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由于灰色系統(tǒng)理論可對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展變化態(tài)勢(shì)提供量化的度量，適合進(jìn)行動(dòng)態(tài)歷程分析，而且灰色關(guān)聯(lián)分析還可彌補(bǔ)常用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法如回歸分析、主成分分析和因子分析等方法對(duì)數(shù)據(jù)量要求大的缺點(diǎn)，其對(duì)樣本量的多少和樣本有無規(guī)律同樣適用，且計(jì)算簡(jiǎn)單、分析結(jié)果適用可行，并可揭示因素關(guān)系的強(qiáng)弱程度，得到關(guān)聯(lián)度對(duì)各比較序列的優(yōu)劣順序［8］。因此，本文針對(duì)湖北省礦山開發(fā)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，主要包含四類主要的地質(zhì)災(zāi)害———滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷，結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害引起的人員傷亡人數(shù)和直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)據(jù)，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析模型對(duì)引起人員傷亡和直接經(jīng)濟(jì)損失的主要地質(zhì)災(zāi)害影響因素進(jìn)行了分析，以為地質(zhì)災(zāi)害防治提供依據(jù)。

研究區(qū)域概況

湖北省礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀湖北省位于長(zhǎng)江中游區(qū)域，地跨秦嶺—大別和揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)兩大一級(jí)成礦區(qū)帶，地層發(fā)育齊全，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，變質(zhì)作用廣泛，是我國(guó)著名的鐵、銅、磷、石膏和巖鹽等礦產(chǎn)資源集中區(qū)。礦山采掘業(yè)的發(fā)展，極大地促進(jìn)了湖北省礦產(chǎn)品加工業(yè)及其相關(guān)基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展［6］。湖北省礦產(chǎn)資源開發(fā)利用程度總體上較高，截至2009年，已發(fā)現(xiàn)149個(gè)礦種、188個(gè)亞礦種，分別占我國(guó)已發(fā)現(xiàn)171個(gè)礦種和237個(gè)亞礦種總數(shù)的87．13％和79．32％。目前湖北省已查明資源儲(chǔ)量的礦種共計(jì)92種、亞礦種105個(gè)，如果按全國(guó)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，湖北省保有礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量潛在總值及每平方千米潛在總值分別為14720億元、791．41萬(wàn)元，均居全國(guó)第14位，而人均礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量潛在總值達(dá)2．425萬(wàn)元，居全國(guó)第17位①。

湖北省礦山地質(zhì)災(zāi)害概況湖北省礦產(chǎn)資源的大量開發(fā)利用，加之省內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜、降雨豐沛、人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈等因素，造成了全省地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生種類多，既有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、巖溶塌陷和突水等突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害，又有水土流失、地面沉降和地裂縫等緩發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，是我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)省份之一［7］，其中，尤以崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生最為頻繁、破壞性最強(qiáng)。已有研究數(shù)據(jù)顯示，2003年是湖北省突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的一年，共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害561起，其中滑坡405起、崩塌88起、地面塌17陷62起、泥石流6起，造成29人死亡、11人失蹤、6人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)46856．21萬(wàn)元。同時(shí)，地質(zhì)災(zāi)害分布還具有區(qū)域類型多樣、分散發(fā)育和局部類型單一、集中發(fā)育的特點(diǎn)。湖北省地質(zhì)災(zāi)害分布主要受地形地貌條件控制，其地域分帶性明顯，崩塌、滑坡、泥石流主要集中分布在西部山區(qū)，尤以長(zhǎng)江及其支流沿岸最為嚴(yán)重，巖溶地面塌陷、采空區(qū)地面沉陷則主要聚集于鄂東南、鄂中地區(qū)，全省地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)（段）共5657處，分布在68個(gè)縣（市、區(qū)）內(nèi)②。

