基于信息熵泥石流风险权重研究

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1、基于信息熵泥石流风险权重研究　　摘要：泥石流是常发生在山区的一种突发自然灾害，通过分析泥石流形成的原因，确定泥石流形成的风险指标，以四川省某水电站建设为例，采用信息熵的方法分析各个风险指标的权重，基于信息熵的方法具有严密数学理论支撑的客观性和专家经验评估的主观性。因此该方法更有利于正确评估发生泥石流的风险。关键词：泥石流；信息熵；风险中图分类号：P642.23文献标识码：A文章编号：7泥石流是常发生在山区的一种突发自然灾害[1-3]，它的形成是受多方面因素的影响，主要包括地质环境、地貌环境、水文气象等因

2、素[1-6]。泥石流的松散固体物质来源主要与地质环境有关。泥石流的类型、性质和规模常常取决于松散固体物质的构成和数量。很多因素也影响松散固体物质的构成和积累，如地质构造活动、地震，特别是规模比较大的地壳断裂构造及其派生的次一级断裂。地貌环境也是泥石流形成的一个重要因素。地貌环境包括地形的相对高度、山坡坡度、流域面积等。地形的相对高度影响着泥石流的发育程度，它是泥石流形成的内因和控制性条件，也影响着泥石流的规模和动力状态。大家都知道，相对高度越大，势能越大，从能量守恒角度看，转化成的动能也越大，因此形成泥

3、石流的动力条件越充分。山坡的陡缓直接影响松散固体物质的分布和聚集，研究表明，泥石流多发生在平均坡度25°~42°的山坡上。在这个角度范围内残坡积物内摩擦角大致与山坡坡度相同，松散碎屑物质处于极限平衡状态，一遇暴雨激发易产生重力侵蚀，因而更容易产生泥石流。水文条件也是泥石流形成的重要因素。水既是泥石流的组成部分，也是泥石流形成的条件。本文以四川省某水电站建设用地为例，对其泥石流发生的风险进行分析，并用信息熵的方法，分析各个风险的权重。1地质、地貌环境和人类活动7研究区属高原山地气候，气温较低，冬季长，无霜

4、期短，降水较少，旱雨季分明，光照强度大，日照丰富。水文主要由降水形成，其次有少量融雪、化冰和地下水补给，径流的年内分配和降水的年内分配基本相应。多年平均流量为43.4m3/s，折合年水量为13.7亿m3，年径流深为443.2mm。最大1日雨量分别为45mm左右。流域洪水主要由长时间降水形成，洪水发生时间与降雨季节一致，由于该地区夏季无强降水系统形成，因此基本无暴雨，大雨集中出现在6～9月。该地区洪水主要由入汛后降雨频繁形成，年最大洪水也与之相应出现。据古学站历年洪水资料统计，年最大流量出现在7～9月，最

5、早出现在7月9日，最晚出现在9月17日，还没有6月、10月出现年最大洪峰流量的记录。8月出现的频次远高于其余月份、占总数的60.0%，其次为7月。研究区属云贵高原与青藏高原的过渡地带，地貌上表现为构造剥蚀类型的高原高山区，地形多以条形山体为主，海拔高程2700～5200m，相对高差500～2800m，地势上北高南低。形成有多期夷平面，最高两级夷平面表现为平顶山、分水岭等。区内水系呈树枝状分布，跌水、瀑布发育，属于金沙江水系，河谷狭窄，河曲明显，水流湍急。河谷在沙贡以上主要呈“V”型。研究区内出露第四系地

6、层主要有坡残积、冲积、崩坡积、冰水冰川堆积等成因的块碎石夹砂土、粉土，漂卵砾石夹砂以及黄土层、中细砂层等，厚度2～290m。基岩主要有三叠系上统喇嘛垭组、拉纳山组、图姆沟组、曲嘎寺组浅变质岩系及印支期和燕山期侵入岩等。研究区内新构造运动表现为上升占优势的振荡运行，上升同时又间歇性的多次下降，掀升运行也反映了河谷形态的不对称。研究区地处少数民族边远山区，工业经济落后，以分散农耕活动为主。植被覆盖率40%以上，水土涵养较好，生态环境尚佳。2泥石流形成的风险7研究区北部属于地质灾害中易发区，该区地貌以构造侵蚀

7、高山峡谷为主，由于流水侵蚀，切割零乱，大、小山峰连绵，冲沟纵横。海拔高程3000～4900m，相对高差1000～1900m，地形坡度一般在20°～50°之间。区内出露地层以三叠系地层为主体，岩性为板岩、千枚岩、片岩、白云岩，在板岩、千枚岩、片岩发育的地段易形成滑坡。区内构造较发育，新构造运动相对较弱。以北北西向构造为主体，在构造影响下，区内次级断裂发育，岩石破碎，完整性差，稳定性差，且风化较强烈。因此该区有形成滑坡、泥石流地质灾害的有利条件。3泥石流形成风险权重根据泥石流形成的原因和条件，可以将泥石流形

8、成的风险划分为5个指标，它们分别是地质、地貌、气候、植被和人类活动。这些指标对研究区是否形成泥石流的权重不同，确定权重有利于确定研究区是否形成泥石流可能性程度。目前计算权重的方法主要有层次分析法和灰色关联分析法，但这些方法主要侧重于专家的主观判断。基于信息熵的方法则侧重于客观分析方法，它是根据对各个因素统计数据本身所包含的客观信息进行分析，从而能客观地确定各个风险指标的权重。7信息熵是对信息的度量。熵的概念最早用于统计物理和热力学中，由香农