導(dǎo)語(yǔ)：數(shù)學(xué)建模方法在海岸保護(hù)的運(yùn)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1海岸侵蝕成因分析

自然因素侵蝕歸根結(jié)底是全球氣候變暖加快了冰川融化和海水受熱膨脹導(dǎo)致海平面上升的必然結(jié)果。海平面的上升會(huì)使海水潮位抬高造成沿海低地和海岸濕地被淹沒(méi)，入海泥沙大量減少，波浪作用增強(qiáng)，潮流作用和風(fēng)暴潮增強(qiáng)則會(huì)導(dǎo)致海岸侵蝕的加劇。人為因素導(dǎo)致的海岸侵蝕主要是由于人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境改變所至，在入海河流上游修建水庫(kù)，在港口建設(shè)大型丁壩碼頭，過(guò)度的人工取沙導(dǎo)致海岸帶泥沙供應(yīng)下降和海洋動(dòng)力狀況失衡等均是海岸侵蝕加劇的重要原因。

2現(xiàn)有保護(hù)對(duì)策

現(xiàn)有保護(hù)對(duì)策包括海堤、丁壩、人工海灘補(bǔ)沙(填沙護(hù)灘)和生物護(hù)岸措施。海堤是在河口海岸地區(qū)為了防止潮、浪侵襲，而在沿岸地面上修建的一種壟狀擋水建筑物，通常筑于平原岸段的高潮線附近。丁壩不僅能攔流截沙、挑離主流線，而且能消耗正面入射波的能量。丁壩通常成群出現(xiàn)，構(gòu)成丁壩群。人工海灘補(bǔ)沙是從海中或陸上采集合適的沙補(bǔ)充到被侵蝕的岸灘上。由于人工填筑到海灘上的沙在海浪的作用下仍將被沖刷，因此，補(bǔ)給周期要和侵蝕引起的泥沙自然耗損的速率一致。生物護(hù)岸措施包括在潮灘或水下栽種或培育某種植物，以達(dá)到消能并防止侵蝕的目的;利用開(kāi)發(fā)水產(chǎn)養(yǎng)殖珍珠、貝類(lèi)、魚(yú)類(lèi)等，有利于泥沙的淤積，降低波浪作用力;實(shí)施珊瑚礁保護(hù)政策，重建海岸自然屏障。

3植被選取的數(shù)學(xué)建模

3．1提出問(wèn)題和假設(shè)

海岸線的侵蝕情況日益加重，保護(hù)海岸線的工作迫在眉睫。采取何種方式來(lái)保護(hù)海岸線既符合世界環(huán)保潮流，又具有保護(hù)的長(zhǎng)久性和一定的中國(guó)特色。在這個(gè)問(wèn)題上采取以植被栽植為主其他護(hù)岸措施并行的生態(tài)型護(hù)岸，相信是最適合不過(guò)了。但究竟該栽植哪種植被就成了首要解決的問(wèn)題。植被的選取需符合當(dāng)?shù)氐淖匀簧L(zhǎng)條件和具備抗風(fēng)抗鹽堿性、易成活等必要條件，還要考慮到經(jīng)濟(jì)合理性等一些客觀因素，最好選擇本土植被。(1)我們以海南島為例，在這里做如下假設(shè):給出的資料具有權(quán)威性，值得相信，具有使用價(jià)值。資料的數(shù)字化過(guò)程科學(xué)合理，有使用價(jià)值。(2)數(shù)字化具體過(guò)程。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下:①分布地區(qū)及氣候條件等級(jí)評(píng)定方法:分布地區(qū)廣泛程度，0—5分;對(duì)氣候條件的要求，0—4分。該項(xiàng)等級(jí)為兩部分相加所得。②抗鹽堿性抗風(fēng)性等級(jí)評(píng)定方法:抗風(fēng)性0—3分，抗鹽堿性0—3分，其他抗性0—3分，總得分累加。③成活率評(píng)定方法:生命力強(qiáng)弱，0—3分，生長(zhǎng)土質(zhì)要求0—3分，生長(zhǎng)溫度要求0—3分，總得分累加。(3)具體評(píng)分:①匍匐苦荬菜:分布于溫帶沿海沙灘，海南島是亞熱帶與熱帶相交地區(qū)，分布地區(qū)不相符，得0分;氣候條件為溫度適宜但多雨，海南屬于高溫多雨，有一點(diǎn)相符，得1分，總分1分。濱海植物，抗風(fēng)性3分，是好鹽性的沙生牧草，但鹽性不能過(guò)高，2分，共5分。生命力3分，要求排水良好的砂質(zhì)土壤2分，生長(zhǎng)溫度2分，共7分。②其他植物評(píng)分同上。將資料數(shù)字化后的新表見(jiàn)表2。(4)變量p———生長(zhǎng)因素;c———植物名稱;P1———分布地區(qū)及氣候條件等級(jí);P2———成活率;P3———抗性等級(jí);C1———匍匐苦荬菜;C2———草海桐;C3———單葉蔓荊;C4———白水木。

