CN114999114A - 一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法及系统 - Google Patents

一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法及系统，方法包括对待预警区域进行网格划分，得到多个边坡体计算单元；获取该边坡体计算单元对应的当前降雨监测数据、坡体几何信息以及坡体岩土参数信息；根据预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型以及坡体稳定性定量分析模型，计算得到该边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs；根据预设的边坡稳定系数‑预警等级对应关系以及每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，确定每个边坡体计算单元的预警等级，进行地质灾害预警，本发明提供的方法及系统在进行地质灾害预警时，考虑了岩土体破坏的力学机制，能够提供准确直观的定量分析，实现地质灾害的精准预测。

Description

一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法及系统
技术领域
本发明涉及区域群发性滑坡灾害预警领域，尤其涉及一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法及系统。
背景技术
我国90％以上的滑坡都属于降雨诱发，而引发大中比例尺的区域群发性滑坡的主要因素之一也是降雨。受东南季风带来的太平洋暖湿气流影响，我国中部和东南地区在4月至7月常常受到“梅雨”的袭扰，其中东南地区还常受到台风带来的强降雨影响，故气象监测是此类地区群发性滑坡灾害预警的重要手段。
目前针对区域群发性滑坡灾害预警的方法主要有设置降雨阈值和滑坡稳定影响因子赋值，以上的预警方法属于定性和半定量的方法，没有触及滑坡发生的根本原因—岩土体破坏的力学机制，缺乏准确直观的定量分析，地质灾害预警准确性不高，无法为区域地质灾害空间分布提供精准预测。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法及系统。
本发明提供的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法，包括：
对待预警区域进行网格划分，得到多个网格区域，每个网格区域代表预警区域中的一个边坡体计算单元；
分别计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，其中对每一边坡体计算单元，计算方法包括：
获取该边坡体计算单元对应的当前降雨监测数据、坡体几何信息以及坡体岩土参数信息；
根据当前降雨监测数据、坡体几何信息、坡体岩土参数信息、预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型以及坡体稳定性定量分析模型，计算得到该边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs；
根据预设的边坡稳定系数-预警等级对应关系以及每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，确定每个边坡体计算单元的预警等级，进行地质灾害预警。
进一步的，对待预警区域进行网格划分，得到多个网格区域为：利用GIS对待预警区域地形地貌进行网格划分。
进一步的，当前降雨监测数据包括区域降雨量Q以及降雨历时t，坡体几何信息包括坡度α，坡体岩土参数信息包括饱和重度γsat、水重度γw、有效应力c′、有效内摩擦角
Figure BDA0003661895310000021
饱和渗透系数Ks。
进一步的，根据当前降雨监测数据、坡体几何信息、坡体岩土参数信息、预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型以及坡体稳定性定量分析模型，计算得到该边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs包括：
根据公式q＝0.001Q/t，计算得到降雨强度q；
根据公式η＝q/ks，计算得到相对雨强η
根据预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型：
Figure BDA0003661895310000022
计算得到湿润锋深度Zw；
根据预设的坡体稳定性定量分析模型：
Figure BDA0003661895310000023
计算得到当前边坡稳定系数Fs。
进一步的，预警等级包括安全级、注意级、警示级以及警戒级，在预设的边坡稳定系数-预警等级对应关系中，每个预警等级对应一个预设的边坡稳定系数范围，每个预警等级对应一种预警颜色；
进行地质灾害预警包括：
将待预警区域进行三维可视化显示，并根据每个边坡体计算单元的预警等级对待预警区域中的各个边坡体计算单元的颜色进行调整。
进一步的，进行地质灾害预警还包括：对安全级、注意级、警示级以及警戒级对应的边坡体计算单元的数量进行统计，计算各预警等级占比并进行可视化呈现。
进一步的，方法还包括：预设预警分析周期，每隔预警分析周期，重新计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，对每个边坡体计算单元的预警等级进行更新。
