本发明属于崩塌堆积体以及泥石流防治工程设计应用技术领域，特别涉及一种基于统计方法的强震区崩塌堆积体积的计算方法。
背景技术：
由于地震作用使得坡体结构更加破碎，震区流域内坡体松散物质规模剧增，其导致崩塌规模突增，暴发频率增加，暴发可能性显著增加，暴发阀值条件降低。汶川“5.12”地震中，震区发生了大量的崩塌、滑坡等灾害，其中崩塌灾害掩埋桥梁，损毁墩柱，埋没隧道洞口，堵塞路基，砸坏路面，砸坏挡墙等，崩塌危岩体主要分为蠕滑失稳等八种变形破坏模式，而崩塌灾害的发育特征受到地形地貌、地层岩性、结构面特征等内因控制，其诱发因素主要为降雨、地震与人类活动，而在强降雨条件下，崩塌灾害堆积体可能诱发泥石流等次生地质灾害。
黄润秋等人研究了震区崩塌灾害分布特征。地震诱发的崩塌地质灾害主要受地震波的周期、振幅和持时等因素控制。震区崩塌堆积特征和崩塌滚石运动特征决定崩塌的危害范围。崩塌的复杂性和多变性，尤其是震区崩塌的研究和评价方法还不成熟。前人已经通过运用静力学、材料力学、数值模拟、遥感影像解译、信息量方法等方法研究崩塌堆积体特征。例如，2008年“5.12”地震后，汶川震区崩塌地质灾害共2067处，其中小型崩塌779处，中型崩塌1015处，大型崩塌261处，特大型12处。
震区崩塌主要为松散的岩土体颗粒，黏粒含量极低，是泥石流的主要物源条件之一。震区崩塌堆积体泥石流物源主要是通过野外现场调查和测量获取，其工作难度大、工作风险高、工作量繁重，使得泥石流物源调查的准确度和时间不能满足泥石流的快速识别和预防，得到泥石流物源方量相对于其实际值偏小，不能满足震区泥石流防治工程设计的需要。
技术实现要素：
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于统计方法的强震区崩塌堆积体积的计算方法，解决震区崩塌堆积体的堆积面积与堆积体积和堆积厚度的关系，构建基于震区崩塌堆积面积的崩塌堆积体积和平均堆积厚度的预测模型，并进行实例运用，为震区泥石流物源的预测提供新方法，适用于崩塌堆积体的堆积特征和泥石流物源方量预测的需要。
本发明技术的技术方案实现方式：一种基于统计方法的强震区崩塌堆积体积的计算方法，其特征在于：将汶川震区崩塌堆积体面积性质应用于崩塌堆积体的堆积体积和堆积平均厚度预测，通过崩塌堆积体面积得到崩塌堆积体的方量和堆积平均厚度，其具体计算方法如下：
a.通过获取震区崩塌堆积体的参数，确定崩塌堆积体的平均堆积厚度hb(m)，崩塌堆积体面积ab(103m2)，崩塌堆积体积vb(103m3)；
b.通过以下公式确定震区崩塌堆积体积vb(103m3)，平均堆积厚度hb(m)；
式中，hb为崩塌堆积体的平均堆积厚度(m)，ab为崩塌堆积体面积(103m2)，vb为崩塌堆积体积(104m3)。
本发明所述的基于统计方法的强震区崩塌堆积体积的计算方法，其所述步骤b中确定的震区崩塌堆积体积的公式适用于汶川震区崩塌堆积体的堆积体积和平均堆积厚度的预测，将得到的方量和平均堆积厚度作为震区泥石流物源计算的最小物源储量和平均堆积厚度。
本发明所述的基于统计方法的强震区崩塌堆积体积的计算方法，其特征在于：所述步骤b中确定的震区崩塌堆积体积的公式适用于汶川震区崩塌堆积体，强震区崩塌堆积坡度为22°～39°。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明从汶川震区崩塌堆积体的堆积体积和堆积面积等多方面入手，构建了基于震区崩塌堆积体的堆积面积的崩塌堆积体积和堆积平均厚度的计算模型。首先，在震区崩塌堆积体性质方面，震区崩塌堆积体特有的低黏粒含量、大孔隙比性质，利用崩塌堆积体的堆积坡度定量反映了震区崩塌堆积体的内部受力特征，相近的崩塌体堆积坡度较为准确反映了崩塌堆积物理性质；其次，利用汶川震区崩塌堆积体的几何参数特征，根据统计分析原理筛选出与崩塌堆积体的体积相关性高的参数，并通过数据分析原理对已有的崩塌堆积体的几何参数进行统计分析，并快速地建立起了崩塌堆积的体积计算模型。
