热带雨林生态型滑坡防治决策

孙安冬 冉云龙

（河南水利投资集团有限公司）

1 引言

热带雨林在中国主要分布在海南南部和云南的西双版纳，其分布的区域内气候终年高温多雨，植物种类丰富，生物作用十分强烈，地势较为险峻，较大年平均降雨量和频繁的人类活动等使热带雨林区内屡屡出现滑坡现象，给生态系统结构、热带雨林景观及人类的生命财产安全带来了很大威胁。因此，滑坡防治刻不容缓。

滑坡是坡体内部分土体或岩体发生水平或垂直位移的变形现象，可由多种因素引起，有时甚至由于人为活动而加剧。为了更好地认识和减少滑坡灾害，应进行适当、定期、科学的防治。在滑坡防治中，不同的治理方案对治理效果、工程投资和环境影响等不尽相同，不仅要考虑治理效果，还要考虑滑坡地区的生态结构。生态型滑坡治理不仅可以保护坡面和防止坡体塌方，还能起到保护生态的作用。文章提出了边坡植树植草防护、挂三维网喷播植草、浆砌片石骨架植草、土工格栅植草四种热带雨林生态型滑坡防治方案，利用毕达哥拉斯AHP 和vague 集对提出的方案进行决策研究，最后以某热带雨林地区滑坡为例进行解释说明。

2 热带雨林生态型滑坡防治指标体系构建

在进行热带雨林滑坡防治时需要考虑滑坡的类型，按照滑坡发生区域的物质组成进行防护方案选择，需要考虑多种因素的影响，大概可以分为经济性、技术性、生态性、环境影响性四大类，各类指标所包含的评价因子见表1。

3 研究方法及模型构建

3.1 毕达哥拉斯模糊AHP

文章利用毕达哥拉斯模糊AHP 来计算各指标权重，由于该方法能够使专家更自由地分配隶属度和非隶属度，降低了权重确定过程的不确定性，使获得的指标权重更加合理。步骤如下。表2为毕达哥拉斯模糊AHP区间值量表。

相关专家依据表2所给的语言术语关系进行指标间比较，构建如表3所示的成对比较矩阵R=(rik)m×m。

表1 热带雨林生态型滑坡防治指标体系表

表2 毕达哥拉斯模糊AHP区间值量表

表3 成对比较矩阵形式表

利用以下公式求隶属函数和非隶属函数的差分矩阵D=(dik)m×m及区间乘数矩阵S=(sik)m×m：

式中各字母含义同规范规程。

3.2 基于Vague集的滑坡防治方案选择模型构建

利用Vague集进行滑坡防治方案选择，其步骤如下：

构建决策矩阵F。

式（7）中：fij=fi(xj)(i=1,2,…,m; j=1,2,…,n)为方案xj的第i个目标值。

将决策矩阵F转化为目标优属度矩阵U：

式（8）中：I1、I2、I3分别指成本型、效益型、固定性目标，fi*为给定的固定目标值。

设定决策者满意度下界λU和不满意度上界λL，求各方案的支持目标集、反对目标集和中立目标集：

4 案例分析

4.1 项目简介

某滑坡位于低山丘陵地带，斜坡是最为发育的地貌形态，该滑坡所处的热带雨林区内部有两条断裂带，热带雨林处在断裂带两侧。该滑坡剖面呈阶梯状，平面形态呈半椭圆形，坡底前缘有人工开挖的引水渠，该地地质表面土层为砂、黏粒组成的松散残积土地层，基岩层主要为花岗岩，处于热带海洋性季风气候区，常年受台风和强降雨天气影响。文章旨在从所提出的四种生态型滑坡防治方案中选出最适合该地区的滑坡灾害防治方案，从而降低滑坡给该地区带来的损失。

4.2 指标权重计算

依据3.1 节给出的毕达哥拉斯模糊AHP 的步骤来计算各指标权重。根据公式可计算出准则层各指标权重。同理可得评价层指标权重。

4.3 方案选择

根据工程情况首先设定一个没有任何生态防护措施的基点方案，以作参考，然后对4 个热带雨林生态型滑坡防治方案进行各方面评估。评价指标体系由成本型指标和效益型指标构成，其中，成本型指标包括：材料费、维护费、施工难易程度、施工影响、生态系统影响；效益型指标为：治理效果、稳定性、植被恢复程度、净化空气、减少水土流失、景观效果。

方案的优选，构建决策矩阵F：目标优属度矩阵U:

设定满意度下界和不满意度上界为λL=0.50，λU=0.75，则各方案的支持目标集、反对目标集和中立目标集分别为：

计算各方案vague值：

各方案Vague值根据4.2节所得权重可求出：

根据方案的评分函数值对方案进行排序，选出最优方案：

Score（V1）=-0.63； Score（V2）=0.43； Score（V3）=0.18； Score（V4）=-0.47； Score（V5）=0.30。

则有：Score（V2）＞Score（V5）＞Score（V3）＞Score（V4）＞Score（V1）

即边坡植树植草防护最适合该热带雨林边坡防护。

下面对λL，λU取不同值进行最优方案选择比较，如表4 所示，无论如何取λL，λUU的值，方案V2仍是最优选择，即边坡植树植草防护对热带雨林的滑坡防护效果最好，因此，可将边坡植树植草防护方案应用于该地区的热带雨林边坡防护中。

表4 不同λL，λU取值下的方案排序表

5 结论

中国热带雨林的滑坡灾害问题日益严重，对热带雨林地区进行滑坡防治决策研究具有重要意义。文章在进行生态型滑坡防治决策研究过程中，采用毕达哥拉斯AHP和vague集分别进行指标权重的确定和方案的优选，降低了决策过程中的不确定性，保证了决策的有效性，最后得出边坡植树植草防护对热带雨林的滑坡防护效果最好，为热带雨林生态型滑坡防治提供了参考。