山洪灾害风险评估的研究进展

在自然灾害风险评估的视角下,分别从致灾因子危险性、临界雨量、承灾体脆弱性,以及综合风险四大方面综述了山洪风险评估研究的进展。综合分析发现,山洪灾害的致灾因子主要涉及气象、水文、地质、地貌等方面,研究内容主要包括对影响因子的机理分析和相关影响程度大小分析;临界雨量是山洪预警的重要参考指标,主要通过降水历史资料分析、水文资料估计或机理模型来确定;脆弱性评估对相关数据要求较高,且需要经常更新,才能保证其有效性;山洪风险评估是一项综合研究,相关学者基于RS和GIS技术提出了不同的统计模型和机理模型。此外,基于历史资料分析和情景分析的风险评估对于山洪灾害管理也具有重要意义。     

基于FFPI的山洪灾害风险预警方法

提供了一种基于潜在风险指数(FFPI)的山洪灾害风险预警技术的研究方法,该方法首先基于坡度、土地类型、植被覆盖、土地利用等因子构建了全国1 km的山洪灾害潜在风险指数,通过山洪灾害事件的验证,FFPI高值区覆盖了大部分的山洪灾害事件发生区域,其对山洪灾害的空间预测有较好的精度和可参考性;其次,结合山洪潜在风险指数(FFPI)建立了全国5 km的格点化山洪致灾临界雨量,这为无资料区域山洪临界雨量的确定提供了新的思路;最后,以网格降水预报为前端驱动,实现了全国高精度的山洪灾害风险预报,并对近几年的山洪灾害事件实例进行了预报验证,具有较好的可参考价值。     

文化型山岳景区山洪灾害风险评估及对策研究——以南昌大西山景区为例

我国的文化型山岳景区数量多且山洪灾害频发,极易造成重大安全事故,为提升山洪风险评估体系的适用性,以南昌大西山景区为例构建文化型山岳景区山洪灾害风险评估模型,提出防治措施。结合大西山景区山洪灾害的特点,从山洪致灾因子危险性、孕灾环境敏感性以及承灾体易损性三方面选取了多年平均暴雨日数、多年平均最大日雨量等9个指标构建山洪灾害风险评价指标体系。通过层次分析法确定各指标因子权重,利用加权综合评价法计算并绘制景区暴雨危险性程度图,同时结合自然间断点分级法通过山洪灾害风险评估模型区划大西山景区山洪灾害风险,通过模型评估大西山景区山洪灾害风险等级范围,提供可靠的防洪决策依据,并给出文化型山岳景区山洪灾害的相关防治措施。     

基于GIS的全国山洪灾害风险评估

针对我国山洪灾害空间分布特点,基于自然灾害风险理论,确定全国山洪灾害风险评估模型。在大尺度山洪灾害危险评估比较研究的基础上,从可能引起山洪灾害发生的外界触发因子和可能遭受潜在损失的承灾体两个角度出发,选取山洪灾害风险评估指标构建指标体系。采用主成分分析法提取危险性指标主成分,层次分析法确定各指标权重,在GIS技术支持下,制作各因子指标分布图,开展全国山洪灾害危险性及易损性定量分析,完成全国山洪灾害风险定量评估并得到风险分区图。最后将风险评估结果与全国山洪灾害防治类型区进行比较,结果表明,山洪灾害风险分区与防治类型区吻合较好,高风险区基本分布在我国的山洪灾害重点防治区,未来山洪灾害防控重点可从影响山洪灾害风险程度的危险性因子和易损性因子入手。     

四川省汶川县簇头沟“7.10”泥石流灾害成因与特征分析

簇头沟是岷江右岸一条低频泥石流沟,受2013年7月极端暴雨的影响,暴发特大泥石流。结果显示,汶川地震造成流域内的坡面和沟道堆积的大量的松散物质是泥石流形成的物源,流域上游暴雨及其形成的山洪是此次泥石流形成的激发因子。"7.10"泥石流为过渡性泥石流,泥石流容重约为1.8~1.9 t/m3,沟口处最大流速为9.2 m/s,峰值流量为515 m3/s,冲击力达到3 657 t,输沙总量约为50×104m3。泥石流过程表现为为暴雨(山洪)—滑坡(坡面泥石流)—泥石流—堰塞湖—溃决洪水。对震后低频泥石流危险性认识不足、防治工程设计标准偏低是此次灾害造成重大损失的主要原因。在未来灾害防治工程设计中,应合理估计灾害规模和潜在风险。     

大别山区山洪灾害预警模型的建立与应用

根据近年来大别山地区高密度雨量站资料,利用GIS技术形成的更为精细的栅格点坡度和高度数据,得出雨量与山区坡度和高度的具体关系,并由此推算出两个子流域发生山洪灾害的雨量阈值;实时通过数据服务器获取前期逐时雨量资料,形成24 h和6 h雨量,根据雨量关系式求算面雨量,与山洪灾害雨量阈值进行比较,给出是否发生山洪灾害的预警信息;及时发布预警信息,将山洪灾害的预警信息在淮河流域气象中心进行实际应用。     