具体实施方式
下面对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
一种基于统计方法的强震区崩塌堆积体积的计算方法，其主要思路是：将汶川震区崩塌堆积体面积特征应用于崩塌堆积体的堆积体积和堆积平均厚度预测，通过崩塌堆积体面积得到崩塌堆积体的方量和堆积平均厚度。首先搜集震区崩塌堆积体的分布，然后通过野外调查和测量确定崩塌堆积体的堆积坡度、堆积平均厚度、堆积体堆积面积、堆积方量，通过统计分析原理确定崩塌堆积体的堆积面积与堆积体的堆积体积、堆积体的体积与堆积体的平均堆积厚度等参数间的相关性和显著性等，在此基础上通过数值统计原理推导震区崩塌堆积体的体积和平均堆积厚度模型；再通过震区已有的典型崩塌堆积体的野外调查、测量等手段得到崩塌堆积体的堆积坡度、堆积厚度hb、堆积面积ab；将所得参数带入震区崩塌堆积体的体积和堆积平均厚度的计算模型中，得到汶川震区崩塌堆积体的方量值。
其具体计算方法及步骤如下：
首先，根据研究区139个崩塌堆积体的野外调查，得到的崩塌堆积体的堆积长度、堆积宽度、堆积平均厚度以及堆积坡度等。
然后，根据统计分析因子选取，崩塌的主要涉及的因子包括：崩塌体堆积面积、堆积厚度以及堆积体积等因子，其中因子选取主要通过p-pplot、相关系数等，得到崩塌堆积体的崩塌堆积体积与崩塌堆积面积、堆积平均厚度的公式表示为：
式中，hb为崩塌堆积体的平均堆积厚度(m)，ab为崩塌堆积体面积(103m2)，vb为崩塌堆积体积(104m3)。
其中，所述步骤b中确定的震区崩塌堆积体积的公式适用于汶川震区崩塌堆积体的堆积体积和堆积厚度预测，将得到的方量和堆积厚度作为震区泥石流物源计算的最小物源储量和堆积厚度。
其中，所述步骤b中确定的震区崩塌堆积体积的公式适用于汶川震区崩塌堆积体，强震区崩塌堆积坡度为22°～39°。
以下为本发明的具体实施例：
为了验证崩塌堆积模型的正确性和实用性，选取汶川地区岷江流域两岸的崩塌体为研究对象，其中崩塌特征如表1所示，共计6个崩塌点，其中倾倒式崩塌为2个(b001、b005)，拉裂式崩塌为4个(b002、b003、b004、b006)，根据崩塌堆积体堆积规模、崩塌堆积长、崩塌堆积宽、崩塌堆积厚等特征进行有效预测，具体计算方法及步骤如下：
a.通过现场崩塌堆积体调查和测量，获取崩塌堆积体堆积规模、崩塌堆积长、崩塌堆积宽、崩塌堆积厚。
表1汶川岷江典型崩塌参数表
b.将a步骤确定的各参数代入下公式，
c.通过公式计算获取映秀地区崩塌堆积统计特征，计算汶川岷江两岸崩塌堆积特征，其中包括崩塌堆积长度、崩塌堆积宽度好崩塌堆积厚度，对比汶川岷江两岸典型崩塌野外观测数据，分析映秀震区崩塌堆积统计模型的适用性，为震区崩塌的防治提供一定参考，其计算结果和误差分析如表2所示：
表2汶川岷江典型崩塌堆积特征对比
由上述研究可知，震区崩塌堆积区的堆积体积的误差范围为：6.51％～27.67％，堆积厚度的误差范围为：2.1％～23.3％；因为当误差范围为＜50％时，计算结果具有适用性，则关于震区崩塌堆积模型具有一定的实用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。