模糊综合评判在大水箐泥石流危险度评价中的应用

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1、22—27．20lO地质学刊第34卷第l期doi：lO．3％9／j．i鹧n．1674-3636．20lO．01．22模糊综合评判在大水箐泥石流危险度评价中的应用眭素刚1。范柱国2(1．中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，云南昆明650051；2．昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明650093)摘要：介绍了宾川县大水箐泥石流灾害的发育特征。选用了7个评价因子对大水箐泥石流危险度进行模糊综合评价，并在求解权重和隶属度中引入了灰色关联法和半梯形分布模型。结果表明，改进后的模糊综合评判法是正确可行的。关键词：泥石流；灰色关

2、联法；隶属度函数；模糊综合评判法；危险度评价；云南宾川中图分类号：P

3、694文献标识码：A文章编号：1674—3636(20lO)01—0022—061流域地质地貌特征大水箐位于云南省大理州宾川县力角乡境内，自东北向西北，注入桑园河，又名纳六河。大水箐流域面积为18．29km2，主沟沟长7．1km，沟道底部有大量基岩(泥岩、砂岩)出露，节理发育。流域内最高点海拔2910m，沟口海拔l595m(图1)，流域相对高差1315m，平均坡降比为18．52％。沟谷两岸山坡陡峻，两岸坡体岩石为泥岩、砂岩，裂缝节理发育，岩石破碎，岩

4、层倾向与坡向大致相同，所以滑坡、崩塌不良地质体极度发育。流域内不稳定沟床比例近72％，沟谷形态呈“V”字型，越往上游，沟道越狭窄。海拔l974m以上为泥石流沟的上游，上游区共有3条主要支沟，它们分别是大洪箐、冷水箐、大龙潭箐，平均纵比降28．40％，沟道两侧山坡坡度陡峻，坡度约为600，坡面侵蚀强烈，植被差，滑坡、崩塌现象较多，是泥石流的主要物源区。2流域水源条件降雨是形成泥石流的水动力条件。大水箐流域年降雨量大，降雨集中且多暴雨。宾川县降雨量空间分布极不均衡，据宾川气象站资料记载，日最大降雨量为91．9mm，年平均降

5、雨量556．0mm，但在大水箐流域年平均降雨量1000mm；宾川县降雨量的季节分配也极不平衡，降雨量多集中于湿季(5月一10月)，其中又以6月一9月为最多。区内地下水主要为基岩裂隙水，为富水性强的含水层，含水层主要为侏罗系之石英砂岩夹泥岩，地下经流模数1(L／s×km2)一10(L／s×km2)，泉水流量为1L／S一10L／S。3泥石流危险度评价泥石流危险性评价方法较多，目前对泥石流危险性评价的方法主要有：模糊数学法、神经网络法和灰色关联系统等。刘希林于1996年提出了单沟泥石流的危度评价模型，县市地质灾害调查实施细则

6、也推荐了单沟泥石流易发程度评价模型。这些方法在实践应用中取得了较好的效果，但使用定性判别较多，难免主观性。模糊综合评判法的关键之处在于怎样确定评价因子的权重及其隶属度，以往的模糊综合评判法在泥石流危险度评价应用中一般采用定性方法确定评价因子的权重和隶属度。笔者在求解权重和隶属度中引入了灰色关联度法和半梯形分布模型，用改进后的模糊综合评判法对大水箐泥石流危险度进行评价。收稿日期：2009～05—3l：修订日期：2∞9一∞一15；编辑：陆李萍基金项目：云南省自然科学基金资助项目(99D0023M)；国土资源部项目“宾川县地

7、质灾害调查与区划研究”(20060056)作者简介：畦素刚(1975一)，男，江西莲花人，硕士研究生，工程地质专业．第34卷畦素刚等：模糊综合评判在大水箐泥石流危险度评价中的应用Ol00020c10l”囤l园2日3囹4日5回6图l大水箐泥石流流域示意图l一滑坡；2-河流及流向；3．泥石流分区界线；4一流石流；5-泥石流流域周界；6·高程点3．1模糊综合评判的数学模型设有影响评价对象的凡个因素组成的因素集u；由m个评价结果组成评价集v：U={ul，u2，⋯，u。}；V=ivI，v2，⋯，vm}对各因素分配的权值，建立权重

8、集，即表示权向量，记为：垒=(a1，a2，⋯，a。)式中，ai为第i个因素u，的加权值，一般规定∑口。=l对第i个因素u；的单因素模糊评价为v上的模糊子集曼i=(rfl'，⋯⋯，ri。)于是单因素评价矩阵垦为rlIr12r13721722仫rnlrJl2r心则对该评判对象的模糊综合评价B是V上的模糊子集。B=A·壁(指合成模型，可根据实际情况选取)3．2泥石流危险度计算3．2．1因子u。的选择笔者对泥石流危险度评价方法共采用7个评价因子，主要内在因子为泥石流规模(u。)和发生频率(u：)，其他次要因子为：流域面积(u，

9、)、主沟长度(u。)、流域相对高差(u，)、流域切割密度(u。)、24小时最大降雨量(u，)。建立因子集合U，即U={u，，u：，⋯，u，}={泥石流规模，发生频率，⋯，24小时最大降雨量}3．2．2因子ui权重ai的确定在采用的7个评价因子中，各因子所起的作用会有所差别。主要因子对危险度影响最大，权重理应也最大；次要因子对危险度