地質(zhì)災(zāi)害危險性研究

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1模型的建立

在進行地質(zhì)災(zāi)害的危險性評估的時候，由于在這一過程涉及到的因素特別多，變量特別多，而單就一個因素考慮又不能充分反映這一情況。各個因素的作用強烈與否，影響大小又是不盡相同的，這就造成了給精確地分析帶來了很大的難度。本文運用模糊綜合評判和灰色聚類兩種方法，結(jié)合各種因素的影響，來最終確定影響著地質(zhì)災(zāi)害的主要因素，建立了數(shù)學(xué)模型。這一模型能夠因時因地的對不同的地區(qū)、不同的環(huán)境進行地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估。

1.1模糊評判法

所謂模糊評判法就是對影響因素很多的系統(tǒng)進行總體評價，即對每個因素賦予一個評判的指標(biāo)，并對每個評判指標(biāo)擇優(yōu)選取。評價模型的建立，在本文中采用四級評判標(biāo)準(zhǔn)，即V={Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ}，參評要素可以這樣表示U={u1，u2，u3，u4}，然后就要選擇參選的評價因素的因子集。通過對地質(zhì)災(zāi)害的綜合分析判斷，建立評價地質(zhì)災(zāi)害的綜合判斷模型。對于不易進行評價的因素，可以采取因子量化的方法。比如地震的影響可以借助地震的級數(shù)來代表劇烈的程度和評判標(biāo)準(zhǔn)。接下來就是隸屬函數(shù)的確定，為了表示這一概念，一般利用隸屬函數(shù)來表述。對于能夠量化的因素通過建立隸屬函數(shù)來進行判斷。不能直接量化的指標(biāo)可通過將專家評價統(tǒng)計值用評估標(biāo)準(zhǔn)隸屬度集來量化。在進行地質(zhì)災(zāi)害危害性的評估的時候，由于各個因素的影響是不同的，它們的重要程度也不一樣，再把他們結(jié)合到一起進行考慮時就需要設(shè)置不同的權(quán)重。接下來就是進行模糊變換與綜合評判，一級綜合評價由一級評價結(jié)果組成二級綜合評判模糊關(guān)系矩陣，進行二級模糊變換根據(jù)最大隸屬度原則，評判計算單元所屬危險性級別。二級模糊變換按最大隸屬原則，隸屬度最大者與評價集中Ⅲ對應(yīng)，即本單元為中危險性。按上述步驟和方法可依次求出其它單元所屬地質(zhì)災(zāi)害危險性類別，從而可判斷各單元所屬的危險性等級。

1.2灰色聚類法

對人類的生活環(huán)境的優(yōu)劣進行評判，環(huán)境工程的好壞進行評估以及整個區(qū)域的發(fā)展進行判斷，采用定量的方法必將成為未來的發(fā)展趨勢。近年來，用灰色系統(tǒng)理論處理環(huán)境地質(zhì)問題作了一些初步嘗試。地質(zhì)環(huán)境是一個多方面因素共同作用的系統(tǒng)，因此可以認(rèn)為這一系統(tǒng)是灰色的系統(tǒng)，所以可以應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論進行分析。其分析過程一般會分為如下一些步驟：

①給出聚類白化數(shù)。在分析地質(zhì)災(zāi)害過程中對災(zāi)害等級劃分時要先給出聚類白化數(shù)。設(shè)定聚類對象、聚類指標(biāo)、聚類灰數(shù)等參數(shù)。

②確定灰類白化函數(shù)。設(shè)定下限權(quán)白化權(quán)函數(shù)。

③求標(biāo)準(zhǔn)聚類權(quán)。在這里標(biāo)準(zhǔn)聚類權(quán)的概念也就是在對地質(zhì)災(zāi)害進行評價時要對參數(shù)設(shè)置的權(quán)重因子。

④求聚類系數(shù)。用來判斷任一個評價單元屬哪一等級即歸屬災(zāi)害等級。

2評價結(jié)果分析

①通過利用模糊評判法對磐石市的地質(zhì)環(huán)境進行評估，磐石市的中部和東部是地質(zhì)環(huán)境危險等級較低的地區(qū)，地質(zhì)單元2280km2，占58％；位于磐石市東部的紅旗嶺鎮(zhèn)和北部的煙筒山鎮(zhèn)、明城鎮(zhèn)是危險程度較為劇中的地區(qū)，地質(zhì)單元1154.5km2，占29％；分布于磐石市東部的富太鎮(zhèn)和東南部的松山鎮(zhèn)是地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害發(fā)生危險等級最高的地區(qū)，地質(zhì)單元380.5km2，占10％。

②通過利用灰色聚類法對磐石市的地質(zhì)環(huán)境進行評估，磐石市的中部和東部是地質(zhì)環(huán)境危險等級較低的地區(qū)，地質(zhì)單元2300km2，占59％；位于磐石市東部的紅旗嶺鎮(zhèn)和北部的煙筒山鎮(zhèn)、明城鎮(zhèn)是危險程度較為劇中的地區(qū)，地質(zhì)單元1080.5km2，占29％；分布于磐石市東部的富太鎮(zhèn)和東南部的松山鎮(zhèn)是地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害發(fā)生危險等級最高的地區(qū)，地質(zhì)單元423.5km2，占10％。

③通過上面的分析數(shù)據(jù)可以觀察到，二者得到的結(jié)果基本吻合，說明二者對于磐石市的地質(zhì)環(huán)境的危險性評估結(jié)果是基本一致，最終得到的結(jié)果還是可靠的。

④通過評估結(jié)果可以看到通過以上兩種方法得到的計算結(jié)果與磐石市的實際的情況是符合的，這也說明了這兩種方法是可行的。根據(jù)分析的結(jié)果將磐石市的地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域分為四個區(qū)：危險程度較低的磐石市的中部和東部，危險程度中的磐石市東部的紅旗嶺鎮(zhèn)和北部的煙筒山鎮(zhèn)、明城鎮(zhèn)，危險程度高的磐石市東部的富太鎮(zhèn)和東南部的松山鎮(zhèn)以及無危險性的磐石市的西南部。

⑤利用模糊評估算法以及灰色聚類法是可靠的評估地質(zhì)災(zāi)害的有效方法。利用模糊算法既能夠考慮到各個因素的綜合影響又能兼顧到定性分析。而應(yīng)用灰色聚類算法能夠解決信息不完備系統(tǒng)的優(yōu)越性，可以得出較為準(zhǔn)確、可靠的等級分類。

3結(jié)論

①吉林省磐石市由于本質(zhì)的自然環(huán)境因素較為惡劣加之人類活動的強烈作用，使得其成為了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)市區(qū)，主要集中在泥石流、崩塌、滑坡、地裂縫等種類的地質(zhì)災(zāi)害。

②利用模糊評估算法以及灰色聚類法是可靠的評估地質(zhì)災(zāi)害的有效方法。利用模糊算法既能夠考慮到各個因素的綜合影響又能兼顧到定性分析。而應(yīng)用灰色聚類算法能夠解決信息不完備系統(tǒng)的優(yōu)越性，可以得出較為準(zhǔn)確、可靠的等級分類。

③雖然通過數(shù)據(jù)分析得到的結(jié)果與磐石市的實際情況較為吻合，但是還是發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)方法在還存在一定的問題但還是沒有完全達(dá)到預(yù)期的定量的效果。這需要今后在繼續(xù)摸索來完善。

作者：石文龍范柱國李國昌楊立剛單位：昆明理工大學(xué)