基于相對差異度改進的可變模糊潰壩生命損失率等級評價

摘 要：針對傳統可變模糊數學評價模型在處理呈指數態漸變指標時出現的等級隸屬度躍變情況，綜合考慮潰壩生命損失系統的模糊性和隨機性，對評價模型進行了相關改進，提出了一種基于改進可變模糊的潰壩生命損失率評價模型。對傳統評價模型中的相對差異度函數進行了改進，并將改進的方法應用于４ 個水庫的生命損失率風險后果排序。實際生命損失率與生命損失率風險等級的排序結果一致，改進后模型的科學性和實用性得到驗證。

關鍵詞：潰壩；生命損失；可變模糊法；風險

中圖分類號：ＴＶ１２２．４；ＴＵ７１４ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０８．０２５

引用格式：李巍，衣建妮，葛巍，等．基于相對差異度改進的可變模糊潰壩生命損失率等級評價［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（８）：１４３－１４８．

我國水庫大壩數量眾多，許多水庫存在不同程度滲漏病險及管理不佳等問題［１－４］ 。大壩潰決會給下游帶來嚴重的后果，生命損失是大壩風險后果評估的重要內容之一［５－８］ 。在國內外大壩風險管理研究中，如何評估大壩潰決災害引起的生命損失率仍舊是一個關鍵技術問題［９－１０］ 。目前，國內外研究生命損失多采用經驗公式法，即推薦的近似結果和閾值結果是通過線性回歸或統計分析得出的［１１－１５］ ，但是這種方法依賴于數據庫，在回歸過程中容易簡化或忽略部分因素的影響。另外，在研究過程中，研究對象多為特殊情況，因此評價模型或參數應用的普遍性與科學性有待進一步討論［１６－１８］ ；在風險識別和評估過程中能夠提供給研究人員的歷史數據極其有限，制約并限制了經驗方法在潰壩洪水災害生命損失后果研究中的應用［１９］ 。

水資源系統具有顯著的復雜性與不確定性，潰壩生命損失的研究必須面對系統模糊性及隨機性，使得傳統模糊理論難以適用。本文旨在研究將系統模糊性及隨機性結合的方法，考慮引入可變模糊評價方法進行潰壩災害的風險后果分析，力求更加全面科學地反映潰壩洪水災害的風險后果形成機理。Ｃｈｅｎ 等［２０－２２］首次提出基于相對差異函數的可變模糊集理論，該理論及其應用方法能夠有機結合事物的多方面特性，可以很好地對模糊性和確定性進行表達，廣泛應用于最優決策評估模型［２３－２７］ 。但是，原始的可變模糊數學評價方法有其局限性，其應用的場景多為線性變化數據。在水庫大壩風險評價過程中，經常用到的指標中有很多不是線性變化的指標，如下游受災人口，水庫大壩的規模等指標，在計算相對差異度的過程中會產生非線性問題，直接影響隸屬度評價結果的準確性。因此，改進可變模糊評價模型，對于完善水庫大壩生命損失風險預測有重要的理論和現實意義。