本发明还提供一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警系统，系统包括区域气象数据监测子系统、坡体多元信息子系统、坡体稳定性定量分析子系统以及区域滑坡灾害预警子系统，其中：
坡体多元信息子系统，用于对待预警区域进行网格划分，得到多个网格区域，每个网格区域代表预警区域中的一个边坡体计算单元，存储每个边坡体计算单元的对应的坡体几何信息以及坡体岩土参数信息；
区域气象数据监测子系统，用于通过在待预警区域布设的雨量监测传感器及与雨量监测传感器连接的数据通讯传输装置，获取降雨监测数据；
坡体稳定性定量分析子系统，与坡体多元信息子系统、区域气象数据监测子系统以及区域滑坡灾害预警子系统连接，用于分别计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，其中对每一边坡体计算单元，计算方法包括：
从区域气象数据监测子系统获取该边坡体计算单元对应的当前降雨监测数据，从坡体多元信息子系统获取该边坡体计算单元对应的坡体几何信息以及坡体岩土参数信息，根据当前降雨监测数据、坡体几何信息、坡体岩土参数信息、预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型以及坡体稳定性定量分析模型，计算得到该边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs；
区域滑坡灾害预警子系统，用于根据预设的边坡稳定系数-预警等级对应关系以及每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，确定每个边坡体计算单元的预警等级，进行地质灾害预警。
进一步的，降雨监测数据包括区域降雨量Q以及降雨历时t，坡体几何信息包括坡度α，坡体岩土参数信息包括饱和重度γsat、水重度γw、有效应力c′、有效内摩擦角
Figure BDA0003661895310000041
饱和渗透系数Ks；
坡体稳定性定量分析子系统计算边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs包括：
根据公式q＝0.001Q/t，计算得到降雨强度q；
根据公式η＝q/ks，计算得到相对雨强η；
根据预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型：
Figure BDA0003661895310000042
计算得到湿润锋深度Zw；
根据预设的坡体稳定性定量分析模型：
Figure BDA0003661895310000043
计算得到当前边坡稳定系数Fs。
进一步的，区域滑坡灾害预警子系统进行地质灾害预警包括：将待预警区域进行三维可视化显示，并根据每个边坡体计算单元的预警等级对待预警区域中的各个边坡体计算单元的颜色进行调整。
本发明提供的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法及系统，至少具有以下有益效果：
(1)对待预警区域进行地质灾害预警前，先将待预警区域进行网格划分，将待预警区域分成多个网格区域，每个网格区域代表一个边坡体计算单元，利用每个边坡体计算单元对应的当前降雨监测数据、坡体几何信息以及坡体岩土参数信息，分别计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，由于计算边坡体计算单元的当前边坡稳定系数时，除了降雨监测数据，还综合了坡体几何信息以及坡体岩土参数信息，也即考虑了岩土体破坏的力学机制，提高了地质灾害预警准确性。
(2)在进行地质灾害预警时，将待预警区域进行三维可视化显示，并根据每个边坡体计算单元的预警等级对待预警区域中的各个边坡体计算单元的颜色进行调整，可实时展示预警分析结果和预警等级，从而使得用户能够直观的获得各个边坡体计算单元的稳定性。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明一种实施例的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法流程图；
图2为本发明一种实施例的待预警区域网格划分示意图；
图3为本发明一种实施例的边坡稳定系数计算方法流程图；
图4为本发明一种实施例的区域滑坡可视化预警示意图；
图5为本发明一种实施例的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警系统结构示意图；
图6为本发明一种实施例的地质灾害预警系统预警流程图示意图；
1-待预警区域边界线、2-山脊线、3-网格线、4-边坡体计算单元、5-基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警系统、501-坡体多元信息子系统、502-区域气象数据监测子系统、503-坡体稳定性定量分析子系统、504-区域滑坡灾害预警子系统。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
在本发明的一种实施例中，如图1所示，提供一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法，方法包括以下步骤：