3．2數(shù)學(xué)建模

(1)確定分析系統(tǒng)中各層次應(yīng)考慮的因素，建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)。1)最高層T:選取最合適的植物;2)中間層M:影響植物的生長(zhǎng)因素;3)最低層B:四種濱海植物。(2)M—T構(gòu)成的兩兩成對(duì)比較的判斷矩陣:判斷矩陣的最大特征值為:λmax=∑ni=1(AW)inwi=13(0．31850．1047+1．90010．6370+0．78150．2583)≈3．0169(1)一致性指標(biāo):CI=λmax－nn－1=3．0169－33－1=0．00845(2)隨即一致性指標(biāo)R的值，薛春汀用了大小500個(gè)字樣，對(duì)不同的n得到如下所示的結(jié)果［5］:M———T矩陣為三階矩陣，故RI=0．58CR=CIRI=0．0146，CR＜0．1因?yàn)镃R＜0．1，所以此排序有滿意的一致性，這就是說(shuō)W可以真正反映P:{P1，P2，P3}在目標(biāo)T中所占的比重。(3)根據(jù)已知的四種植物各項(xiàng)評(píng)分，利用成對(duì)比較法得到關(guān)于各項(xiàng)因素的正互反矩陣。P1—C(四種植物關(guān)于分布地區(qū)及氣候條件等級(jí)的矩陣)計(jì)算方法同上:λmax=4，RI=0．90P1的一致性指標(biāo)為:CI=0，P1的一致性比率為:CR=0λmax=4，RI=0．90P2的一致性指標(biāo)為:CI=0，P2的一致性比率為:CR=0P3—C(四種植物關(guān)于成活率的矩陣)λmax=4，RI=0．90P3的一致性指標(biāo)為:CI=0，P3的一致性比率為:CR=0(4)B層對(duì)T層的總排序表:方法是將P———C所得到的三個(gè)經(jīng)過(guò)單位化的特征向量作為列向量構(gòu)成4×3矩陣，和由P對(duì)目標(biāo)Z的權(quán)量構(gòu)成的3×1矩陣做乘法，結(jié)果即是四種植物的權(quán)重向量，那么數(shù)值較大的所對(duì)應(yīng)的植物就比較合適種植。

3．3結(jié)果分析

對(duì)四種植被排序的結(jié)果分析(軟件程序分析在這里不再贅述):(1)從總排序中我們看出C2所代表的草海桐的權(quán)重值最高。說(shuō)明草海桐是在權(quán)衡了地理分布、各種抗性和成活率三方面因素后，選出的最適合海南島護(hù)岸的植被。草海桐還具有耐寒、抗污染、抗病蟲(chóng)危害能力強(qiáng)和全年可移植等其他特點(diǎn)，有著極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)和抵抗能力，具有一定的普遍性，可以直接選取種植在全島范圍內(nèi)。(2)表中所顯示出的C3、C4數(shù)值與C2相比，差距不是太大，也可選種。但要根據(jù)針對(duì)各項(xiàng)生長(zhǎng)因素計(jì)算出的權(quán)重值和總排序值，在不同地區(qū)采取單種或混種護(hù)岸植被的方法，做到因地制宜地護(hù)岸。(3)C1不適合在海南島栽種。

4結(jié)論

海岸保護(hù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作，采取以植被栽植為主的生態(tài)型護(hù)岸是符合有效性、環(huán)境因素和經(jīng)濟(jì)因素三個(gè)方面要求的。把有效性放在第一位，是因?yàn)樽o(hù)岸是我們首要的任務(wù)，所采取的護(hù)岸方式必須要在有效的前提下，才可以考慮其他因素的問(wèn)題。而栽植植被的護(hù)岸方式無(wú)疑是成功的、有效的。隨著人類(lèi)物質(zhì)文明的進(jìn)步，環(huán)境問(wèn)題已成為世界性的問(wèn)題，護(hù)岸形式的選擇還需要滿足生態(tài)環(huán)境的要求，在旅游城市和風(fēng)景區(qū)的護(hù)岸工程，尤其要滿足生態(tài)環(huán)境的要求。此外，還要考慮經(jīng)濟(jì)因素。首先植被護(hù)岸從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看是經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)樽o(hù)岸植被一般生命力強(qiáng)，繁殖能力好，所以栽種成活后，便可自行繁殖。其次，采取植被護(hù)岸，一般成活率較高，能適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的本土植物，而甚少引種，所以在取材上容易獲得且價(jià)格相對(duì)較低。雖然生態(tài)型護(hù)岸優(yōu)點(diǎn)頗多，但也存在一定的不足，例如植被栽種后，在生長(zhǎng)期中是比較脆弱的，根系還不發(fā)達(dá)，而且抗風(fēng)能力較弱，還有在一些地段，單純的生態(tài)型護(hù)岸的應(yīng)用會(huì)受到一定限制。此時(shí)就需要和其他非生態(tài)型護(hù)岸聯(lián)合運(yùn)用。總體來(lái)說(shuō)，不論是單純的生態(tài)型護(hù)岸，還是生態(tài)型與非生態(tài)型護(hù)岸結(jié)合的聯(lián)合應(yīng)用，重點(diǎn)都應(yīng)放在護(hù)岸上，方式方法是其次的。只要能達(dá)到最終目標(biāo)，就應(yīng)該靈活、合理地加以運(yùn)用。因?yàn)楸Ｗo(hù)海岸帶，就等于是在保護(hù)人類(lèi)的明天。

本文作者：邢晶晶工作單位：蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院