淺談基于模糊綜合評(píng)判法的地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)

孫佳偉

（西京學(xué)院土木工程學(xué)院，陜西 西安 710123）

淺談基于模糊綜合評(píng)判法的地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)

孫佳偉

（西京學(xué)院土木工程學(xué)院，陜西 西安 710123）

本文通過分析研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征，將各行政鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為評(píng)估單元，運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行易損性評(píng)價(jià)及區(qū)劃。首先選取評(píng)價(jià)因子及評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，確定隸屬函數(shù)，然后構(gòu)造評(píng)價(jià)矩陣及權(quán)重矩陣，進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，判定各鄉(xiāng)鎮(zhèn)易損性等級(jí)，最終得出地質(zhì)災(zāi)害易損性區(qū)劃結(jié)果，結(jié)果顯示高易損區(qū)、較高易損區(qū)、較低易損區(qū)、低易損區(qū)，及其分別占鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的比例。

地質(zhì)災(zāi)害；易損性；模糊綜合評(píng)判法；評(píng)價(jià)及區(qū)劃

0 引言

由于某些地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，深大斷裂發(fā)育，巖體破碎，松散堆積層廣布，地質(zhì)環(huán)境與自然生態(tài)環(huán)境脆弱，加之修路建屋等人為因素，致使地質(zhì)環(huán)境嚴(yán)重惡化，滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害問題十分突出，形成地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，嚴(yán)重地威脅著人民群眾生命、財(cái)產(chǎn)安全，阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。由此看來，地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)是一項(xiàng)尤為重要的工作。

本文運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法，選取各鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)為評(píng)估單元，以各鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)地質(zhì)災(zāi)害及社會(huì)經(jīng)濟(jì)資料為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害易損性評(píng)價(jià)，希望能為研究區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)工作提供決策依據(jù)，同時(shí)為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工作提供一定的參考。

1 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型及特征分析

通過實(shí)地調(diào)查，確定研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育類型，一般主要有滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡和地面塌陷等。經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，得到各個(gè)災(zāi)種的數(shù)目及其占災(zāi)點(diǎn)總數(shù)的比例。由于研究區(qū)一般地處山區(qū)，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，地質(zhì)條件和地形地貌條件復(fù)雜，加之人為工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響，使得地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育一般具有如下特征：

（1）類型多樣性：地質(zhì)災(zāi)害類型繁多，而且同一地質(zhì)災(zāi)害類型表現(xiàn)形式不一。

（2）突發(fā)性：地質(zhì)災(zāi)害一般突發(fā)性強(qiáng)、成災(zāi)率高。

（3）集中性：空間上集中在人口密集，人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，削坡挖腳嚴(yán)重的地區(qū)；時(shí)間上集中發(fā)生在降雨強(qiáng)度較大的年份及每年的雨季。

（4）鏈生性：鏈生性主要體現(xiàn)在同一地質(zhì)災(zāi)害可以誘發(fā)或伴生其它地質(zhì)災(zāi)害。

（5）周期性：表現(xiàn)在不同的年份，每隔數(shù)年后，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的頻數(shù)明顯增多。

2 模糊綜合評(píng)判法

模糊綜合評(píng)判，是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，根據(jù)待評(píng)判事件所具有的條件，對(duì)事件所相關(guān)的各個(gè)因素賦予相應(yīng)的評(píng)判指標(biāo)，然后擇優(yōu)，根據(jù)最終結(jié)果對(duì)評(píng)判對(duì)象進(jìn)行總的評(píng)價(jià)。

由于研究區(qū)評(píng)估有關(guān)具體數(shù)據(jù)一般難以全面獲取，因此，推薦選擇基于行政單元的區(qū)域進(jìn)行易損性評(píng)價(jià)，并通過社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來表征區(qū)域易損性。

3 評(píng)價(jià)因子的選取及評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)價(jià)因子的選取對(duì)易損性評(píng)價(jià)具有極其重要的意義，選取哪些指標(biāo)會(huì)直接影響到易損性分析，甚至風(fēng)險(xiǎn)分析的準(zhǔn)確性。

