防灾减灾调研报告

第五届防灾减灾学术调研报告试探减少山体滑坡、泥石流灾害损失的有效方法目录摘要 4一、引言 4二、调研介绍 52.1调研背景 52.2调研时间 62.3调研内容 62.4调研目的 62.5调研意义 6三、研究办法 7四、分析问题 84.1泥石流 84.1.1泥石流的成因 84.1.2泥石流的类型 94.1.3泥石流的特点 94.2山体滑坡 94.2.1山体滑坡的成因 94.2.2山体滑坡的特点 104.3经济损失数据分析 10五、解决方案 125.1泥石流治理方法 135.2山体滑坡的防治方法 13六、结语与启示 14七、参考文献 15八、谢辞 16试探减少泥石流、山体滑坡损失的有效方法摘要：我国是世界上遭受泥石流和山体滑坡危害较为严重的国家之一，每年因这些自然灾害造成巨大损失。因此对这些自然灾害的研究及防治显得尤为迫切和需要。本文通过对自然灾害的成因及特点的叙述，提出了减少灾害损失的有效防治方法。我们首先应提高设防原则，强化工程治理和专业监测预警，另首先更应引入风险管理和控制的理念，重视“防”“治”结合；，“软”“硬”结合；工程设施和非工程设施结合；“治理”与“管理”结合，调动全社会力量，共同防备地质灾害。核心词：泥石流与山体滑坡、成因、防治方法、BP神经网络分析一、引言山体滑坡是指山体斜坡上某一部分岩土在重力（涉及岩土本身重力及地下水的动静压力）作用下，沿着一定的软弱构造面（带）产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象。俗称“走山”、“跨山”、“地滑”、“土溜”等。山体滑坡普通受多个因素影响，岩土类型、地质构造、地形地貌等自然因素是山体滑坡诱发山体滑坡的根本因素，而人为因素则会加剧灾害山体滑坡发生频率和强度的重要因素。山体滑坡对人类活动、生态环境和社会等含有极大的危害。泥石流是指在山地、沟谷间因暴雨或其它自然灾害引发的携带大量洪水、泥沙及石块等的洪流，含有流速快、流量大、破坏力强、暴发忽然及预见性小等特点。山体滑坡若是混合大量雨水和河水则会演变为泥石流。它们是山区一种突发的自然灾害，多发生在新构造运动强烈、地震强度较大的山区沟谷中。泥石流是山地环境退化、地表侵蚀作用加剧、水土泥沙流失的产物。它的形成、发展重要受控于地质、地貌、水文、气候等大尺度环境因素的综合影响，而人类不合理的活动，则是加剧泥石流发生频率、强度等的重要因素。泥石流灾害对土地资源、生态环境及人类社会等含有极大的破坏力。因此，加深人们对泥石流、山体滑坡灾害的认识，做好泥石流、山体滑坡灾害的防治工作以及寻找减少泥石流、山体滑坡等灾害损失的有效方法含有非常重要的意义。二、调研介绍2.1调研背景泥石流和山体滑坡是山地沟谷中互相伴生的含有很强破坏力的自然灾害，是水土流失发展到最严重的标志。我国是多山之国，山地面积占土地面积的60%。山区居住着全国1/3的人口，分布着全国2/5的耕地，占有着全国3/5的铁路运行里程。在山高沟深地势陡峻地质构造复杂和上层岩性相对松软的地质地貌条件下，受重力和水力的作用，很容易形成滑坡和泥石流的灾害。我国是世界上滑坡和泥石流分布广泛，类型齐全，暴发频繁，规模巨大的国家之一。泥石流和山体滑坡作为自然灾害，始终对国民经济及人们生命财产安全存在巨大威胁，特别多山地区的经济环境和人们的生命财产。随着经济的发展，人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体，加剧了近年来泥石流及山体滑坡的发生的频繁性。滑坡泥石流分布在西部青藏高原边沿山区，四川西部，东部低山丘陵与平原脚踢出也会出现，从空间分布来看，滑坡和泥石流灾害重要发生在山区，从太行山到秦岭经鄂西，四川，云南到藏东一带滑坡发育密度极大。