湘江流域洪水灾害综合风险评价

依据灾害系统理论,在综合考虑致灾因子、孕灾环境和承灾体的基础上,从致灾因子、孕灾环境的自然属性和承灾体的社会属性两方面出发,以县级行政单元为基本评价单元,进行了湘江流域洪水灾害的综合风险评价。在综合考虑降雨量、地形以及历史上洪水灾害发生频次等自然因素的条件下,利用地图代数分析得到了湘江流域洪水灾害危险性评价图;在综合考虑人口密度、耕地面积百分比、人均GDP和单位面积水库和塘坝容量等社会经济指标的基础上,利用模糊综合评判法得到了湘江流域洪水灾害脆弱性评价图。在此基础上采取“乘”模型的计算公式,即风险=危险性×脆弱性,将湘江流域洪水灾害风险划分为高风险、较高风险、中等风险、较低风险和低风险5个等级,并借助地理信息系统软件编制了湘江流域洪水灾害综合风险等级评价图。     

基于HEC-HMS的郴江流域山洪预报研究

山洪灾害常造成严重的经济损失和人员伤亡,基于地理信息系统和遥感技术的水文模型集成系统,为无资料地区的山洪预报提供了新的思路。在对2006-2013年降雨特征进行统计的基础上,以自然分水线划分子流域,利用遥感影像和GIS技术提取流域信息,采用HEC-HMS半分布式水文模型进行郴江流域山洪预报。结果表明:对模型验证期的10场洪水,洪峰流量和洪量相对误差均在20%以内,峰现时差在2 h以内的占比为80%,Nash效率系数在0.7以上的占比为80%,模型模拟效果较好;相较于多峰洪水,单峰洪水的模拟效果更好。不同雨型的模拟分析结果表明,D型降水洪峰和洪量的模拟效果较好,而E型降水模拟流量过程与实测拟合较好。     

关于山洪与泥石流灾害及其流域性质判别的讨论

山洪灾害与泥石流灾害分别属于水利、国土不同部门管理,其性质的不同决定减灾的归口管理和具体防治模式的不同。为了实现山洪泥石流灾害防治的科学化,亟需建立其性质判定统一规则。该文对比分析了山洪泥石流运动特征、灾害形式及发展趋势,建立了山洪泥石流灾害性质与沟道性质的判定规则。从灾害形成特征、运动特征、灾体特征和堆积特征分析山洪泥石流的差异,以受灾体所处位置的流体性质、山洪泥石流所造成的人员伤亡和经济损失比重来综合确定山洪泥石流灾害的性质。鉴于山洪和泥石流在不同的地质环境下存在相互转化的可能,特别引入了时间概念讨论在过去和将来山洪与泥石流沟的判别问题。以石棉县洪坝河和宁南县矮子沟为例进一步说明山洪灾害和泥石流灾害,山洪沟和泥石流沟的判别。     

基于AHP和GIS的山区小流域山洪灾害风险区划研究

在广泛收集资料的基础上,对山区小流域山洪灾害风险区划技术进行了研究。以降雨、地形地貌、河流分布等因素提取了危险性因子,以人口、GDP分布和土地利用类型等因素提取了易损性因子,作为山洪灾害风险区划指标,通过层次分析法(AHP)赋予权重,利用加权综合的Arcgis空间叠加方法获得了山区小流域山洪灾害风险区划图。通过实例分析,研究区山洪灾害高风险区主要分布在马贵镇,并且集中在河流两岸。通过与历史山洪灾害点进行验证,风险区划结果精度较高,可为研究区山洪灾害防治和风险管理提供科学依据。     

山洪灾害防御研究进展

从防治理念、预报预警和风险评估三个方面,对当今国内外山洪灾害防御研究工作进行梳理,总结和比较了国内外山洪防御研究现状与差异,以期为明晰我国现阶段山洪防御水平、找准未来工作重点提供参考。认为与先进国家相比,我国山洪防治理念对保险和土地利用管理措施关注不够,需在充实"非工程措施"内涵的基础上,对相关工作进行深入探索和实践;我国山洪预报预警的准确率与先进国家尚存一定差距,落后的山区局地降雨监测预报支持系统和高度概化的预报预警模型是其中的重要原因;要素风险评估技术在国内外山洪风险格局分析中得到了普遍应用,不再是山洪防御工作的瓶颈,而物理机制更强的过程风险评估的发展尚不能满足现实需求,是今后研究中需要着力加强的部分。     

