大连地区海岸带灾害地质风险的模糊综合评价

刘剑刚

（辽宁师范大学 城市与环境学院，辽宁 大连 116029）

大连地区海岸带灾害地质风险的模糊综合评价

刘剑刚

（辽宁师范大学 城市与环境学院，辽宁 大连 116029）

大连地区三面环海，海陆间相互作用非常突出，海岸带上分布着多种类型的灾害地质，在特定的条件下会引发地质灾害，对经济持续的发展、生产生活的安全都带来了极大的威胁.文章运用模糊数学理论将这些不易准确描述的灾害地质因素量化，利用层次分析法结合模糊综合评价方法，对大连地区海岸带灾害地质风险等级做出评定.研究表明大连海岸带灾害地质风险较高，评价结果对海岸带地质灾害的防治工作具有一定的参考意义.

海岸带；灾害地质；层次分析；模糊综合评价

灾害地质是指对人类生命财产能够造成危害的地质因素，即有可能成灾的各种地质条件，包括某些地质体和地质作用.海岸带是地球四大圈层的相互作用带，地质环境复杂.海岸带作为地球的“金项链”，居住着全球2/3的人口，是社会经济最发达的地区.若是发生地质灾害，所造成的损失是不可估量的，因此，为保障海岸带经济的可持续发展，查明海岸带的灾害地质类型及其分布规律对防灾减灾具有重要的意义.

1 大连地区海岸带灾害地质特征

大连地区的大地构造属于中朝准地台胶辽台隆中的复州-大连台陷[1]，本区第三系地层缺失，第四纪沉积主要分布于沿海和河谷地带，是一套由冰碛、坡积、冲积、洪积而成的松散物.海底地质渤海区域是中、新生代的沉降盆地，其基底为寒武纪的变质岩，第四纪沉积厚度达300～500 m，上部普遍覆盖有现代海相沉积；北黄海地质构造上处于北北东向的北黄海-胶辽隆起带，基底主要由前震旦纪和震旦纪的变质岩系组成，第四纪和现代松散沉积层厚约300 m.海岸类型主要为岩石岸、淤泥质岸、岬湾砂砾海岸.

将大连地区海岸带分段研究：1）大洋河口至庄河东，本段海岸是基岩港湾海岸，无明显侵蚀与堆积，受河流和降水影响，区域内灾害地质表现为水土流失并有面积约为144km2的易损湿地分布.2）庄河东-沙河口，本段是粉砂细砂质潮滩海岸，内有碧流河、庄河和沙河的泥沙供给，外有长山列岛的屏障作用，除沙河口北有部分海岸侵蚀现象，整体海岸稳定.区域内灾害地质类型主要为水土流失，活动断裂，地裂缝，潮流冲刷槽，侵蚀洼地等.3）沙河口-金州湾-普兰店湾，主要为基岩岬湾海岸，灾害地质类型主要是水土流失，海岸侵蚀，海水入侵，潮流冲刷槽和侵蚀洼地等.受海浪、潮汐作用影响，区域整体为海蚀海岸，城市用水需求量的增加造成了地面沉降并加重了大连、金州两海湾的海水入侵严重.4）普兰店湾-复州河湾是基岩港湾海岸.长兴岛、西中岛、凤鸣岛等分布于港湾口，港湾泥沙堆积显著，岛屿西侧有海底沙丘分布，灾害地质为陆上水土流失、港湾泥沙淤积和水下潮流冲刷槽.5）复州湾至熊岳河口，本段海岸为基岩岬角-砂质海岸交替分布，海岸侵蚀表现明显，陆域是以老帽山为中心的泥石流灾害多发区，且水土流失严重，区域内断裂构造发育，属于华北地震活动区郯庐地震活动带.海域潮流冲刷槽、潮流沙脊发育，且发育古河道.仙人岛连岛沙坝-熊岳河口一带有海岸沙坝、沙丘发育，本段海岸带整体还是以侵蚀表现为主.

2 模糊综合评价

2.1 模糊综合评判模型

设因素集U={u1，u2，…un}，表示为n种评价因子的集合[2-5].设评语集V={v1，v2，…vm}，表示对因素集的评价因子能取到的m种评价.模糊评价就是V上的一个子集.

假定每一个 ui都有其评价集为 ri={ri1，ri2，rim}，ri是V的子集，i分别代表各指标类中的各级评价因子.那么能够得到评价矩阵R：

然后按照模糊综合评判数学模型进行模糊合成，对因素集U的评判结果为：

其中，bj（j=1，2，…m）反映的是评价对象对评语集V的隶属程度，即表明该评价对象在综合评价中的地位.最终的评价结果根据最大隶属度原则，选择最大权值所对应的风险等级作为评价结论.

2.2 评价体系的建立

大连地区海岸带灾害地质类型种类繁多.其中，自然地质灾害和人为地质灾害互为因果，相互诱发.根据触发机制及危害类型的不同，选取4个具有代表性的评价因素组成因素集U={u1，u2，u3，u4}；

一级指标集确定为U={u1，u2，u3，u4}，二级指标集确定为：

根据地质灾害危险等级将本区灾害地质风险划分为5个级别（见表1）：V={v1，v2，v3，v4，v5}={高，较高，中等，较低，低}={1，2，3，4，5}.

