一种考虑概念性影响因子建立水土流失监测与预警模型的方法技术

本发明专利技术研制与构建了一种建立水土流失监测与预警模型的方法，该方法基于层次分析法确定其影响因子权重系数，基于功效系数法构建水土流失预警模型，其影响因子除了包括极大型影响因子、极小型影响因子、稳定型影响因子和区间型影响因子外，还包括概念性影响因子，并对相关概念性影响因子的功效系数按区域划分赋值，能够更准确的获得水土流失监测与预警模型，提高了水土流失预警的精度。

A method for establishing soil erosion monitoring and early warning model considering conceptual influence factors

Development and construction of a method for establishing soil erosion monitoring and early warning model of the invention, the method based on the analytic hierarchy process to determine its influence factor weight coefficient, construction efficiency coefficient method of soil erosion prediction model based on the influence factors included the great impact factor, type of extremely small impact factor, stable impact factor and interval effect factor, also including the concept of impact factor, and the related concepts of efficiency coefficient factor can be obtained by Region assignment, soil erosion monitoring and early-warning model more accurately, improve the accuracy of soil erosion prediction.

【技术实现步骤摘要】
一种考虑概念性影响因子建立水土流失监测与预警模型的方法
本专利技术涉及铁路沿线环境安全评估和预警，尤其是涉及铁路沿线水土流失监测与预警。
技术介绍
铁路是国民经济的大动脉，在交通运输中起着重要的作用，而水土流失严重影响铁路的正常运行和行车安全。我国是水土流失活动较频繁的国家之一，而铁路又是遭受水土流失危害最严重的行业之一。水土流失常常会对铁路路基形成冲毁、淤埋、堵塞桥涵等，严重影响铁路的安全运营。随着近年来全球环境的恶化，极端气候频发，铁路不断地向山区延伸，铁路沿线水土流失灾害频发，严重威胁铁路运输线营运安全，每年铁路受灾损失居高不下。水土流失灾害是铁路运输线上所遇到的最频繁的自然灾害，常常淤埋、堵塞、冲毁铁道线路，引发铁路断道、列车出轨等安全事故，给铁路运营安全带来严重威胁，因此建立一个完善的水土流失监测与预警系统对于铁路安全的意义十分重大。通过层次分析法选择相应降雨条件与地质条件作为影响因子，再根据功效系数法对系统风险进行评估能够很好的计算出水土流失监测与预警系统的安全评估系数，因此通过该方法建立水土流失监测与预警系统是一种十分可靠的预警措施，但是采用功效系数法时通常只考虑了一些常规的便于计算的极大型影响因子、极小型影响因子、稳定型影响因子和区间型影响因子，在建立水土流失监测与预警系统模型的时候会忽略一些重要的概念型影响因子，如土壤质地、土壤侵蚀强度、地层岩性、地质灾害分区等，而这些概念型影响因子在实际的水土流失过程中起着相当大的作用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种考虑概念性影响因子建立水土流失监测与预警模型的方法，通过以下步骤建立：步骤S1，选取水土流失监测与预警的影响因子；步骤S2，对各个影响因子进行评分；步骤S3，根据层次分析法对以及评分结果对各个影响因子赋予权重系数；步骤S4，根据功效系数法计算每个影响因子的功效系数值，再结合所述权重系数加权求和得到总功效系数；步骤S5，根据总功效系数判断是否发生水土流失。其特征在于：所述步骤S1中的影响因子包括概念型影响因子，具体包括土壤质地、土壤侵蚀强度、地层岩性、地质灾害分区因子。进一步的土壤质地的功效系数值为可划分为中壤77.9、轻壤82.1、重壤82.1、砂壤91.6、粘土52.6、砂土100。进一步的土壤侵蚀强度值功效系数值可划分为微度50.5、轻度56.7、中度66.0、强烈75.2、极强烈87.6、剧烈100。进一步的地层岩性的功效系数值根据抗风化剥蚀能力可划分为A－100.0、B－82.3、C－77.4、D－61.2、E－44.8。进一步的地质灾害分区功效系数值划分为高易发区100.0、中易发区82.4、低易发区64.3、不易发区37.9。与现有技术相比：本专利技术的方法基于层次分析法确定影响因子权重系数，基于功效系数法构建水土流失预警模型，能够考虑概念型影响因子，如土壤质地、土壤侵蚀强度、地层岩性、地质灾害分区等，能够更准确的建立水土流失监测与预警模型。附图说明图1是本专利技术水土流失预测预警指标层次体系图。图2是本专利技术水土流失预测预警模型的建立流程图。具体实施方式下面结合附图详细描述本专利技术。