基于正态云组合赋权的水资源配置方案综合评价方法EI北大核心CSCD

针对水资源配置方案评价过程中指标权重的模糊和随机不确定性问题,引入定性定量转换模型——正态云模型,提出一种基于正态云组合赋权和云相似度TOPSIS法的水资源配置方案综合评价方法。该方法利用逆向云生成算法将多个主客观权重进行信息融合,生成不确定正态云组合权重;通过计算水资源配置方案与理想方案综合云模型间的相对相似度对方案进行排序并确定最佳方案。利用所提出的方法对天津市水资源配置8种方案进行评价,并与其他5种水资源配置方案评价方法进行对比分析,结果表明:基于正态云组合赋权的水资源配置方案综合评价方法是可行且有效的,评价结果与实际相符;该方法可以有效避免对评价指标赋权的不确定性,有效地解决组合权重不确定信息的融合问题。     

地形因子对沟谷泥石流发育的影响——以都汶高速“7.10”群发泥石流为例

2013年7月10日,都汶高速公路沿线32条沟暴发不同程度的泥石流灾害(简称"7·10"灾害),造成都汶高速公路中断及岷江堵塞。以"7·10"灾害为背景,运用ArcGIS提取了研究区泥石流沟的关键地形因子(包括流域面积、主沟沟道长度、沟道纵比降以及沟谷斜坡坡度等),并结合计算模型分析了地形因子对泥石流发育的影响。研究结果表明:"7·10"群发性泥石流的发生符合临界值模型G=S(A/A_0)~(0.03)J~(0.12);泥石流沟的地形因子G越大,地形条件就越好,当G0.45时,易发生泥石流。因此,用综合地形因子G来衡量泥石流的易发性,可为都汶高速沿线泥石流沟的危险性评价与预警预报提供科学依据。     

北京山区泥石流的单沟预报

为给北京山区单沟泥石流灾害预警预报提供理论依据,基于近十几年北京山区单沟泥石流文献资料,从泥石流灾害形成机理出发,结合目前降雨站点数据,分析诱发泥石流的地形、地质和降雨等相关因素,采用适用于北京山区泥石流预报模型P=RT^0.2/G^0.5 ,得出适用于北京山区单沟泥石流蓝、黄、橙、红Ⅳ级预警模型和相应临界值。研究得出的北京山区泥石流单沟Ⅳ级预警模型能很好地预报短期灾害发生,在龙潭沟等流域的验证中,可以较好地根据降雨的变化情况得出泥石流沟道不同时间段的泥石流易发程度,该模型为该区泥石流易发等级的快速识别提供了科学有效的方法。     

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。     

基于模糊数学的博弈论组合赋权法边坡稳定性评价

为准确评价边坡的稳定性,降低滑坡风险,以湖北兴山蒋家淌边坡工程为例,选取地形地貌、地质结构、岩土性质、赋存环境4个一级指标;坡高、节理发育、内摩擦角、大气降雨等16个二级指标建立模糊综合评价模型,在层次分析法和熵权法的基础上采用博弈论组合赋权法对边坡稳定性评价指标体系进行赋权,通过求解模型得出评价指标最终权重值。结果表明,通过博弈论组合赋权法得到的指标权重均介于主客观赋权法之间,边坡稳定性的评价结果与实际情况相吻合,说明该方法具有较好的合理性。     

最优组合赋权法在泥石流危险度评价中的应用

针对目前泥石流危险性评价中权重确定方法存在不足的问题,将一种基于评价者对评价指标主观判断的偏好比率法与客观分析法中的熵值法进行优化组合,建立了最优组合赋权模型,避免了传统组合赋权方法在选取主、客观权重偏好系数值上较为主观的问题,使组合赋权模型更为客观、科学。最后,通过吉林省通化县水洞沟5条泥石流沟的实例验证,发现该方法与传统方法相比获得的结果更为有效且符合实际情况。     

