基于可拓灰色模型的台风暴雨型泥石流易发性评价

2019年8月10日,受台风"利奇马"登陆影响,安徽宁国抽水蓄能电站汇水区域内6条台风暴雨型泥石流暴发,对工程建筑设施及居民生命财产造成了巨大损害。台风暴雨型泥石流的易发性研究目前尚处于起步阶段,在对研究区内地质环境调查的基础上,总结了台风暴雨型泥石流特征,将可拓理论与灰色关联度法相结合,采用定量的方式对区内泥石流进行易发性评价,并将评价结果与规范推荐的评分法和三要素法进行对比分析。研究结果表明:台风暴雨型泥石流具有超强短历时降雨启动、低频性、群发性的特征;在可拓灰色关联法的易发性评价结果中仅虹龙河为中等易发,其余沟谷均为轻度易发;对比发现,在小流域面积泥石流沟的评价结果中,3种方法一致性较高,当流域面积增大时,规范推荐的方法出现偏高和偏低,而可拓灰色关联法的易发性评价结果更加稳定可靠,与实际调查情况更吻合,进而为台风暴雨型泥石流的易发性研究提供了一种新的思路。     

基于改进组合赋权物元可拓模型的泥石流危险性评价

针对泥石流危险性评价中权重和危险度,基于改进的组合赋权物元可拓评价模型,提出确定权重的优化算法。首先,根据文献分析泥石流危险度的分级标准,建立危险度评价指标,然后结合可拓物元评价理论,针对可拓法各指标权重确定的问题,将层次分析法计算得到的主观权重结合投影寻踪法所得到的客观权重通过距离函数进行耦合,从而获取各指标最终的综合权重,结合投影寻踪法优化蝙蝠算法进行求解,形成泥石流评价的组合赋权物元可拓模型。最后,借助Mat lab语言,调用内嵌工具箱和相应数学函数,编制程序得以实现。结合已有工程实例验证表明:危险性评价与实际工程相符合,评价结果相对合理,具有一定的工程应用价值。     

基于云模型的小流域泥石流危险性评价——以四川都江堰龙池地区为例

汶川地震后极震区泥石流灾害非常活跃,对极震区泥石流危险性进行评价是灾后重建过程中合理防灾减灾的基础工作。以对泥石流灾害进行危险性评价和评价方法的探索为目的,选择流域面积、主沟长度、最大相对高差、流域切割密度、主沟弯曲度、不稳定沟床比例、日最大降雨量、人口密度、动储量和发生频率为评价参数,利用云模型与层次分析法对都江堰龙池镇龙溪河小流域泥石流的危险度进行排序和分组,并对结果的合理性进行验证分析。研究表明,在研究区21条沟中,有10条沟为中度危险性,10条沟为低危险性,有一条沟为高危险性。与以泥石流堆积扇平均堆积厚度作为主要危险因子的单沟泥石流危险性评价方法结果对比,2种评价方法在有81%的泥石流危险性评价结果一致。认为云模型能够相对准确便捷地获得评价结果,一定程度上解决了泥石流危险性评价过程中定性与定量相互转换的问题,避免和减少主观因素的干扰,能更好地反映小泥石流流域在中小规模的泥石流总量下的危险程度。     

基于灰权重的可拓评价法在水质综合评价中的应用

在运用灰色聚类法计算灰色权的基础上，用可拓方法将水质级别、评价指标及其特征值作为物元，建立关联函数，计算关联度，并以和田地下水水质评价为例进行分析计算，经与模糊综合分析法比较，表明评价结果与该地区客观实际基本吻合。     

