城市建设用地抗震防灾适宜性评价方法研究

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地震作为危害最为严重的自然灾害之一,一直都是防灾研究的重点。随着我国城市化进程的快速发展,人们对城市安全和防灾的要求日益强烈。建设用地作为城市功能的载体,为人们提供着生产和生活空间,进行建设用地抗震防灾适宜性评价不仅是城市抗震防灾规划的关键内容,也是城市综合防灾规划中土地利用防灾规划的重要环节。因此,开展城市建设用地抗震防灾适宜性评价体系以及评价方法研究具有重要的意义。本文立足于建立城市建设用地抗震防灾适宜性评价的基本体系,围绕抗震防灾适宜性评价中的关键科学问题,主要做了以下几个方面的研究:  一、在地表破裂危险性分级原则研究的基础上,统计分析了地表破裂宽度的历史数据,综合考虑震级和上覆土层厚度两个主要因素,建立了具有较强小样本处理能力的强震地表破裂宽度信息扩散预测模型;同时,基于地震危险性、地表破裂宽度和上覆盖层厚度联合建立了地表破裂宽度发生概率计算公式,并提出了简化计算方式,进而得到在地表破裂距离危险等级和地表破裂概率共同影响下的场地地表破裂危险性评价模型。为城市建设用地抗震防灾适宜性评价的地表破裂危险性影响判别分析提供了科学支撑。  二、对影响城市建设用地抗震防灾适宜性评价的砂土液化、软土震陷、崩塌滑坡主要因素进行分析,分别提出了具有更好稳定性、泛化能力和辨识程度的灰色关联-逐步分析、条件广义方差极小-盲数理论、离差最大化-可变模糊集耦合评价模型,克服了单一的评价模型无法从空间尺度上准确真实反映出适宜性系统整体的特征和变化过程的缺点,为城市建设用地抗震防灾适宜性评价提供了坚实基础。  (1)建立了地震砂土液化灰色关联-逐步分析耦合判别模型。首先通过灰色关联分析待判样本与砂土液化历史样本数据之间的关联度,以合理的关联度阙值为判别依据,筛选出待判样本的主要判别类型;其次,选定主要分类变量,采用逐步判别理论建立判别函数进行类型判别,从而得到待判样本的综合评价结果。  (2)提出了区域软土震陷危险等级评估的条件广义方差极小-盲数分析模型。首先通过广义方差极小法分析影响软土震陷多维随机变量的整体分散程度,筛选出相关性较强的指标;其次采用完全二次项回归方法建立少量参数决定下的震陷量估计拟合函数;最后应用盲数理论表达区域震陷评估标准中可能出现各种等级情况的可信度,并以特征等级值为判别标准,实现了单体建筑震陷预测与区域震陷评价的衔接。  (3)提出了地震崩塌滑坡危险性评价的离差最大化-可变模糊集耦合方法。该方法针对地震崩塌危险性评价过程中评价因子的多源模糊性特点,在确定地震崩塌危险性指标体系相应等级参考标准的基础上,利用离差最大化方法和层次分析法计算主客观耦合权重,采用可变模糊评价模型确定评价对象指标对各级指标标准区间的相对差异函数和相对隶属度,并通过改变可变模糊评价模型参数对地震崩塌危险性进行线性与非线性耦合评价,最终确定地震崩塌危险性等级。  三、针对城市建设用地抗震防灾适宜性评价指标权重动态变化和强限定性因素对评价结果的影响问题,在引入局部变权理论和“一票否决”的基础上,提出了建设用地抗震防灾适宜性的变权集对分析-Vague评价模型,弥补了模糊集中单一隶属函数的不足,较为客观的反映了建设用地抗震防灾适宜性评价结果介于支持和反对之间的不确定状态描述,为城市建设用地抗震防灾适宜性评价提供了决策依据。  四、以镇江市为例,在城市建设用地抗震场地类型分区、工程地质分区、地震次生地质灾害危险性分析及场地破坏效应(液化、震陷)评价的基础上,采用MapInfo软件平台将耦合评价模型应用到防灾适宜性的定量评价中,绘制了镇江市建设用地防灾适宜性分区图,对镇江市的城市规划建设提出了建议对策。
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