青藏高原以东的第二级阶梯特别是西南山区为我国泥石流灾害重灾区。滑坡和泥石流灾害在区域上含有广泛和相对集中的分布特点。据统计，我国有29个省（区）、771个县（市）正遭受山泥石流的危害，平均我国每年发生泥石流灾害的频率为18次/县，近40年来，每年泥石流直接造成的死亡人数达3700余人。据不完全统计，在建国后的50数年中，我过县级以上城乡因泥石流而致死的人数约为4400人，并威胁上万亿财产【1】。几十年来，泥石流平均每年造成的直接损失达数十亿元，死亡人数近万人。近年来，由于人们某些不合理的行动更是加剧了这些自然灾害的发生的频繁性。山体滑坡和泥石流自然灾害危害性大来势凶猛、发生频繁并且不可预测，这些特点都决定了这些自然灾害我们不得不加以重视，否则，后果则不堪构想。由此可见，泥石流与山体滑坡影响山区城乡国民生活危害之重。政府应当加以重视，防灾减灾，将灾害的发生几率降到最低。现在我国已查明受泥石流危害和威胁的城乡有130个，重要分布在甘肃（45个）、四川（34个）、云南（23个）和西藏（13个）等西部省区。2.2调研时间调研时间重要为10月16号-10月28号。2.3调研内容泥石流和山体滑坡对人们的生活、国民经济的发展特别是山区经济的发展含有不可无视的影响。研究、分析泥石流和山体滑坡的形成因素及种类，对于不同种类的泥石流与山体滑坡，提出有效的防治与解决方法，尽量减少人们的财产损失是本次调研的重要内容。2.4调研目的正如调研背景中所说，泥石流与山体滑坡始终对国民经济及人民的生命财产安全存在着巨大的威胁。由于泥石流与山体滑坡暴发忽然，来势凶猛，规模大速度快。一旦发生泥石流与山体滑坡，山区居民的房屋坍毁，道路损毁，工农业生产被危害，生活服务受到影响。可见，研究减少山体滑坡与泥石流的有效方法尤为重要。而研究减少山体滑坡与泥石流的有效方法，必须先分析泥石流与山体滑坡的形成因素及种类。本文采用文献研究法广泛收集有关泥石流和山体滑坡的文献，期刊等资料，并对查到的资料运用BP神经网络办法进行整顿、分析、总结。在分析泥石流与山体滑坡的形成因素与种类后，针对不同类型的灾害，而总结有效的防治方法。2.5调研意义本次调研的意义以下：(1)学会查找文献的办法，学会查找更加专业知识的渠道。（2泥石流与山体滑坡人们的生命财产危害严重，影响山区经济的发展。研究减少山体滑坡与泥石流的有效方法，发挥科学的作用，在政府的带领下，主动防灾减灾，以尽量减少人们的财产损失，为山区乃至国家的经济发明良好的环境。（3泥石流与山体滑坡的形成因素有多个，人为因素必是其一。近几十年山区经济的快速发展随着着人类不合理的开发与建设。但愿在分析山体滑坡与泥石流的形成因素与山体滑坡及泥石流对人们造成的危害时，能起到警示人类的作用。增强人类的防灾减灾意识，合理开发，科学建设。三、研究办法神经网络概述【2】人工神经网络（也简称为神经网络。）神经网络的优点在于可对信息进行分布式存储和信息的并行协同解决。神经网络由神经元构成，正如人体内的神经元，单个神经元的构造极其简朴且功效有限，大量神经元构成的神经网络系统就有强大的信息解决功效。神经网络重要的思想就是模拟人脑解决信息的过程。神经网络解决信息重要依靠网络构造中节点及各节点之间的连接，在网络的训练时，不停的调节网络之间的连接，修正节点，从而达成解决信息的目的。BP神经网络作为神经网络的一种被广泛使用，由信息的正向传输和误差的反向传输两个过程构成。所谓信息的正向传输是指信息由输入层进去神经网络，然后通过隐含层，最后经输出层输出结算成果。