步骤S10：对待预警区域进行网格划分，得到多个网格区域，每个网格区域代表预警区域中的一个边坡体计算单元。
步骤S20：分别计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数。
步骤S30：根据预设的边坡稳定系数-预警等级对应关系以及每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，确定每个边坡体计算单元的预警等级，进行地质灾害预警。
其中，在步骤S10中，网格划分为根据待预警区域的地形地貌，将待预警区域划分成多个网格区域，网格大小一般可定为1km2。每个网格区域代表预警区域的一个边坡体计算单元，如图2所示，为待预警区域网格划分示意图，其中图2中标号1为待预警区域边界线，标号2为山脊线，标号3为网格线，标号4为边坡体计算单元。通过待预警区域边界线1、山脊线2以及多条网格线3，即将待预警区域划分成多个网格区域(也即边坡体计算单元)。
具体的，步骤S10可以为利用GIS(地理信息系统，Geographic InformationSystem或Geo－Information system)对待预警区域地形地貌进行网格的自动划分。当然，也可以由技术人员进行手动划分，本发明对此不作限制。
在步骤S20中，如图3所示，对每一边坡体计算单元而言，当前边坡稳定系数的计算方法包括以下步骤：
步骤S201：获取该边坡体计算单元对应的当前降雨监测数据、坡体几何信息以及坡体岩土参数信息。
具体的，本步骤中的当前降雨监测数据可以通过在待预警区域布设的一个雨量监测传感器及与雨量监测传感器连接的数据通讯传输装置获取。也即对于同一个待预警区域中的不同边坡体计算单元而言，在同一时刻进行边坡稳定系数的计算时，采用的降雨监测数据都是相同的。
坡体几何信息从三维GIS中提取，坡体岩土参数信息通过土工试验得到。
步骤S202：根据当前降雨监测数据、坡体几何信息、坡体岩土参数信息、预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型以及坡体稳定性定量分析模型，计算得到该边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs。
在本实施例中，对待预警区域进行地质灾害预警前，先将待预警区域进行网格划分，将待预警区域分成多个网格区域，每个网格区域代表一个边坡体计算单元，利用每个边坡体计算单元对应的当前降雨监测数据、坡体几何信息以及坡体岩土参数信息，分别计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，由于计算边坡体计算单元的当前边坡稳定系数时，除了降雨监测数据，还综合了坡体几何信息以及坡体岩土参数信息，也即考虑了岩土体破坏的力学机制，提高了地质灾害预警准确性。
在本发明的又一种实施例中，当前降雨监测数据包括区域降雨量Q以及降雨历时t，坡体几何信息包括坡度α，坡体岩土参数信息包括饱和重度γsat、水重度γw、有效应力c′、有效内摩擦角
Figure BDA0003661895310000081
饱和渗透系数Ks。
应当可以理解的，在确定待预警区域后，可以在待预警区域对应的位置处布设雨量监测传感器(雨量计)用于采集该待预警区域的区域降雨量Q以及降雨历时t，并通过与雨量监测传感器连接的数据通讯传输装置进行传输。
进一步的，在此基础之上，根据当前降雨监测数据、坡体几何信息、坡体岩土参数信息、预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型以及坡体稳定性定量分析模型，计算得到该边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs包括：
步骤S2021：根据公式q＝0.001Q/t，计算得到降雨强度q；
步骤S2022：根据公式η＝q/ks，计算得到相对雨强η；
步骤S2023：根据预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型：
Figure BDA0003661895310000082
计算得到湿润锋深度Zw。
其中，区域降雨量Q的单位为mm，降雨历时t的单位为d(天)，降雨强度q的单位为m/d，湿润锋深度Zw的单位为m，饱和渗透系数Ks的单位为m/d。
步骤S2024：根据预设的坡体稳定性定量分析模型：
Figure BDA0003661895310000091
计算得到当前边坡稳定系数Fs。
其中，坡度α的单位为°，饱和重度γsat的单位为kN/m3，水重度γw的单位为kN/m3，有效应力c′的单位为kpa，有效内摩擦角
Figure BDA0003661895310000092
的单位为°。
边坡稳定性会随着降雨强度、降雨历时而逐渐下降，湿润锋深度Zw越大，边坡稳定系数Fs随之越小。该模型中，除了湿润锋深度Zw会随着相对雨强、降雨历时而发生变化，其余参数均是固定的，因此当根据步骤S2023计算得到湿润锋深度Zw后，即可将湿润锋深度Zw代入到预设的坡体稳定性定量分析模型中，计算得到当前边坡稳定系数Fs。
在本发明的又一种实施例中，预警等级包括安全级、注意级、警示级以及警戒级，在预设的边坡稳定系数-预警等级对应关系中，每个预警等级对应一个预设的边坡稳定系数范围，每个预警等级对应一种预警颜色。
其中，安全级表明边坡单元体稳定，注意级表明边坡单元体基本稳定，警示级表明边坡单元体为欠稳定，警戒级表明边坡单元体为不稳定。