灰色關(guān)聯(lián)分析模型

灰色關(guān)聯(lián)分析模型（GreyRelationalAnalysis，GRA）的基本思想主要是以兩個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)序列為基礎(chǔ)，按其發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度，根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其聯(lián)系是否緊密。若幾何曲線的形狀越接近，相應(yīng)序列之間的關(guān)聯(lián)度就越大，反之就越小，并依此可以判斷引起該系統(tǒng)發(fā)展的主要因素和次要因素［9］。灰色關(guān)聯(lián)分析的步驟如下：2．1母序列與子序列的確定首先以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，確定因變量序列和自變量序列，并設(shè)因變量序列為母序列，即參考序列為Y′（t）＝｛y′（k）｜k＝1，2，…，n｝；設(shè)自變量序列為子序列，即比較序列為X′i（t）＝｛x′i（k）｜k＝1，2，…，n｝（i＝1，2，…，N）。2．2數(shù)據(jù)序列的無量綱化處理對(duì)原始數(shù)據(jù)的無量綱化處理一般有標(biāo)準(zhǔn)化、初值化和平均化3種處理方式以保證母序列與子序列數(shù)據(jù)的量綱統(tǒng)一，同時(shí)也保證各變量因素能處在同一比較標(biāo)準(zhǔn)之上，進(jìn)而消除量綱帶來的分析誤差。本文采用標(biāo)準(zhǔn)化處理，即Y（k）＝y(tǒng)′（k）－珔yσ，Xi（k）＝x′i－珚xis′i，則標(biāo)準(zhǔn)化后的母序列和子序列分別為Y（k）和Xi（k）。2．3差序列的計(jì)算差序列是指母序列與其余各子序列對(duì)應(yīng)期的絕對(duì)差值：Δi（k）＝｜y－xi（k）｜，可通過比較計(jì)算確定最大絕對(duì)差值Δmax和最小絕對(duì)差值Δmin。2．4關(guān)聯(lián)系數(shù)的計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)的計(jì)算公式為ξi（k）＝minimink｜y（k）－xi（k）｜＋ρmaximaxk｜y（k）－xi（k）｜｜y（k）－xi（k）｜＋ρmaximaxk｜y（k）－xi（k）｜（1）式中：εi（k）為序列Y（t）和Xi（t）時(shí)刻k的關(guān)聯(lián)系數(shù)；｜y（k）－xi（k）｜＝Δi（k）為Y（t）和Xi（t）在時(shí)刻k的絕對(duì)差值；minimink｜y（k）－xi（k）｜＝Δmin為最小絕對(duì)差值；maximaxk｜y（k）－xi（k）｜＝Δmax為最大絕對(duì)差值；ρ為分辨系數(shù)，當(dāng)ρ越小時(shí)，分辨率就越大，取值區(qū)間為ρ∈［0，1］，一般認(rèn)為ρ≤0．5463時(shí)均滿足分析要求，具體可根據(jù)情況取值在0．5或0．5以下。2．5關(guān)聯(lián)度的計(jì)算通過關(guān)聯(lián)系數(shù)的計(jì)算可以求得母序列與子序列的關(guān)聯(lián)程度，即關(guān)聯(lián)度。關(guān)聯(lián)度的計(jì)算可以采用平均值算法，也可以采用加權(quán)平均算法，采用平均值算法的關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式為ri＝1n∑nk＝1ξi（k）＝1n［ξi（1）＋ξi（2）＋…＋ξi（n）］2．6關(guān)聯(lián)度的排序關(guān)聯(lián)度越大，說明子序列與母序列變化的態(tài)勢(shì)越一致，則表明該序列對(duì)母序列的影響也就越大。如若r1＞r2，則Y′（t）與X′1（t）的關(guān)聯(lián)度大于Y′（t）與X′2（t）的關(guān)聯(lián)度，認(rèn)為母序列Y′（t）與子序列X′1（t）更相似。