基于聚类算法优化样本的地质灾害易发性评价

区域地质灾害易发性评价样本数据的可靠性是影响最终评价结果的关键因素之一。以陕西省白河县236处地质灾害为研究对象，分别采用层次聚类算法与动态K-means聚类算法对地质灾害样本数据进行聚类分析并获得其样本纯度。分析结果表明：层次聚类算法与K-means聚类算法得到样本纯度分别为91.53%与92.80%;结合两种算法结果，剔除样本噪声点20个，确定有效样本点216个，得到最终样本纯度为91.53%。利用样本提纯前后数据分别建立信息量模型(Ⅳ_前、Ⅳ_后),开展区域地质灾害易发性评价。评价结果表明：Ⅳ_前模型与Ⅳ_后模型得到的区域易发性区划图中，地质灾害落入极高-高易发区的数量分别为149个与167个，分别占灾害总数的63.13%与70.77%,灾害密度分别为0.508个/km²与0.584个/km²,较初始样本条件，样本提纯后极高-高易发区内灾害点数增加18个，灾害密度增加0.076个/km²,地质灾害分布更集中，预测结果准确度更高。研究结果...     

基于博弈论赋权信息量模型的滑坡易发性评价

针对利用信息量模型进行滑坡易发性区划时,直接将各影响因子的信息量相加或乘以单一权重相加,未同时考虑因子的主、客观权重的问题,提出基于博弈论赋权信息量模型的滑坡易发性评价方法。首先采用层次分析法(AHP)计算出主观权重,通过变异系数法确定客观权重,然后利用博弈论原理进行主、客观权重的优化组合,得到组合权重;基于组合权重对各评价因子的信息量图层进行加权求和,通过自然间断点法将评价结果分为5类。最后以陕西山阳县为研究区,分别从滑坡易发性区划图、分区点密度及ROC曲线,将所提模型与单一权重的信息量模型进行了对比。结果表明,所提方法的准确性、可靠性优于传统的加权信息量法。     

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。     

基于组合赋权-正态云的大坝安全评价模型

针对大坝安全评价问题,提出了一种基于组合赋权和正态云耦合的安全评价模型。选取变形、渗流、环境因素为大坝安全评价指标体系,根据既定评价指标体系确定大坝安全评价标准,在此基础上确定云模型的特征参数和各评价指标的综合权重,由云模型正向发生器给出评价指标在各评价等级下的隶属度,最后由各评价指标的综合权重矩阵和对应评价等级下的隶属度矩阵得出大坝安全评价结果。运用该模型对某大坝进行了安全评价,结果表明,该方法可以得出准确的结果。     

汶川强震区“8·20”登溪沟泥石流发育特征与致灾机理研究

登溪沟是汶川强震区“8·20”泥石流事件中典型的由暴雨诱发的大型灾害性泥石流,其泥石流持续时间达3 h,堆积长度达3.4 km,受沟道地形的放大效应影响,峰值流量达407.54 m³/s。形成四个典型的灾难链。给沟口建筑、居民、公路及岷江上下游都带来了严重影响。地震为登溪沟泥石流提供了充足的物源,当持续性强降雨超过了研究区的阈值之后,泥石流就会起动,在运动过程中不断带走沿途沟道内的固体物质,最终发展为灾害性泥石流。笔者在现场充分调查的基础上,结合遥感卫星影像,从地震、降雨、物源和沟道侵蚀等方面揭示了登溪沟泥石流的形成和发展过程,并提出“以拦固为主,排导为辅”的治理思路,可作为强震区泥石流防治工程的参考。     

