专利名称：公路交通环境生态受耦合灾害胁迫的损势演绎与重建方法
技术领域：
本发明属于公路交通及环境灾害技术领域，具体涉及一种公路交通环境生态受耦合灾害胁迫的损势演绎与重建方法。
背景技术：
公路具有沿线状分布的特征，跨越不同地域，尤其是我国西南山区为保证道路线型技术标准，往往高填深挖而大大改变了自然生态的稳定环境，虽在公路建设中做过一些结构物支撑处理，一般能维护稳定状态，但由于种种条件限制，未能充分估量的洪水及派生灾害的袭击，加剧了滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的形成，加之地面风对植被的拔力作用、地震作用等，以及它们以各种方式和各种程度形成最不利的耦合破坏作用，不但严重危及交通运输安全畅通，造成人员财产的重大伤亡和损失，在灾害发生的同时，又使生态环镜根基连续遭到削减和更严重的破坏，从而形成恶性循环的加重态势。随着公路建设网状式的密集型发展，生态环境将受到更大范围影响，实属不可低估。因此，在西部地区，尤其西南山区如何将公路建设与灾害造成的对神态环境的损伤破坏结合起来，从治本的深层次入手，解决这一重大的多学科渗透的前沿科学问题，是迫不及待的深入研究课题。
从国内外的技术现状看，对公路交通环境生态的灾害影响有待进一步深化和拓展研究的必要，特别是对耦合灾害作用，生态环境的物化破坏过程和能量传输、破坏力作用的损势演绎过程和规律以及重建机理的研究有待进一步深化，从肤浅的表面现象研究深入到灾害实质性和规律性剖析，从而提高我国解决西部环境、生态和可持续发展中重大科学问题的能力。
发明内容
本发明针对西南山区公路建设典型的高填深挖引起生态环境急剧改变的客观实际，揭示地面风蚀、地震破坏、以及雨季山洪伴随的地质灾害的强烈耦合作用，对生态环境工程的胁迫损势特征和规律；通过时空过程变尺度物质和能量传输耦合嵌套模式定量描述，实现三维可视化过程动态演绎及重建效果防真，达到既维护交通安全畅通，又根治生态环境灾害的双重目标。
本发明的具体实现方式如下其构思特色是以耦合灾害形成的源头为突破点，以物理力学模式为贯穿全过程的主线，最终归宿于重建工程治本的目标效应。
公路交通环境生态受耦合灾害胁迫的损势演绎与重建方法，其特征在于包括以下步骤(1)首先，确定公路交通环境的耦合灾害形态及成灾机理1)确定公路交通环境的耦合灾害形态包括洪水及派生灾害、地面生态风蚀和地震破坏作用；2)确定上述灾害耦合胁迫损势包括交通设施损势和生态环境损势；3)对耦合灾害的特征进行参数界定与分级度量包括路面冲刷破坏、路基滑移塌方、支挡结构破坏、桥梁损伤跨塌、隧道破坏跨塌、植被根基破坏、地面植被风蚀、风暴及沙漠化、冲刷水土流失和生态环境削减。
(2)然后，加入胁迫量化参数，对环境与工程设施灾害耦合胁迫进行损势演绎1)确定灾害破坏时空过程能量传输的耦合嵌套模式；
2)确定不同尺度灾害对环境与设施的破坏状态；3)构建破坏过程的动态力学行为模型；4)确定不同尺度损势胁迫指标；5)进行三维可视化灾害动态演绎仿真；(3)最后，对生态环境与交通基础设施进行恢复重建1)遵循静动力平衡稳定原理生成重建方案；2)确定恢复与重建方案的可靠度分析模式；3)确定重建方案与生态工程的协调性；4)对重建效果进行演绎。
本发明提出的方法具有以下特点1、具有不同环境灾害过程耦合特征本方法通过洪水及派生灾害、地面风及地震烈度与工程环境变异状态组成的根据实际可能性的不同耦合作用为最不利破坏特征，从源头上抓住了重建方法的实质性。