表1 评价因子分类及代号Tab.1 Classifications and code names of evaluation factors

2.3 权重分配

权重的分配是利用层次分析法，对一级评价因子确定权重，具体如下：

构造判断矩阵，U对其下层的u1，u2，u3，u4具有支配关系，两两比较（见表2），将同一层内的两因素对上层相关因素的相对重要性用1-9的自然数和其倒数来表示，这样能建立任意一个因素的下层相关因素的相对重要性单排序矩阵，具体构建及赋初值：

表2 标度法比较Tab.2Scale comparison

计算出构建好的判断矩阵的最大特征根λmax，对应的特征向量W，理论上这个特征向量对应的就是所计算矩阵的单排序权值向量，但由于某些矩阵为二阶以上矩阵，其一致性需要检验，其检验标准如式2.

式中：

CR为判断矩阵的随机一致性比例；CI为判断矩阵的一致性指标；

RI为判断矩阵的平均随机一致性指标，其值见表3.

表3 RI值表Tab.3 RI value

λmax为判断矩阵的最大特征根；n为判断矩阵的阶数.

若CR＜0.1，判断矩阵有很好的一致性，判断合理；若CR=0.1，判断矩阵有较好的一致性，较合理；若CR＞0.1，判断矩阵不符合一致性原则，需要进行重新修正，直到合理为止.这样对一级评价因子构建评价矩阵得到表4.

最大特征根λmax=4.0709，判断矩阵一致性为CR=0.0265，通过检验.同样能够得到二级评价因子的权重（见表5，已归一化处理）.

这样得到一级评价因子权重Au={0.1671，0.2616，0.1182，0.4531}.

表4 一级评价因子权重Tab.4 Weight of the first grade evaluation factors

表5 二级评价因子权重Tab.5Weight of the second grade evaluation factors

二级评价因子权重Au1={0.0966，0.5289，0.2194，0.1552}；

2.4 模糊合成与最终评价

根据各评价因子影响程度的不同特邀请30位专家对各因子进行风险评判，评判语句即V={较高，高，中等，较低，低}={1，2，3，4，5}，认为评价因子在哪个等级上，就给出数字作为评判结论.例如C1代表地震影响，认为风险度高的有2人，认为较高的有7人，认为中等的有12人，认为较低的8人，认为风险度低的有1人.那么此评价因子分别属于这 5个等级的隶属度为 2/30、7/30、12/30、8/30、1/30，该 单 因 素 评 价 为（0.0667，0.2333，0.4000，0.2667，0.0333），经整理得到表6.

评价矩阵为：

表6 各单因素评价结果Tab.6 The results of assessment in each evaluation factor

根据式（1）计算：

一级评价因子的评语隶属于评语集V的模糊关系为：

则：

最终确定 Bu={0.1398，0.4243，0.3257，0.088，0.0222}，根据最大隶属度原则，0.4243所对应的评语“2”是评价集中的“较高”，对大连地区海岸带灾害地质风险的模糊综合评价结果为：灾害地质风险较高.

3 结语

大连地区海岸带灾害地质类型多样，成因复杂，活动连锁性强.各种灾害地质之间存在着不确定的衍生关系，难于简单地描述其危险性.用模糊综合评价方法能够对这一模糊关系进行量化，将问题简明化，可直观地得到评价结果.在不同的海岸段灾害地质分类及程度各不相同，但总体表现为较高风险等级，说明本区的灾害地质在一定触发条件的影响下，很可能带来地质灾害，研究结果与实际情况符合[6-9]，表明模糊评价方法用于研究此类问题是可行的.

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[3]张靓靓,徐华君,白洋.新疆旅游服务质量模糊综合评价[J].科技创业,2007,7:124-125.

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[5]马平均,龙万学,孔纪名.基于模糊综合评价的地质灾害危险性分区[J].贵州工业大学学报:自然科学版,2007,36(6):70-74.

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责任编辑：黄 澜

Fuzzy Comprehensive Evaluation of Hazardous Geology of the Coastal Zone of Dalian

LIU Jiangang
（School of Urban Planning and Environmental Science，Liaoning Normal University，Dalian 116029，China）

Dalian,with coasts on three sides,has very prominent sea-land interaction.There are various hazardous ge⁃ology on the coastal zone.The specific condition may trigger a geological disaster which is harmful for the economic growth,living and working.The paper make a quantification of the hazardous geology factors that are difficult to describe based on AHP-fuzzy mathematics and evaluate the costal disasters geological risk level intuitively in Dalian area by fuzzy evaluation methodology.The research result showed that Dalian has a higher risk of geological disaster,which is meaningful for guiding the prevention of coastal geological disaster.

coastal zone；hazardous geology；AHP；Fuzzy Comprehensive Evaluation

K 928.44

A

1674-4942（2012）03-0320-04

2012-06-14