基于熵权的改进可拓方法在泥石流危险性评价中的应用

运用熵值法对泥石流危险性评价中涉及到的10项指标进行了权重赋值,避免了主观因素的影响。在此基础上应用改进可拓方法——最大贴近度法,所建立的区域泥石流危险性评价的可拓评价模型,可以解决泥石流危险性评价的多因素限制问题。通过云南34条典型泥石流沟危险性评价的实例分析,将得到的结果与传统方法进行比较,研究结果与相关文献结果评价情况相符程度为79.4%,偏差程度为20.6%。经过进一步对两种方法得到的泥石流危险性评价结果分析,结果表明两种方法在判定区域多条泥石流危险性排序方面结果的相关程度为0.896,研究结果与泥石流沟实际的危险性更加贴近。实例应用表明该方法不仅原理简单、计算简便,而且评价结果也是客观合理的,研究成果为区域(流域)泥石流沟危险性的综合评价和排序提供了新的思路。     

都汶公路沿线泥石流危险性评价

汶川地震诱发的次生泥石流灾害,已成为灾区防灾减灾工作的突出问题和灾后恢复重建的重要制约因素之一,泥石流危险性评价是泥石流灾害风险管理的核心基础技术。以都汶公路沿线的31条泥石流沟为研究对象,通过野外考察、遥感图像的解译、查阅相关文献资料等手段获取研究区泥石流沟的基础数据,通过选取地质、地形、气象、水文指标,并利用主成分分析法对关键因子进行筛选和灰色系统模型进行权重的确定,建立泥石流危险性评价模型,计算得到每条沟的泥石流危险度值。评价结果表明:公路沿线31条泥石流沟处于不同泥石流危险等级:极高危险占23%,高危险占35%,中度危险占13%,轻度危险占29%;其中红椿沟、肖家沟、烧房沟等沟属于泥石流极高危险沟道,高家沟、牛圈沟等属于高度危险沟道,公路选线须采取避让或充分的防治对策。     

灰色理论在舟曲南屿沟泥石流灾害危险性评价中的应用研究

为分析不同因素对泥石流灾害危险性的影响程度,基于对舟曲南屿沟泥石流灾害影响因素调查结果总结和分析,利用灰色理论分析了泥石流灾害危险性与影响因素间关联程度,并建立了其预判模型。结果表明：沟岸坡度、沟道堵塞程度及冲淤变幅,沟道平均纵坡降和长度,沟道内植被覆盖率、流域面积及人口密度,松散固体物源量和灾害点密度等因素的影响程度较接近;相同区域内不同沟道泥石流灾害危险性程度受沟岸坡度、沟道堵塞程度、冲淤变幅、沟道平均纵坡降及长度等因素影响显著;基于自然和人为因素建立了泥石流灾害易发程度预估模型,其能够为区域内泥流灾害防治工作部署提供依据。     

基于粗糙集的范例推理在泥石流危险性评价中的应用

将粗糙集理论和范例推理相结合,建立了基于粗糙集-范例推理的泥石流危险性评价模型.运用粗糙集理论对范例库中的范例进行属性约简和特征向量权值计算,用相似度量理论来实现最相似范例检索,得到泥石流的危险性评价结果.选取了一次泥石流(可能)最大冲出量,泥石流发生频率、流域面积、主沟长度、流域相对高差、流域切割密度、24 h最大降雨量、松散固体物质储量共8个因素作为泥石流危险性的影响因子;选取云南东川和西藏八宿等共14条泥石流沟资料进行建模分析.实例研究表明,基于粗糙集一范例推理的泥石流危险性评价结果与实际状态相吻合,该方法具有简便、高效、直观、实用的特点.     

基于分形维数权重的泥石流危险度评价

泥石流危险度评价是一个复杂的不确定系统问题,为了准确评价泥石流所处的危险度状态,进而为泥石流的防治提供科学依据,提出了基于分形维数权重的泥石流危险度评价方法.该方法首先选取影响泥石流危险度评价的10个主要因素,根据分类标准,采用在每级标准中随机内插的方法,得到40个标准样本,用于构建泥石流危险度评价的分形一插值模型;其次根据最大似然分类原则确定每个泥石流指标的评价分维数;然后利用加权求和法计算样本的综合评价值,并根据样本综合评价值与经验等级之间的关系建立分形插值评价模型;最后,通过实例分析表明:该方法的评价结果是准确和可靠的,与采用其他分类方法所得结论一致.此外,该模型可以得出每个样本的具体得分值,即使对属于同一级的样本也可以排出它们的优劣顺序,因而具有较高的分类精度,为泥石流危险度评价提供了一种较好的新方法.     