而误差的反向传输即是指将输出层的计算值成果与预期输出的值相比较，若误差值在设定的误差值以上则将误差由输出层反向传输到隐含层、输入层，并修正各层的阀值与权值的过程。简而言之，神经网络算法的重要思想是：通过样本的不停学习，减少输出值与盼望之间的误差，然后进行计算。显然，网络能解决大量的映射关系的数据，而无需事前清晰这些映射关系的数学方程或体现式，故神经网络算法有着较好的实用与合用性。四、分析问题4.1泥石流4.1.1泥石流的成因影响泥石流形成的因素诸多且很复杂，涉及岩性构造、地形地貌、土层植被、水文条件、气候降雨以及近些年人类的活动等，归纳起来可分为自然因素和人为因素两大类。4.1.1.1自然因素泥石流是泥、沙、石块与水体组合在一起的沟床运动的流动体，其暴发必须含有三项基本条件：陡峻的便于集水、集物的地形、地貌；丰富的固体松散物质；短时间内有大量的水源。4.1.1.1.1地形地貌：在地形上含有山高沟深，地形陡峻，沟床纵度大，流程形状便于水流聚集；在地貌上普通可分为形成区、流通区和堆积区三部分，上游形成区的地形多为三面环山，一面出口的瓢状或漏斗状，周边山高坡陡，山体破碎，植被生长不良，这样的地形有助于水和碎屑物质的集中，中游流通区的地形多为狭窄陡深的纵谷，谷床纵坡较大，使泥石流能迅猛直泻；下游堆积区的地形为开阔平坦的平原或河谷阶地，使堆积物有堆积场合。4.1.1.1.2松散物质：泥石流常发生在地质构造复杂、断裂褶皱发育、新构造活动强烈、地震烈度较高的地区，地表岩石破碎、坍毁、错落、滑坡等不良地质现象的发育，为泥石流的形成丰富的固体物质来源；岩层构造松散、软弱、易于风化、软硬相间成层的易受破坏的地区，为泥石流的形成提供了丰富的碎屑物来源。4.1.1.1.3大量水源：水既是泥石流的重要构成部分，又是泥石流的激发条件和搬运介质，泥石流的水源有暴雨，冰雪融水和水库溃决等形式，我国泥石流的水源重要是暴雨及长时间的持续降雨等。4.1.1.2人为因素自然因素是造成泥石流发生的外在因素，而人类不合理的活动则是诱发泥石流发生的内在因素，它在一定程度上加剧了泥石流发生的频率和危害程度。近些年来虽则会山区经济的发展，人们进行了一系列破坏大自然生态的活动，如滥伐林木、过分放牧、破坏植被、陡坡垦荒等，破坏了地表径流的下垫面条件，加剧了水土流失、提供了泥石流发生的水源条件；在山区兴修交通、水利设施含有随意开挖山体边坡等，造成山体失稳，为泥石流的发生提供了地形条件；同时由于开采矿山后，随意丢弃废渣废料，这又为泥石流的发生提供了所需的松散物质条件，人类在进行经济活动的同时，为泥石流的发生提供了条件，在很大程度上增进了泥石流的发生。4.1.2泥石流的类型泥石流是一种严重的地质灾害，对其进行科学合理的分类，为开展泥石流的防治工作提供了根据。按成因分类有冰川型泥石流、降雨型泥石流、其生型泥石流；按流体的物质构成分类有泥石流、泥流、水石流；按流体的性质分类有粘性泥石流、稀性泥石流；按暴发形式分类有浸润式泥石流、冲蚀式泥石流和滑坡式泥石流；按发生频率分类有高频率泥石流和低频率泥石流；按地形形态分为沟谷型、坡面型；按泥石流流域大小划分为：大型泥石流、中型泥石流和小型泥石流等。4.1.3泥石流的特点泥石流经常含有暴发忽然、来势凶猛、快速之特点，并兼有坍毁、滑坡和洪水破坏的双重作用，泥石流的暴发普通含有季节性，在夏季多雨时期为多暴发期。4.2山体滑坡4.2.1山体滑坡的成因4.2.1.1自然因素4.2.1.1.1岩土类型：岩土体是产生山体滑坡的物质基础。普通说，各类岩、土都有可能构成滑坡体，其中构造松散，抗剪强度和抗风化能力较低，在水的作用下其性质能发生变化的岩土如松散覆盖层、红岩土等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。