探究基于层次分析法矿区地质灾害风险评估方法.doc

探究基于层次分析法矿区地质灾害风险评估方法 　　摘要：在矿区地质灾害的风险评估中，采用层次分析法能够使得分析评价过程更加简洁和具有系统性，能够全面的对产生地质灾害的原因以及各个因素发生频率及风险度进行定性、定量的分析评价，极大的提高了风险评估的准确度和科学性。 　　关键词：层次分析法；矿区地质灾害；风险评估；风险度 　　我国是一个采矿大国，且是一个发展中国家，正处在已开发和利用物质能源和能量能源为主要特征的工业化过程中。20世纪80年代后期以来，国民经济持续稳定的高速增长需要消耗大量的矿产资源，进而导致大量的矿产开发。近年来，由于采矿引发的地质灾害不断发生。频繁的地质灾害给国家，矿区企业及附近居民造成了重大损失，严重制约了国民经济和矿区企业的可持续发展。因此，提高对矿区地质灾害的认识，加强对矿区地质灾害的风险分析与评估已成为当前一项重要任务。 　　一、层次分析法 　　20世纪70年代由美国著名运筹学家萨蒂提出的层次分析法，指的是在将一个多目标决策对象看做一个系统的前提下，将该目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标（或准则、约束）的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序（权数）和总排序，以作为目标（多指标）、多方案优化决策的系统方法。它的核心思想是将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备投方案的顺序分解为不同的层次结构，然后得用求解判断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递阶归并各备择方案对总目标的最终权重，此最终权重最大者即为最优方案。 　　运用层次分析法对某系统进行分析的基本步骤为： 　　① 建立递阶层次结构 　　利用系统中某一特性的层次划分，确定其各个不同的分析层次，一般某一层次内部具有相通性，即相互间属于并列且相互独立关系；相邻层次间属于包含与被包含关系（就分析对象特质而言），或者彼此相互关联，具有导出关系。 　　② 构造成对比较阵 　　③ 计算权向量并做一致性检验 　　④ 计算组合权向量并做组合一致性检验 　　⑤ 构造判断矩阵 　　二、层次分析法在地质灾害风险评估中的应用 　　在利用层次分析法进行矿区地质灾害风险评估中，首先要确定地质灾害的目标并且按照其产生目标的原因进行分类和一致性检验，并通过对产生上一层次指标的各因素进行两两比较判断，构造出判断矩阵，对判断矩阵进行计算结果导出层次单排序和一致性检验结果，从而确定各个因素的排序以及相应控制方案。 　　（一）某矿区地质灾害风险评估 　　1.确定目标对象及评估因子，划分层次模型 　　确定该目标为某矿区滑坡、崩塌、地裂缝等地质灾害，该地产生地质灾害的原因主要有地形地貌因子、岩性因子、构造因子、水文地质因子、采矿因子（包括地上地下采矿以及选矿、尾矿堆积、矿的运输等活动）以及人类活动因子（不包括采矿活动及其相关如选矿、尾矿堆积等活动）等。由此划分出其层次模型如图1所示。 　　图1某矿区地质灾害层次模型 　　2.评估因子一致性检验 　　对建立起的矩阵进行一致性检验时，引入一致性指标概念，即 　　验证CI=0，则判断矩阵各评估因子完全一致；当CI0时，其不一致程度较大，且其值越大，不一致程度越大。由于各因子间的相互独立性不敏感，矩阵不一致性控制在一定的范围内依然是可以接受的。 　　3.评估因子的赋值 　　由于各个因子对地质灾害的产生均具有贡献，而某单个因子造成地质灾害的状况基本不存在，综合该地区有地质灾害详细资料以来的参数，利用GIS技术统计计算各地质灾害中各因子存在频率及变化量对地质灾害程度变化的影响，确定其各因子的地质灾害贡献度作为其敏感度，对各因子进行1～10赋值和分级。 　　4.评估因子权重输出计算 　　在对各评估因子进行矩阵计算后，得出各因子对地质灾害发生的贡献度及其所占权重输出结果如下所示。 　　表1某矿区地质灾害危险性评价指标权重 　　地形地貌因子（0.25） 地形条件（2） 　　矿区面积（1） 　　岩性因子（0.13） 地层岩性（1） 　　构造因子（0.15） 距断裂带距离（1） 　　水文地质因子（0.06） 矿区地表水文条件（1） 　　矿区地底水文条件（1） 　　周边水文条件（1） 　　采矿因子（0.42） 尾矿库地形及尾矿堆积方式（3） 　　矿区采矿方式及范围（2） 　　矿区采空区范围（2） 　　人类活动因子（0.15） 交通运输（1） 　　农田等（1） 　　（二）该矿区滑坡风险评估 　　确定该矿区滑坡风险因子分别为采矿活动、滑坡灾害面密度、坡度、坡高、地层岩性等五个部分。 　　1.采矿活动 　　这里的采矿活动包括矿区采矿、选矿、尾矿处理等作业，如地表及地下采矿、岩体破碎、爆破、矿体运输、选矿给排水、矿