基于关联规则的分布式水库诱发地震风险多级模糊综合评判研究

水库诱发地震的环境条件是多因素和不确定的，水库不同位置，诱发不同等级水库地震的危险性不尽相同，无论是水库诱发地震成因机理分析，还是预测与评价方法建立，都应该考虑诱震环境条件的不确定性以及水库地震在空间上和危险程度上的不均匀性。本项目将水库诱发地震孕育和发生过程的不确定性建模分析，以及水库诱发地震风险的分布式分级预测与评价，作为关键科学问题，在系统辨识水库地震诱震环境条件基础上，采用关联规则理论，挖掘诱震环境条件与水库地震之间的相关性，并定量分析其不确定性，通过风险辨识和隶属度判断，建立水库诱发地震风险指标体系及模糊关系矩阵，研究水库诱发地震风险多级模糊综合评判模型，采用GIS技术，构建水库地震数字风险模型，分别定量评价和表达水库不同位置，发生不同等级水库地震的风险。本项目对揭示水库诱发地震孕育和发生的客观规律，发展基于物理基础的水库诱发地震预测与评价理论和方法，具有重大科学意义和研究价值。

本项目圆满地完成了项目计划书中的各项任务，在基于关联规则的水库诱发地震环境条件系统辨识及其不确定性分析、基于层次分析法（AHP）的水库诱发地震风险多级模糊综合评判模型与方法、云模型改进的水库诱发地震风险多级模糊综合评价模型与方法以及基于GIS的分布式水库地震风险多级模糊定量评价方法及原型系统开发等方面取得了较大进展。通过对典型震例进行精细解剖，定性分析了水库诱发地震的成因机理和活动特点，采用关联规则理论，挖掘各单个诱震因子和组合诱震因子与水库诱发地震之间的相关性，定量评价了诱震环境条件因子的诱发作用大小，在此基础上，对水库诱发地震风险进行了系统辨识，并对其不确定性进行了分析；针对水库诱发地震孕育和发生过程中的不确定性，将水库诱发地震总体组合环境条件作为一个模糊系统，采用层次分析法，构建了包括评语层、指标层、因子层和状态层等多个层次的水库诱发地震风险评价指标体系，并根据模糊理论，研究了水库诱发地震风险的多级模糊综合评价模型；在对水库诱发地震风险从下往上逐层进行权重计算和模糊映射时，考虑到重要性标度和隶属度确定容易受个人经验和主观因素的影响，提出了基于云模型改进的水库诱发地震风险多级模糊综合评价方法，通过建立水库诱发地震风险评语集云模型、诱震因子权重云模型和隶属度云模型以及综合评价结果云模型，利用云模型的期望、熵和超熵3个数字特征，将模糊性、随机性和离散性有机地结合起来，实现了不确定性语言与定量数值之间的自然转换，极大地提高了评价结果的鲁棒性和可视化；利用空间信息网格技术，研究了水库诱发地震风险的分布式分级评价方法，并设计和开发了相应的原型系统，实现了诱震环境条件与水库诱发地震危险性评价结果的可视化表达。本项研究对揭示水库诱发地震孕育和发生的客观规律，丰富、完善和发展具有物理基础的水库诱发地震预测与评价模型及方法具有重要理论意义，在水利工程地质灾害分析和环境影响评价中具有广泛应用前景。