自然地理要素空间插值的几个问题

资源管理、灾害管理、生态环境治理以及全球变化研究的需要强化了部分自然地理要素空间插值研究的重要性。这些要素空间插值的核心是建立充分逼近要素空间分布特征的函数方程。对于给定的区域与要素样本值 ,插值函数可以有多种模型形式。各类模型的精度受其理论基础、模型算法、时空尺度效应、样本数据属性等因素的综合影响。通过对国际主要插值研究成果进行分析 ,文章认为各类模型插值精度的差异缘于模型对插值要素空间变异性与空间相关性的反映 ,具体应用中 ,只有对已知样本数据进行变异性与相关性分析才能选出适当的插值方法。     

强震后高烈度区泥石流危险性评价——以汶川地震区G213线映秀到彻底关段为例

强震在高烈度的山区往往诱发大量的崩塌和滑坡,一到雨季不同规模的泥石流频频暴发,造成严重的灾害.以处于汶川地震Ⅺ度烈度区的213国道映秀到彻底关段的21条沟为例,探讨强震后如何对高烈度区的沟道泥石流的规模、频率、危险性作出尽快评价.为此,针对地震泥石流的特点和形成条件,确定影响泥石流规模和频率的评价因子;并从已有的相关图件和遥感影像中获取评价因子的特征值;用简单的数学方法将因子特征值分为五级,并归一化为0.0到1.0的标准值;用层次分析法计算出评价因子的权重;然后用常用或改进的评价模型,对21条沟泥石流的规模、频率、危险性分五级作出评价;最后用强震后3 a间各沟实际发生的泥石流规模和频率对评价结果进行检验,结果表明两者吻合度比较好.这种尽快的评价方法,可供其他山区强震后高烈度区的泥石流危险性评价参考.     

区域泥石流孕灾环境危险性评价——以北京军都山区为例

以北京军都山区实测泥石流沟谷数为基准,基于因子叠加、信息量模型和FCM-粗糙集三种方法,分别获得了泥石流灾害发生的危险性等级分布,结果表明:①各分区单位面积内泥石流沟谷数都随着危险性评价等级的提高而增多;②因子叠加法和信息量模型法可得出五级泥石流灾害危险性分级,而粗糙集法只得出三级分级;③以实际泥石流沟谷落在评价区数目为标准,信息量模型法有90%以上的泥石流沟谷在危险性高和极高区域;粗糙集法得到危险区域覆盖了63.72%的泥石流沟谷分布;④从单位面积泥石流沟谷数与泥石流沟谷分布比率可得,信息量模型法评价精度较高,因子叠加法没有形成良好的梯度,而粗糙集法计算等级结果与其他方法存在差异,故须在其他区域进行进一步研究。     

基于可拓层次分析法的区域泥石流灾害评价研究

为解决传统方法在泥石流沟评价方案重要性赋值时只考虑两种极端情况的限制问题,以甘肃省天祝藏族自治县境内的13条泥石流沟作为研究对象,将可拓集合理论和方法应用到区域(流域)多条泥石流沟的实际评价问题中,为区域(流域)多条泥石流沟的综合评价和排序以及区域泥石流综合治理提供了新的思路。结果表明:(1)通过本方法研究得到13条泥石流沟中处于中度危险的有1条,其余12条处于轻度危险,与其他研究成果较为一致。说明本方法在区域(流域)多条泥石流沟的综合评价和排序方面的理论是合理的。(2)本方法同时考虑了以往泥石流沟危险性评价使用模糊AHP方法不考虑判断矩阵一致性方面的缺欠,将求解符合一致性要求的判断矩阵权重向量的方法有机地融合到EAHP方法中,使决策结果更贴近客观实际。(3)研究进一步指出,泥石流沟危险性评价的核心问题是判断指标的选择,应根据不同的区域的实际情况选取。虽然指标选择困难较大,但对于同一区域而言,某些指标对于各泥石流沟的影响是基本一致的(比如降水、下垫面、区域地质等因素),因此,利用该方法可以避免过多的指标参与到评价模式之中,使评价过程更为简单。     

