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基于窗口粒子滤波算法的土壤水分同化及滑坡灾害预警
被引量:
1
1
作者
林雨珊
邵伟
+3 位作者
杨宗佶
董建志
倪钧钧
林齐根
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2024年第7期19-31,共13页
【目的】在水-力耦合计算中,土壤水力参数通过量化土壤含水量与孔隙水压力的转换关系,决定有效应力及边坡稳定性的计算结果。研究稳健、可靠的数据同化方法,降低土壤水力参数的不确定性,提升土壤水动力模拟的准确性,对降雨型滑坡灾害预...
【目的】在水-力耦合计算中,土壤水力参数通过量化土壤含水量与孔隙水压力的转换关系,决定有效应力及边坡稳定性的计算结果。研究稳健、可靠的数据同化方法,降低土壤水力参数的不确定性,提升土壤水动力模拟的准确性,对降雨型滑坡灾害预警具有重要意义。【方法】通过虚拟算例和实例应用,提出将窗口粒子滤波数据同化方法(简称PBS算法)与渗流-边坡稳定分析模型结合,通过同化土壤含水量数据,达到反演土壤水力参数、模拟土壤孔隙水压力以及预测边坡稳定性的目标。通过虚拟算例,证实了当PBS算法设定大于2 d的时间窗口,以及大于80个的粒子(参数样本)时,能够获得较为准确的模拟结果。实例应用选取四川省都江堰市银洞子沟滑坡堆积体,将PBS算法同化三个位置的土壤含水量的野外监测数据,以4 d为窗口,更新100个粒子样本的土壤水力参数。【结果】结果表明,土壤含水量的模拟值与实测值基本吻合,且模拟的孔隙水压力及边坡稳定系数能对降雨做出清晰、有效的响应。在经过2~3个窗口更新后,三个探头孔隙水压力模拟值不确定区间大小均小于0.11 m,边坡稳定系数的不确定区间大小分别为0.03、0.01和0.11。针对2017年8月28日的极端降雨诱发的滑坡灾害事件的预警,经PBS算法同化后的土壤含水量、孔隙水压力以及边坡稳定系数都收敛到较窄的集合区间,且当日低于1.0的边坡稳定系数,可警示滑坡风险。【结论】通过虚拟算例及实际应用,证实了PBS算法可支持稳健、可靠的土壤水力参数估计及渗流过程模拟,在边坡稳定分析及降雨型滑坡灾害预警领域具有广阔的应用价值。
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关键词
渗流-边坡稳定分析
土壤水分数据同化
土壤水动力模拟
窗口粒子滤波
滑坡灾害预警
降雨
滑坡
渗透系数
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职称材料
基于管道应变监测的滑坡灾害预警与防治
被引量:
18
2
作者
贺剑君
冯伟
刘畅
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第1期100-103,119,共4页
因其复杂性、多发性和较强的危害性,滑坡地质灾害是长输油气管道难以回避的重大安全风险之一。作为管道完整性管理的核心技术,管道应变监测和应变分析能够直观、定量地获得地埋工况条件下管体本身的即时应力应变数据,在及时发布承灾体(...
因其复杂性、多发性和较强的危害性,滑坡地质灾害是长输油气管道难以回避的重大安全风险之一。作为管道完整性管理的核心技术,管道应变监测和应变分析能够直观、定量地获得地埋工况条件下管体本身的即时应力应变数据,在及时发布承灾体(管道)变形预警的同时,还可以对致灾体(滑坡灾害)的治理过程进行指导和评价灾害治理的实际效果,从而给运营商带来明显的减灾效益。为此,以某天然气管道的受灾管段为例,进一步阐明了管道应变监测的应用方法和在治理中的实际效果,论证了管道应变监测及其分析技术的适用性和可靠性,为长输油气管道地质灾害防御提供了一个新的、有效的技术思路。
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关键词
长输油气管道
完整性管理
管道应变监测
滑坡
灾害
监测
滑坡灾害预警
滑坡
灾害
治理
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职称材料
基于土壤水分数据同化的降雨型滑坡预警
3
作者
蔡雨菲
邵伟
+4 位作者
马燮铫
董建志
张永根
倪钧钧
杨宗佶
《水文》
北大核心
2025年第1期53-60,共8页
在土壤水分数据同化及滑坡预警中,土壤水力参数的反演显著影响模拟结果的准确性。将窗口粒子滤波(PBS)数据同化方法与基于Rosetta传递函数的土壤水力参数初始化方法(Rosetta方法)相结合,并通过虚拟算例和实际案例评估PBS-Rosetta在提高...
