[发明专利]一种利用降雨量测定地质滑坡位移的方法

说明书

技术领域：

本发明属于地质滑坡测定技术领域，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，特别是一种利用降雨量测定地质滑坡位移 的方法，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。

背景技术：

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，寻求设计一种利用降雨量测定地质滑坡位移的方 法，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。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种利用降雨 量测定地质滑坡位移的方法，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，本发明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：

（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。

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：