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模糊綜合評價在泥石流危險度評價中的應用
摘要：泥石流危險度評價是目前國內外地質工程的領域重要研究方向之一，也稱為是泥石流研究的重點與難點。本文將應用模糊綜合評價法，選取了一次泥石流最大沖出量、泥石流發生頻率、流域面積等10個影響因素作為評價因子，建立了模糊綜合評價模型，對云南省38條泥石流溝進行危險度第一文庫網評價。結果表明：評價結果與實際情況基本相吻合，從而驗證了此方法在泥石流危險度評價中的合理性與可靠性。 關鍵詞：泥石流；危險度評價；模糊綜合評價法；層次分析法 中圖分類號：P641 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2015）018-000-02 一、引言 泥石流是一種常見自然災害，其危險度評價作為我國研究熱點之一[1]。我國有26個省市的廣大山區被泥石流災害遍及，因此需要對泥石流危險程度作出較為準確的評價，本課題對減輕泥石流災害將有十分重要的意義。近年來許多研究者們提出了可拓學方法、灰色關聯度分析法、人工神經網絡法等對泥石流危險度進行評價[2]。為此，我以云南省38條泥石流溝為例，采用模糊綜合評價法對其進行危險度評價。 二、泥石流危險度模糊綜合評價 云南省的地理位置、地下巖石構造等原因為使云南省成為我國泥石流災害最嚴重的區域之一。僅僅2010年云南就發生泥石流134起，從參考文獻了解[3]，12年來云南滑坡泥石流災害分布的總趨勢是以宣威――騰沖為分界，分解西北部災情比較多，總體具有西北多東南少的特點。依據模糊綜合評價法的數學模型，對云南省38溝泥石流的危險度進行評價。 1.評價因素集 泥石流危險度模糊綜合評價所選擇的因子一般都要根據具體區域內泥石流的情況來選取。本次考慮10個評價因素即U={u1， u2， …， u10}={一次泥石流最大沖出量、泥石流發生頻率、流域面積、主溝長度、流域最大相對高差、流域切割密度、主溝床彎曲條數、泥沙補給段長度比、24小時最大降雨量、流域內人口密度}。 2.評價集 評價集是對泥石流因子等級描述的集合，本文將危險度劃分為4個等級，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，因此評價集V={v1， v2， v3， v4}={Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級}={低危險，中危險，較高危險，高危險}。 3.模糊權重集 （1）構造判斷矩陣 據了解，泥石流一次最大沖出量是評判泥石流規模的最主要因素，泥石流的潛在規模越大，泥石流的危險度越大。故其他因素與其相關性越大，對危險度的影響會越大，相應地其權重也就越大。 采用倒數標度法來構造判斷矩陣，對云南省各溝泥石流危險度有影響的各個因素進行綜合比較，確定各因素之間的權重關系（表1）。 表1 判斷矩陣 A= （2）矩陣一致性檢驗及權重確定 經計算一致性指標 CI=0.1447，平均隨機性指標RI=1.490，則隨即一致性比率CR=0.0971.因為CR 4.隸屬度的確定 以小白泥溝為例，其一次泥石流最大沖出量為60.0×104m3，在m3～m4，那么它對4個評價等級的模糊隸屬度為：fⅠ=0，fⅡ=0，fⅢ=0.0556，fⅣ=0.9444.同理得出其他9個因素對4個等級的模糊隸屬度如下矩陣。 再利用B=A?R，計算出評價矩陣B=[0.3309， 0.0871， 0.1979， 0.3628]，根據最大隸屬度原則，取最大元素0.3628，因此小白泥溝應評為Ⅳ級（高危險）。對其他泥石流溝的等級評價結果如下表2（截取一部分做說明）。 在參考文獻中沒有對無名溝的評價，通過對前34條泥石流溝評價結果來看，只有直溪溝、白紙房河、花溝、老于溝、沙灣大溝、石羊溝這6條泥石流溝的危險等級與參考文獻[4]的結果不一致，其一致率達到了82.35%，取得了比較滿意的結果。 表2 云南省各泥石流的等級評價 泥石流溝名 Ⅰ級 Ⅱ級 Ⅲ級 Ⅳ級 評價結果 文獻[8]評價結果 大篝溝 0.2407 0.5838 0.1937 0.0175 Ⅱ Ⅱ 觀音寺溝 0.5834 0.3446 0.5449 0.0071 Ⅰ Ⅰ 大魚壩溝 0.2871 0.5839 0.0848 0.0516 Ⅱ Ⅱ 芭蕉河 0.1860 0.5638 0.4423 0.0824 Ⅱ Ⅱ 水磨房溝 0.1663 0.0708 0.0712 0.1302 Ⅱ Ⅱ 直溪溝 0.0165 0.5734 0.5838 0.0649 Ⅲ Ⅱ 山腳村河 0.2897 0.4237 0.2414 0.0445 Ⅱ Ⅱ 化工廠河 0.2463 0.6203 0.0446 0.0112 Ⅱ Ⅱ 白紙房河 0.0779 0.4244 0.4728 0.0112 Ⅲ Ⅱ 三、結語 通過上述的研究，得出了云南省的泥石流危險，地質災害危險性評價是預測地質災害發生可能性大小的概率值，可作為城鎮建設的參考因子，并為做預測決策提供依據。通過全文的論述得到一些初步結論：本文所采用的模糊評判方法用以預測泥石流危險等級是可行的，計算結果與實際調查的結果基本是一致的，并且該方法簡便易行，可以使影響泥石流危險性的因素比較真實的因子真實地參與評價；但該方法存在很大的主觀因素，所以需要根據影響泥石流危險性各因素的特點進一步來改善隸屬函數。在實際工程實踐應用中，應根據各地區的具體情況進行確定，才能得出與實際相符合的結果。 參考文獻： [1]丁明濤，田述軍.滑坡泥石流危險評價及其應用[M].北京：科學出版社，2013. [2]杜國梁，高金川.基于模糊綜合評價法和熵值法的泥石流危險度評價[J].安全與環境工程，2013，20（5）：15-17. [3]閔穎，胡娟等.云南省滑坡泥石流災害預報預警模型研究[J].災害學，2013，28（4）：216-220. [4]劉希林.泥石流危險性評價[M].北京：科學出版社，2004. 作者簡介：高 歆（1990-），女，漢，甘肅慶陽西峰區，研究生在讀，研究方向：模糊綜合評價。
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