基于灰色关联法的北京山区水土保持生态安全评价

北京山区是调节首都生态环境的重要保护带,水土保持是北京山区改善生态环境的迫切需要,建立北京山区水土保持生态安全评价体系具有特殊意义。以北京的7个山区、县为研究对象,参考现有生态安全评价体系与方法,应用压力-状态-响应模型,选取影响水土保持生态安全的13项指标,建立了水土保持生态安全评价指标体系。依据指标体系选取2007,2009,2012这3a的数据运用熵权法确定指标权重,利用灰色关联法分析2007-2012年北京山区水土保持生态安全状况。结果表明:2007-2009年北京山区7区县水土保持生态安全指数由0.2008~0.2753上升至0.2205~0.3268,水土保持生态安全状态整体呈现好转趋势;2009-2012年其状态受自然灾害影响明显,状态呈现下降趋势,水土保持生态安全指数下降至0.2001~0.2825。水土保持生态安全指数与水土保持治理力度呈显著正相关,自然灾害引起的指标变化成为影响水土保持生态安全的主要因子。     

边坡稳定性影响因素敏感性灰色关联分析

提出采用灰色系统理论中的灰色关联分析方法对边坡稳定进行敏感性分析,通过建立起边坡的灰关联数据矩阵,并采用极差变化对数据矩阵进行无量纲化处理,可计算出敏感因子变化与边坡安全系数之间的灰关联系数和灰关联度,从而确定出边坡稳定的敏感因素。结合福建某边坡加固工程实例,针对土体容重、粘聚力、内摩擦角、地下水位、坡高、坡率等影响因素,对该边坡稳定性进行了单因素的敏感性分析。结果表明,土体的内摩擦角、粘聚力是影响该边坡稳定性的主要敏感性因素,进而提出了有针对性的边坡加固措施。     

基于灰色关联法的舟曲泥石流灾害影响因素分析

舟曲8.8泥石流灾害是新中国成立以来破坏性最强、死亡人数最多、财产损失最大的一次泥石流灾害。通过对舟曲泥石流灾害影响因素的分析,运用灰色关联法,找出了此次泥石流灾害的主要影响因素。分析结果表明,强降雨是8.8泥石流灾害产生的直接因素,人为活动是其产生的间接因素;人为活动中,牧业和农业的发展与泥石流的相关度最大,是导致泥石流产生的关键和主导因素。因此要合理地进行农牧业生产,加强植树造林、退耕还林工作;对新修建的水电站要进行生态环境影响评估,尽力减轻自然灾害风险。     

基于突变级数法的滑坡稳定性评价

基于突变级数法,建立了滑坡稳定性评价和预测模型。在相关研究的基础上,建立了滑坡稳定性评价指标的递阶层次结构,以滑带强度、滑面特征、滑坡外形特征及其近期活动等4个内部影响因素,以及暴雨作用、河流作用、滑坡后缘加载、人工活动和地震作用等5个外部影响因素,作为滑坡稳定性识别的判别因子;以22组典型滑坡工程案例作为训练样本,建立了滑坡稳定性评价模型和突变级数判据;然后利用6组典型滑坡工程实际案例作为测试样本,检验了模型的可行性和可靠性。研究表明,突变级数法对滑坡稳定性的识别结果与实际情况吻合,并与系统加权聚类分析法、判别分析法等的识别结果一致。     

灰色关联法在铁路环境影响评价中的应用

铁路建设项目对环境的影响具有多层次、多目标、复杂性等特征,因此可以将铁路建设项目对环境的影响分为生态环境、自然环境(环境空气、声环境、水环境) 和社会环境.选取铁路沿线地区具有一定代表性的指标作为评价参数,建立铁路建设项目环境影响指标体系,并通过层次分析方法对各层指标的权重进行计算,然后通过灰色系统理论建立了灰色关联分析模型.模型主要是通过选取相对最优方案,然后利用灰色关联系数计算各个方案与相对最优方案之间的关联程度,通过灰色关联系数对备选方案进行排序,以确定最优方案.最后通过案例对模型进行了验证.     

基于组合赋权-功效系数法的黄土边坡稳定性评价

在综合考虑影响黄土边坡稳定性因素的基础上,选取边坡高度、坡度、土体天然重度、内摩擦角、粘聚力、地震烈度和孔隙水压力为评价指标,基于主成分分析法和熵权法分别计算各评价指标的主观权重和客观权重,依据偏好系数法进行组合赋权,采用功效系数法建立黄土边坡稳定性评价模型,并以16个黄土边坡样本进行对比验证,结果表明,该模型作为一种快速、简便、有效的评价方法,适用于黄土边坡稳定性评价。     

基于组合评价法的江苏省雷电灾害风险区划

在压力-状态-响应(PSR)概念框架模型指导下,设计了一套雷电灾害风险区划指标体系,并以江苏省为例进行了实证分析。首次将熵的思想引入到雷电风险区划中,对同一数据分别采用熵值法、主成分分析法、层次分析法3种方法确定8项指标的权重,通过计算斯皮尔曼相关系数值研究不同评价方法之间的密切程度。结果表明:3种方法的相关性都很高,可以采用组合评价法对结果进行组合,重新排序;江苏省雷电极高风险区位于苏州、无锡、南京、南通,高风险区位于常州、徐州、扬州,中风险区位于盐城、泰州、镇江,低风险区位于淮安、连云港、宿迁,该区划结果可供防灾减灾决策参考。     

