中國(guó)單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型比較研究

張懷珍，范建容 ，郭芬芬，劉 飛

(1.中國(guó)科學(xué)院 水利部 成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，成都 610041;2.中國(guó)科學(xué)院研究生院，北京100049)

泥石流是山區(qū)常見(jiàn)的一種自然災(zāi)害現(xiàn)象。由于泥石流形成過(guò)程復(fù)雜，暴發(fā)突然，來(lái)勢(shì)兇猛，歷時(shí)短暫，破壞力極大;嚴(yán)重危害山區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。我國(guó)山地和高原面積約占國(guó)土總面積的66%;大部分山區(qū)具備泥石流形成的基本條件，加之人類(lèi)活動(dòng)的影響，是我國(guó)成為世界上泥石流災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。據(jù)近年統(tǒng)計(jì)資料:我國(guó)泥石流的活動(dòng)區(qū)域面積約為430萬(wàn)km2，其中活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)達(dá)130萬(wàn)km2;有8萬(wàn)處泥流活動(dòng)，其中嚴(yán)重的有8 500處[1]。對(duì)泥石流進(jìn)行研究，對(duì)泥石流的活動(dòng)規(guī)模、危害程度等進(jìn)行評(píng)價(jià)預(yù)測(cè);對(duì)減輕泥石流災(zāi)害造成的間接和直接損害，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要的意義。

國(guó)際上，日本學(xué)者可能是最早涉及到泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)[2-3]，在1977年提出了泥石流發(fā)生危險(xiǎn)度這一概念。在1981年美國(guó)學(xué)者Hollingsworth和Kovacs提出了基于打分方法的泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)框架，基本思路是先將巖性、坡度和切割密度3個(gè)因子分別劃分為5個(gè)等級(jí)，再用因子疊加求和進(jìn)行危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)。這可能是美國(guó)最初的，也是為數(shù)不多的涉及到的泥石流危險(xiǎn)度的定量評(píng)價(jià)。我國(guó)學(xué)者譚炳炎是較早開(kāi)始泥石流溝嚴(yán)重程度的數(shù)量化綜合評(píng)判和危險(xiǎn)度研究的學(xué)者[4]。近年來(lái)，廣大科研工作者對(duì)泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的研究不斷深入，將灰色系統(tǒng)理論、模糊數(shù)學(xué)理論和GIS技術(shù)等引入到泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中，使得泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的研究得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，研究成果的實(shí)用性和可操作性不斷加強(qiáng)。

1 單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型

劉希林曾將我國(guó)泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)研究發(fā)展分為4個(gè)階段時(shí)期:(1)90年前的最早的單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià);(2)20世紀(jì)90年代初期的單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià);(3)20世紀(jì)90年代中期的單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià);(4)20世紀(jì)90年代后期及以后的最新單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)[4]。本文根據(jù)這些模型的賦值方法特點(diǎn)，將其分為3種類(lèi)型:分級(jí)評(píng)分模型，分級(jí)賦值模型和函數(shù)賦值模型。

1.1 分級(jí)評(píng)分模型

分級(jí)評(píng)分模型主要是20世紀(jì)90年代前的單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型。這種模型出現(xiàn)的最早，影響較大，其基本原理和技術(shù)方法得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可?；驹硎?首先根據(jù)實(shí)地情況選取泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)因子，依據(jù)一定的原理方法和測(cè)度(如關(guān)聯(lián)度)確定各危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)因子的權(quán)重和權(quán)數(shù)，再根據(jù)一定分級(jí)評(píng)分方法確定單溝泥石流危險(xiǎn)度查找表，然后計(jì)算各危險(xiǎn)因子在危險(xiǎn)度查找表中的評(píng)分總和，即為單溝泥石流危險(xiǎn)度，其危險(xiǎn)度W 計(jì)算公式可表達(dá)為:

式中:Pi——第i個(gè)評(píng)價(jià)因子在危險(xiǎn)度查找表中的評(píng)分;n——評(píng)價(jià)因子總個(gè)數(shù)。

1.2 分級(jí)賦值模型

分級(jí)賦值模型主要是20世紀(jì)90年代的單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型，此時(shí)分級(jí)賦值的賦值結(jié)果是在0～1之間的小數(shù)。此類(lèi)模型可以劃分為兩個(gè)階段:(1)90年代初期的單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià);(2)90年代中期的單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)。