考慮到研究區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取的可行性及經(jīng)濟(jì)性，并根據(jù)區(qū)內(nèi)承載綜合體特點(diǎn)，推薦選取鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口密度C1（人/km2）、年齡撫養(yǎng)比率C2（人/人）、耕地密度C3（km2/km2）、公路及鐵路線密度C4（km/km2）、GDP密度C5（104元/km2）、政府對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的重視程度C6這6個(gè)評(píng)價(jià)因子。各評(píng)價(jià)因子數(shù)據(jù)一般可通過研究區(qū)的信息門戶查詢。

根據(jù)研究區(qū)具體情況，將地質(zhì)災(zāi)害易損度劃分為n個(gè)等級(jí)，即評(píng)價(jià)集V = {vl，v2，v3…vn}={1級(jí)，2級(jí)，3級(jí)…n級(jí)}={高易損性，較高易損性，較低易損性…低易損性}，建立各因子的分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)研究區(qū)數(shù)據(jù)適當(dāng)選取。

4 易損性評(píng)價(jià)計(jì)算

（1）確定隸屬函數(shù)

隸屬函數(shù)采用降（升）半梯形分布，建立一元線性隸屬函數(shù)，其數(shù)學(xué)模型為：

式中：uj（xi）代表xi評(píng)價(jià)特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于j級(jí)的隸屬度；

xij（i=1,2,3,4,5,6；j=1,2,3,4）代表第i個(gè)因子對(duì)應(yīng)于j級(jí)易損性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；xi代表第i個(gè)因子的評(píng)價(jià)特征數(shù)據(jù)。

（2）構(gòu)造評(píng)價(jià)矩陣及權(quán)重矩陣

評(píng)價(jià)集V與因子集U之間存在一定模糊關(guān)系，這種關(guān)系可以用6×4階的模糊矩陣R來表示：

構(gòu)造權(quán)重矩陣，計(jì)算公式如下：

則權(quán)重模糊矩陣為：

（3）模糊合成運(yùn)算

將模糊矩陣R與權(quán)重矩陣W進(jìn)行合成運(yùn)算，得模糊評(píng)判矩陣B：

根據(jù)最大隸屬度的原則，取 B向量中的最大值作為模糊綜合評(píng)判等級(jí)，即bs=maxbj，則評(píng)價(jià)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易損性等級(jí)為s級(jí)。

（4）判定各鄉(xiāng)鎮(zhèn)易損性等級(jí)

根據(jù)研究區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)易損性評(píng)價(jià)因子一致性處理數(shù)據(jù)表 1及易損性評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表2，可先算出模糊矩陣R和權(quán)重矩陣W，再進(jìn)行合成運(yùn)算得到模糊評(píng)判矩陣B，根據(jù)B向量中的最大值，即可判定各鄉(xiāng)鎮(zhèn)易損性的等級(jí)。

5 易損性評(píng)價(jià)結(jié)果及區(qū)劃

依據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)易損性的等級(jí)，整理后得到地質(zhì)災(zāi)害的易損性區(qū)劃結(jié)果，結(jié)果顯示易損性分區(qū)的個(gè)數(shù)、所占比例及涉及鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

6 結(jié)束語

本文選取人口密度、年齡撫養(yǎng)率、耕地密度、公路鐵路密度、GDP密度和政府對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的重視程度 6個(gè)因子進(jìn)行評(píng)價(jià)，運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法，以行政鄉(xiāng)鎮(zhèn)為評(píng)價(jià)單元，客觀定量地研究了地質(zhì)災(zāi)害承災(zāi)體的易損性情況。易損性評(píng)價(jià)結(jié)果可為研究區(qū)汛期地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)及今后治理次序提供參考依據(jù)，對(duì)易損性程度較高的地區(qū)應(yīng)增強(qiáng)防災(zāi)抗災(zāi)意識(shí)，國(guó)家對(duì)這類地區(qū)宜加大扶持力度，提高防災(zāi)和環(huán)保投入，盡可能的減輕地質(zhì)災(zāi)害所帶來的問題。

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1007-6344（2015）08-0080-01