基于易损性模糊评价的成都市地质灾害分级
作者：jnscsh 时间：2022-02-13 08:39:23 浏览次数：次
作者简介：张骏，男，江苏溧阳人，四川师范大学，地理与资源科学学院，自然地理学，研究生
吴志杰，男，江苏苏州人，云南大学，资源环境与地球科学学院，自然地理学，研究生
曾海三，江西吉安人，四川师范大学，地理与资源科学学院，自然地理学，研究生
摘 要：成都是西南地区的中心城市，也是地质灾害的多发区和易发区，其灾害分布广、种类多、危害性大。因此，进行地质灾害易损性评价对其社会经济发展和防灾减灾有重要意义。本文以成都市为研究区，选取人口密度、耕地密度、道路密度、人均GDP、固定资产密度等指标，运用模糊综合评价法对其各区县的易损程度进行定量评价。结果表明，成都市地质灾害易损程度总体较高。
关键词：成都市；地质灾害；易损性；模糊综合评价
1.引言
地质灾害易损性是指在灾害影响区域内承灾体受潜在地质灾害威胁而可能遭受损失的程度[1-2]。由于受科技水平的限制，人类目前还只能认知致灾因子的形成原因，而无法完全控制地质灾害的发生过程，因此认知和控制地质灾害易损性成为制定减灾措施的重点[3]。
成都市位于四川盆地西部，介于东经102°54′-104°53′，北纬30°05′-31°26′之间，包括9区4市（县级市）6县：锦江区、青羊区、金牛区、武侯区、成华区、龙泉驿区、青白江区、新都区、温江区、都江堰市、彭州市、邓峡市、崇州市、金堂县、双流县、郸县、大邑县、蒲江县、新津县。总体地势西北高东南低，地形起伏多变，山、丘陵、平原呈阶梯状分布。西北部龙门山区山峦起伏、沟谷纵横、切割作用强烈。中部断陷盆地地势开阔，东部多为低山丘陵，地质构造复杂，新构造运动强烈。据成都市国土局数据统计，成都市五个市、县在汶川大地震中引发的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害点共1376处，主要集中分布在都江堰、彭州两市，其次为崇州市，大邑县、邛崃市两地的灾害影响相对较轻[4]。独特的地质条件使得成都市成为地质灾害的多发区，滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、不稳定斜坡分布广泛，截至2009年5月，全市共有地质灾害隐患点1945处。其中，小型、中型、大型、特大地质灾害点数量分别为1467、395、75、20[5]。因此有必要对成都市进行地质灾害易损性模糊评价，为防灾减灾和城市规划提供依据。
易损性模糊评价其主要步骤分为：①确定因素集，选择具有代表性的反映承灾体的指标体系；②确定等级评价集，根据易损性在0～1中的分布，可以根据实际情况分为4～5个等级；③确定单因素集，建立模糊矩阵；④数据标准化，确定隶属函数，进行多层次评价，根据隶属度加权求和确定最后的等级。该方法在公路灾害易损性和不同范围自然灾害社会易损性等方面得到了很好的运用。地质灾害的易损性研究过程中包括人口易损性、社会经济易损性和资源易损性等因素[6-7]。
2.地质灾害易损性评价指标体系的构建
2.1设计原则
城市地质灾害易损性的指标体系包括了人口、资源、社会、经济4个主要方面的内容。构建指标体系时，必须遵循一定的原则[8]：
（1）系统性原则：易损性评价指标体系应力求系统化，内容广泛，能够比较全面地反映一个区域的地质灾害易损性。
（2）简明性原则：为了便于数据的收集和整理，应对指标进行筛选，选择的指标尽可能简单明了，既能够反映地质灾害承灾体的特征，又不过于复杂繁琐。
（3）实用性原则：易损性评价指标应能够正确、及时、全面地反映灾害所造成的损失程度，以及为政府决策服务，具有一定的实用性。
（4）可操作性原则：所选用的评价指标不仅要能真实、客观反映评价区域地质灾害承灾体的实际情况，而且选取指标体系应尽量通俗易懂、简便易行、易于获取信息并对其定量化处理。
2.2指标体系的建立
结合易损性要素分析方法和成都市地质灾害的实际，本着上述选取指标的原则，建立成都市地质灾害易损性评价指标体系（表1）。