90年代初期的單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型和分級(jí)評(píng)分模型類(lèi)似。這個(gè)時(shí)期的模型已經(jīng)將危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)因子劃分為主要因子和次要因子;在各因子分級(jí)賦值時(shí)不再是因子評(píng)分，而是其參數(shù)大小在其評(píng)價(jià)因子中的影響比重。在危險(xiǎn)度計(jì)算中，突出主要因子的權(quán)重和權(quán)數(shù)。其危險(xiǎn)度Rd計(jì)算公式為:

式中:Gsi——第i個(gè)評(píng)價(jià)因子所占的權(quán)重;Si——第i個(gè)評(píng)價(jià)因子在泥石流溝等級(jí)評(píng)分查算表中的定量賦值;n——選取的評(píng)價(jià)因子總個(gè)數(shù)。計(jì)算得到的危險(xiǎn)度其值介于0～1。其值的大小能夠表示暴發(fā)泥石流的可能性大小，即可以理解為發(fā)生泥石流的概率大小。

90年代中期的單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型是對(duì)90年代初期模型的改進(jìn)。最主要的是減少又重復(fù)影響的次要評(píng)價(jià)因子;選取與主要因子關(guān)聯(lián)度較大的次要因子;增強(qiáng)主要因子的主導(dǎo)地位。另外，這一時(shí)期的評(píng)價(jià)模型還增加了評(píng)價(jià)因子的劃分等級(jí)，提高了評(píng)價(jià)因子取值變化對(duì)危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)結(jié)果的靈敏度。其危險(xiǎn)度計(jì)算公式與90年代早期的模型類(lèi)似。

這種90年代出現(xiàn)的分級(jí)概率類(lèi)模型其基本原理和技術(shù)方法基本已經(jīng)成型，在四川、云南、北京和貴州等地得到了推廣應(yīng)用[2]。劉希林、唐川等在這方面的研究做出了重大貢獻(xiàn)。

1.3 函數(shù)賦值模型

函數(shù)賦值模型在90年代末期出現(xiàn)，此類(lèi)模型是由我國(guó)學(xué)者劉希林提出，屬于最新的單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型[5-7]。這類(lèi)型的最大改進(jìn)和完善就是危險(xiǎn)因子賦值完全脫離危險(xiǎn)度分級(jí)查找表，各評(píng)價(jià)因子采用不同的轉(zhuǎn)換函數(shù)(見(jiàn)表5)采用公式化賦值。轉(zhuǎn)換函數(shù)公式化賦值有效避免了采取分級(jí)賦值時(shí)的賦值結(jié)果的間斷跳躍性。其危險(xiǎn)Hd計(jì)算公式為:

式中:M ，F(xiàn) ，S1，S2，S3，S5，S7分別為 L1，L1、S1，S2，的轉(zhuǎn)換函數(shù)賦值(泥石流規(guī)模 L1、泥石流發(fā)生頻率L2、溝谷流域面積 S1、主溝長(zhǎng)度 S2、流域相對(duì)高差、流域切割密度S5和不穩(wěn)定溝床比例S7)。

這一類(lèi)型的危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)因子仍分別選定主要因子和次要因子，但這類(lèi)模型選定的次要因子個(gè)數(shù)進(jìn)一步減少;選定的次要因子不但關(guān)聯(lián)度要與主要因子較大，而且這些次要因子的確定性要更加明確。

2 單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)應(yīng)用實(shí)例

在泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)研究中不斷引入了多種理論和技術(shù)，如灰色系統(tǒng)理論、模糊數(shù)學(xué)理論、GIS技術(shù)、多元回歸分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。其中灰色系統(tǒng)理論和模糊數(shù)學(xué)理論較為成熟并得到廣泛推廣，GIS技術(shù)在泥石流危險(xiǎn)度研究中的應(yīng)用會(huì)得到不斷推廣。

本文主要運(yùn)用基于灰色系統(tǒng)理論的關(guān)聯(lián)度分析方法，對(duì)云南省37條典型泥石流溝進(jìn)行危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)。所用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要參考1994年朱靜發(fā)表的論文“泥石流溝判別與危險(xiǎn)度研究”[8]和由劉希林、唐川編著1995年出版的《泥石流危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)》[9]。

2.1 分級(jí)評(píng)分模型危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)

