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北京山区典型流域泥石流次声预警模型

于家烁 翟淑花 徐尚智 冒建 王强强 刘欢欢 王云涛

于家烁, 翟淑花, 徐尚智, 冒建, 王强强, 刘欢欢, 王云涛. 北京山区典型流域泥石流次声预警模型[J]. 地质科技通报. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240223
引用本文: 于家烁, 翟淑花, 徐尚智, 冒建, 王强强, 刘欢欢, 王云涛. 北京山区典型流域泥石流次声预警模型[J]. 地质科技通报. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240223
Infrasound warning model for debris flow in typical drainage basin of Beijing mountainous area[J]. Bulletin of Geological Science and Technology. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240223
Citation: Infrasound warning model for debris flow in typical drainage basin of Beijing mountainous area[J]. Bulletin of Geological Science and Technology. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240223

北京山区典型流域泥石流次声预警模型

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.tb20240223
基金项目: 省部级-7·29极端降雨下北京西山矿渣型泥石流启动条件及演化过程研究(8242010)

Infrasound warning model for debris flow in typical drainage basin of Beijing mountainous area

  • 摘要: 次声是泥石流监测预警的有效手段,目前常用的阈值预警法未全面考虑次声的时频特征,这将降低预警的准确度。基于北京市草甸水村泥石流的次声监测数据,分析了该流域泥石流次声和环境次声的时频特征差异,并基于随机森林算法构建了泥石流次声识别模型。结果表明,泥石流次声的有效声压为0.4-1.0Pa,环境次声的有效声压多低于0.1Pa,但噪音会引起声压上升至0.4Pa以上;噪音次声能量多集中在低于6Hz的频段,泥石流次声在6-15Hz频段的能量明显高于噪音次声。因此,泥石流次声的甄别需综合考虑时频域的多个特征,重点是6-15Hz频段对应的能量。基于随机森林算法,以有效声压、6-15Hz有效声压、短时过零率、主频、主频振幅为特征变量构建的泥石流次声识别模型AUC值为0.99,对测试数据识别准确率为90.0%,相比传统声压阈值法提升了15.0%。研究结果说明随机森林模型能够较为精准地甄别泥石流次声信号,适用于草甸水村的泥石流次声预警,可为其他区域的泥石流次声预警研究提供参考。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-05-04
  • 网络出版日期:  2024-06-18

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