王長寶，郭鳳雙

(1.四川省地質(zhì)工程勘察院集團(tuán)有限公司，四川 成都 610072;2.四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610100)

0 前 言

得妥鄉(xiāng)位于大渡河左岸鮮水河～滇東地震帶，境內(nèi)高山聳立，河谷深切，加之新構(gòu)造運(yùn)動比較強(qiáng)烈，地震強(qiáng)度較大，使得地表的巖石較為破碎，導(dǎo)致泥石流、滑坡等不良地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育。

經(jīng)詳細(xì)調(diào)查，可知得妥鄉(xiāng)內(nèi)較大的泥石流溝有6條(如圖1)，其中兩岔河泥石流、落進(jìn)溝泥石流、王家溝泥石流較為發(fā)育，它們均有著豐富的物源，且山谷坡度大，發(fā)生泥石流時對周圍居民的危害很大。近年來，區(qū)內(nèi)多次發(fā)生泥石流，阻斷交通影響居民的生活并帶來財產(chǎn)損失以及人員傷亡,因而及時對泥石流特征作出了解并評價其危險性對于防災(zāi)減災(zāi)有著重要意義。

圖1 王家溝泥石流地理位置[3]

本文，以大渡河流域得妥鄉(xiāng)王家溝泥石流為研究對象，基于層次分析法對泥石流危險度進(jìn)行分析，分析各影響因子的權(quán)重，從而對王家溝泥石流進(jìn)行危險性進(jìn)行評價。

1 評價方法原理

層次分析法的原理。層次分析法(AHP)[1]是系統(tǒng)分析法的一種，是由美國運(yùn)籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)教授A.L.Saaty于20世紀(jì)70年代初提出的。其思路是：將人的思維過程層次化并將影響元素進(jìn)行分解，使之具有層次化及條理性,然后利用相應(yīng)的數(shù)學(xué)方法將每一層的元素的重要性進(jìn)行計算并排序的一種定性、定量分析相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策方法。

AHP解決問題的思路為：把要解決的問題進(jìn)行分層使之層次化、條理性，也就是按照問題的發(fā)展目標(biāo)將影響其發(fā)展的因素進(jìn)行分解，在進(jìn)行因素分解時，要注意各因素之間的影響，使之有序且系統(tǒng)化[2]。隨后，通過人們對現(xiàn)實的客觀判斷分析模型中各層次因素的相對重要性，利用相應(yīng)的數(shù)學(xué)方法確定各層次不同因素重要性次序的權(quán)重，最后計算各因素相對重要性的權(quán)值[3-4]。

其基本步驟包括：①建立王家溝泥石流的結(jié)構(gòu)模型；②構(gòu)造相應(yīng)的判斷矩陣；③計算判斷矩陣最大特征根λmax；④層次單排序及一致性檢驗[5]。

2 實例應(yīng)用

2.1 地理環(huán)境及地質(zhì)情況

得妥鄉(xiāng)屬于四川省甘孜藏族自治州瀘定縣，位于川滇南北向構(gòu)造帶北段，大地構(gòu)造部位屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺西部之二級構(gòu)造單元上揚(yáng)子臺褶帶范疇，大渡河呈近南北向流過，西側(cè)有新活動性極強(qiáng)的磨西斷裂。地層為澄江期花崗巖(γ2)和第四系堆積體，白果灣組(T3bg)巖性主要為灰色、淺灰色中厚層至厚層花崗閃長巖。

第四系堆積體包括滑坡堆積(Q4del)、崩塌堆積(Q4col)和分布于河道附近的沖積堆積(Q4al)。三疊紀(jì)砂板巖下伏于第四紀(jì)堆積體。

得妥區(qū)域新構(gòu)造活動及地震活動頻繁，晚更新世以來處于間歇性整體隆起階段，區(qū)內(nèi)地震活動強(qiáng)，自公元前26年至2008年6月30日，共有921次MS≥4.7級的地震記錄，其中5～5.9級地震537次，6～6.9級地震137次，7級以及7級以上地震共38次，最強(qiáng)的7級以上地震為6次。

2.2 評價因子的選取

泥石流的影響因素一般包括：地形地貌、地質(zhì)條件、歷史發(fā)生頻率以及誘發(fā)因素，地質(zhì)條件包括地層巖性、松散物質(zhì)量等；地形地貌條件包括主溝的長度、流域的面積、流域內(nèi)的最大相對高差、主溝床平均比降等；誘發(fā)因素包括降雨等因素的影響。

2.3 層次分析法(AHP)分析過程

2.3.1 模型建立

建立王家溝泥石流危險度評價模型(見表1)。

表1 王家溝泥石流危險度評價模型

2.3.2 構(gòu)造相應(yīng)的判斷矩陣

以王家溝泥石流為實例，參照表2～4，對評價模型進(jìn)行分析計算。

表2 判斷矩陣

表3 判斷矩陣標(biāo)度與含義

表4 判斷矩陣A-B數(shù)值表

表中各指標(biāo)值計算過程如下：

1)將判斷矩陣的每一列進(jìn)行正規(guī)化得到正規(guī)化的判斷矩陣：

2)將每一列經(jīng)正規(guī)化后的矩陣按行相加：

W1=1.41/(1.41+1.41+0.70+0.58)=0.34
W2=1.41/(1.41+1.41+0.70+0.58)=0.34
w3=0.70/(1.41+1.41+0.70+0.58)=0.17
w4=0.58/(1.41+1.41+0.70+0.58)=0.15

4)計算判斷矩陣的最大特征根λmax：

當(dāng)CR<0.10時，判斷矩陣具有滿意的一致性，否則就需要對判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整。

查表得:RI=0.90

查表得:RI=0.58

λmax=2.00,CR=0〈0.10

表5 排序計算表

根據(jù)表6～8，確定泥石流危險度泥石流危險度評價通過對11個二級指標(biāo)權(quán)重和各因子評分實現(xiàn)將各個指標(biāo)按照一定標(biāo)準(zhǔn)評分[5]，指標(biāo)評分與相應(yīng)權(quán)重Wci相乘，即可求出泥石流危險度H。泥石流危險度評價模型為:

表6 “1-9”階矩陣Ri值

式中，H為泥石流危險度;Bi為評價因子評分;Wci為評價因子權(quán)重

經(jīng)過計算，可得王家溝泥石流的危險度為:H=0.452

表7 各元素的權(quán)重

表8 泥石流危險因子等級及其賦值

根據(jù)其危險度等級(如表9)判定，可得王家溝泥石流危險性等級為中度危險。

表9 泥石流危險度等級

3 結(jié) 論

1)利用層次分析法評價王家溝泥石流的危險度，王家溝泥石流的危險度均為中度，解決了定性問題定量化分析過程中較主觀的實際問題，具有較強(qiáng)的可操作性且計算分析簡單可行，為泥石流危度評價提供了新的思路。

2)以王家溝泥石流危險度為目標(biāo)層，地形地貌、物源條件、激發(fā)條件下多個影響因子為指標(biāo)的泥石流危險度評價分析模型，計算各指標(biāo)層因子對目標(biāo)層的組合權(quán)重。經(jīng)分析可得，影響王家溝泥石流的主要因素依次為巖石性質(zhì)、主溝長度、植被覆蓋率、流域高差以及流域的物質(zhì)量。評價結(jié)果均為中度危險，這也與現(xiàn)場實際踏勘結(jié)果一致。

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