我國(guó)學(xué)者朱靜在1994年以云南泥石流形成環(huán)境的區(qū)域調(diào)查為基礎(chǔ)，收集整理了云南省40條典型泥石流溝的11項(xiàng)因素參數(shù)[3](表1，40條中的37條)，分別為:流域面積S1(km2)，主溝長(zhǎng)度 S2(km)，流域相對(duì)高差S3(km)，主溝平均比降S4，流域切割密度S5(km2/km)，松散固體物質(zhì)儲(chǔ)量 S6(萬(wàn)m3)，泥砂補(bǔ)給段長(zhǎng)度比S7，植被覆蓋率S8(%)，主溝彎曲系數(shù)S9，形成區(qū)山坡平均坡度S10(°)和24 h最大降雨量S11(mm);同時(shí)也考慮了泥石流最大一次沖出量L1(萬(wàn)m3)和泥石流暴發(fā)頻率L2(次/100 a)。

表1 云南省37條典型泥石流溝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[8]

其危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)的主要思路是首先把收集到的資料按4級(jí)分級(jí)由輕微-嚴(yán)重分別賦予1，2，3，4分值確定各因素與危險(xiǎn)度之間的關(guān)聯(lián)性量度，以確定各因素的關(guān)聯(lián)序，用來(lái)計(jì)算各因素在判別泥石流危險(xiǎn)度時(shí)的權(quán)重。采用的是古德曼(Goodman)和卡拉斯卡爾(Kruskal)的r度量來(lái)確定關(guān)聯(lián)性指標(biāo)與危險(xiǎn)度之間的關(guān)聯(lián)性大小，r的計(jì)算公式如下:

式中:C——某因素與一次最大沖出量的樣本對(duì)在其有序尺度變量X和Y上協(xié)調(diào)時(shí)的數(shù)目;D——某因素與一次最大沖出量的樣本對(duì)在其有序尺度變量X和Y上不協(xié)調(diào)時(shí)的數(shù)目[3];nij，nkl——在四級(jí)分級(jí)取值中，某因素與一次最大沖出量的樣本對(duì)在其有序尺度變量X和Y上協(xié)調(diào)時(shí)取1;不協(xié)調(diào)取0。

經(jīng)計(jì)算得出各因素的關(guān)聯(lián)序?yàn)?

從關(guān)聯(lián)度最小的因素S1開(kāi)始，給定起始權(quán)數(shù)為1，以此基本單位為公差，依次以等級(jí)數(shù)向關(guān)聯(lián)度變大的方向遞增權(quán)重，得到個(gè)因素的權(quán)重;經(jīng)計(jì)算可得S1-S11的權(quán)重以次為:0.022 2，0.133 3，0.155 6，0.222 2，0.133 3 ，0.155 6 ，0.066 7，0.088 9 ，0.111 1 ，0.066 7 ，0.044 4。由此計(jì)算出泥石流危險(xiǎn)評(píng)價(jià)各因子評(píng)分表(表2)。

最后根據(jù)式(1)計(jì)算各條泥石流溝的危險(xiǎn)度，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

表2 泥石流危險(xiǎn)評(píng)級(jí)因子分級(jí)、評(píng)分

2.2 分級(jí)賦值模型危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)

劉希林、唐川在1995年同樣以云南省37條典型泥石流溝為研究對(duì)象[9]，收集整理了16項(xiàng)評(píng)價(jià)因子，其中包括2項(xiàng)主要因素和14項(xiàng)次要因子;主要危險(xiǎn)因子為一次泥石流(可能)最大沖出量L1和泥石流發(fā)生頻率L2;次要危險(xiǎn)因子為流域面積S1，主溝長(zhǎng)度S2，流域最大相對(duì)高差S3，主溝平均比降 S4，形成區(qū)山坡平均坡度S10，流域切割密度S5，主溝床彎曲系數(shù)S9、松散固體物質(zhì)儲(chǔ)量S6，泥砂補(bǔ)給段長(zhǎng)度比S7，24 h最大降雨量S11，年平均降雨量S12，植被覆蓋率S8，墾殖指數(shù)S13和流域內(nèi)人口密度S14。其中L1、L2與S14見(jiàn)表3，其他參考表1。

通過(guò)對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)勁100位泥石流專(zhuān)家學(xué)者的通信調(diào)查，采用鄧聚龍教授創(chuàng)立的“灰色系統(tǒng)理論”中的灰色統(tǒng)計(jì)方法，成功解決了泥石流主要危險(xiǎn)因子確定的關(guān)鍵問(wèn)題。根據(jù)灰色統(tǒng)計(jì)方法，設(shè)定關(guān)聯(lián)度閾值(L10.85;L20.83)最終選取確定主要危險(xiǎn)因子為一次L1和 L2;次要危險(xiǎn)因子為 S1、S2、S3、S5、S9、S7、S11和S14。使用灰色關(guān)聯(lián)分析法，根據(jù)關(guān)聯(lián)度特性和各危險(xiǎn)因子的平均關(guān)聯(lián)度確定各危險(xiǎn)因子的權(quán)數(shù)和權(quán)重[9]。