3.地质灾害易损性模糊综合评价
3.1模糊综合评价的数学模型
设U=[u1，u2，…，un]为综合评价指标构成的集合，称为因子集；V=[v1，v2，…，vm]为判断所构成的集合，称为评价集。由于各指标对灾害易损性的影响程度不同，指标的权重可视为U上的模糊集，记作W=[w1，w2，…，wi，…，wn]，其中wi为第i个指标ui对应的权重，规定：
∑ni=1Wi=1（1）
第i个因子的单要素评判向量为V上的模糊集Ri=[ri1，ri2，…，rim]，单因子评判矩阵为R=（rij）n×m，则对该评判对象的模糊综合评判的结果是V上的模糊集B=[b1，b2，…，bm]，其中bj表示b在第j个评价等级上的权重。
3.2模糊综合评判步骤
3.2.1确定因子集
以成都市各县（市、区）为评价区，共计15个评价区（锦江、青羊、金牛、武侯、成华记为成都市主城区）。选取表1中的5个因子作为成都市地质灾害易损性评价的因子，由此确定因子集U=[u1，u2，u3，u4，u5]=[人口密度，耕地密度，道路密度，人均GDP，固定资产密度]。根据成都统计年鉴2011和成都市统计信息公开网的数据计算得各评价区指标特征数据如下（表2）。
3.2.2确定评价集及单因子分级标准
将地质灾害易损度划分为4个等级，即评价集V=[v1，v2，v3，v4]=[1级，2级，3级，4级]，分别表示[极易损性，强易损性，中易损性，轻易损性]，建立各因子的分级评价标准（表4）。
3.2.3确定隶属函数
隶属函数取降半梯形分布，建立一元线性隶属函数，数学模型为：
3.2.4构建因子评价矩阵
地质灾害易损性等级评价集V与因子集U之间存在一种模糊关系，这种关系用5×4维模糊因子评价矩阵R表示：
3.2.5建立权重矩阵
权重计算公式为：
3.2.6模糊合成运算
将因子评价矩阵R与权重矩阵W进行模糊合成运算，得到模糊评判矩阵B：
再求向量B中各隶属度的加权和，可得到H：
H=∑4j=1j×bj（12）
最后通过H值的大小来判断该评价单元的等级。
4.评价结果及分析
以龙泉驿区为例，根据表3和表4数据，利用公式3、4、5求得因子评价矩阵R为：
00.50.5000010.10.90010001/65/600
利用各因子的分级评价标准（表4）和公式7求得：
x1j=0.14，x2j=0.65，x3j=0.60
x4j=0.51，x5j=0.12
再利用各评价区数据（表3）以及公式8、9求出权重矩阵W：
W=（0.175，0.074，0.210，0.309，0.033）
然后将因子评价矩阵R与权重矩阵W进行模糊合成运算，得到模糊评判矩阵B：
B=（0.369，0.471，0.086，0.074）
最后通过公式12求出H=1.865，由于H数值接近2，判断龙泉驿区地质灾害易损性等级为2级，属于强易损性。运用同样的方法，求出其余评价区的地质灾害易损性等级，结果如下（表5）。
由表6可以看出：文中涉及的成都市15个县、区中地质灾害易损性为1级的有4个，2级的有6个，强易损区及以上区域所占比例达67%，这充分说明成都市市整体易损性程度较高，因此在制定地质灾害防治规划时，必须要把强易损区及以上的各县、区归为重点防治区域，增强当地人民的防灾、抗灾意识，并调整人口分布和土地结构，加大防灾和环保投入。
参考文献：
[1] 乔建平.滑坡风险区划理论与实践[M].成都：四川大学出版社，2010
[2] 陈新宇，卢新中，王琛.昆明市地质灾害易损性模糊综合评价[J].安全与环境工程，2012.0319（2）：54
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[5] 张志明，张自光.成都市地质灾害特征及汛期防治措施浅析[J].穿行天下资讯，2009：38-39
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[8] 陈成名.西南山区城镇地质灾害易损性评价理论与实践[D].成都：成都理工大学，2010