丹巴县沈足沟泥石流特征及其危险性评价

沈足沟位于甘孜州丹巴县巴底乡、金川河左岸。沈足沟为金川河的一级支流,地处青藏高原东南边缘的高山峡谷地带,地质环璄复杂,崩塌、滑坡强烈发育。由于危险性巨大,威胁众多农户,沈足沟泥石流已列为甘孜州州级监测点。根据现场调查,并对泥石流的形成条件和基本特征进行分析,沈足沟具备泥石流发育的条件。文章应用处理非线性问题的灰色关联分析和单沟泥石流危险度计算综合评价其危险性,为合理制定该沟泥石流的防治方案和防治工程设计提供依据。     

基于突变理论的清香坪泥石流沟危险性评价

泥石流危险性评价是泥石流灾害防治中的首要任务。基于突变理论的观点,对泥石流发生频率、泥沙补给段长度比、24 h最大降雨量等9项危险因子进行分析,并综合考虑各危险因子之间的相关性。对危险因子进行分类并排序,建立多层突变理论评价模型,模型合理地反映泥石流灾害系统的内在机制。运用提出的模型对清香坪泥石流沟进行了评价,评价结果表明该泥石流沟属于中度危险。这与刘希林灰色关联度模型评价结果一致,说明该评价模型是有效的,可为泥石流灾害的预防提供依据。     

冲门口泥石流危险度评价

泥石流是山区常见的地质灾害之一,研究其危险度对防灾减灾、抗灾决策和保障人民生命财产安全具有重要的意义。贵州毕节何官屯镇大渔洞村冲门口住有209户862人及善啓第三希望小学师生325人,人口密集,危害严重。本文应用灰色关联分析法,在前人研究的基础上,建立泥石流危险性评价模型,确定了各评价因子的关联度及其权重,进一步通过计算得出冲门口泥石流危险度为0.499,属中度危险,结果证明在暴雨、暴雪等外在条件作用下,可发生中等规模的泥石流,与实际较吻合。     

四川省汶川县绵虒镇小流域泥石流危险性评价

2013年7月10日汶川县绵虒镇持续性暴雨引发岷江小流域内的泥石流群事件,使得岷江堵塞、公路摧毁和居民受灾,造成巨大经济损失和人员伤亡。经过野外实地调查、遥感影像解译及地形数据处理,首先对流域内8条重点泥石流沟运用模糊综合评判的方法进行了流域内的泥石流危险性评价,得出研究区8条泥石流的危险性结果为:瓦窑沟、新店沟、苏村沟3条泥石流沟为低危险,安家沟、草坡磨子沟、华溪沟3条泥石流沟为中危险,大溪沟、簇头沟2条泥石流沟为高危险。其次,选择危险性较高的簇头沟在与实际降雨频率相同的条件下运用FLO-2D软件进行数值模拟,重现泥石流暴发现状,得出其堆积扇危险特征,最后对模拟结果进行验证,作出危险性评价,得到危险性分区图。经统计计算得出簇头沟堆积扇中,高危险性面积占61%,中危险性面积占19%,低危险性面积占20%。该危险性评价对泥石流风险评估、预警预报、工程治理工作和危险范围分区可提供更有效的参考依据。     

基于灰色聚类法的环境质量多指标可拓评价法

本文以新疆和田地区地下水质量评价为例,在灰色聚类法计算权重的基础上,运用可拓方法将地下水质量级别、评价指标及其特征值作为物元;根据地下水质量分级标准建立关联函数,通过计算关联度,判断该地区地下水质量级别。经与模糊综合分析法比较,表明评价结果与该地区客观实际基本吻合。     

拖海小流域泥石流危险性评价

为了了解掌握拖海小流域泥石流的情况及对拖海小流域泥石流沟进行危险性评价,采用遥感技术、GIS和模糊数学模型相结合的方法对本研究区的泥石流进行评价。通过拖海小流域泥石流的流域面积、流域高程差、主沟纵坡降、泥石流沟密度等评价因子的选取以及权重划分,从而对拖海小流域进行危险性评价分级,最终通过ARCGIS对权重叠加分析得到危险性分级图。研究结果表明,拖海小流域中有中等危险的泥石流沟占54. 8%;低危险泥石流沟占45. 2%;研究区内无危险性高和极高的泥石流沟。     

