灾害风险评价的指标体系

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：海水入侵风险评价指标权重确定。计算采用目前地质灾害评价中常用权重计算方法—层次分析法。因此，进行海水入侵危险性评价时应考虑不同地区降雨的影响。

1.评价方法

在进行海水入侵风险灾害评价时主要运用以下3种方法。

（1）海水入侵风险评价指标权重确定。在计算海侵风险评价时权重主要采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）。层次分析法是根据评价因子两两相对重要性比较构造判断矩阵，从而综合确定各因子权重，以确定不同指标对同一因子的相对重要性。

（2）基于GIS的栅格属性空间分析。这部分主要包含以下三个步骤：①对评价因子数据进行插值分析，制作各因子专题图。内插分析是对矢量点数据进行内插产生栅格数据，每个栅格的值根据其周围（搜索范围）的点值计算；②按评价体系标准对专题图进行重分类，重分类是基于原有数值，并对原有数值重新分类整理，从而得到一组新值并输出；重分类一般包括新值替代、旧值合并、重新分类和空值设置四种基本类型；③对重分类后的栅格图按因子权重进行栅格运算得出评价分区图，栅格运算是指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数关系作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到新的栅格数据系统的过程。

（3）加权综合评价法。综合考虑各个因子对总体对象的影响程度，把各个具体指标的优劣综合起来，用一个数量化指标加以集中，表示整个评价对象的优劣。因此，这种方法特别适合于对技术、决策或方案进行综合分析评价和优选，是目前最为常用的计算方法之一（张会，2005）。加权综合评价法的计算公式为

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式中　Vj——评价因子的总值；

　　　Wi——指标的权重；

　　　Dij——对于因子j的指标i的归一化值；

　　　n——评价指标个数。

2.评价指标权重的确定

按照各因子的性质和相对影响程度进行量化，并计算其权重。计算采用目前地质灾害评价中常用权重计算方法—层次分析法。

层次分析法（AHP）是对一些较为复杂、较为模糊的问题作出决策的简易方法，它特别适用于那些难于完全定量分析的问题。它是美国运筹学家T.L.Saaty教授于70年代初期提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。

层次分析法评估因子判断矩阵见表5-6-1。由层次分析法得到的各因子权重值见表5-6-2。

表5-6-1　层次分析法评估因子判断矩阵

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表5-6-2　评估因子权重值

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3.评价因子选取

影响海水入侵的因素主要有自然和人为两个方面，其中自然因素是其发生和发展的基础，而人为因素则起着触发、催化的作用（赵锐锐等，2009）。自然因素又包括地质、气象和地理环境因素。评估因子的选择是海水入侵危险性评价的关键，在对海水入侵影响因素研究的基础上（赵健，等，1996；李福林，等，1996；徐向阳，2003；张蕾，等，2003；苏乔，等，2009；陈广泉，等，2010），结合研究区的实际情况，确定影响广饶县海水入侵的自然和人为因素主要有以下3种：

（1）地质因素。地质条件决定了海水入侵方式、类型和发生强度。广饶县含水层结构分为三层含水层。单一含水层区分布在甄庙—颜徐—东水磨以北地区以及李鹤乡—梧村—大王一线以北地区主要为砂、粉土、粉质黏土；二层含水层主要为粉土和粉质黏土；三层含水层分布在小张乡—张官庄—甄庙以西地区和军屯子—梧村—颜徐—书房刘以东地区，主要为中砂、细砂、粉细砂。

滨海地区透水层和构造裂隙的存在是海水入侵灾害形成和发展的地质基础。海水入侵的方式受地质条件制约：如发育于第四纪沉积物分布区和裂隙发育均匀密集区的“面状”入侵，沿古河道深入的“指状”入侵，沿发育稀疏的构造裂隙或断裂带发育的“脉状”入侵和沿岩溶系统发育的“树枝状”入侵等多种形式（姜文明，李新运，1994）。广饶县发生海水入侵的滨海平原区地层主要为第四纪松散沉积物，透水能力强，地下淡水与海水之间缺乏稳定的隔水层。当地下水位长期处于海面以下时，海水通过含水层迅速向内陆入侵，形成海水入侵灾害。由于地质背景是非量化指标，无法用具体数据表达，但由于不同岩性的海岸透水性存在差异，对海水入侵灾害的影响程度也不同，根据海岸的地质背景将海岸地质特征划分为基岩、泥沙互层、粉砂和砂4级。

地下水条件包括了地下水水质和地下水水位两个方面。地下水氯离子质量浓度反映了当前研究区内海水入侵（地下水咸化）的程度，也将对今后的海水入侵趋势产生影响。地下水水位反映了海水入侵的水动力场，是海水入侵的驱动力来源。

（2）气象因素。在降雨条件下，地下水得到地表水的补给，水位上升，海水入侵则相对不易发生。因此，进行海水入侵危险性评价时应考虑不同地区降雨的影响。但是，由于本研究区范围较小，雨量差异不大，因此评价时未考虑降雨量大小的影响。尽管如此，研究中仍充分考虑了由于表层岩性、地貌和土地利用类型不同，对大气降雨入渗至地下含水层产生作用的不同，将降雨对海水入侵危险性的影响综合到地层岩性、土地利用（图5-6-1）和土壤类型（图5-6-2）这3个评估因子中，没有单独考虑降雨量因子，以确保因子之间相对独立。

（3）人为因素。人为因素主要包括地下水开采和土地利用类型。地下水开采是海水入侵的主要诱发因素。土地利用类型在一定程度上反映了人类活动的剧烈程度及对地下水水量、水质的破坏程度。

综上所述，根据研究区具体情况，选取了含水层结构、地下水氯离子质量浓度、地下水水位、地质背景、地下水开采、土地利用类型、土壤类型7个评估因子。

4.评价步骤

海水入侵风险灾害评价步骤如下：首先从定性和定量的角度出发，建立海水入侵风险评价的指标体系，并对其进行权重计算和量化；在此基础上，运用ArcGIS空间分析方法对各因子进行叠加分析，采用加权综合评价法，通过栅格运算得到海水入侵灾害风险评价值并绘制成图。

5.风险等级划分

由于海岸带灾害地质环境系统的复杂性，其风险并不具有绝对的含义。常用的分级方法为逻辑信息分类法和特征分类法（李培英等，2007）。本文中采用4级逻辑分类体系，将海水入侵灾害风险划分为4级：即低风险、中等风险、较高风险和高风险。分级标准是根据野外勘测、调查，结合相关规范综合确定的，具体划分方案见表5-6-3。

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