熱帶雨林生態型滑坡防治決策

孫安冬 冉云龍

（河南水利投資集團有限公司）

1 引言

熱帶雨林在中國主要分布在海南南部和云南的西雙版納，其分布的區域內氣候終年高溫多雨，植物種類豐富，生物作用十分強烈，地勢較為險峻，較大年平均降雨量和頻繁的人類活動等使熱帶雨林區內屢屢出現滑坡現象，給生態系統結構、熱帶雨林景觀及人類的生命財產安全帶來了很大威脅。因此，滑坡防治刻不容緩。

滑坡是坡體內部分土體或巖體發生水平或垂直位移的變形現象，可由多種因素引起，有時甚至由于人為活動而加劇。為了更好地認識和減少滑坡災害，應進行適當、定期、科學的防治。在滑坡防治中，不同的治理方案對治理效果、工程投資和環境影響等不盡相同，不僅要考慮治理效果，還要考慮滑坡地區的生態結構。生態型滑坡治理不僅可以保護坡面和防止坡體塌方，還能起到保護生態的作用。文章提出了邊坡植樹植草防護、掛三維網噴播植草、漿砌片石骨架植草、土工格柵植草四種熱帶雨林生態型滑坡防治方案，利用畢達哥拉斯AHP 和vague 集對提出的方案進行決策研究，最后以某熱帶雨林地區滑坡為例進行解釋說明。

2 熱帶雨林生態型滑坡防治指標體系構建

在進行熱帶雨林滑坡防治時需要考慮滑坡的類型，按照滑坡發生區域的物質組成進行防護方案選擇，需要考慮多種因素的影響，大概可以分為經濟性、技術性、生態性、環境影響性四大類，各類指標所包含的評價因子見表1。

3 研究方法及模型構建

3.1 畢達哥拉斯模糊AHP

文章利用畢達哥拉斯模糊AHP 來計算各指標權重，由于該方法能夠使專家更自由地分配隸屬度和非隸屬度，降低了權重確定過程的不確定性，使獲得的指標權重更加合理。步驟如下。表2為畢達哥拉斯模糊AHP區間值量表。

相關專家依據表2所給的語言術語關系進行指標間比較，構建如表3所示的成對比較矩陣R=(rik)m×m。

表1 熱帶雨林生態型滑坡防治指標體系表

表2 畢達哥拉斯模糊AHP區間值量表

表3 成對比較矩陣形式表

利用以下公式求隸屬函數和非隸屬函數的差分矩陣D=(dik)m×m及區間乘數矩陣S=(sik)m×m：

式中各字母含義同規范規程。

3.2 基于Vague集的滑坡防治方案選擇模型構建

利用Vague集進行滑坡防治方案選擇，其步驟如下：

構建決策矩陣F。

式（7）中：fij=fi(xj)(i=1,2,…,m; j=1,2,…,n)為方案xj的第i個目標值。

將決策矩陣F轉化為目標優屬度矩陣U：

式（8）中：I1、I2、I3分別指成本型、效益型、固定性目標，fi*為給定的固定目標值。

設定決策者滿意度下界λU和不滿意度上界λL，求各方案的支持目標集、反對目標集和中立目標集：

4 案例分析

4.1 項目簡介

某滑坡位于低山丘陵地帶，斜坡是最為發育的地貌形態，該滑坡所處的熱帶雨林區內部有兩條斷裂帶，熱帶雨林處在斷裂帶兩側。該滑坡剖面呈階梯狀，平面形態呈半橢圓形，坡底前緣有人工開挖的引水渠，該地地質表面土層為砂、黏粒組成的松散殘積土地層，基巖層主要為花崗巖，處于熱帶海洋性季風氣候區，常年受臺風和強降雨天氣影響。文章旨在從所提出的四種生態型滑坡防治方案中選出最適合該地區的滑坡災害防治方案，從而降低滑坡給該地區帶來的損失。

4.2 指標權重計算

依據3.1 節給出的畢達哥拉斯模糊AHP 的步驟來計算各指標權重。根據公式可計算出準則層各指標權重。同理可得評價層指標權重。

4.3 方案選擇

根據工程情況首先設定一個沒有任何生態防護措施的基點方案，以作參考，然后對4 個熱帶雨林生態型滑坡防治方案進行各方面評估。評價指標體系由成本型指標和效益型指標構成，其中，成本型指標包括：材料費、維護費、施工難易程度、施工影響、生態系統影響；效益型指標為：治理效果、穩定性、植被恢復程度、凈化空氣、減少水土流失、景觀效果。

方案的優選，構建決策矩陣F：目標優屬度矩陣U:

設定滿意度下界和不滿意度上界為λL=0.50，λU=0.75，則各方案的支持目標集、反對目標集和中立目標集分別為：

計算各方案vague值：

各方案Vague值根據4.2節所得權重可求出：

根據方案的評分函數值對方案進行排序，選出最優方案：

Score（V1）=-0.63； Score（V2）=0.43； Score（V3）=0.18； Score（V4）=-0.47； Score（V5）=0.30。

則有：Score（V2）＞Score（V5）＞Score（V3）＞Score（V4）＞Score（V1）

即邊坡植樹植草防護最適合該熱帶雨林邊坡防護。

下面對λL，λU取不同值進行最優方案選擇比較，如表4 所示，無論如何取λL，λUU的值，方案V2仍是最優選擇，即邊坡植樹植草防護對熱帶雨林的滑坡防護效果最好，因此，可將邊坡植樹植草防護方案應用于該地區的熱帶雨林邊坡防護中。

表4 不同λL，λU取值下的方案排序表

5 結論

中國熱帶雨林的滑坡災害問題日益嚴重，對熱帶雨林地區進行滑坡防治決策研究具有重要意義。文章在進行生態型滑坡防治決策研究過程中，采用畢達哥拉斯AHP和vague集分別進行指標權重的確定和方案的優選，降低了決策過程中的不確定性，保證了決策的有效性，最后得出邊坡植樹植草防護對熱帶雨林的滑坡防護效果最好，為熱帶雨林生態型滑坡防治提供了參考。