[发明专利]一种泥石流危险度评价方法

说明书

技术领域

本发明属于地质灾害评价领域，尤其涉及一种泥石流危险度评价方法。 

背景技术

泥石流是山区常见的一种地质灾害。泥石流爆发突然、来势凶猛、历时短暂，具有强大的破坏力和冲击力，常常淤埋房屋、耕地、公路及堵塞河道等，给人类的生命财产造成严重的危害。因此，泥石流危险度评价方法的研究也变得尤为重要。 

泥石流是否发生、规模大小与地形、固体物源、水动力三大要件密不可分。目前，国内外对泥石流危险度的研究方法，均选取与三大要件相关的各种因子，通过专家打分或者数学处理获取其权重，将各个因子与其权重的乘积进行代数求和，作为泥石流危险度的表达式。事实上，泥石流是否发生是一个概率问题，这种以相关因子及其权重乘积的代数和表示的泥石流危险度，并不能真正表达泥石流发生的概率大小,而且，不能综合反映三大要件在泥石流孕育过程中相互作用机制及泥石流发生的非线性和动态过程。 

因此，亟待研发一个泥石流概率模型，将三大要件在泥石流孕育过程中相互作用机制和综合作用的结果进行定量化，并表征泥石流发生的非线性和动态过程，进行合理、有效的泥石流的危险度评价。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种泥石流危险度评价方法，旨在解决现有的泥石流危险度的评价方法均选取与三大要件相关的各种因子，通过专家打分或者数学处理获取其权重，将各个因子与其权重的乘积进行代数求和，作为泥石流危险度的表达式，不能真正表达泥石流发生的概率大小,不能综合反映三 大要件在泥石流孕育过程中相互作用机制及泥石流发生的非线性和动态过程的问题。 

本发明是这样实现的，一种泥石流危险度评价方法包括： 

步骤一、通过野外调查及收集资料确定与泥石流三要素相关的特征参数； 

步骤二、建立三要素的综合信息评价系统，获得三要素初始信息评价矩阵，通过矩阵运算和熵权法，计算得到三要素的信息熵值包括地形子信息熵、固体物源子信息熵、水动力子信息熵； 

步骤三、建立泥石流信息熵模型，将三个子信息熵值作为输入因子，通过BP神经网络作用，输出泥石流信息熵值； 

步骤四、根据信息熵理论与泥石流是否发生的关系，定义泥石流危险度等级标准，进而对研究对象进行危险度评价。 

进一步，确定泥石流三要素的特征参数的具体方法为： 

地形因子集＝{相对高差，主沟长度，沟床比降，沟坡坡度，坡向，集水区面积，沟谷形态，…，主沟弯曲系数}，一般情况下，这些因子是基于流域数字地形DEM数据通过ArcGIS提取而来； 

固体物源因子集＝{地震烈度,岩体的完整性系数,软弱系数,固体物源总量,单位面积的物源量,固体物源补给段长度比,物源的物理力学特征参数,…,松散物质颗粒级配}，一般这些因子通过区域地质资料、现场调查和勘察、室内外实验等手段获取； 

水动力因子集＝{降雨量，前期有效降雨量，地表径流大小，年最大10分钟暴雨量均值，年最大1小时暴雨量均值，…，年最大24小时暴雨量均值}，一般这些因子可通过现场观测、雨量站、水文手册等方式获取。 

进一步，计算三要素的子信息熵值的具体方法为： 

首先，建立研究对象与地形指标因子间的综合信息评价体系，评价体系是由n个研究对象m个指标构成的系统，从而得到初始信息评价矩阵： 

其中，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m； 

对A'中各指标归一化处理： 

归一化的指标：