模糊综合评价在泥石流危险度评价中的应用

模糊综合评价在泥石流危险度评价中的应用

摘要：泥石流危险度评价是目前国内外地质工程的领域重要研究方向之一，也称为是泥石流研究的重点与难点。本文将应用模糊综合评价法，选取了一次泥石流最大冲出量、泥石流发生频率、流域面积等10个影响因素作为评价因子，建立了模糊综合评价模型，对云南省38条泥石流沟进行危险度第一文库网评价。结果表明：评价结果与实际情况基本相吻合，从而验证了此方法在泥石流危险度评价中的合理性与可靠性。 　　关键词：泥石流；危险度评价；模糊综合评价法；层次分析法 　　中图分类号：P641 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2015）018-000-02 　　一、引言 　　泥石流是一种常见自然灾害，其危险度评价作为我国研究热点之一[1]。我国有26个省市的广大山区被泥石流灾害遍及，因此需要对泥石流危险程度作出较为准确的评价，本课题对减轻泥石流灾害将有十分重要的意义。近年来许多研究者们提出了可拓学方法、灰色关联度分析法、人工神经网络法等对泥石流危险度进行评价[2]。为此，我以云南省38条泥石流沟为例，采用模糊综合评价法对其进行危险度评价。 　　二、泥石流危险度模糊综合评价 　　云南省的地理位置、地下岩石构造等原因为使云南省成为我国泥石流灾害最严重的区域之一。仅仅2010年云南就发生泥石流134起，从参考文献了解[3]，12年来云南滑坡泥石流灾害分布的总趋势是以宣威――腾冲为分界，分解西北部灾情比较多，总体具有西北多东南少的特点。依据模糊综合评价法的数学模型，对云南省38沟泥石流的危险度进行评价。 　　1.评价因素集 　　泥石流危险度模糊综合评价所选择的因子一般都要根据具体区域内泥石流的情况来选取。本次考虑10个评价因素即U={u1， u2， …， u10}={一次泥石流最大冲出量、泥石流发生频率、流域面积、主沟长度、流域最大相对高差、流域切割密度、主沟床弯曲条数、泥沙补给段长度比、24小时最大降雨量、流域内人口密度}。 　　2.评价集 　　评价集是对泥石流因子等级描述的集合，本文将危险度划分为4个等级，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，因此评价集V={v1， v2， v3， v4}={Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级}={低危险，中危险，较高危险，高危险}。 　　3.模糊权重集 　　（1）构造判断矩阵 　　据了解，泥石流一次最大冲出量是评判泥石流规模的最主要因素，泥石流的潜在规模越大，泥石流的危险度越大。故其他因素与其相关性越大，对危险度的影响会越大，相应地其权重也就越大。 　　采用倒数标度法来构造判断矩阵，对云南省各沟泥石流危险度有影响的各个因素进行综合比较，确定各因素之间的权重关系（表1）。 　　表1 判断矩阵 　　A= 　　（2）矩阵一致性检验及权重确定 　　经计算一致性指标 CI=0.1447，平均随机性指标RI=1.490，则随即一致性比率CR=0.0971.因为CR　　4.隶属度的.确定 　　以小白泥沟为例，其一次泥石流最大冲出量为60.0×104m3，在m3～m4，那么它对4个评价等级的模糊隶属度为：fⅠ=0，fⅡ=0，fⅢ=0.0556，fⅣ=0.9444.同理得出其他9个因素对4个等级的模糊隶属度如下矩阵。 　　再利用B=A?R，计算出评价矩阵B=[0.3309， 0.0871， 0.1979， 0.3628]，根据最大隶属度原则，取最大元素0.3628，因此小白泥沟应评为Ⅳ级（高危险）。对其他泥石流沟的等级评价结果如下表2（截取一部分做说明）。 　　在参考文献中没有对无名沟的评价，通过对前34条泥石流沟评价结果来看，只有直溪沟、白纸房河、花沟、老于沟、沙湾大沟、石羊沟这6条泥石流沟的危险等级与参考文献[4]的结果不一致，其一致率达到了82.35%，取得了比较满意的结果。 　　表2 云南省各泥石流的等级评价 　　泥石流沟名 Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 Ⅳ级 评价结果 文献[8]评价结果 　　大篝沟 0.2407 0.5838 0.1937 0.0175 Ⅱ Ⅱ 　　观音寺沟 0.5834 0.3446 0.5449 0.0071 Ⅰ Ⅰ 　　大鱼坝沟 0.2871 0.5839 0.0848 0.0516 Ⅱ Ⅱ 　　芭蕉河 0.1860 0.5638 0.4423 0.0824 Ⅱ Ⅱ 　　水磨房沟 0.1663 0.0708 0.0712 0.1302 Ⅱ Ⅱ 　　直溪沟 0.0165 0.5734 0.5838 0.0649 Ⅲ Ⅱ 　　山脚村河 0.2897 0.4237 0.2414 0.0445 Ⅱ Ⅱ 　　化工厂河 0.2463 0.6203 0.0446 0.0112 Ⅱ Ⅱ 　　白纸房河 0.0779 0.4244 0.4728 0.0112 Ⅲ Ⅱ 　　三、结语 　　通过上述的研究，得出了云南省的泥石流危险，地质灾害危险性评价是预测地质灾害发生可能性大小的概率值，可作为城镇建设的参考因子，并为做预测决策提供依据。通过全文的论述得到一些初步结论：本文所采用的模糊评判方法用以预测泥石流危险等级是可行的，计算结果与实际调查的结果基本是一致的，并且该方法简便易行，可以使影响泥石流危险性的因素比较真实的因子真实地参与评价；但该方法存在很大的主观因素，所以需要根据影响泥石流危险性各因素的特点进一步来改善隶属函数。在实际工程实践应用中，应根据各地区的具体情况进行确定，才能得出与实际相符合的结果。 　　参考文献： 　　[1]丁明涛，田述军.滑坡泥石流危险评价及其应用[M].北京：科学出版社，2013. 　　[2]杜国梁，高金川.基于模糊综合评价法和熵值法的泥石流危险度评价[J].安全与环境工程，2013，20（5）：15-17. 　　[3]闵颖，胡娟等.云南省滑坡泥石流灾害预报预警模型研究[J].灾害学，2013，28（4）：216-220. 　　[4]刘希林.泥石流危险性评价[M].北京：科学出版社，2004. 　　作者简介：高 歆（1990-），女，汉，甘肃庆阳西峰区，研究生在读，研究方向：模糊综合评价。