如图1-2所示本专利技术选取边坡相对高度、边坡坡度、植被覆盖率、土壤质地、土壤含水量、地层岩性、侵蚀强度、边坡松散物储量、灾害发生敏感分区、前3d累计降雨量、24h降雨量、10分钟降雨量为水土流失预警模型的影响指标。其中，边坡松散物储量是水土流失物源的重要来源，储量越大，水土流失发生时可提供的固体碎屑物越多:固体碎屑物越松散，在降雨条件下越容易失稳破坏，因此，水土流失沟松散物具有一定的储量为水土流失的形成提供了物源条件；山坡坡度大小反应了坡面上土壤颗粒的稳定条件和水流动力条件，并直接影响地表径流的冲刷和搬运能力；植被覆盖率指标反应了防止水土流失的能力，覆盖率越高，岩土体失稳所需的能量越大；铁路边坡的相对高差则体现了沟谷的地形条件，高差越大，提供的势能越大，水动力就越强，发生水土流失的可能性就越大；10分钟降雨量是水土流失激发的重要启动因素，强度越大，岩土体失稳的可能性越高，水土流失爆发的可能性越大；24h雨量是指至此时前24h降雨量，雨量越大，水土流失发生的可能性越大。长历时的降雨较易使边坡深层土体的孔隙水压力增加，土体易产生滑动性破坏，为后期水土流失的发生起着重要的贡献。因此，前期的累计降雨量大小则在一定程度上反应土体的饱和液化的程度，根据水土流失发生时前期降雨影响程度，选取3天的累计降雨量作为前期降雨影响指标。根据计算权重原始数据的来源，可将权重确定方法分为主观赋权法、客观赋权法和组合赋权法。首先由专家群体对各评价指标的相对重要程度进行评判；然后采用相关的集结算法对单个专家的评判数据进行综合，得到各指标的权重。表1铁路沿线水土流失预测预警评价指标体系综合评分表权重系数是评价指标重要程度的一个量化标准，量化值越大重要程度越高，因此权重系数确定的准确及合理性将直接影响到评价结果。本专利技术采用层次分析法进行影响因子赋权，层次分析法作为一种新的、简洁而实用的建模方法、其建模过程大体上可按下面四个步骤进行:建立递阶层次结构模型；构造出各层次中的所有判断矩阵；层次单排序及一致性检验；层次总排序及一致性检验。表2水土流失目标层矩阵构建与权重计算铁路沿线水土流失预测基础因子(B1)响应因子(B2)诱导因子(B3)Wi基础因子(B1)1.00000.81650.74370.2802响应因子(B2)1.22481.00000.91080.3431诱导因子(B3)1.34471.09791.00000.3767表3准则层基础因子矩阵构建与权重计算基础因子(B1)(C1)(C2)(C3)(C4)(C5)Wi相对高差(C1)1.00000.88210.79501.15791.11730.1942边坡坡度(C2)1.13371.00000.90131.31291.26680.2201土壤质地(C3)1.25781.10951.00001.45651.40550.2442植被覆盖度(C4)0.86360.76170.68661.00000.96500.1677地层岩性(C5)0.89500.78940.71151.03631.00000.1738表4准则层响应因子矩阵构建与权重计算响应因子(B2)(C63)(C62)(C61)(C7)(C8)(C9)Wi下部土壤含水量(C63)1.00001.26691.58481.23030.94921.08850.1921中部土壤含水量(C62)0.78931.00001.25080.97110.74920.85910.1516上部土壤含水量(C61)0.63100.79951.00000.77630.59900.68690.1212侵蚀强度(C7)0.81281.02981.28811.00000.77150.88470.1561灾害敏感性(C8)1.05351.33471.66951.29611.00001.14670.2024边坡松散物质储量(C9)0.91871.16401.45591.13030.87211.00000.1765表5准则层诱导因子矩阵构建与权重计算表6水土流失影响因子指标组合权重功效系数法又叫功效函数法，是一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建立水土流失监测与预警模型的方法，步骤S1，选取水土流失监测与预警的影响因子指标；步骤S2，对各个影响因子指标进行评分；步骤S3，根据层次分析法对以及评分结果对各个影响因子指标赋予权重系数；步骤S4，根据功效系数法计算每个影响因子指标的功效系数值，再结合所述权重系数加权求和得到总功效系数；步骤S5，根据总功效系数判断是否发生水土流失。其特征在于：所述步骤S1中的影响因子包括概念型影响因子，具体包括土壤质地、土壤侵蚀强度、地层岩性、地质灾害分区因子。

【技术特征摘要】
1.一种建立水土流失监测与预警模型的方法，步骤S1，选取水土流失监测与预警的影响因子指标；步骤S2，对各个影响因子指标进行评分；步骤S3，根据层次分析法对以及评分结果对各个影响因子指标赋予权重系数；步骤S4，根据功效系数法计算每个影响因子指标的功效系数值，再结合所述权重系数加权求和得到总功效系数；步骤S5，根据总功效系数判断是否发生水土流失。其特征在于：所述步骤S1中的影响因子包括概念型影响因子，具体包括土壤质地、土壤侵蚀强度、地层岩性、地质灾害分区因子。2.根据权利要求1所述的建立水土流失监测与预警模型的方法，所述土壤质地的功效系数值为可划分为中壤77.9、轻壤82.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐直国，周卫军，
申请(专利权)人：长沙市玖车测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43