汶川地震强震区映秀地区泥石流的危险性

汶川地震震中四川省汶川县映秀镇及附近于2010-08-14暴发群发性泥石流(简称"8.14"泥石流),造成巨大的人员伤亡和财产损失。地震灾区松散固体物源丰富,泥石流灾害相对活跃,估算未来不同降雨频率下泥石流的暴发规模并评价其危险性,是泥石流灾害风险管制的首要工作。在研究四川省部分地区的泥石流和对应降雨频率资料的基础上,得到泥石流规模和降雨频率之间的关系式。以映秀"8.14"泥石流的暴发规模和降雨频率为基础数据,通过泥石流规模和降雨频率之间的关系式推算得到映秀及附近岷江两岸13条泥石流沟在不同降雨频率下的泥石流规模。以泥石流在堆积扇上的平均堆积厚度(泥石流规模/堆积扇面积)、泥石流发生频率、流域面积、主沟长度、流域相对高度、流域切割密度和不稳定沟床比例为危险性判断因子,分别对映秀及邻近地区的13条泥石流沟在100 a、50 a、20 a、10 a和5 a一遇5种不同频率降雨条件下的泥石流危险性进行评价。结果表明:在5种降雨频率下,8条沟的泥石流危险性为高度,4条沟的为中度到高度,1条沟的为中度。     

A method for assessing regional debris flow risk: an application in Zhaotong of Yunnan province (SW China)

Based on the definitions of the United Nations, the assessment of risk involves the evaluation of both hazard and vulnerability. This forms the basis of a generalized assessment model of debris flow risk. Hazard is a measure of the threatening degree of an extreme event and is expressed theoretically as a function of event magnitude and frequency of occurrence. Mathematically, it is the definite integral area under the magnitude–frequency curve. Based on the need for a model applicable in regions that lack data, a new method that incorporates theoretical concepts with empirical analysis is presented to calculate the regional hazardousness of debris flows. Debris flow hazard can be estimated from gully density, mean annual rainfall and percentage of cultivated land on steep slope. Vulnerability is defined as the potential total maximum losses due to a potential damaging phenomenon for a specified area and during a reference period. On a regional scale, it is dependent on the fixed assets, gross domestic product, land resources and population density, as well as age, education and wealth of the inhabitants. A nonlinear, power-function model to compute the vulnerability degree is presented. An application of the proposed method to Zhaotong prefecture of Yunnan province, SW China, provides high accuracy and reasonable risk estimates. The highest risk of debris flow is in Zhaotong county with a value of 0.48; the lowest risk of debris flow is in Yanjin county with a value of 0.16. The other counties have debris flow risks ranging from 0.22 to 0.46. This provides an approach for assessing the regional debris flow risk and a basis for the formulation of a regional risk management policy in Zhaotong prefecture.     

流团模型在泥石流危险度分区中的应用

应用王光谦等发展的流团模型，在泥石流摩阻为速度的二次多项式的条件下，根据一定的地形条件、流量过程线及泥石流体的一些参数，模拟了泥石流在堆积扇上的扩散堆积运动。由数值模拟结果，以泥石流的最大动能为分区指标，建立了泥石流危险度分区模型。最后将该方法应用到云南东川尼拉姑沟，取得了该沟50a一遇泥石流的泛滥范围和危险度分区。     

灰色关联度法在泥石流活动性评价中的应用

泥石流活动性评价是进行泥石流危险性评价的重要内容之一。本文采用处理非线性问题的有力工具——灰色系统理论中的关联度分析法，建立了泥石流活动性评价的方法，并用此方法，以云南蒋家沟为参考序列，对云南的6条典型泥石流沟进行活动性评价，评价结果与实际的情况较吻合。并应用云南保山王官屯沟和云南怒江州六库的芭蕉河沟做了检验，结果表明本方法是正确性可行的。     