2、具有时空能量传输与嵌套特征本方法根据灾害过程的时间和空间不同尺度物质与能量的传输，形象地描述破坏的动量与冲击力，建立嵌套模型，是实现量化模拟的有效途径。
3、具有灾害胁迫损势的动态演绎特征本方法利用三维动态可视化演绎仿真，直观地揭示灾害破坏过程和破坏程度，为根治灾害，恢复环境生态提供可靠的技术手段。
4、具有力学行为模式主线的贯穿特征整个方法以耦合灾害形成源头为突破点，以物理力学模式为损势演绎核心，最终归结于重建工程的治本。
图1是公路交通环境生态受耦合灾害胁迫的损势演绎与重建方法的系统框图。
具体实施例方式
参见图1，本方法可以利用计算机系统来实现，具体过程如下第一大步输入灾害查测资料1、首先确定耦合灾害的形态包括洪水及派生灾害、地面生态风蚀、地震破坏作用等；2、再确定上述灾害的耦合胁迫损势包括交通设施损势如路面冲刷破坏、路基滑移塌方、支挡结构破坏、桥梁损伤跨塌、隧道破坏跨塌等，和生态环境损势如植被根基破坏、地面植被风蚀、风暴及沙漠化、冲刷水土流失和生态环境削减等。
第二大步输入胁迫模式量化参数1、首先确定损势力度特征参数以及量化行为模式；2、确定能量传输与力学行为耦合嵌套模型；3、进行三维可视化动态损势演绎。
第三大步输入重建方案的数据1、生成生态环境工程恢复与重建方案；2、进行重建效果仿真；3、系统演绎全过程结果。
权利要求
1.公路交通环境生态受耦合灾害胁迫的损势演绎与重建方法，其特征在于包括以下步骤(1)确定公路交通环境的耦合灾害形态及成灾机理1)确定公路交通环境的耦合灾害形态包括洪水及派生灾害、地面生态风蚀和地震破坏作用；2)确定上述灾害耦合胁迫损势包括交通设施损势和生态环境损势；3)对耦合灾害的特征进行参数界定与分级度量包括路面冲刷破坏、路基滑移塌方、支挡结构破坏、桥梁损伤跨塌、隧道破坏跨塌、植被根基破坏、地面植被风蚀、风暴及沙漠化、冲刷水土流失和生态环境削减。(2)对环境与工程设施灾害耦合胁迫进行损势演绎，输入胁迫模式及量化参数1)确定灾害破坏时空过程能量传输的耦合嵌套模式；2)确定不同尺度灾害对环境与设施的破坏状态；3)构建破坏过程的动态力学行为模型；4)确定不同尺度损势胁迫指标；5)进行三维可视化灾害动态演绎仿真；(3)对生态环境与交通基础设施进行恢复重建1)遵循静动力平衡稳定原理生成重建方案；2)确定恢复与重建方案的可靠度分析模式；3)确定重建方案与生态工程的协调性；4)对重建效果进行演绎。
全文摘要
本发明涉及一种公路交通环境生态受耦合灾害胁迫的损势演绎与重建方法。该方法针对西南山区公路建设典型的高填深挖引起生态环境急剧改变的客观实际，揭示地面风蚀、地震破坏、以及雨季山洪伴随的地质灾害的强烈耦合作用，对生态环境工程的胁迫损势特征和规律；通过时空过程变尺度物质和能量传输耦合嵌套模式定量描述，实现三维可视化过程动态演绎及重建效果防真，达到既维护交通安全畅通，又根治生态环境灾害的双重目标。整个方法以耦合灾害形成源头为突破点，以物理力学模式为损势演绎核心，最终归结于重建工程的治本，有利于提高我国解决西部环境、生态和可持续发展中重大科学问题的能力。
文档编号E01C1/00GK1526880SQ0310504
公开日2004年9月8日 申请日期2003年3月3日 优先权日2003年3月3日
发明者肖盛燮 申请人:肖盛燮