具体的，边坡稳定系数-预警等级对应关系、以及每个预警等级对应的预警颜色由技术人员根据实际需求进行自行设置。
在一种实现方式中，可以设置安全级对应的边坡稳定系数范围为Fs≥1.3，对应的预警颜色为绿色；注意级对应的边坡稳定系数范围为1.05≤Fs＜1.3，对应的预警颜色为黄色；警示级对应的边坡稳定系数范围为1.0≤Fs＜1.05，对应的预警颜色为橙色；警戒级对应的边坡稳定系数范围为Fs＜1.0，对应的预警颜色为红色。
进一步的，在此基础之上，如图4所示，进行地质灾害预警包括：
将待预警区域进行三维可视化显示，并根据每个边坡体计算单元的预警等级对待预警区域中的各个边坡体计算单元的颜色进行调整。
在本实施例中，在确定每个边坡体计算单元的预警等级之后，根据不同的预警等级确定不同的颜色，对待预警区域进行三维可视化显示，用户能够通过三维图像及颜色直观的了解每个边坡体计算单元的稳定性。
进一步的，在本发明的又一种实施例中，进行地质灾害预警还包括：对安全级、注意级、警示级以及警戒级对应的边坡体计算单元的数量进行统计，计算各预警等级占比并进行可视化呈现。
本实施例中，对各预警等级的边坡体计算单元的数量进行统计，并将占比情况进行可视化呈现，使用户能够直观快捷的了解到整个待预警区域的稳定性整体情况。
进一步的，在本发明的又一种实施例中，方法还包括：预设预警分析周期，每隔预警分析周期，重新计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，对每个边坡体计算单元的预警等级进行更新。
具体的，在本实施例中，可以预先设置预警分析周期为0.5h或1h或2h等，每个预设预警分析周期重新计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，对预警等级进行更新，相比于实时计算而言，能够在保证预警效果的同时，降低计算次数。
本发明还提供一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警系统5，如图5、图6所示，系统包括坡体多元信息子系统501、区域气象数据监测子系统502、坡体稳定性定量分析子系统503以及区域滑坡灾害预警子系统504，其中：
坡体多元信息子系统501，用于对待预警区域进行网格划分，得到多个网格区域，每个网格区域代表预警区域中的一个边坡体计算单元，存储每个边坡体计算单元的对应的坡体几何信息以及坡体岩土参数信息；
区域气象数据监测子系统502，用于通过在待预警区域布设的雨量监测传感器及与雨量监测传感器连接的数据通讯传输装置，获取降雨监测数据；
坡体稳定性定量分析子系统503，与坡体多元信息子系统501、区域气象数据监测子系统502以及区域滑坡灾害预警子系统504连接，用于分别计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，其中对每一边坡体计算单元，计算方法包括：
从区域气象数据监测子系统502获取该边坡体计算单元对应的当前降雨监测数据，从坡体多元信息子系统501获取该边坡体计算单元对应的坡体几何信息以及坡体岩土参数信息，根据当前降雨监测数据、坡体几何信息、坡体岩土参数信息、预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型以及坡体稳定性定量分析模型，计算得到该边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs；
区域滑坡灾害预警子系统504，用于根据预设的边坡稳定系数-预警等级对应关系以及每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，确定每个边坡体计算单元的预警等级，进行地质灾害预警。
进一步的，在本发明的又一种实施例中，降雨监测数据包括区域降雨量Q以及降雨历时t，坡体几何信息包括坡度α、坡高h、坡体方量V，坡体岩土参数信息包括饱和重度γsat、水重度γw、有效应力c′、有效内摩擦角
Figure BDA0003661895310000111
饱和渗透系数Ks；
坡体稳定性定量分析子系统503计算边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs包括：
根据公式q＝0.001Q/t，计算得到降雨强度q；
根据公式η＝q/ks，计算得到相对雨强η；
根据预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型：
Figure BDA0003661895310000121
计算得到湿润锋深度Zw；
根据预设的坡体稳定性定量分析模型：
Figure BDA0003661895310000122
计算得到当前边坡稳定系数Fs。
其中，区域降雨量Q的单位为mm，降雨历时t的单位为d(天)，降雨强度q的单位为m/d，湿润锋深度Zw的单位为m，饱和渗透系数Ks的单位为m/d，坡度α的单位为°，饱和重度γsat的单位为kN/m3，水重度γw的单位为kN/m3，有效应力c′的单位为kpa，有效内摩擦角
Figure BDA0003661895310000123
的单位为°。
进一步的，在本发明的又一种实施例中，区域滑坡灾害预警子系统进行地质灾害预警包括：将待预警区域进行三维可视化显示，并根据每个边坡体计算单元的预警等级对待预警区域中的各个边坡体计算单元的颜色进行调整。
