一种线性工程地质灾害危险性评估的多层次分析法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种地质勘测评估的方法，具体涉及一种线性工程地质灾害危险性评 估的多层次分析法。
【背景技术】
[0002] 我国跨越两条全球性地震带。在环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带的影 响下我国成为全球性大陆地震最集中、活动性最高的地区。同时，我国也是一个多山国家， 山地面积约占国土面积的三分之二。在这样的地质和地貌背景下，我国成为世界上受地质 灾害影响最严重国家之一，根据对国土资源部自2001年以来公布的《中国地质环境公报》 的统计分析，我国每年因地质灾害造成的死亡人数都在300人以上，直接经济损失巨大。
[0003] 地质灾害是环境本底因素与触发因素共同作用的结果。环境本底因素又包括坡 高、坡度、工程地质岩组、岸坡结构、水文地质条件、河流动力地质作用、软弱地层状况、构 造复杂程度、地面变形情况、已有动力地质现象、植被发育情况、岩体质量、结构面组合状况 等，这些环境本底因素是地质灾害产生以及发展演化的内在因素。触发因素主要包括暴雨、 地震、人类工程活动等，这些因素是促进地质灾害发生的外在原因。孕育地质灾害发生的环 境本底因素是成灾的必要条件，而触发因素是地质灾害发生的充分条件，地质灾害需要在 一定的环境本底因素和触发因素的共同作用下才会发生。
[0004] 随着我国社会和经济的发展，西部大开发的推进，高速铁路、公路、石油和天然气 管道等线状工程建设迅猛发展。由于我国地质和地貌条件复杂，这些线状工程在其山区段 都面临地质灾害的威胁。近年来，在山区线状工程建设中，诸如滑坡、崩塌、落石、泥石流等 的边坡工程事故频繁发生，给工程建设和当地经济发展、人民生活造成了极大的危害。例 如，京珠高速公路粤北段300krn内有高边坡和滑坡近200余个，治理滑坡和高边坡加固增 加投资近8亿元。云南省元江至磨黑高速公路滑坡和高边坡治理费达6亿多元。南宁至昆 明铁路八渡车站滑坡，体积50万m3,治理费用高达9000万元。
【发明内容】
[0005] ( -）发明目的
[0006] 针对线性工程地质灾害危险性评估方法的不足，根据线性工程的特点，进行区段 划分，并结合地质灾害发生学原理将影响其发生的因素划分为环境本底因素和触发因素， 通过分别建立地质灾害危险性评估的基础层、准则层和目标层，实现对线性工程各区段地 质灾害危险性等级评估。
[0007] (二）技术方案
[0008] -种线性工程地质灾害危险性评估的多层次分析法，通过泛调查和收集资料，在 研究地质灾害类型和成灾规律的基础上，对线性工程进行区段划分，分别建立地质灾害多 层次评估的基础层、准则层和目标层，其具体步骤包括：
[0009] (1)评估区资料收集：在广泛调查和收集线状工程资料的基础上，总结线状工程 沿线地理环境背景与工程地质条件，归纳地质灾害类型与工程特点、触发原因与影响因素、 发育状态与分布规律、危险程度和发展趋势；
[0010] (2)线性工程地质灾害危险性评估区段划分：根据线性工程沿线地理环境特点或 工程建设本身需求，对线性工程进行区段划分，整理和归纳每个区段不同环境本底因素与 触发因素的类型和特点，为进行地质灾害危险性评估的层次分析奠定基础和条件；
[0011] (3)建立地质灾害多层次综合判识模型因子集：将危险性评估的各因素进行分 类，建立危险性综合判识模型因子集；综合判识模型因子集（U)是由影响地质灾害的n个因 子组成的集合，表示为U= {Ul，u2，u3，. . .，un}，元素Ui为第i个因子集，可以根据影响地质 灾害的因子具体给定，每个因子集包括m个因素，即Ui={un，ui2,ui3, . . .，uim};
[0012] (4)确定地质灾害多层次综合判识模型权重集：采用层次分析法，确定权重分配 矩阵Wi= {Wl，W2，W3，...，Wn}，按照影响因素构建潜势度数量化判据的权重并进行归一化处 理；根据分层因素建立递阶层次结构评价模型，以此为基础建立比较判识矩阵；权重向量 计算通常按特征根法确定，为保证判识矩阵的准确性与可信度，同时完成对判识矩阵的一 致性检验；