模糊数学在库区泥石流易发性评价中的应用

运用模糊数学中多级模糊评判的理论和方法,结合泥石流灾害的具体特点、成因、机理分析,建立了一种新的泥石流灾害易发性的多级模糊综合评价模型,并且运用灰色关联度方法定量化确定各个影响因子权重。以九甸峡水库韩家沟泥石流沟为例,选用典型评判指标,建立二级近似推论,对九甸峡库区泥石流易发性进行两级模糊综合评价。将其易发性分为4个等级级,并进行泥石流易发性分区,为库区泥石流沟灾害防治提供依据。     

“5.12”地震后陇南某泥石流沟发展趋势分析

为了解陇南地区泥石流多发区在“5.12”地震后泥石流的发展趋势,为该地区今后泥石流的防治提供科学依据。以某泥石流沟为例,详细分析了该泥石流沟的自然地质条件,泥石流特征,对其今后的发展趋势和危害程度进行了预测。调查分析结论认为：该沟在震后固体松散物质增加,存在发生大规模泥石流灾害的条件,对其下游震后重建的集中安置点及在建的高速公路安全构成威胁。提出了拦排结合、以拦为主、并辅以生物防护治理措施的建议。     

基于熵权的灰色关联分析模型及其应用

为了改进灰色关联分析模型评价精度低的缺点,将熵值理论与灰色关联分析方法相结合,建立起基于熵权的灰色关联分析模型。根据各个指标值的变异程度,引用信息熵所反映数据本身的效用值来计算指标的权重系数,有效地避免了由于人的主观因素而形成的权重分配偏差。模型在区域雨水资源开发利用潜力综合评价中的分析结果表明:将熵值理论引入到灰色关联分析模型中是科学的,所建立的模型是合理的,能够提高灰色关联分析模型的评价精度。     

基于Massflow模型的甘肃省岷县二马沟泥石流危险性评价

二马沟位于甘肃省岷县茶埠镇上半沟村,曾多次暴发泥石流,对当地居民的生命安全和生产生活造成了极大的损失。为了研究二马沟泥石流的危险性,以2012年5月10日发生的泥石流灾害为基础,选取了二马沟及其左岸的河沟沿、扁坡沟、鹞子沟泥石流沟为研究对象,经过详细的资料收集和野外调查,获得了该流域内地形、物源、水源等资料,通过试验和计算分析得到了模拟所需的参数值,结合网络化的数字高程模型,在ArcGis中将研究区DEM栅格数据转换成Massflow软件可以读取的ASCII格式,建立计算模型。利用Massflow软件模拟了1%、2%、5%降雨频率下泥石流冲出物的流动速度、堆积深度、堆积范围,根据泥石流的强度与危险性分区标准,将研究区划分为高危险、中危险、低危险三个区域。结果表明:在实际降雨频率下模拟得出主沟泥石流最大流速为11.05 m/s,最大泥深为13.05 m,堆积范围为3.47×10~4 m~2,堆积方量Q_z为18.55×10~4 m~3,模拟精度到达80%以上;高危险范围占据了整个危险范围的60%以上,中危险和低危险分布面积较小,说明二马沟是一条危险性较大的泥石流沟,研究成果为当地的防灾减灾工作提供一定的科学指导意义。     

栾川县暴雨泥石流预警模型研究倡--以“7.24”暴雨泥石流为例

以栾川县2010年7月24日暴雨泥石流为研究对象,对单沟泥石流进行预警研究。在参考前人研究成果及野外调查分析的基础上,结合栾川县降雨资料分析结果,选取前5d间接雨量、24h最大降雨量、1h最大降雨量、松散物质储量、山坡坡度、沟床比降、沟床弯曲系数、补给长度比和植被覆盖率9个指标,建立了基于地质背景条件与降雨因素相耦合的泥石流预警模型。采用三标度AHP法对相关因子进行赋权,采用功效系数法确定预警因子的单项功效系数,并加权求和确定总功效系数,根据总功效系数与泥石流预警等级的对应关系,对研究区单沟泥石流进行预警。预警结果基本符合“7.24”特大暴雨下的泥石流历史灾害发生规律,表明此预警模型是合理的,适用于对栾川地区泥石流预警。     

