区域地质灾害危险性评价的定量化研究

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区域地质灾害危险性评价的定量化研究

发布日期： 2014-03-14 发布：  

  2014年3期目录       本期共收录文章20篇

　　摘要： 长期以来对于地质灾害危险性评价都是定性分析的。本文在深入的学习了以前的工作者的研究成果的基础上，结合实际问题，运用模糊评价法以及灰色聚类法两种不同的方法建立了数学模型对吉林省磐石市地质灾害危险性进行了定量化评价。
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　　Abstract： For a long time， the geological disaster risk assessment is qualitative. Based on the in-depth study on the research achievements of previous workers， combined with the practical problems， the paper uses fuzzy evaluation method and grey clustering method to establish the mathematical model to carry on the quantitative evaluation for geological disaster risk in Jilin Panshi.
　　关键词： 定性；模糊评价法；灰色聚类法；定量
　　Key words： qualitative；the fuzzy evaluation method；grey clustering method；quantitative
　　中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）03-0287-02
　　0 引言
　　地质灾害是地壳内部的动力在综合了许多的因素相互作用后产生的对人类社会产生危害性的一种自然现象。地质灾害在众多的地质学环境影响因素中具有非常重要的作用。由于在部分地区人类居住生活的环境在原生的区域就潜在地质灾害以及由于人类社会人们的活动引发的次生灾害更增加了这种发生可能性，使得在国土规划以及城市建设、区域经济发展的多目标决策中，使得这一因素必须被考虑进来。可是由于长期以来人们对于这一约束条件的判断与分析还只是停留在宏观定性的评价标准上，使得对于这一约束条件的分析不够准确或者只是直观总体的印象，没有因此而引起重视。如何使得人类社会在保证自身安全的前提下免受来自自然环境的灾害威胁以及保持与自然生态环境的有效的和谐的相处是摆在区域规划者、城市建设者、工程地质研究者面前一个现实而严峻的问题。本文在深入的学习了以前的工作者的研究成果的基础上，结合实际问题，运用两种不同的方法建立了数学模型对吉林省磐石市地质灾害危险性进行了评价。
　　1 模型的建立
　　在进行地质灾害的危险性评估的时候，由于在这一过程涉及到的因素特别多，变量特别多，而单就一个因素考虑又不能充分反映这一情况。各个因素的作用强烈与否，影响大小又是不尽相同的，这就造成了给精确地分析带来了很大的难度。本文运用模糊综合评判和灰色聚类两种方法，结合各种因素的影响，来最终确定影响着地质灾害的主要因素，建立了数学模型。这一模型能够因时因地的对不同的地区、不同的环境进行地质灾害危险性综合评估。
　　1.1 模糊评判法 所谓模糊评判法就是对影响因素很多的系统进行总体评价，即对每个因素赋予一个评判的指标，，并对每个评判指标择优选取。
　　评价模型的建立，在本文中采用四级评判标准，即V={Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ}，参评要素可以这样表示U={u1，u2，u3，u4}，然后就要选择参选的评价因素的因子集。通过对地质灾害的综合分析判断，建立评价地质灾害的综合判断模型。对于不易进行评价的因素，可以采取因子量化的方法。比如地震的影响可以借助地震的级数来代表剧烈的程度和评判标准。接下来就是隶属函数的确定，为了表示这一概念，一般利用隶属函数来表述。对于能够量化的因素通过建立隶属函数来进行判断。不能直接量化的指标可通过将专家评价统计值用评估标准隶属度集来量化。在进行地质灾害危害性的评估的时候，由于各个因素的影响是不同的，它们的重要程度也不一样，再把他们结合到一起进行考虑时就需要设置不同的权重。接下来就是进行模糊变换与综合评判，一级综合评价由一级评价结果组成二级综合评判模糊关系矩阵，进行二级模糊变换根据最大隶属度原则，评判计算单元所属危险性级别。二级模糊变换按最大隶属原则，隶属度最大者与评价集中Ⅲ对应，即本单元为中危险性。按上述步骤和方法可依次求出其它单元所属地质灾害危险性类别，从而可判断各单元所属的危险性等级。
　　1.2 灰色聚类法 对人类的生活环境的优劣进行评判，环境工程的好坏进行评估以及整个区域的发展进行判断，采用定量的方法必将成为未来的发展趋势。近年来，用灰色系统理论处理环境地质问题作了一些初步尝试。地质环境是一个多方面因素共同作用的系统，因此可以认为这一系统是灰色的系统，所以可以应用灰色系统理论进行分析。其分析过程一般会分为如下一些步骤：①给出聚类白化数。在分析地质灾害过程中对灾害等级划分时要先给出聚类白化数。设定聚类对象、聚类指标、聚类灰数等参数。②确定灰类白化函数。设定下限权白化权函数。③求标准聚类权。在这里标准聚类权的概念也就是在对地质灾害进行评价时要对参数设置的权重因子。④求聚类系数。用来判断任一个评价单元属哪一等级即归属灾害等级。
　　2 评价结果分析
　　①通过利用模糊评判法对磐石市的地质环境进行评估，磐石市的中部和东部是地质环境危险等级较低的地区，地质单元2280km2，占58%；位于磐石市东部的红旗岭镇和北部的烟筒山镇、明城镇是危险程度较为剧中的地区，地质单元1154.5km2，占29%；分布于磐石市东部的富太镇和东南部的松山镇是地质环境灾害发生危险等级最高的地区，地质单元380.5km2，占10%。
　　②通过利用灰色聚类法对磐石市的地质环境进行评估，磐石市的中部和东部是地质环境危险等级较低的地区，地质单元2300km2，占59%；位于磐石市东部的红旗岭镇和北部的烟筒山镇、明城镇是危险程度较为剧中的地区，地质单元1080.5km2，占29%；分布于磐石市东部的富太镇和东南部的松山镇是地质环境灾害发生危险等级最高的地区，地质单元423.5km2，占10%。
　　③通过上面的分析数据可以观察到，二者得到的结果基本吻合，说明二者对于磐石市的地质环境的危险性评估结果是基本一致，最终得到的结果还是可靠的。
　　④通过评估结果可以看到通过以上两种方法得到的计算结果与磐石市的实际的情况是符合的，这也说明了这两种方法是可行的。根据分析的结果将磐石市的地质灾害区域分为四个区：危险程度较低的磐石市的中部和东部，危险程度中的磐石市东部的红旗岭镇和北部的烟筒山镇、明城镇，危险程度高的磐石市东部的富太镇和东南部的松山镇以及无危险性的磐石市的西南部。
　　⑤利用模糊评估算法以及灰色聚类法是可靠的评估地质灾害的有效方法。利用模糊算法既能够考虑到各个因素的综合影响又能兼顾到定性分析。而应用灰色聚类算法能够解决信息不完备系统的优越性，可以得出较为准确、可靠的等级分类。
　　3 结论
　　①吉林省磐石市由于本质的自然环境因素较为恶劣加之人类活动的强烈作用，使得其成为了地质灾害易发市区，主要集中在泥石流、崩塌、滑坡、地裂缝等种类的地质灾害。②利用模糊评估算法以及灰色聚类法是可靠的评估地质灾害的有效方法。利用模糊算法既能够考虑到各个因素的综合影响又能兼顾到定性分析。而应用灰色聚类算法能够解决信息不完备系统的优越性，可以得出较为准确、可靠的等级分类。③虽然通过数据分析得到的结果与磐石市的实际情况较为吻合，但是还是发现发现方法在还存在一定的问题但还是没有完全达到预期的定量的效果。这需要今后在继续摸索来完善。
　　参考文献：
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