[0013] (a)因子权重向量计算：影响因素权重向量即评价因素的重要性排序，采用特征 根法计算；设判识矩阵的最大特征根为A_，特征向量为w，采用方根近似解法，则第i个影 响因素的权重Wi与判识矩阵最大特征根A_的计算公式为：
【主权项】
1. 一种线性工程地质灾害危险性评估的多层次分析法，通过泛调查和收集资料，在研 究地质灾害类型和成灾规律的基础上，对线性工程进行区段划分，分别建立地质灾害多层 次评估的基础层、准则层和目标层，其具体步骤包括： (1) 评估区资料收集：在广泛调查和收集线状工程资料的基础上，总结线状工程沿线 地理环境背景与工程地质条件，归纳地质灾害类型与工程特点、触发原因与影响因素、发育 状态与分布规律、危险程度和发展趋势； (2) 线性工程地质灾害危险性评估区段划分：根据线性工程沿线地理环境特点或工程 建设本身需求，对线性工程进行区段划分，整理和归纳每个区段不同环境本底因素与触发 因素的类型和特点，为进行地质灾害危险性评估的层次分析奠定基础和条件； (3) 建立地质灾害多层次综合判识模型因子集：将危险性评估的各因素进行分类，建 立危险性综合判识模型因子集；综合判识模型因子集（U)是由影响地质灾害的n个因子组 成的集合，表示为U= {Ul，u2,u3，. ..，un}，元素Ui为第i个因子集，可以根据影响地质灾害 的因子具体给定，每个因子集包括m个因素，即Ui={un，ui2,ui3, ...，uim}; (4) 确定地质灾害多层次综合判识模型权重集：采用层次分析法，确定权重分配矩阵Wi =Iw1,w2,w3, ...，wn}，按照影响因素构建潜势度数量化判据的权重并进行归一化处理；根 据分层因素建立递阶层次结构评价模型，以此为基础建立比较判识矩阵；权重向量计算通 常按特征根法确定，为保证判识矩阵的准确性与可信度，同时完成对判识矩阵的一致性检 验； (a) 因子权重向量计算：影响因素权重向量即评价因素的重要性排序，采用特征根法 计算；设判识矩阵的最大特征根为A_，特征向量为w，采用方根近似解法，则第i个影响因
(b) 判识矩阵指标一致性检验：为了为避免其他因素对判识矩阵的干扰以及保证判 识矩阵排序的可信度和准确性，要求判识矩阵满足一致性，需要对判识矩阵进行一致性检 验； 检验指标和一致性指标为：
判识矩阵具有良好的一致性，否则应该调整判识矩阵元素的取值，C?I?为判识矩阵一致性 指标，R?I?为判识矩阵的平均随机一致性指标； (5) 地质灾害多层次综合判识矩阵：设设W 则JT是反映各因子
(6) 区段地质灾害危险性评估等级的确定：根据多层次综合判识矩阵的结果，为了便 于评价地质灾害的危险性等级，利用语义学标度，在潜在地质灾害多层次综合判识模型中 将地质灾害等级划分五个级别：I为地质灾害发生率极高，II为地质灾害发生率高，III为 地质灾害发生率中等，IV地质灾害发生率低，V为不会发生地质灾害；为了便于计算，我们 将主观评价的语义学标度进行量化，并依次赋值为1〇、9、8…2、1。
【专利摘要】本发明公开了一种线性工程地质灾害危险性评估的多层次分析法，包括：(1)评估区资料收集、(2)线性工程地质灾害危险性评估区段划分、(3)建立地质灾害多层次综合判识模型因子集、(4)确定地质灾害多层次综合判识模型权重集、(5)地质灾害多层次综合判识矩阵、(6)区段地质灾害危险性评估等级的确定。本发明针对线性工程地质灾害危险性评估方法的不足，根据线性工程的特点，进行区段划分，并结合地质灾害发生学原理将影响其发生的因素划分为环境本底因素和触发因素，通过分别建立地质灾害危险性评估的基础层、准则层和目标层，实现对线性工程各区段地质灾害危险性等级评估。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104715159
【申请号】CN201510151500
【发明人】孔纪名, 田述军, 崔云
【申请人】中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年4月1日