基于博弈论组合赋权法的泥石流灾害易发性评价云模型

泥石流是我国西部山区常见的地质灾害之一,其强大的致灾能力不仅使人民生命财产蒙受巨大损失,还会对山区生态地质环境造成毁灭性破坏,故准确评价泥石流灾害易发性对防灾减灾工作至关重要。将泥石流灾害易发性分为4级,分别为不易发(Ⅰ)、低易发(Ⅱ)、中易发(Ⅲ)和高易发(Ⅳ)。选取沟谷岸坡坡度(X₁)、沟床纵坡比降(X₂)、植被覆盖率(X₃)、单位面积固体物源储量(X₄)、汇水面积(X₅)、雨季降雨量(X₆)为泥石流灾害易发性定量评价指标,并确定各评价指标分级标准及正态云模型数字特征量,进而构建泥石流灾害易发性评价指标体系与评价指标正态云模型。采用层次分析法与熵权法计算评价指标主、客观权重,基于博弈论思想对主、客观权重进行组合赋权,最终建立基于博弈论组合赋权法的泥石流灾害易发性评价云模型。选取西秦岭地区5条泥石流沟实例验证评价模型有效性,结果表明博弈论组合赋权-正态云模型评价结果与实际情况基本一致。进一步应用该模型对西安大长胜坊与小长胜坊村内的一条黄土沟道进行泥石流灾害易发性评价,结果表明该黄土沟道泥石流灾害易发性等级为Ⅲ级(中易发)。     

川藏铁路宋家沟泥石流发育特征及危险性分析

宋家沟为一条活跃的泥石流沟,该沟历史上曾爆发过较大规模泥石流灾害,对沟口新建川藏铁路升航大桥构成潜在威胁。通过区域资料收集、遥感解译技术、野外地质调查、室内实验分析与参数计算等综合手段,在研究泥石流的发育特征及形成条件的基础上,评价其危险性,针对泥石流对铁路工程的影响,给出防治建议。研究结果表明:宋家沟流域内泥石流的松散固体物质来源的类型主要包括坡面及冲沟物源、崩塌物源、工程弃渣物源和沟道物源;宋家沟泥石流活动处于发展期,泥石流的危险度属于中度危险,与实际调查结果一致。研究成果可为新建川藏铁路类似工程的防灾减灾提供借鉴。     

白龙江甘家沟泥石流过坝堆积物力学性能分析

白龙江流域是我国泥石流危害最严重的地区之一,泥石流沟分布密度和泥石流发生频率居全国首位,尽管多次治理,但仍然造成了大量的人员伤亡和财产损失。以甘家沟为研究对象,通过野外实地调查,在分析防治工程现状的基础上,通过颗分试验、流变试验和直剪试验,对比分析了坝上游和坝下游泥石流堆积物的颗粒级配变化情况、浆体流变特性与抗剪强度等性能指标。结果显示:实体拦砂坝存在调节泥石流颗粒粒径作用,但调节效果不显著;拦砂坝的拦挡作用会改变泥石流的力学性能;粒径调节作用较显著的坝体,其坝下游堆积物浆体的剪切应力小于坝上游堆积物浆体的剪切应力,坝下游堆积物抗剪强度略大于坝上游堆积物抗剪强度;泥石流颗粒级配的差异是影响其流变特性与抗剪强度的重要原因。该研究结果对今后泥石流工程坝型选择与参数设计具有一定的参考意义。