4.2.1.1.2地质构造条件：构成斜坡的岩土只有被多个构造面切割分离成不持续状态时，才有可能向下滑动。故多个节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡、特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时最易发生滑坡。4.2.1.1.3地形地貌条件：只有处在一定的地貌部位，含有一坡度的斜坡，才可能发生滑坡。坡度不不大于10度，不大于45度，下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利条件。4.2.1.1.4水文地质条件：地下水活动，在滑坡形成中起着重要作用。它的重要作用体现在：软化岩土、产生动水压力和乳隙水压力，潜蚀岩土，特别是对滑坡面的软化作用和减少强度的作用最突出。4.2.1.2人为因素在地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区，外界因素和作用也能够诱发滑坡。重要因素有：地震、降雨、地表水的冲刷；不合理的人类工程活动，如开挖坡脚、坡体上部堆载、矿山开采等都可能诱发滑坡。4.2.2山体滑坡的特点山体滑坡普通受多个因素影响，普通含有下列特点：(1)同时性。有些滑坡受诱发因素作用后，立刻活动。如强烈地震、暴雨、海啸等发生时和不合理的人类活动，如开挖、爆破等，都会有滑坡出现。(2)滞后性。有些滑坡发生时间稍晚于诱发作用因素的时间。如降雨、融雪、及人类活动之后。这种滞后性规律在降雨诱发型滑坡中体现最为明显。普通讲滑坡体越松散、裂隙越发育、降雨量越大，则滞后时间越短。4.3经济损失数据分析滑坡与泥石流灾害造成的直接损失较大，本文通过使用全国滑坡和泥石流灾害损失状况进行分析研究，数据如表4-3-1。（数据来源《中国民政统计年鉴》）【3】滑坡和泥石流灾害损失状况表单位:千公顷、万人次、万间地区人口受灾状况农作物受灾状况损失状况受灾死亡人口及失踪人口(人)紧急转移人口受灾成灾绝收坍毁房屋损坏房屋累计9245.7902.00389.227643.663168.67780.9256.51158.8天津0.000.000.000.000.000.000.000.00河北38.11.000.00119.949.14.30.000.2山西18.8635.000.3053.0030.288.000.52.3内蒙古57.714.001.40449.31160.834.400.453.5辽宁12.820.000.220.425.30.50.000.2吉林14.320.000.0037.3315.66.100.100.2黑龙江185.370.006.001570.4800.00220.10.75.7上海0.000.000.000.000.000.000.000.00江苏115.740.000.00165.5642.1419.10.140.3浙江198.9414.0020.0767.9742.3711.870.530.7安徽642.267.005.34494.15178.728.50.753.4福建5.5115.000.0012.668.460.000.50.6江西879.249.0027.57472.27296.3534.76.7911.2山东684.000.0011.00761.1184.6366.51.006.1河南120.521.007.00100.0232.836.10.631.7湖北945.2232.0025.00832.4321.2100.