四川省石棉县2013年"7·4"泥石流沟道 侵蚀特征调查及研究

2013年7月4日20时,四川省雅安市石棉县多条沟道暴发了大规模泥石流,且该区为芦山县“4·20”地震作用区,泥石流物源丰富,其中泥石流沟道物源占总物源的64%以上。为了解研究区泥石流沟道物源的侵蚀特征,通过研究区3条典型泥石流沟(后沟、马颈子沟、熊家沟)流通区沟道剖面的野外调查数据,分析该区泥石流在运动过程中,不同剖面位置泥石流沟道的流深、侵蚀厚度与剖面距离、剖面间的相对高差、原沟道宽度之间的关系。在此基础上,首次建立基于沟道曲率半径的泥石流流向差概念,并且得到了研究区泥石流左右岸侵蚀厚度差与沟道剖面间流向差的平均线性函数系数为0.06,泥石流平均侵蚀厚度与沟道剖面坡度的平均线性函数系数为0.09。在此基础上,得到研究区泥石流平均侵蚀厚度与流深的关系为h=5Δh+1.798×10^-15,单位距离侵蚀方量与沟道宽度关系为ΔV=6.845D^0.625。研究结果为对震区泥石流沟道侵蚀特征的认识提供了依据。     

广西桂东南区域崩岗关键影响因子及敏感性研究

崩岗是我国南方地区常见的自然灾害,但目前关于崩岗的研究大多是从定性上分析,鲜少有研究从定量上评估、预测其风险性。以桂东南区域作为研究区,利用RS与GIS技术,选取高程、坡度、坡向、土壤、地质、土地利用、植被覆盖度7个影响因子作为评价指标,以80%崩岗作为训练样本,采用Logistic模型计算出每个影响因子的权重并建立敏感性预测模型,利用ROC曲线进行模型拟合度评估,20%崩岗作为评价结果验证。结果表明:ROC曲线下的面积AUC值为0.718;地质是崩岗侵蚀的关键因子,其次为高程、坡向;研究区极度、高度、中度敏感面积分别占总面积的10.17%、19.30%、26.49%,敏感性评价结果与实际崩岗的分布趋势基本一致。研究结果表明Logistic模型可应用于区域崩岗的关键影响因子与敏感性评估中。     

西藏中波水电站库区泥石流对工程影响研究

中波水电站位于西藏昌都地区玉曲河下游河段,经调查库区内共发育8条较大泥石流沟谷,是影响水电站施工与运营安全的地质隐患之一。在分析泥石流发育地质环境背景的基础上,评价了各沟泥石流危险程度,并着重从泥石流入汇堵江、冲击淤埋和水库淤积3个方面讨论了其工程影响。研究成果表明①库区泥石流沟不具备堵江的入汇条件;②泥石流百年内输砂总量301.77万m³,仅占水库总库容的1.125%;③须重点关注近坝的扎拉沟,泥石流危险性大,直接威胁枢纽区施工安全。研究成果对水工设计方案确定和防灾减灾都具有实际的工程意义。     

九寨沟熊猫海左岸泥石流震后发育特征研究

泥石流是山区高频率发生的地质灾害,九寨沟熊猫海左岸泥石流的发生给景区造成巨大的损失。在现场调查的基础上,通过现场实验及理论公式计算了泥石流的容重、峰值流量、平均流速,并对九寨沟熊猫海左岸泥石流的形成机理进行了分析研究。通过Massflow软件对九寨沟熊猫海左岸泥石流的运动特征进行了模拟计算,结合目前沟道物源、水源、地形地貌等条件进行分析,根据分析结果判断出：该沟道再次发生更大规模泥石流的可能性极大,并提出针对该沟道泥石流的两种治理措施。     

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。     

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。     

沟道松散物质起动模型试验及冲出量预测——四川省以北川青林沟为例

震后沟道松散物质起动并形成泥石流的一次性固体冲出量是衡量泥石流规模以及后期泥石流治理的重要指标。因此利用现有的野外资料,考虑不同沟床粗糙程度、沟道坡度和降雨强度3种影响因素,开展室内模型实验,研究其一次性固体冲出量的规律,得到了青林沟泥石流的一次性固体冲出量的计算模型。通过与历史泥石流冲出量进行验证和与其他计算模型进行比较,发现该模型具有预见性、准确性和便捷性的特点,同时也为该地区类似泥石流防灾减灾起到一定的指导作用。