湖北省各類地質(zhì)災(zāi)害與傷亡人數(shù)及直接經(jīng)濟(jì)損失的灰色關(guān)聯(lián)分析

本文選取湖北省1999—2010年地質(zhì)災(zāi)害中的傷亡人數(shù)、造成的直接經(jīng)濟(jì)損失以及各類地質(zhì)災(zāi)害（主要包括滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷）發(fā)生起數(shù)數(shù)據(jù)，并將地質(zhì)災(zāi)害中的傷亡人數(shù)數(shù)據(jù)序列設(shè)為母序列Y′1（t），地質(zhì)災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)據(jù)序列設(shè)為母序列Y′2（t）；各類地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)序列中的滑坡數(shù)據(jù)序列設(shè)為子序列X′1（t），崩塌數(shù)據(jù)序列設(shè)為子序 列X′2（t），泥 石 流 數(shù) 據(jù) 序 列 設(shè) 為 子 序 列X′3（t），地面塌陷數(shù)據(jù)序列設(shè)為子序列X′4（t）。具體原始數(shù)據(jù)如表1所示。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理通過對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，可得到新的數(shù)據(jù)序列———無量綱數(shù)據(jù)序列，見表2（表略）。3．2母序列與子序列的差序列計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化處理后母序列為Y1（t）和Y2（t），子序列為X1（t）、X2（t）、X3（t）和X4（t），根據(jù)公式Δi（k）＝｜y－xi（k）｜計(jì)算差序列，可得到：傷亡人數(shù)與各類地質(zhì)災(zāi)害的差序列為mintmink｜y1（k）－xi（k）｜＝Δmin1＝0．00016，maximaxk｜y1（k）－xi（k）｜＝Δmax1＝2．8915；直接經(jīng)濟(jì)損失與各類地質(zhì)災(zāi)害的差序 列 為mintmink｜y2（k）－xi（k）｜＝ Δmin2＝0．00845，maximaxk｜y2（k）－xi（k）｜＝Δmax2＝3．99606。3．3灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)和灰色關(guān)聯(lián)度的計(jì)算分辨系數(shù)ρ一般取值為0．5，本文根據(jù)分辨系數(shù)越小、分辨率越大，選取ρ＝0．1，計(jì)算地質(zhì)災(zāi)害傷亡人數(shù)與各類地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ1i（k）（k＝1，2，…，12），并根據(jù)公式（2）求得灰色關(guān)聯(lián)度見表3，其中r11＝0．3110，r12＝0．3052，r13＝0．4379，r14＝0．3115，經(jīng)過排序?yàn)閞13＞r14＞r11＞r12；同時(shí)計(jì)算地質(zhì)災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失與各類地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ2i（k）（k＝1，2，…，12），并根據(jù)公式（2）求得灰色關(guān)聯(lián)度見表3，其中r21＝0．5065，r22＝0．4631，r23＝0．4879，r24＝0．3655，經(jīng)過排序?yàn)閞21＞r23＞r22＞r24。3．4灰色關(guān)聯(lián)分析通過對(duì)湖北省礦山地質(zhì)災(zāi)害造成的人員傷亡及直接經(jīng)濟(jì)損失與各類地質(zhì)災(zāi)害的灰色關(guān)聯(lián)分析，可以看出：（1）由地質(zhì)災(zāi)害造成的傷亡人數(shù)與各類地質(zhì)災(zāi)害的灰色關(guān)聯(lián)度分析可知：湖北省礦山地質(zhì)災(zāi)害類型中泥石流X′3（t）與人員傷亡Y′1（t）關(guān)聯(lián)度最高，為r13＝0．4379，從總體上看，雖然泥石流在湖北省發(fā)生的總起數(shù)數(shù)目不大，但是由于其爆發(fā)突然和來勢(shì)兇猛等特點(diǎn)，會(huì)迅速?zèng)_進(jìn)周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，摧毀房屋、工廠及其他設(shè)施場(chǎng)所，并且毀壞土地，造成村毀人亡的災(zāi)難，因此需要引起高度重視。另外，湖北省礦山地質(zhì)災(zāi)害中滑坡、崩塌以及地面塌陷也在一定程度上對(duì)人民的生命構(gòu)成了威脅，亦應(yīng)引起重視。其次為地面塌陷X′4（t）、滑坡X′1（t）和崩塌X′2（t），關(guān)聯(lián)度分 別 為r14＝0．3115、r11＝0．3110和r12＝0．3052，此三類地質(zhì)災(zāi)害與人員傷亡Y′1（t）關(guān)聯(lián)度相差不大；按照關(guān)聯(lián)度大小，可將各類地質(zhì)災(zāi)害排序?yàn)槟嗍鱔′3（t）＞地面塌陷X′4（t）＞滑坡X′1（t）＞崩塌X′2（t）。表明泥石流在湖北省礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了很大的威脅。（2）由地質(zhì)災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失與各類地質(zhì)災(zāi)害的灰色關(guān)聯(lián)度分析可知，湖北省礦山地質(zhì)災(zāi)害類型中滑坡X′1（t）與地質(zhì)災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失Y′2（t）關(guān)聯(lián)度最高，為r21＝0．5065，其次為泥石流X′3（t）和崩塌X′2（t），關(guān)聯(lián)度分別為r23＝0．4879和r22＝0．4631，略小于滑坡X′1（t），其中地面塌陷X′4（t）與直接經(jīng)濟(jì)損失的關(guān)聯(lián)度明顯小于其余3類礦山地質(zhì)災(zāi)害，關(guān)聯(lián)度為r24＝0．3655，表明滑坡、泥石流和崩塌在較大程度上影響到了湖北省整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；按照關(guān)聯(lián)度大小，可將各類地質(zhì)災(zāi)害排序?yàn)榛耎′1（t）＞泥石流X′3（t）＞崩塌X′2（t）＞地面塌陷X′4（t）。（3）滑坡、泥石流和崩塌對(duì)湖北省生產(chǎn)建設(shè)的危害巨大［10，11］，常常給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失，有的甚至是毀滅性的災(zāi)難。這些地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生在鄉(xiāng)村則摧毀農(nóng)田、房舍、傷害人畜、毀壞森林、道路以及農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)施和水利水電設(shè)施等，發(fā)生在城鎮(zhèn)則摧毀工廠、學(xué)校、機(jī)關(guān)單位等，并毀壞各種設(shè)施，造成停電、停水、停工等不利于正常生產(chǎn)運(yùn)作的危害［12］。