75.311.3湖南963.348.0073.5558.31168.236.16.3422.2广东89.8710.000.0035.632.640.001.370.90广西690.4615.0056.7303.51109.1439.94.797.5海南33.20.000.001.850.990.000.000.00重庆930.86152.0037.64326.7119.9020.26.2515.05四川1688.63304.0082.20671.53355.5776.610.236.4贵州393.0046.0018.00200.543.613.61.33.9云南267.3196.003.00154.7488.2128.34.428.8西藏4.005.002.510.394.002.10.000.62陕西67.7625.006.0060.724.6610.21.86.3甘肃145.9845.004.40111.8360.6510.051.256.33青海9.724.001.112.883.770.41.21.8宁夏29.416.000.0030.0015.30.80.000.70新疆13.68.000.37.003.581.60.150.9权重0.410.040.020.340.140.030.010.01表4-3-1首先，对以上数据进行无量纲解决，使得数据处在（0,1）之间，计算办法以下：另首先，根据滑坡与泥石流灾害的实际状况，建立只有一种隐含层的三层神经网络。本文选用{受灾人口，死亡失踪人数，紧急转移人数}为人员类指标，{农作物受灾，成灾，绝收，房屋坍毁间数，房屋破坏间数}为居民财产损失指标，累计共8个，作为输入层计算指标，其中易见以上指标均是与泥石流损失正有关的。再次，剔除表中个样本数据。输入训练样本数据，进行网络训练及检查。计算误差，并重新采用粗糙BP神经网络计算;同时与之前成果进行对比分析。易得，在直接使用神经网络计算与使用本文建立的粗糙最后，进行成果分析【4】。根据粗糙神经网络计算得出的经济损失率，青海，宁夏，新疆经济损失率分别为5.052‰、0.793‰、0.592‰，对比以上的等级划分原则，能够得到青海省滑坡与泥石流灾害损失为1级（严重），宁夏与新疆为3级（低），与年度实际状况相符合，等级的划分方便了政府及有关部门理解灾害的危害程度，同时也为救灾与减灾提供理论根据。同时，对比三地的灾害严重程度，由于是同年份的灾害经济损失率，经济损失率即是相对灾度值，故直接比较三地的经济损失率值得到年度青海省的滑坡与泥石流灾害损失程度不不大于宁夏，宁夏与新疆的滑坡与泥石流灾害损失程度相似，与实际情形相符。神经网络计算上，本文建立的粗糙神经网络无论是在误差上，训练的次数与训练达成的目的精度均比只使用神经网络进行计算更加好。实例证明粗糙神经网络比神经网络计算效果更佳。五、解决方案泥石流和山体滑坡造成的损失极大，危害性不言而喻，因此针对不同地区泥石流有不同的特点，应采用不同的治理方法，以期达成良好的效果。在坍毁、滑坡强烈的泥石流发生区，应以工程方法为主，兼用非工程方法，；在以坡面侵蚀及沟谷侵蚀为主的泥石流地区，应以非工程方法为主，辅以工程方法；而在坡面侵蚀和重力侵蚀兼有的泥石流地区，则以综合治理效果最佳。5.1泥石流治理方法5.1.1工程治理方法：重要涉及蓄水、引水工程、拦挡、排导工程和停淤工程等，它是通过在泥石流的形成区、流通区以及堆积区内兴建一系列对应的蓄水、引水工程、拦挡、排导工程和停淤工程等来削弱泥石流灾害的影响。5.1.2非工程治理方法：即生物方法，重要涉及退耕还林、种植植被等，从水土保持、避免水土流失入手，科学合理的实施乔灌草林结合及上、中、下游结合的生物方法，滞留降水，减小地表径流，避免水土流失，从而达成减小泥石流发生的规模、减轻泥石流危害程度的目的。