基于模糊綜合評判法的溝谷泥石流易發(fā)性研究

方志華FANG Zhi-hua；許萬忠XU Wan-zhong

（昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，昆明 650093）

（Faculty of Land Resource Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China）

0 引言

我國是泥石流多發(fā)的國家，每年由于各種自然地質(zhì)作用或人為的作用導(dǎo)致大量的泥石流災(zāi)害發(fā)生，因為其發(fā)生時速度快，破壞力大，每年給人類的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的損失。本文結(jié)合武山銅礦區(qū)溝谷泥石流的特征，運用模糊綜合評判法對武山銅礦區(qū)的溝谷泥石流的易發(fā)性進行評估。評價結(jié)果與根據(jù)地質(zhì)分析及溝谷泥石流易發(fā)程度量化評價標(biāo)準(zhǔn)評價結(jié)果相符合。

1 計算原理及實例分析

1.1 多級模糊數(shù)學(xué)綜合評價的基本原理

模糊數(shù)學(xué)中多級模糊綜合評價就是應(yīng)用模糊變換原理和最大隸屬度原則，考慮與被評價事物的各個因素，對其所做的綜合評價。[3]將泥石流易發(fā)性評判的因素集U 和分級評判集V 分別定義為：U={U1，U2，…，Um}，V={V1,V2，…，Vn}，則泥石流易發(fā)性模糊綜合評判模型為B=A·R 式中：R=（r-ij）-m×n，表示因素集U 和評價集V 的對應(yīng)關(guān)系，由各單因素評判結(jié)果得到，ri，j 表示i 個因素對第j 個評語的隸屬度；A=（a1，a2，…，am）是u 上的模糊子集，其中0≤稱為關(guān)于u 上的權(quán)向量；B=（b1，b2，…，bn）是V 上的模糊子集，稱為綜合評判結(jié)果向量；“·”為合成運算算子，這里采用普通乘法運算。[1-3]當(dāng)確定綜合評判的結(jié)果屬于某評語時，根據(jù)最大隸屬度原則，若bjo=maxbj（1≤j≤n）時，則斷定評判結(jié)果為第jo 個評語。模糊綜合評判的關(guān)鍵是建立u 和V 之間的模糊關(guān)系矩陣R 和U 的模糊集合，即隸屬度和權(quán)值。

1.2 權(quán)重的確立

選出與泥石流災(zāi)關(guān)系密切的影響因子作為評價因子，將泥石流易發(fā)性劃分4 級，即極易發(fā)、中易發(fā)、低易發(fā)、不易發(fā)。由于各評價因子對泥石流易發(fā)程度綜合評價的影響程度不同，甚至有很大差別，為了正確反映各因子的實際地位和作用，主導(dǎo)因子權(quán)值應(yīng)高一些，而次要因子權(quán)值應(yīng)低一些，但各因子的權(quán)值之和必須要滿足式的歸一化條件，式中wi 為因子權(quán)重，m 為因子數(shù)。

表1 各評價因子權(quán)重分配表

其中，I 級權(quán)重參照參考文獻[4]。

1.3 隸屬度（函數(shù)）的確定

在經(jīng)過多次對比之后，最終選擇了相鄰隸屬度減半法來確定隸屬度。

為了滿足模糊數(shù)學(xué)評判計算的要求，需要對各評價因子加以定量化，這里將各I 級評價因子分嚴(yán)重、中等、輕微、一般4 級，v1、v2、v3、v4 分別表示隸屬于嚴(yán)重、中等、輕微、一般4 級的隸屬度。即隸屬度函數(shù)，其中1≤i，o≤4，將計算的出的隸屬度結(jié)果歸一，就得到所求評價因子的隸屬度。[5]

根據(jù)武山銅礦區(qū)西風(fēng)井北面溝谷（編號2-2′）的地質(zhì)條件，可以確定該溝谷的評價因子的隸屬度。

表2 2-2′溝谷泥石流各個因子隸屬度表

1.4 易發(fā)性綜合評價

2 結(jié)論

計算結(jié)果表明，2-2′溝谷泥石流的極易發(fā)的概率為19.08%，中易發(fā)的概率為26.22%，低易發(fā)的概率為27.57%，不易發(fā)的概率為27.12%，所以2-2′溝谷泥石流的易發(fā)等級經(jīng)過綜合評判的結(jié)果為低易發(fā)。而根據(jù)地質(zhì)分析及溝谷泥石流易發(fā)程度量化評價標(biāo)準(zhǔn)評價結(jié)果，2-2′溝谷泥石流的綜合打分為70 分，屬于低易發(fā)型的溝谷泥石流。

[1]程磊，張建石，常鳴，等.基于模糊綜合評判法的震區(qū)泥石流危險度評價[J].長春工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，12（4）：60-62.

[2]王子健，肖盛夑，戴延利，等.泥石流危險度模糊綜合評方法及應(yīng)用[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，27（5）：794-797.

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[4]朵天惠，王永利，陳鵬飛，等.茶園溝泥石流易發(fā)性綜合評價[J].防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報，2010，26（4）：40-44.

[5]柳金峰，黃江成，歐國強.甘肅隴南武都區(qū)泥石流易發(fā)性評價[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2010，21(4)：8-10.