本发明提供的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法及系统，基于降雨监测数据，通过区域地形地貌将待预警区域划分为边坡体计算单元，利用降雨入渗的湿润锋深度模型和坡体稳定性定量分析模型，计算每个边坡体计算单元的稳定性系数，实现基于降雨监测数据的区域地质灾害预警。本发明考虑了岩土体破坏的力学机制，能够提供准确直观的定量分析，为区域地质灾害空间分布提供精准预测。
本领域技术人员应当理解，在不脱离所公开的实施方式的基本原理的前提下，对上述实施方式中的各细节可进行各种变化。因此，本发明的范围只由权利要求确定，在权利要求中，除非另有说明，所有的术语应按最宽泛合理的意思进行理解。

Claims (10)

1.一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法，其特征在于，所述方法包括：
对待预警区域进行网格划分，得到多个网格区域，每个网格区域代表预警区域中的一个边坡体计算单元；
分别计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，其中对每一边坡体计算单元，计算方法包括：
获取该边坡体计算单元对应的当前降雨监测数据、坡体几何信息以及坡体岩土参数信息；
根据所述当前降雨监测数据、坡体几何信息、坡体岩土参数信息、预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型以及坡体稳定性定量分析模型，计算得到该边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs；
根据预设的边坡稳定系数-预警等级对应关系以及每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，确定每个边坡体计算单元的预警等级，进行地质灾害预警。
2.根据权利要求1所述的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法，其特征在于，所述对待预警区域进行网格划分，得到多个网格区域为：利用GIS对待预警区域地形地貌进行网格划分。
3.根据权利要求1所述的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法，其特征在于，所述当前降雨监测数据包括区域降雨量Q以及降雨历时t；所述坡体几何信息包括坡度α，所述坡体岩土参数信息包括饱和重度γsat、水重度γw、有效应力c′、有效内摩擦角
Figure FDA0003661895300000011
饱和渗透系数Ks。
4.跟据权利要求3所述的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法，其特征在于，所述根据所述当前降雨监测数据、坡体几何信息、坡体岩土参数信息、预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型以及坡体稳定性定量分析模型，计算得到该边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs包括：
根据公式q＝0.001Q/t，计算得到降雨强度q；
根据公式η＝q/ks，计算得到相对雨强η；
根据预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型：
Figure FDA0003661895300000021
计算得到湿润锋深度Zw；
根据预设的坡体稳定性定量分析模型：
Figure FDA0003661895300000022
计算得到当前边坡稳定系数Fs。
5.根据权利要求1所述的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法，其特征在于，所述预警等级包括安全级、注意级、警示级以及警戒级，在所述预设的边坡稳定系数-预警等级对应关系中，每个预警等级对应一个预设的边坡稳定系数范围，每个预警等级对应一种预警颜色；
所述进行地质灾害预警包括：
将所述待预警区域进行三维可视化显示，并根据每个边坡体计算单元的预警等级对所述待预警区域中的各个边坡体计算单元的颜色进行调整。
6.根据权利要求5所述的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法，其特征在于，所述进行地质灾害预警还包括：对安全级、注意级、警示级以及警戒级对应的边坡体计算单元的数量进行统计，计算各预警等级占比并进行可视化呈现。
7.根据权利要求1所述的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警方法，其特征在于，所述方法还包括：
预设预警分析周期，每隔所述预警分析周期，重新计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，对每个边坡体计算单元的预警等级进行更新。
8.一种基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警系统，所述系统包括区域气象数据监测子系统、坡体多元信息子系统、坡体稳定性定量分析子系统以及区域滑坡灾害预警子系统，其中：
所述坡体多元信息子系统，用于对待预警区域进行网格划分，得到多个网格区域，每个网格区域代表预警区域中的一个边坡体计算单元，存储每个边坡体计算单元的对应的坡体几何信息以及坡体岩土参数信息；