5.1.3预测预报。在典型的泥石流沟进行定点观察研究，力求解决泥石流的形成与运动参数问题；调查潜在泥石流沟的有关参数和特性；暴雨是形成泥石流的激发因素，因此应加强水文、气象的预报工作，特别是对小范畴的局部暴雨的预报；建立泥石流技术档案，特别是大型泥石流沟的流域要素、形成条件、灾害状况及整治方法等资料应具体统计。开展泥石流防灾警报器的研究及室内泥石流模型实验研究。5.1.4自我防护。由于泥石流的暴发含有突发性、且来势凶猛，因此碰到泥石流时要加强自我保护意识。站至高地，离山沟越远越好，不要再谷底过多停留，当发生泥石流时，要立刻与泥石流呈垂直方向向两边的山坡上走；远离源区，注意观察周边环境，要特别注意与否听到远处山沟传来打雷般声响，这是泥石流发生的前兆。5.1.5减少人为的破坏植被，乱砍乱伐，加强人们的环保意识，使人与自然和谐相处。另外，还要加强政府部门的救援力度，成立紧急救援站，当发生泥石流时能第一时间赶去救援，使灾害损失达成最小。5.2山体滑坡的防治方法滑坡的防治要贯彻“及早发现，防止为主；查明状况，综合治理；力求根治，不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件，应当采用下列防治方法。5.2.1削减水害。水和滑坡亲密有关，往往是引发滑坡的重要因素，因此削减水对边坡的危害极其重要。惯用办法有：水平钻孔疏干、垂直孔排水、竖井抽水、隧洞疏干、支撑盲沟。5.2.2改善边坡。通过一定的工程方法，改善边坡岩土体的力学强度，提高其抗滑力。惯用办法有：削减源载、边坡人工加固、修筑挡土墙、固结灌浆以及鑲补沟缝等办法。5.2.3建立地质灾害监测预警系统工程、建立山区地质灾害专家分析制度、拟定预警信息的公布部门规范预警信息的公布形式、建立联动机制。5.2.4制止人们破坏自然平衡的自然活动，如开挖坡脚，劈山开矿等行为来减少某些诱发因素。5.2.5加强政府部门的救援力度以及应急方法，做到第一时间能赶到救援现场。六、结语与启示泥石流和山体滑坡是山地沟谷中互相伴生的含有很强破坏力的自然灾害，是水土流失发展到最严重的标志。泥石流和山体滑坡作为自然灾害，始终对国民经济及人们生命财产安全存在巨大威胁。特别多山地区的经济环境和人们的生命财产，而我国的山地面积占全国土地面积的66%。因此研究减少泥石流和山体滑坡的灾害有效的防治方法已经迫在眉睫。我们贯彻“及早发现，防止为主；查明状况，综合治理；力求根治，不留后患”的原则，我们从泥石流和山体滑坡的灾前成因、灾前防止防止以及灾中人员的自我防护和减少灾后的损失等方面提出以下防治结合方法。泥石流防治方法以下：工程治理方法：蓄水、引水工程、拦挡、排导工程和停淤工程。非工程治理方法：即生物方法，如退耕还林、种植植被等从避免水土流失入手以及科学合理的实施乔灌草林结合。预测预报：在典型的泥石流地区建立防灾警报器、加强水文气候的预报。自我防护：由于泥石流的暴发含有突发性、且来势凶猛，因此碰到泥石流时要加强自我保护意识。站至高地，离山沟越远越好，不要再谷底过多停留，当发生泥石流时，要立刻与泥石流呈垂直方向向两边的山坡上走。减少人为因素：减少人为的破坏植被，乱砍乱伐，加强人们的环保意识，使人与自然和谐相处。成立紧急救援小组：加强政府部门的救援力度，成立紧急救援站，当发生泥石流时能第一时间赶去救援，使灾害损失达成最小。山体滑坡防治方法以下削减水害：水和滑坡亲密有关，往往是引发滑坡的重要因素，惯用办法有：水平钻孔疏干、垂直孔排水、竖井抽水、隧洞疏干、支撑盲沟。改善边