在土壤水分数据同化及滑坡预警中,土壤水力参数的反演显著影响模拟结果的准确性。将窗口粒子滤波(PBS)数据同化方法与基于Rosetta传递函数的土壤水力参数初始化方法(Rosetta方法)相结合,并通过虚拟算例和实际案例评估PBS-Rosetta在提高参数反演精度及滑坡水文模拟准确性方面的作用。结果表明,PBS-Rosetta在虚拟算例中能够获得准确的后验参数,提升滑坡水文模拟的准确性;在四川省都江堰银洞子沟滑坡堆积体的应用中,PBS-Rosetta成功预警了2018年6月26日发生的泥石流灾害。鉴于PBS-Rosetta在提高参数反演及滑坡水文模拟精度方面的显著作用,建议将其推广应用于降雨型滑坡预警领域。
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关键词
降雨型
滑坡
土壤水力参数
土壤传递函数
数据同化
滑坡灾害预警
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职称材料
边坡滑动预测的有限元分析
被引量:
11
4
作者
于玉贞
林鸿州
李广信
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第8期1264-1267,共4页
滑坡发生时间的有效预测,将有助于减少滑坡灾害所造成的损失,因此,如何有效预测滑坡的发生时间是坡地地质灾害防灾减灾工作中极为重要的一环。通过非饱和土坡的算例,并结合试验槽试验的试验结果,探讨将边坡稳定分析应用于滑坡发生的时...
滑坡发生时间的有效预测,将有助于减少滑坡灾害所造成的损失,因此,如何有效预测滑坡的发生时间是坡地地质灾害防灾减灾工作中极为重要的一环。通过非饱和土坡的算例,并结合试验槽试验的试验结果,探讨将边坡稳定分析应用于滑坡发生的时机预测可能面临的问题。结果表明:稳定分析所预测的边坡破坏时间与非饱和土的参数、初始基质吸力场的分布和非饱和土的强度准则关系密切。因此,仍需进一步研究和讨论,以期能更合理的应用稳定分析方法的结果,并作为边坡灾害预警的理论依据。
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关键词
非饱和土
边坡稳定分析
滑坡灾害预警
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职称材料
题名
基于窗口粒子滤波算法的土壤水分同化及滑坡灾害预警
被引量:
1
1
作者
林雨珊
邵伟
杨宗佶
董建志
倪钧钧
林齐根
机构
南京信息工程大学水文与水资源工程学院
水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室
中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所
天津大学地球系统科学学院
东南大学交通学院
南京信息工程大学地理科学学院
出处
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2024年第7期19-31,共13页
基金
中国科学院成都山地所自主部署创新团队项目(IMHE-CXTD—01)
国家自然科学基金青年科学基金项目(41807286)
+1 种基金
国家自然科学基金项目(41877158)
青海省科技厅基础研究项目(2023-ZJ-705)。
文摘
【目的】在水-力耦合计算中,土壤水力参数通过量化土壤含水量与孔隙水压力的转换关系,决定有效应力及边坡稳定性的计算结果。研究稳健、可靠的数据同化方法,降低土壤水力参数的不确定性,提升土壤水动力模拟的准确性,对降雨型滑坡灾害预警具有重要意义。【方法】通过虚拟算例和实例应用,提出将窗口粒子滤波数据同化方法(简称PBS算法)与渗流-边坡稳定分析模型结合,通过同化土壤含水量数据,达到反演土壤水力参数、模拟土壤孔隙水压力以及预测边坡稳定性的目标。通过虚拟算例,证实了当PBS算法设定大于2 d的时间窗口,以及大于80个的粒子(参数样本)时,能够获得较为准确的模拟结果。实例应用选取四川省都江堰市银洞子沟滑坡堆积体,将PBS算法同化三个位置的土壤含水量的野外监测数据,以4 d为窗口,更新100个粒子样本的土壤水力参数。【结果】结果表明,土壤含水量的模拟值与实测值基本吻合,且模拟的孔隙水压力及边坡稳定系数能对降雨做出清晰、有效的响应。在经过2~3个窗口更新后,三个探头孔隙水压力模拟值不确定区间大小均小于0.11 m,边坡稳定系数的不确定区间大小分别为0.03、0.01和0.11。针对2017年8月28日的极端降雨诱发的滑坡灾害事件的预警,经PBS算法同化后的土壤含水量、孔隙水压力以及边坡稳定系数都收敛到较窄的集合区间,且当日低于1.0的边坡稳定系数,可警示滑坡风险。【结论】通过虚拟算例及实际应用,证实了PBS算法可支持稳健、可靠的土壤水力参数估计及渗流过程模拟,在边坡稳定分析及降雨型滑坡灾害预警领域具有广阔的应用价值。
关键词
渗流-边坡稳定分析
土壤水分数据同化
土壤水动力模拟
窗口粒子滤波
滑坡灾害预警
降雨
滑坡
渗透系数
Keywords
seepage-stability analysis
soil moisture data assimilation
soil hydrological modeling
particle batch smoother
early-warning of rainfall-triggered landslide disaster
rainfall
landslides
permeability coefficient
分类号
TV213.4 [水利工程—水文学及水资源]
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职称材料
题名
基于管道应变监测的滑坡灾害预警与防治
被引量:
18
2
作者
贺剑君
冯伟
刘畅
机构
中国石油天然气股份有限公司西气东输管道分公司
北京科力华安地质灾害监测技术有限公司
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第1期100-103,119,共4页
文摘
