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针对山区小流域是否是泥石流沟、以及泥石流危险性大小等防灾减灾工作中存在的关键判定评估方法问题,以流域系统能量为主线,基于信息熵理论和泥石流发生学基本原理,系统地探讨泥石流流域系统信息熵模型,并应用于深溪沟41个小流域泥石流沟的判别和泥石流危险度分析,对本论文方法和计算的合理性进行验证,主要取得以下成果: (1)针对泥石流流域系统,建立相应的泥石流流域系统状态方程 针对泥石流流域系统,分别建立地形子系统、固体物源子系统和水动力子系统,并构造能够反映各子系统能量分布状态的状态变量,其中地形子系统状态变量主要由能够反映不同比降状态的面积和高程构造,固体物源子系统状态变量主要由能够反映不同位置处崩塌滑坡物质分布与储量状态的崩塌滑坡面积和高程构造,水动力子系统状态变量主要由能够反映不同位置处水动力情况的土体平均含水量和地表径流量与高程构造,并此基础上,建立能够反映泥石流流域系统能量分布状态方程。 (2)基于泥石流流域系统状态方程,建立泥石流流域系统信息熵模型 根据泥石流与能量分布、能量分布与信息熵之间的关系,基于三个子系统状态变量,分别建立三个子系统信息熵模型,并结合泥石流流流域系统状态方程,建立泥石流流域系统信息熵模型。 (3)泥石流流域系统信息熵模型防灾减灾实践 根据系统能量分布作用结果与泥石流之间的对应关系,提出潜在泥石流沟判识和泥石流危险度评价方法,其中潜在泥石流沟判识主要基于三个子系统信息熵的特殊解值将三个子系统信息熵组合形式分为两类,分别为泥石流沟(活动泥石流沟/潜在泥石流沟)和非泥石流沟;泥石流危险度评价方法主要基于三个子系统信息熵的特殊解值,对泥石流危险度进行划分,主要划分为极高、高度、中度、低度和极低五个等级。 (4)开展实例研究,对本文的潜在泥石流判识和泥石流危险度评价方法进行检验 以四川省都江堰市深溪沟流域为靶区,基于GIS技术,按照水系将深溪沟流域划分为编号从0到40的41条子流域,根据本文方法分别计算这41条子流域的三个子系统信息熵值,并进行潜在泥石流沟判识和泥石流危险度评价。通过实例分析与前人成果对比,发现本文所提出方法对震后深溪沟流域泥石流危险度的评价结果与实际情况相符,优于地貌信息熵法和刘希林的单沟泥石流危险度评价方法。 (5)运用MATLAB软件,研发泥石流系统信息熵分析软件 根据泥石流系统信息熵模型理论和方法,运用MATLAB软件编程,研发泥石流系统信息熵分析软件,通过该软件可以实现高效、便捷的潜在泥石流沟判识和泥石流危险度评价。