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1、第19卷第2期灾害学Vol.19No.22004年6月JOURNALOFCATASTROPHOLOGYJun.2004多级模糊综合评判方法在泥石流评价中的应用1112王学武,石豫川,黄润秋,周春宏(11成都理工大学工程地质研究所,四川成都610059;21杭州华东院岩土工程公司,浙江杭州310014)摘要:介绍了多级模糊综合评判方法在泥石流评价中的应用,指出了在进行模糊评判的时候,评判因子的选取以及隶属函数的构造应具体结合泥石流自身的特点来进行,并应用此方法对西南某拟建水电站坝址附近泥石流沟危险性做出了评价,评价结果与实际调查结果比较吻合。关键词:多级模
2、糊综合评判方法;泥石流;隶属函数;评判因子中图分类号:P642123;O159文献标识码:A文章编号:10002811X(2004)0220001206在众多地质灾害中,泥石流灾害作为一种重要的自然灾害,属于突发性灾害,由于其发生时速度快,破坏力大,常常给人类的生命财产造成巨大损失。为能快速准确了解泥石流危险性,以便达到预测防治的目的,目前对于泥石流潜在危险程度的研究越来越多。关于泥石流危险程度,即危险度,指遭到泥石流损害的可能性大小,它是一个概率概念,只能在[0,1]闭区间内取[1]值。针对它的评价方法,目前主要有综合评分法,灰色理论判别法,频率方法,
3、模拟方法等,其[2～5]中以综合评分法最为常用。但由于泥石流所处的地质环境,条件的多样性,变异性和复杂性,因而在综合评分法等方法中的各评价因素都存在大量的不确定性,不精确性。这种不确定性,不精确性既具有随机性,更具有模糊性,因而不少学者将模糊数学引入泥石流危险度的研[6～8]究,利用模糊综合评判方法来对泥石流的危险度做出评判,并取得了一定的效果。但就目前利用模糊综合评判方法来研究泥石流的应用深度来讲,一方面在进行评判时对于评判因子一般采用的是一级评判,针对泥石流这种复杂系统,由于其成灾因素很多,且各因素之间往往还有层次之分,如果采用一级评判,就难以比较系
4、统中事物之间的优劣次序,得不出有意义的评判结果。另一方面,在评判时对于隶属函数的构造虽有很多方法,但对于评判因子与危险度之间关系的描述,目前还没有一个很好的方法和函数能够准确刻划,原因在于影响泥石流产生的因素具有复杂的非线性关系,一般的线性解法很难建立一个实用的模型。此外,在选取评判因子时,没能很好结合具体研究的泥石流的特点来选取合适的评判因子,或是遗漏了关键的评判因子,或是增加了一些与危险度关系甚微的因子等,导致评判效果欠佳。为克服以上困难和不足,笔者尝试采用多级模糊评判以及非线性的隶属函数,并依据《泥石流防治工程设计规范》(试行稿)来对西南某拟建水电
5、站坝址附近落水洞沟四坪子沟和印坝。收稿日期:2002_09_03基金项目:国家自然科学基金资助项目(90102002öD0214)作者简介:王学武(19812),男,在读研究生,主要从事地质灾害的预测及评价研究12灾害学19卷子沟三条泥石流沟危险度进行了评价,并与实际调查结果进行了对比,结果比较吻合1多级模糊综合评判方法[9]111模糊综合评判原理模糊综合评判就是应用模糊变换原理和最大隶属度原则,考虑与被评价事物相关的各个因素,对其所做的综合评价。这里评价的着眼点是各个相关因素。设所研究的因素集和评语集分别为:U={U1,U2⋯Um};V={V1,V2,
6、⋯Vn}则模糊综合评判模型为B=A.R其中,R=(ri,j)mxn是U×V,模糊子集,通常称为模糊矩阵,由各单因素评判结果得到,ri,j表示个因素对第j个评语的隶属度;A=(a1,a2,⋯am)是上的模糊子集,常称为关于上的权向量;B=(b1,b2,⋯bn)是V上的模糊子集,常称为综合评判结果向量;“.”为合成运算,可取为(+,×)。当确定综合评判的结果属于哪个评语时,采取最大隶属度原则,若bj0=maxbj(1≤j≤n)时,则断定评判结果为第j0个评语。112多级模糊评判方法在复杂系统中,由于要考虑的因素很多,并且各因素之间往往还有层次之分。在这种情况
7、下,应该考虑将评价因素集合U按某些属性分成几类,先对每一类做综合评判,然后再对评判结果进行“类”之间的高层次的综合评判。具体步骤如下:(1)划分因素集U对因素集U作划分,即U={U1,U2,⋯UN}N式中:Ui={ui1,ui2,⋯,uik},i=1,2,⋯,N,即Ui中含有ki个因素,∑ki=m,并且i=1满足以下条件:NYUi=Ui=1(2)初级评判对每个Ui={ui1,ui2,⋯uik}中的ki个因素,按初始模型作模糊评判。设•Ui的因素重要程度模糊子集为Ai,Ui的k个因素的总的评价矩阵为Ri,于是得到:Ai.Ri=Bi=(bi1,bi2,⋯bi
8、n),i=1,2,⋯,N(1)式中:Bi为Ui的单因素评判。(3)二级评判设U=