所謂灰色關(guān)聯(lián)分析就是先用均值化方法把原始數(shù)據(jù)做無(wú)量綱化處理，求出均值化矩陣;再計(jì)算主導(dǎo)因子序列與各關(guān)聯(lián)因子序列相互比較的差值的絕對(duì)值;找出最大絕對(duì)差值和最小絕對(duì)差值;用公式(5)計(jì)算出關(guān)聯(lián)系數(shù)ξij;再按公式(6)計(jì)算主導(dǎo)因子與關(guān)聯(lián)因子間的關(guān)聯(lián)度R。

式中:R(j)——主導(dǎo)因子與其他各因子間的關(guān)聯(lián)度;N ——樣本數(shù);i——第i個(gè)樣本;j——第 j個(gè)關(guān)聯(lián)因子;Δ(i，j)——主導(dǎo)因子與關(guān)聯(lián)因子比較后的絕對(duì)值;Δmax——所有差值序列中的最大絕對(duì)差值;Δmin——所有差值序列中的最小絕對(duì)差值;K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，只影響關(guān)聯(lián)系數(shù)的大小，不影響關(guān)聯(lián)序列。

表3 云南省37條典型泥石流溝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[9]

經(jīng)計(jì)算可得，L1和 L2的權(quán)數(shù)為16，其權(quán)重為0.235 3;S1，S2，S3，S5，S9 ，S7，S11，S14的權(quán)數(shù)依次為8，6，5 ，7，1，4，3 ，2;其權(quán)重系數(shù)依次為 0.117 6，0.088 2，0.073 5 ，0.102 9 ，0.014 7 ，0.058 8 ，0.044 1，0.029 4 。各危險(xiǎn)因子的取值范圍較大，制定出統(tǒng)一的危險(xiǎn)因子等級(jí)和危險(xiǎn)度標(biāo)準(zhǔn)，采用對(duì)稱(chēng)不等分間隔分割法來(lái)劃分泥石流危險(xiǎn)因子的等級(jí)并賦予定值(表4)。最后得到危險(xiǎn)度計(jì)算公式(7)，計(jì)算各泥石流溝的危險(xiǎn)度Rd，計(jì)算中所用 L1、L2與S14參考表3，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

表4 泥石流危險(xiǎn)因子等級(jí)及其賦值(1994年修訂)

2.3 函數(shù)賦值模型危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)

劉希林進(jìn)一步改進(jìn)模型，他首先將14個(gè)候選次要因子分別與泥石流規(guī)模和發(fā)生頻率進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析，再根據(jù)每個(gè)候選次要因子與泥石流規(guī)模和發(fā)生頻率得出的2個(gè)關(guān)聯(lián)度的平均值，確定其與主要因子關(guān)系的密切程度并決定其取舍，即雙系列關(guān)聯(lián)度分析方法。最后選取單溝泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)的7個(gè)因子:泥石流規(guī)模L1、泥石流發(fā)生頻率L2、溝谷流域面積S1、主溝長(zhǎng)度S2、流域相對(duì)高差S3、流域切割密度 S5和不穩(wěn)定溝床比例S7，并提出了最新溝谷泥石流危險(xiǎn)度Hd計(jì)算公式(3)[5-6]。依此計(jì)算云南省37條典型泥石流溝的危險(xiǎn)度 Hd(表6)。其中計(jì)算過(guò)程中所用L1與L2參考表3。

3 評(píng)估模型比較分析

3.1 模型比較

分級(jí)評(píng)分模型的不足之處主要是難以獲取的泥石流內(nèi)在因子較多，降低了評(píng)價(jià)方法的可操作性，未能突出發(fā)生頻率的主要因子地位。但朱靜根據(jù)實(shí)際情況，以云南泥石流形成環(huán)境的區(qū)域調(diào)查為基礎(chǔ)，選取確定了泥石流溝危險(xiǎn)度判定的11項(xiàng)因子，采用的是古德曼(Goodman)和卡拉斯卡爾(Kruskal)的r度量來(lái)確定關(guān)聯(lián)性指標(biāo)與危險(xiǎn)度之間的關(guān)聯(lián)性大小。經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，該方法具有較高的可靠性和實(shí)用性[2]。