基于均匀设计的边坡敏感性灰色关联分析

边坡工程是一个非线性的复杂系统,常用的线性分析模型不能够真实地反映边坡的客观规律。基于均匀设计的边坡稳定性影响因素灰色关联分析不仅考虑了各因素间的交互作用,而且用非线性的数据评价模型来分析试验结果,较真实地反映了边坡的破坏规律。以一均质土坡为例,选取容重、内摩擦角、黏聚力、坡角、地震加速度等5个因素为子序列,稳定性系数为母序列设计数值试验和灰色关联分析。结果表明在抗震设防烈度为7度以下的一般岩土体地区的常见均质土坡或松散堆积体岩土质边坡中,各因素对稳定性的关联度大小依次为:黏聚力>内摩擦角>地震加速度>重度>坡角,该结论对边坡工程治理具有一定的指导意义。     

基于神经网络的岩体边坡稳定性的灰色聚类空间预测法及其应用

针对岩体边坡稳定性与影响因素之间的非线性关系,提出了基于神经网络的岩体边坡稳定性的灰色聚类空间预测法,结合实例仿真分析,表明该方法能较好地处理岩体边坡稳定性与影响因素之间的灰色非线性关系,同时,能比较准确地预测岩体边坡的稳定性。     

基于组合赋权法的云南典型山区风雹灾风险评价

以区域灾害系统理论为依据,从风雹致灾因子、乡镇孕灾环境、承灾体3方面选定9个指标开展对云南典型山区——彝良县的风雹灾风险评价。应用县域灾情统计资料、地形等自然数据、人口等社会经济数据,基于目标层、准则层、指标层构建多层次风险评价模型。采用耦合层次分析法和熵权法的组合赋权法确定各指标综合权重,定量分析风雹致灾因子危险性、乡镇孕灾环境暴露性、承灾体易损性的高低分布;据此得出风雹灾综合风险指数,并利用ArcGIS10.2软件绘制风险区划图。彝良县风雹灾风险分布较为分散。高风险区域面积占全县2/3,主要集中于中部地区,全县风雹灾总体风险程度高。     

框架锚杆支护多年冻土边坡的稳定性计算方法

为了给出更符合工程实际的冻土边坡稳定性计算方法,通过考察青藏高原地区多年冻土边坡滑移实例、分析其破坏类型和影响因素,提出了高陡边坡的冻融折线型滑移面,基于热平衡理论和莫尔-库伦强度理论给出了折线型的滑移面确定方法;考虑土体在冻融循环作用下抗剪强度损伤、滑移面上水的渗流作用以及气温变暖三种因素,给出了框架锚杆支护多年冻土区高陡边坡的稳定性计算方法。算例分析表明:利用直线型滑面计算的多年冻土边坡稳定性系数比折线型滑移面更小,容易造成保守设计,使用折线型滑移面更为经济;边坡开挖后10a内,冻融循环作用对稳定性的发展趋势起主导作用,10a后气温变暖发挥主要作用,渗流作用对边坡稳定性的影响较为显著,对稳定性发展趋势没有影响,但三种因素都应当在工程设计中考虑。     

危岩稳定性评价的颗粒流断裂力学法

针对危岩稳定性评价问题,结合颗粒流数值模拟方法和断裂力学理论,建立了危岩稳定性评价的颗粒流断裂力学法。选用接触黏结模型,建立了断裂韧度颗粒流数值试验方法,并通过应力强度因子计算公式求取颗粒流数值试样的断裂韧度。根据断裂韧度与接触黏结强度之间的关系,建立了断裂韧度的细观参数标定方法。最后通过实例分析了上述方法在危岩稳定性评价中的应用,分析结果验证了其可行性。     

基于AHP法的赤潮灾害风险评估指标权重研究

赤潮灾害风险评估是赤潮灾害减灾防灾的重要内容之一。评估指标体系对赤潮灾害风险评估具有十分重要的意义,而权重的确定是建立指标体系的主要内容,是提高赤潮灾害风险评估结果可信度的关键。运用德尔斐(Delph i)法、层次分析法(AHP)定量确定了赤潮灾害风险评估中赤潮灾害危险度、承灾体易损度的各个层次、各个指标的权重。结果表明,在赤潮灾害危险度评估的所有指标中,光照强度的权重为0.094 77,氮磷比值、硝氮、铵氮和磷均占0.044 78等;在承灾体易损度评估的所有指标中,不同类型赤潮对承灾体因子易损度是不一样的,总体趋势是无毒赤潮对承灾体易损度的影响最小,有害赤潮的影响居中,有毒赤潮的影响最大。     