所述区域气象数据监测子系统，用于通过在待预警区域布设的雨量监测传感器及与所述雨量监测传感器连接的数据通讯传输装置，获取降雨监测数据；
所述坡体稳定性定量分析子系统，与所述坡体多元信息子系统、所述区域气象数据监测子系统以及所述区域滑坡灾害预警子系统连接，用于分别计算每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，其中对每一边坡体计算单元，计算方法包括：
从所述区域气象数据监测子系统获取该边坡体计算单元对应的当前降雨监测数据，从所述坡体多元信息子系统获取该边坡体计算单元对应的坡体几何信息以及坡体岩土参数信息；
根据所述当前降雨监测数据、坡体几何信息、坡体岩土参数信息、预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型以及坡体稳定性定量分析模型，计算得到该边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs；
所述区域滑坡灾害预警子系统，用于根据预设的边坡稳定系数-预警等级对应关系以及每个边坡体计算单元的当前边坡稳定系数，确定每个边坡体计算单元的预警等级，进行地质灾害预警。
9.根据权利要求8所述的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警系统，其特征在于，所述降雨监测数据包括区域降雨量Q以及降雨历时t，所述坡体几何信息包括坡度α，所述坡体岩土参数信息包括饱和重度γsat、水重度γw、有效应力c′、有效内摩擦角
Figure FDA0003661895300000043
饱和渗透系数Ks；
所述坡体稳定性定量分析子系统计算边坡体计算单元的当前边坡稳定系数Fs包括：
根据公式q＝0.001Q/t，计算得到降雨强度q；
根据公式η＝q/ks，计算得到相对雨强η；
根据预设的降雨入渗后边坡湿润锋深度模型：
Figure FDA0003661895300000041
计算得到湿润锋深度Zw；
根据预设的坡体稳定性定量分析模型：
Figure FDA0003661895300000042
计算得到当前边坡稳定系数Fs。
10.根据权利要求8所述的基于气象及坡面多元信息的地质灾害预警系统，其特征在于，所述区域滑坡灾害预警子系统进行地质灾害预警包括：将所述待预警区域进行三维可视化显示，并根据每个边坡体计算单元的预警等级对所述待预警区域中的各个边坡体计算单元的颜色进行调整。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117133100A (zh) * 2023-09-25 2023-11-28 西南水泥有限公司 一种矿山现场边坡远程在线实时监测预警系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104198352A (zh) * 2014-08-12 2014-12-10 河海大学 一种获取Green Ampt模型下渗参数的实验装置及方法
CN108776851A (zh) * 2018-06-11 2018-11-09 广州地理研究所 一种暴雨诱发的浅层滑坡灾害预警阈值确定方法
CN113418496A (zh) * 2021-05-26 2021-09-21 深圳市北斗云信息技术有限公司 边坡变形监测预警方法、系统及智能终端
CN113420515A (zh) * 2021-07-19 2021-09-21 四川大学 一种基于降雨数据的滑坡泥石流形成演化模拟方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104198352A (zh) * 2014-08-12 2014-12-10 河海大学 一种获取Green Ampt模型下渗参数的实验装置及方法
CN108776851A (zh) * 2018-06-11 2018-11-09 广州地理研究所 一种暴雨诱发的浅层滑坡灾害预警阈值确定方法
CN113418496A (zh) * 2021-05-26 2021-09-21 深圳市北斗云信息技术有限公司 边坡变形监测预警方法、系统及智能终端
CN113420515A (zh) * 2021-07-19 2021-09-21 四川大学 一种基于降雨数据的滑坡泥石流形成演化模拟方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姚茂宏 等: "强降雨条件下考虑气压和渗流作用的边坡稳定性", 上海交通大学学报 *
常金源 等: "降雨条件下浅层滑坡稳定性探讨", 岩土力学, no. 004 *
李诚诚: "强降雨作用下基于Green-Ampt 入渗模型的边坡稳定性分析", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科学辑 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117133100A (zh) * 2023-09-25 2023-11-28 西南水泥有限公司 一种矿山现场边坡远程在线实时监测预警系统
CN117133100B (zh) * 2023-09-25 2024-02-20 西南水泥有限公司 一种矿山现场边坡远程在线实时监测预警系统

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