分級(jí)賦值模型選取多項(xiàng)因子用來(lái)評(píng)價(jià)泥石流溝的危險(xiǎn)度，開(kāi)始采用標(biāo)準(zhǔn)化量值，在標(biāo)準(zhǔn)化方面有了較大進(jìn)步，得到了較廣的應(yīng)用。劉希林、唐川等在90年代中期對(duì)模型進(jìn)行了改進(jìn)，選取了10項(xiàng)因子，去除具有重復(fù)意義的因子，在各因子權(quán)重分配時(shí)突出主要因子的權(quán)重。其對(duì)模型的改進(jìn)主要是將評(píng)價(jià)因子等級(jí)的4級(jí)劃分改為6級(jí)劃分，提高了評(píng)價(jià)因子取值變化的靈敏度;調(diào)整了大部分評(píng)價(jià)因子取值的上下限，使其更符合實(shí)際情況;明確了各等級(jí)間的取值界限，避免了評(píng)價(jià)因子取值界限模糊而導(dǎo)致的危險(xiǎn)度取值的可變性。由于因子減少，準(zhǔn)確度提高，獲得了較為廣泛的認(rèn)同和引用，在我國(guó)四川、云南、北京、貴州和遼寧等地推廣應(yīng)用[2]。

函數(shù)賦值模型是對(duì)分級(jí)賦值模型做的進(jìn)一步改進(jìn)，泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)因子減少至7個(gè);因子的確定性更加明確。采用函數(shù)公式計(jì)算評(píng)價(jià)因子的轉(zhuǎn)換值，使評(píng)價(jià)因子的轉(zhuǎn)換值連續(xù)變化于0～1之間，避免了評(píng)價(jià)因子分級(jí)結(jié)合點(diǎn)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換值的跳躍式變化[2，5]。

3.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較

對(duì)云南省同樣的37條泥石流溝的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，朱靜和劉希林、唐川獲取的部分(危險(xiǎn)度評(píng)價(jià))因子參考數(shù)據(jù)存在差異，主要是泥石流發(fā)生頻率、松散固體物質(zhì)儲(chǔ)量和植被覆蓋率。部分泥石流溝在其他評(píng)價(jià)因子參數(shù)方面也存在差異，其中一次泥石流(可能)最大沖出量存在較大差異的有東川因民溝和巧家白泥溝。存在較多差異的評(píng)價(jià)因子參數(shù)有著不同的計(jì)算方法，這些方法有間接性的，也有直接性的;不確定性較大。例如，一次泥石流(可能)最大沖出量L1的間接計(jì)算公式[1]之一:

計(jì)算泥石流發(fā)生頻率L2的間接計(jì)算公式[1]為:

3.3 危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)結(jié)果比較

泥石流危險(xiǎn)度是遭受到泥石流危害的可能性大小;故泥石流溝危險(xiǎn)度是一個(gè)概率[9]。分級(jí)賦值模型和函數(shù)賦值模型的泥石流危險(xiǎn)度的計(jì)算過(guò)程正是基于概率，其值0～1之間，可以理解為發(fā)生泥石流的可能性大小。分級(jí)評(píng)分模型基于泥石流溝危險(xiǎn)因子等級(jí)評(píng)分表，得分越高，遭遇泥石流危害的可能性越大。理論上，如果各危險(xiǎn)因子都是最高評(píng)分，即得到最高評(píng)分，那么它的危險(xiǎn)度應(yīng)該為1。將其轉(zhuǎn)換為概率度量，其轉(zhuǎn)化公式為:

3種模型對(duì)云南省37條典型泥石流溝危險(xiǎn)度進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果如表6所示。為更直觀觀察3種模型的評(píng)價(jià)結(jié)果，繪制了3種結(jié)果的統(tǒng)計(jì)圖(圖1)。對(duì)3類(lèi)模型危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)結(jié)果作相關(guān)性分析，3種模型危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)結(jié)果之間的Pearson correlation(皮爾遜相關(guān)系數(shù))極高;其中Wd與Rd之間的相關(guān)系數(shù)為0.919;Wd與Hd之間的相關(guān)系數(shù)為0.941，Hd與Rd之間的相關(guān)系數(shù)為0.958。研究結(jié)果表明，3種模型的危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)結(jié)果具有較高的相似程度。朱靜曾對(duì)模型危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，選取40條泥石流溝，其吻合率達(dá)80%，其余20%的判定值高于實(shí)際值一個(gè)量級(jí)，其驗(yàn)證結(jié)果表明其模型具有較好的可靠性。