地震科技人员开发能力的灰色关联分析

应用灰色系统理论，根据江苏省地震工程研究院的地震科技开发资料，分别以项目负责人的年龄、学历、职称、职务、学科作为比较数列，对年度内完成的实际合同额进行了多因素灰色关联分析，排出了关联序。研究结果客观地揭示了开发能力与人的各种因素——年龄、学历、职称、职务、学科之间的相互关系，为市场经济条件下，地震科技人才的开发、培养和应用，提供了科学依据。     

山体加固方案的多层次灰色关联决策

建立了山体加固方案的多层次决策目标体系,将评价目标分成多个层次,考虑了不同层次不同指标的权重,运用灰色关联决策方法对参选方案进行评判,并按照关联度大小进行排序,确定最佳方案.以兰州榆中钢厂输电线转角塔山体加固工程为实例,介绍了这种分析方法的操作过程.分析结果表明,对该工程通过上部硅化与下部挡土墙结合的途径进行加固,比其它方案更合理.该方法较单层次评判更能反映方案的实际特性,提高了分析精度,可供类似工程方案的决策参考.     

基于博弈论组合赋权的泥石流危险度评价

多目标模糊优选模型是地质灾害评价中的常用模型,多采用层次分析法等传统主观权重计算方法确定指标权重,存在判断矩阵偏主观、一致性检验过程较繁琐的问题。鉴于此,结合灰色系统理论与二元比较法,提出了一种自然满足一致性要求的关联度-二元比较分析法,同时基于博弈论集结模型对主、客观权重进行组合赋权,充分挖掘、利用关联度-二元比较分析法的主观权重信息与熵值法的客观权重信息,从而克服单一权重的片面性。将该组合赋权法在泥石流灾害危险度评价中进行了实例应用及验证,分析表明:该方法评价结果准确、在泥石流危险度评价中切实可行,可为类似项目提供参考和借鉴。     

BP网络马尔可夫模型的水质预测研究——基于灰色关联分析

根据汾河水质的实际情况,应用BP网络马尔可夫模型对水质进行预测。采用拉依达准则剔除样本集异常数据,结合水质污染的实际情况,以COD为参考序列,应用灰色关联度对常规指标进行分析,确定BP网络的输入节点。在BP网络预测结果的基础上采用马尔可夫链对残差序列进行修正。经过关联度分析,确定氨氮、挥发酚、水温、BOD5及COD自身作为BP网络的输入节点,解决了多变量复杂系统建模过程中BP网络输入节点无法自动寻优的问题,使得BP网络的预测结果更加符合实际。对预测误差较大的样本采用马尔可夫修正误差残值,使得相对误差从-15.43%改善到了-15%,修正值更接近于实测值。BP网络马尔可夫模型,结合了BP网络和马尔可夫的优点,提高了预测的精度。     

基于证据权重法的呼伦贝尔地区人为草原火险空间预测

应用证据权重法结合GIS空间分析,研究了呼伦贝尔地区人为草原火险。利用证据权重法定量化地分析了与人类活动密切相关的5个因子(乡村人口密度、载畜密度、居民点分布、城镇分布、公路网)与草原火点空间分布的关系,并建立了呼伦贝尔草原火险预测模型,据此在ARCVIEW的WofE扩展模块下生成一幅草原火险预测专题图,并将研究区划分为高、中、低三类风险区。研究表明:(1)呼伦贝尔草原火灾火点的空间分布与人类活动关系密切,尤其是乡村人口密度、公路网与居民点分布这三个因子,权重分别为0.5191,0.1945,0.2864;(2)证据权重法可以客观定量地表现出草原火险与人类活动的关系,因而可为草原火灾风险管理提供决策支持。     

基于人工神经元网络的滑坡稳定性预测评价

由于滑坡岩土体的结构与物理力学性质表现在宏观和微观上有着不连续性和高度的非线性等特点,其稳定性受地质因素和工程因素等综合影响,岩土体变形、演化规律的非线性和内在因素的非线性决定了滑坡是一个复杂多变的非线性系统.根据滑坡失稳的非线性特征,将人工神经元网络BP模型应用到滑坡稳定性的评价预测中,借助MATLAB的人工神经元网络工具箱,以国道G324上的86个滑坡数据为训练和预测样本对模型进行了实验和验证,结果表明,所建立的滑坡稳定性预测方法具有较高的预测精度.     

基于灰色聚类的区域地质灾害危险性分区评价

区域地质灾害危险性评价是灾害学研究的一项重要内容,并正在向定量化、综合化、科学化发展,但是由于它所涉及的因子较多,且许多因素具有很大的不确定性,所以迄今为止仍有不少需要探索的问题.可以认为,地质环境系统是灰色系统,这就是分类决策聚类问题.以吉林省磐石市为例,将灰色聚类法应用到区域地质灾害危险性评价中,确定了影响地质灾害危险性的主要地质环境因素,建立了区域地质灾害危险性评估的数学模型,计算得到的危险程度数值,反映了磐石市地质灾害的危险程度.根据评价结果,按地质灾害危险性程度将磐石市划分为4个区,经与磐石市地质灾害发育的实际情况进行对比,结果表明文中所提方法的分析结果是可靠的.