GIS支持下的东川区泥石流危险度区划

在建立东川区泥石流信息系统的基础上,根据泥石流形成原因,初步选择面积、相对切割度、主沟沟床比降、相对高差、主沟长度、圆状率作为评价指标,利用东川区21条典型泥石流沟的数据,通过主成分分析,选择出面积、圆状率、相对高差三个指标,由主成分载荷得到危险度评价公式,在ARC／INFO和ARCVIEW软件的支持下,把东川区划分为60个评价单元,计算出各个单元内的危险度总分值,依据分值划分为四个级别,重度危险区、危险区、轻度危险区和基本无危险区,最后根据泥石流危险度区划原则,得到东川区泥石流危险度区划图。     

泥石流沟道汇流对堆积危险范围影响的数值模拟研究

利用离散元法和图形处理器（GPU）并行计算手段建立泥石流运动堆积模型,以自然界沟道泥石流汇流后运动堆积特征及危险范围作为模拟参照,利用所构建的泥石流流通槽完成沟道泥石流不同交汇角汇流模拟试验和堆积危险范围预测,实现了泥石流沟道汇流的可视化模拟和数值模拟。试验结果表明,可视化模拟能够模拟出自然界中泥石流自流通区运动汇流后产生堆积的运动特征;数值模拟实现了锐角条件下仅考虑单因素即沟道交汇角对泥石流堆积危险范围影响的模拟试验。此外,利用GPU并行计算的优势可用于模拟大规模泥石流汇流现象,模型的可扩展性为泥石流汇流堆积危险范围分析向更为复杂的地理环境模拟奠定基础。     

西北地区泥石流沟形态因素的非线性分析——以兰州市为例

以兰州市区96条主要的泥石流沟为例,利用分形理论的统计自相似性对泥石流沟数的累计分布随沟谷形态要素沟道比降、汇水面积和沟道长度的变化进行了分析;并与不同流域形态要素的分维进行了比较,探讨了分维不同的原因。兰州市区泥石流沟三个形态要素均具有统计意义上的自相似性,其中以汇水面积显示出分维最小(0.46),沟道长度次之(0.71),沟道比降最大(1.09)。分维的大小描述了作为系统的沟谷及其泥石流的形成的空间结构,即分形结构,同时也反映了不同形态要素对系统所起作用的差异,分维越小,所起作用越显著。其结果对西北干旱半干旱地区石流灾害的进一步研究与防治提供了新的思路。     

半干旱地区泥石流沟道地形要素关联度评价——以神府-东胜矿区人为泥石流沟为例

在神府-东胜矿区人为泥石流沟道广泛野外调查的基础上,选取了43条典型泥石流样沟,在1:10000地形图及卫片上进行了形态要素量测,应用流域地貌分析原理,对43条样沟各形态要素进行了剖析及关联度评价,并进行了泥石流沟道发育阶段的信息维分析,所得结论为:半干旱地区的人为泥石流沟道地势比沿程变化奇特,以形成区比降最大,区别于自然泥石流沟道;沟道分区面积比以汇水区面积最大,明显区别于湿润地区;流域形状以扇形为主,沟道给养面积较大,崎岖系数不甚太大是半干旱地区人为泥石流沟道的独特之处,泥石流沟道发育以幼、青年期为主,最后得出了以沟道比降为主因子的各形态要素的主次排序。     

广东省崩塌、滑坡和泥石流灾害风险评价及时空变化

崩塌、滑坡和泥石流是广东省比较常见的地质灾害,认知其风险分布的时空变化及其驱动因素,对于制定广东省防灾减灾政策具有重要意义。在现有泥石流灾害易损度评价模型基础上,通过建立农林牧副渔及其相关产业产值与土地资源价值之间的关系,获得了土地资源价值定量计算的间接方法,解决了易损性评价中土地利用资料难以获取的问题。对比分析了2000―2010年10年间广东省崩塌、滑坡和泥石流灾害风险的时空变化。2010年各区县平均风险度为0.366,以各区县面积加权平均风险度为0.363,分别比2000年升高了0.017和0.014;2010年高度风险区县43个,比2000年增加了10个;2010年高度风险区面积89 262 km2,比2000年增加了24 301 km2。2010年全省高度风险区面积主要以珠三角地区为中心连片向沿海地区扩展。经济社会发展水平的显著提高,推高了崩塌、滑坡和泥石流灾害风险,并改变了灾害风险的分布格局,成为风险时空变化的主要驱动因素。