圖1 3種模型危險(xiǎn)度結(jié)果對(duì)比圖

表6 云南省37條典型泥石流溝危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)結(jié)果

3類(lèi)模型危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)因子參數(shù)存在不確定性，但其結(jié)果差相似程度極高，筆者認(rèn)為主要原因是在泥石流溝危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)時(shí)，朱靜選用了11種評(píng)價(jià)因子，其中松散固體物質(zhì)儲(chǔ)量S6和植被覆蓋率S8所占權(quán)重只有0.155 6，0.088 9，減少了不確定性產(chǎn)生的誤差;劉希林和唐川運(yùn)用分級(jí)賦值類(lèi)模型時(shí)只選取了泥石流發(fā)生頻率，并突出了主要因子的權(quán)重，不確定性產(chǎn)生的誤差也減小;函數(shù)賦值模型也只選取了泥石流發(fā)生頻率，且選用了確定性較強(qiáng)的因子，有效減小了不確定性因子的影響。

分級(jí)賦值模型和函數(shù)賦值模型通過(guò)計(jì)算關(guān)聯(lián)度，選取影響較大的評(píng)價(jià)因子。但泥石流是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其影響因子較多，不同環(huán)境下的泥石流，各影響因子的作用各異。如云南省37條典型泥石流溝的14項(xiàng)危險(xiǎn)因子與一次泥石流(可能)最大沖出量L1和泥石流發(fā)生頻率L2的平均關(guān)聯(lián)度均大于0.824 2。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

泥石流的產(chǎn)生和形成是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，其影響因素較多且復(fù)雜。運(yùn)用不同的方法選取主要因子和增加主要因子的權(quán)重是可行的;通過(guò)對(duì)3類(lèi)模型的運(yùn)用實(shí)例和結(jié)果分析，表明次要因子同樣對(duì)泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)有影響，多種次要因子共同的作用對(duì)危險(xiǎn)度的評(píng)價(jià)具有較大的影響[10-11]。如朱靜選擇11項(xiàng)評(píng)價(jià)因子(次要因子)的評(píng)價(jià)結(jié)果與劉希林等選擇主要因子并突出主要因子權(quán)重的評(píng)價(jià)結(jié)果有較高的相似性，即:次要因子的影響不可完全忽視。

近年來(lái)，科研人員對(duì)泥石流研究的不斷深入，多種科學(xué)理論的不斷引入。泥石流溝危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)已經(jīng)有定性化發(fā)展成定量化評(píng)價(jià);并且評(píng)價(jià)因子的賦值也公式化，避免了跳躍性。模型的實(shí)用性和準(zhǔn)確性會(huì)不斷提高[12]。筆者認(rèn)為，單溝泥石流溝的危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)具有時(shí)間性。泥石流多發(fā)于雨季，一定時(shí)間內(nèi)的降雨量是泥石流暴發(fā)的激發(fā)因素。同一地區(qū)雨季與非雨季的泥石流危險(xiǎn)度不同，一般情況下，非雨季時(shí)泥石流暴發(fā)的機(jī)率極小;當(dāng)部分危險(xiǎn)因子發(fā)生巨變時(shí)可能激發(fā)泥石流。筆者認(rèn)為泥石流危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)可以為:

式中:∑GiPj——主要影響因子計(jì)算得到危險(xiǎn)度;τ(t)——隨時(shí)間變化較大的評(píng)價(jià)因子(如降雨量)計(jì)算得到危險(xiǎn)度;φ(t)——突發(fā)事件產(chǎn)生的巨變影響(如地震);μ——修正系數(shù)。具體的評(píng)價(jià)模型需要進(jìn)一步的研究確定。

現(xiàn)在，遙感技術(shù)已經(jīng)迅猛發(fā)展，遙感定量化有了較大進(jìn)步，可靠性不斷增強(qiáng)。通過(guò)遙感影像定量提取泥石流危險(xiǎn)度評(píng)估因子參數(shù)的可操作性、直觀性會(huì)不斷增強(qiáng)。如，一次最大沖出物，松散固體物儲(chǔ)量及泥石流發(fā)生頻率等。今后，遙感技術(shù)能夠?yàn)槟嗍鳛?zāi)害防治和災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等提供更加有效準(zhǔn)確的科學(xué)數(shù)據(jù)依據(jù)。

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