2个月份的降雨量监测数据作为母序列将不同滑坡i上的不同监测点j的位移量监测数据作为子序列■{Xf )}进行关联分析，若共计k个滑坡，则i=l，2，3-k;若滑坡i上共布设了 Pi个测点，则j = I, 2，3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用降雨量测定地质滑坡位移的方法，其特征在于具体包括滑坡区降雨量及滑坡位移数据的监测、降雨量及滑坡位移监测数据的预处理、滑坡位移与降雨量关联性分析计算、滑坡位移与降雨量滞后性分析计算和评价预测五个步骤：（1）滑坡区降雨量及滑坡位移数据的监测：先在待测目标滑坡处的后缘引张拉裂区、前缘剪出区或中部变形较大区选定监测点并设立监测基桩，在距离监测点500?2000m处的周边稳定区域设置基准点，然后安装降雨监测系统和位移监测系统，在基准点处利用位移监测系统定期监测并记录监测基桩的滑坡位移数据或位移速率；利用降雨监测系统等时等周期在选定的待测目标滑坡处的区域开展降雨量的监测并记录监测的降雨量数据；（2）降雨量及滑坡位移监测数据的预处理：将监测的降雨量数据和滑坡位移数据，按照监测周期分类预处理，录入Excel表格，并分别绘制降雨量?时间曲线和滑坡位移?时间曲线；（3）滑坡位移与降雨量关联性分析计算：具体包括五个分步骤：①、利用步骤（2）中的降雨量数据和滑坡位移数据建立降雨量母序列与滑坡位移子序列；②、将各序列进行无量纲归一化处理；③、求取矩阵的差异信息；④、求解表示母序列和子序列相关性的关联系数；⑤、求出所有关联系数的平均值即最终的关联度；（4）滑坡位移与降雨量滞后性分析计算：保持降雨时间序列不变，以定量的时间间隔逐一后移位移时间序列，并依次计算后移后的降雨量与滑坡位移时间序列关联度值，关联度极大值出现所对应的时间即为滑坡位移滞后时间；（5）评价预测：根据步骤（3）中所得的关联度数值判断降雨量对滑坡位移的影响程度和关联性，关联度数值越大说明滑坡位移与降雨量关联性越大；根据步骤（4）中所得滞后时间判断滑坡位移与降雨量的滞后关系，确定滑坡滞后降雨发生的时间，并打印或显示，实现地质滑坡的监控预警。...

【技术特征摘要】
1.一种利用降雨量测定地质滑坡位移的方法，其特征在于具体包括滑坡区降雨量及滑坡位移数据的监测、降雨量及滑坡位移监测数据的预处理、滑坡位移与降雨量关联性分析计算、滑坡位移与降雨量滞后性分析计算和评价预测五个步骤 (1)滑坡区降雨量及滑坡位移数据的监测先在待测目标滑坡处的后缘引张拉裂区、前缘剪出区或中部变形较大区选定监测点并设立监测基桩，在距离监测点500-2000m处的周边稳定区域设置基准点，然后安装降雨监测系统和位移监测系统，在基准点处利用位移监测系统定期监测并记录监测基桩的滑坡位移数据或位移速率；利用降雨监测系统等时等周期在选定的待测目标滑坡处的区域开展降雨量的监测并记录监测的降雨量数据； (2)降雨量及滑坡位移监测数据的预处理将监测的降雨量数据和滑坡位移数据，按照监测周期分类预处理，录入Excel表格，并分别绘制降雨量-时间曲线和滑坡位移-时间曲线. (3)滑坡位移与降雨量关联性分析计算具体包括五个分步骤①、利用步骤(2)中的降雨量数据和滑坡位移数据建立降雨量母序列与滑坡位移子序列、将各序列进行无量纲归一化处理、求取矩阵的差异信息、求解表示母序列和子序列相关性的关联系数、求出所有关联系数的平均值即最终的关联度； (4)滑坡位移与降雨量滞后性分析计算保持降雨时间序列不变，以定量的时间间隔逐一后移位移时间序列，并依次计算后移后的降雨量与滑坡位移时间序列关联度值，关联度极大值出现所对应的时间即为滑坡位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺可强，罗会来，孙林娜，赵民，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：