模糊评判法在泥石流危险性评价中应用

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1、模糊评判法在泥石流危险性评价中应用　　摘要：介绍了模糊评判法在泥石流危险性评价中的应用，较详细介绍了模糊评判的基本原理，在大量资料基础上建立了泥石流单因素危险性分级标准。以某条泥石流沟为实例做了危险性评价，并用在泥石流危险性评价中得到广泛应用的刘希林模型的结果验证，得出较为一致的结论，证明模糊评判法是一种较为有效的泥石流危险性评价方法。关键字：模糊评判法泥石流危险性评价隶属函数中图分类号：P642.23文献标识码：A文章编号：0引言泥石流是发生在山区的一种含有大量泥砂，石块的暂时性急水流[1]。由于它具有强大的破坏力，往往在很短的时间内造成工程设施，农田和生命财产的严重损失，所以是严重

2、威胁山区居民生存和工程建设的一种地质灾害。所以对于泥石流危险性评价具有重要意义。由于泥石流致灾条件的复杂，使泥石流危险性在定量分析基础上的评价具有极大的难度。随着一些新技术新理论的发展，多种评价方法和理论被引入到泥石流评价中。如模糊数学综合评判法、灰色系统理论、GIS技术、多元回归分析、神经网络等等[2]。9模糊评判方法引入泥石流评价工作已有很多实例，如王学武等[5]运用多级模糊综合评判法对几条泥石流沟作了评价；刘加龙等运用模糊综合评判法对泥石流灾度作了评价[10]，陈情来[8]用模糊综合评判法对好几种地质灾害的危险性评价做了探讨。侯兰功，崔鹏等[2]在对单沟泥石流灾害危险性评价中，简

3、要介绍了模糊评判法在泥石流危险性评价中的应用。可见模糊评判法在泥石流评价中已得到较多的应用，但是还存在一些问题，那就是对于泥石流单因素危险性分级标准还未建立，使具体评价工作较难实施，笔者从单因素危险性分级入手，运用模糊评判法评价泥石流危险性取得了较好的效果。1模糊评判基本原理由于在对泥石流进行危险性评价时涉及到多个影响因素，且各因素之间又存在着各种各样的联系。因此目前尚未形成一种公认的统一的泥石流危险性评价标准。作为综合评价方法之一的模糊评判方法具有数学模型简单、容易掌握、对影响因素众多而又关系复杂的问题具有较大的优越性。模糊数学综合评价的基本原理[3-6]是模糊变换原理和最大隶属原则

4、，以及构造隶属函数等。模糊综合评判的主要工作包含两方面：1选取评判因子；2构造隶属函数。模糊评判基本原理：一般设所研究的对象的影响因素集和评语集分别为：U={u1，u2，……，um}9V={v1，v2，……，vn}以上两式中的含义为u1，u2，……，um是研究对象的m个影响因素，而v1，v2，……vn则是对于这每一个因素的评语，经过模糊变换U×V可得到一个U与V之间的模糊关系矩阵R。R=（rij）m×n式中rij表示第i个因素对第j个评语的隶属度。由于各因素的地位不同，作用也不一样，因此我们在评判时对各因素所持的权重就必然不一样。在评判时我们总会确定一个对各因素的权重向量A={a1，a

5、2，……，am}。经过取小取大运算，用扎德算子表示即为模型M(∧，∨)。得到综合评判结果：B=A○R式中○为合成运算，这里指（∧，∨）；按最大隶属原则取B中最大值maxbj（1≤j≤n）。此外对于较复杂问题在模型选取上经常将影响因素集再分为几大类，再重复以上过程，此即为二级模糊综合评判。2模糊评判法的应用2.1泥石流评价因素的选取泥石流危险性评价因子结合已有资料以及参考一些文献[5,97-9]中提出的经过Delphi法的专家调查所确定的10个泥石流形成要素以及其他因素来判断泥石流危险性。然后在选择其中对泥石流危险性影响最大的6个作为评判因素。这六个因素主要包括：（1）F1固体松散物质储

6、量（104m3）：由于一般流域内的地质条件就决定了固体松散物质的来源，组成等。这点可由泥石流强烈发育的山区，多是地质构造特征复杂，新构造运动活跃，岩石风化破碎证实。因此此处把构造、岩性归结到固体松散物质一类中。（2）F2主沟纵比降（‰）：主沟纵比降反映了泥石流主沟的纵剖面形态，它反映了泥石流的动力条件。形成区山坡平均坡度从一定程度上也可以把它归结到主沟纵比降里。（3）F3流域相对高差(m)：相对高差为泥石流的发生提供了主要的动力条件。因此将它单独列为一类。（4）F4流域面积(km2)：流域面积反映了汇水面积和松散物质分布区域大小。（5）F5日最大降雨量(mm)：降雨是泥石流暴发的激发因

7、素（当然激发因素不止降雨一种），但我国绝大部分泥石流属于降雨性泥石流。（6）F6植被覆盖率（％)：森林覆盖率从一个侧面反映了水土流失状况，人类不合理的经济活动当然会对环境造成影响，可以把它归为这一类里。2.2泥石流危险性分级及标准9参考相关资料及文献并结合各因素影响下将泥石流危险性分级，将泥石流危险等级分为极度危险、高度危险、中等危险、低危险性等四级[8,10,11]。我们对影响泥石流发生的主要六个因素进行了危险性分级，从而建立起了泥石流单因素