對(duì)策與建議

針對(duì)湖北省不同類型的礦山地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人員傷亡和直接經(jīng)濟(jì)損失不同程度的影響，提出以下防治對(duì)策與建議：

（1）從微觀層面上，湖北省礦山地質(zhì)災(zāi)害中泥石流對(duì)人民生命安全的威脅最大，滑坡、崩塌和地面塌陷也有一定程度的威脅，同時(shí)除地面塌陷造成的直接經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)較小之外，滑坡、泥石流和崩塌都造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此應(yīng)結(jié)合湖北省礦山地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域分布實(shí)際情況，一是崩塌、滑坡、泥石流主要集中分布在西部山區(qū)，尤以長(zhǎng)江及其支流沿岸最為嚴(yán)重，二是巖溶地面塌陷、采空區(qū)地面沉陷則主要聚集于鄂東南、鄂中地區(qū)，主要分布在武漢、黃石、大冶、陽(yáng)新、鄂州、咸寧、應(yīng)城等地，著重加強(qiáng)這些區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害防治工作［13］。

具體措施如下：①對(duì)于滑坡，應(yīng)通過減輕或消除水的危害，防止雨水匯集沖刷，同時(shí)采取降低邊坡滑坡區(qū)域分層高度和增加分層個(gè)數(shù)，并放緩坡腳以及降低堆積高度等措施來進(jìn)行滑坡地質(zhì)災(zāi)害的防治；②對(duì)于崩塌，對(duì)存在大量的風(fēng)化破碎或軟結(jié)構(gòu)面的地段應(yīng)采取降低臺(tái)階高度或放緩邊坡來減輕其自重等措施來進(jìn)行崩塌地質(zhì)災(zāi)害的防治；③對(duì)于泥石流，應(yīng)以攔擋為主，并以排泄疏導(dǎo)為輔，根據(jù)地質(zhì)條件在容易發(fā)生泥石流的區(qū)域修筑攔截壩以對(duì)該區(qū)域范圍內(nèi)的松散物質(zhì)進(jìn)行封固，同時(shí)應(yīng)在合理位置修建溝渠，以便一旦發(fā)生泥石流時(shí)能將泥石流及時(shí)排出；④對(duì)于地面塌陷，應(yīng)采用充填復(fù)墾法，利用礦區(qū)附近的煤矸石、粉煤灰以及露天礦剝離物等可以利用的充填材料對(duì)塌陷部位進(jìn)行充填，進(jìn)行廢物循環(huán)利用［14，15］。

（2）從宏觀層面上，應(yīng)當(dāng)在完成湖北省全省地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和建成全省地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)一些嚴(yán)重阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展和危害人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重大地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)實(shí)施勘查、監(jiān)測(cè)和治理，并組織開展縣（市）地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃等項(xiàng)工作，大力貫徹實(shí)行礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估制度，從管理體系、法規(guī)體系入手，規(guī)范礦產(chǎn)開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境相關(guān)的行為，強(qiáng)化地質(zhì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，理順地質(zhì)災(zāi)害防治程序［16］。同時(shí)，針對(duì)湖北省地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)多、面廣、危害大、多在汛期發(fā)生的特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)制定和完善地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)預(yù)案制度、地質(zhì)災(zāi)害速報(bào)制度、地質(zhì)災(zāi)害險(xiǎn)情巡查制度、地質(zhì)災(zāi)害汛期值班制度，以期及早發(fā)現(xiàn)災(zāi)情，把損失降低到最小程度。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

本文作者：呂軍 尹偉鋒 單位：武漢中國(guó)地質(zhì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院