因其复杂性、多发性和较强的危害性,滑坡地质灾害是长输油气管道难以回避的重大安全风险之一。作为管道完整性管理的核心技术,管道应变监测和应变分析能够直观、定量地获得地埋工况条件下管体本身的即时应力应变数据,在及时发布承灾体(管道)变形预警的同时,还可以对致灾体(滑坡灾害)的治理过程进行指导和评价灾害治理的实际效果,从而给运营商带来明显的减灾效益。为此,以某天然气管道的受灾管段为例,进一步阐明了管道应变监测的应用方法和在治理中的实际效果,论证了管道应变监测及其分析技术的适用性和可靠性,为长输油气管道地质灾害防御提供了一个新的、有效的技术思路。
关键词
长输油气管道
完整性管理
管道应变监测
滑坡
灾害
监测
滑坡灾害预警
滑坡
灾害
治理
Keywords
long-distance gas pipeline,integrity management,pipeline strain monitoring,landslide monitoring,landslide early warning,landslide control
分类号
P694 [天文地球—地质学]
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职称材料
题名
基于土壤水分数据同化的降雨型滑坡预警
3
作者
蔡雨菲
邵伟
马燮铫
董建志
张永根
倪钧钧
杨宗佶
机构
南京信息工程大学水文与水资源工程学院
水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室
天津大学地球系统科学学院
东南大学交通学院
中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所
出处
《水文》
北大核心
2025年第1期53-60,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(42471032)
青海省科技厅基础研究项目(2023-ZJ-705)
+1 种基金
中国科学院成都山地所自主部署创新团队项目(IMHE-CXTD—01)
南京信息工程大学大学生创新创业训练计划项目(XJDC202410300658)。
文摘
在土壤水分数据同化及滑坡预警中,土壤水力参数的反演显著影响模拟结果的准确性。将窗口粒子滤波(PBS)数据同化方法与基于Rosetta传递函数的土壤水力参数初始化方法(Rosetta方法)相结合,并通过虚拟算例和实际案例评估PBS-Rosetta在提高参数反演精度及滑坡水文模拟准确性方面的作用。结果表明,PBS-Rosetta在虚拟算例中能够获得准确的后验参数,提升滑坡水文模拟的准确性;在四川省都江堰银洞子沟滑坡堆积体的应用中,PBS-Rosetta成功预警了2018年6月26日发生的泥石流灾害。鉴于PBS-Rosetta在提高参数反演及滑坡水文模拟精度方面的显著作用,建议将其推广应用于降雨型滑坡预警领域。
关键词
降雨型
滑坡
土壤水力参数
土壤传递函数
数据同化
滑坡灾害预警
Keywords
rainfall-induced landslides
soil hydraulic parameter
pedotransfer function
data assimilation
early-warning of land-slide disaster
分类号
P33 [天文地球—水文科学]
P345 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
边坡滑动预测的有限元分析
被引量:
11
4
作者
于玉贞
林鸿州
李广信
机构
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室(筹)
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第8期1264-1267,共4页
文摘
滑坡发生时间的有效预测,将有助于减少滑坡灾害所造成的损失,因此,如何有效预测滑坡的发生时间是坡地地质灾害防灾减灾工作中极为重要的一环。通过非饱和土坡的算例,并结合试验槽试验的试验结果,探讨将边坡稳定分析应用于滑坡发生的时机预测可能面临的问题。结果表明:稳定分析所预测的边坡破坏时间与非饱和土的参数、初始基质吸力场的分布和非饱和土的强度准则关系密切。因此,仍需进一步研究和讨论,以期能更合理的应用稳定分析方法的结果,并作为边坡灾害预警的理论依据。
关键词
非饱和土
边坡稳定分析
滑坡灾害预警
Keywords
unsaturated soils
slope stability analysis
early warning of landslide
分类号
TU441 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于窗口粒子滤波算法的土壤水分同化及滑坡灾害预警
林雨珊
邵伟
杨宗佶
董建志
倪钧钧
林齐根
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2024
1
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职称材料
2
基于管道应变监测的滑坡灾害预警与防治
贺剑君
冯伟
刘畅
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
18
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职称材料
3
基于土壤水分数据同化的降雨型滑坡预警
蔡雨菲
邵伟
马燮铫
董建志
张永根
倪钧钧
杨宗佶
《水文》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
边坡滑动预测的有限元分析
于玉贞
林鸿州
李广信
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
11
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职称材料
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