基于信息熵与AHP模型的白龙江流域泥石流危险性评价

作     者：邢钊 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马金辉

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

主      题：白龙江流域 灾害数据库 信息熵 AHP 泥石流危险性 

摘      要：白龙江流域是我国泥石流最为严重的地区之一,其泥石流灾害类型多,具有多发性和继承性的特点。受“5·12汶川大地震影响,该区山体和岩土结构破坏加剧,诱发了包括舟曲“8·8特大泥石流灾害在内的一系列新泥石流等地质灾害,严重威胁着当地人民的生命财产、重要基础设施甚至长江上游的生态安全。因此,针对白龙江流域进行泥石流灾害危险性评价与防治技术研究具有重要的现实意义。 本文在对白龙江流域的内外动力环境因子进行分析研究,建立研究区泥石流灾害评价指标体系的基础上,分别基于信息熵和AHP模型对研究区的泥石流危险性进行评价,并对评价模型结果进行对比分析,获取了以下主要成果： 1.根据野外实际考察和相关文献资料搜集所得数据,基于Geodatabase建立研究区的泥石流灾害及其相关要素空间数据库,主要包括基础资料库、地质环境空间数据库和泥石流空间数据库,为泥石流危险性评价奠定基础。 2.泥石流灾害空间分布特征：空间分布特征主要表现为分布密度大、空间异质性明显、同级流域泥石流分布高度既集中又分散、泥石流大多沿断裂带和较软弱岩性区分布等特征;3.泥石流灾害时间分布特征主要包括年际时间分布规律、年内时间分布规律和日时段分布规律。年际时间分布规律表现为泥石流多发生在丰水年份和趋于丰水年份,而在低降水年份和趋于低降水年份泥石流不发育;年内时间分布规律表现泥石流发生时间也主要分布在6-9月,并集中在7-8月;日时段分布规律发布规律表现为泥石流多发生在午后(14时至20时)和夜间(24时至次日8时)。 4.根据泥石流的发育背景、形成条件、分布特征等因素,对各影响因子进行逐因子分析、共线性诊断和关联度计算,分别建立基于栅格单元和基于流域单元的泥石流危险性评价指标,其中基于流域单元的影响该区域泥石流危险性指标依次为：地层岩性主沟长度10min平均降雨量流域相对高差流域面积NDVI主沟比降流域切割密度。 5.论文首先采用AHP模型进行泥石流危险性评价,但由于AHP方法本身的限制,评价结果有很强的主观性。为了最大程度上克服主观因素对泥石流评价结果的影响,又采用信息熵模型分别基于栅格单元和流域单元进行泥石流危险性评价,分别生产了基于栅格单元与基于流域的白龙江流域泥石流危险性评价空间分布图。结果表明两种评价单元的泥石流危险性评价结果整体相似,仅在局部存在差异,但基于流域单元的泥石流危险性评价结果与实际情况更吻合,说明流域水文地形状况对泥石流的发生具有更强的作用,在泥石流危险性评价时需采用更多水文地形指标,以使评价结果更为准确合理。 6.基于栅格单元的信息熵模型和AHP模型泥石流危险性评价结果呈现出总体趋势相似,局部略微差异的特点。两种评价结果对比分析显示：断层对研究区泥石流的危险性空间分布起到主导作用。