基于树木地貌法重建山洪泥石流历史事件--以北京密云区龙潭沟流域为例

认识区域山洪泥石流活动史是预测未来气候变化背景下灾害发展趋势的基础。利用树轮中的生长干扰信息,可以对未知山洪泥石流历史事件准确定年。本文以北京市密云区龙潭沟流域的曹庄子沟和合峪沟两条泥石流沟为研究对象,利用树木地貌学方法,在已知灾害年基础上获取阔叶树杨树的树轮生长扰动百分比,再重建未知灾害年并进行验证。结果表明:树轮对灾害的响应要滞后一年;2011年曹庄子沟的山洪导致该沟流通区、左岸、右岸和堆积区的树轮生长扰动百分比分别为-30.59%、43.78%、43.47%、-30.44%;2016年曹庄子沟的泥石流导致该沟四个分区的树轮生长扰动百分比分别为-46.08%、-45.15%、-46.64%、-37.32%。根据上述结果,推求并验证了曹庄子沟其他灾害年为2002、2013年,合峪沟灾害年为1997、2002、2011、2013、2016年。研究区1997、2002、2011、2013、2016年的响应树比例分别为35.42%、66.07%、46.43%、32.14%、58.93%,利用响应树比例能够区分灾害严重年份和次严重年份。2010年至今,该流域山洪及泥石流灾害活动频数有所增大,未来该流域再发生山洪泥石流灾害可能性仍较大。     

典型降雨情景下北京市十渡镇山洪灾害风险评估

基于北京市十渡镇"7.21"特大暴雨山洪事件淹没特征展开模拟,获得了适用于研究区的水文水动力模型参数,进而模拟了研究区20 a、50 a、100 a一遇降雨情景下的山洪危险性特征,并根据灾损模型计算了相应情景下的山洪灾害经济损失。结果显示50 a一遇降雨情景下的淹没范围比20 a一遇增加了2.2 km~2,并且由于受河道排水能力影响,100 a一遇与50 a一遇淹没范围相似,主要增加的淹没深度区间为0.5～1.5 m。经济损失主要位于河道两侧,20 a、50 a、100 a一遇情景下经济损失分别为14.69亿元、18.16亿元以及20.40亿元。淹没特征模拟值与历史实际值具有较强相关性。情景风险评估结果可为类似十渡镇的山地旅游小镇防洪减灾提供参考依据。     

近50年内蒙古山洪灾害的规律及成因

在全面系统地统计分析近50年的内蒙古山洪灾害和降水资料的基础上,得出了内蒙古山洪灾害发生的时空分布特征周期变化规律和影响因子。研究表明内蒙古山洪灾害具有时间序列周期性和单峰型正态分布特征,主要发生期为每年7,8月份,7月中旬是山洪灾害的高峰期;每日13-15时是山洪灾害的高发时段。山洪灾害的空间变化受暴雨空间变化和山区、丘陵区分布的影响明显,在东西部地区各有一个中心。山洪灾害具有暴发突然、水量集中、影响范围大、经历时间短、灾害损失严重等特点。山洪灾害的发生是高强度暴雨与复杂的地质构造共同作用的结果,其中,全球气候变暖是山洪灾害增多的主导因素;生态环境和土地资源的破坏对山洪灾害的发生起到了推波助澜的作用。     

’98重庆市的自然灾害与减灾对策

１９９８ 年夏季, 长江流域发生了特大自然灾害。地处长江上游之尾的重庆市,其灾情以山洪和滑坡、崩塌、泥石流等坡地灾害并发为主, 具有与长江中下游地区不同的特殊性。作者分析了重庆市灾情的严重性, 从自然环境和人类活动两方面分析了灾害成因的特殊性,在此基础上提出了坡地灾害的防治对策     

基于BP神经网络的湖北省山洪灾害危险性评价

湖北省是山洪灾害多发地,每年因山洪灾害造成的损失十分严重,山洪灾害危险性评价对于防灾减灾具有重要意义。构建了湖北省山洪灾害危险性评价指标体系,根据山洪灾害危险性与历史山洪灾害的相关性,采用RBF(Radial Basis Function,径向基函数)神经网络对小样本调查数据进行拟合、扩展,形成可靠的数据集,使用扩展数据集对BP(Back Propagation)神经网络进行训练,建立山洪灾害危险性评价模型,通过建立的评价模型分析了湖北省山洪灾害危险性的分布特征。研究结果表明,湖北省山洪灾害危险性最高的区域分布在西南部的建始县、巴东县、鹤峰县和中部的钟祥市、孝感市,总面积为1.47万km2;湖北省中等危险区分布在全省各地,面积达到12.48万km2;湖北省低危险区主要分布在西北部的房县、东部的黄陂区、嘉鱼县、黄冈市市辖区,总面积0.84万km2。     

基于系统动力学的村镇基础设施安全韧性仿真研究

与城市相比,村镇在基础设施建设水平和抵御灾害的能力等方面都较低。厘清灾害风险与村镇基础设施安全韧性的关系,并评估村镇基础设施应对灾害的能力,有利于村镇基础设施的规划建设。采用系统动力学方法建立村镇基础设施安全韧性仿真模型,在确定模型变量权重的基础上,对村镇基础设施安全韧性进行模拟仿真。以西安市西咸新区大王街道为例,设定了现状延续型、经济发展型、政府干预型和安全韧性建设型4种发展情景,模拟不同情景下2019—2030年大王街道基础设施安全韧性的动态变化。结果表明：预计到2030年,政府干预型方案中基础设施安全韧性水平可达到0.779,是上述4种发展情景中基础设施安全韧性水平最高的,建议大王街道在现有规划的基础上可以考虑政府干预的发展规划进行调整完善。研究结果可为其他村镇规划建设提供理论依据和有效方法。     

基于多维空间耦合模型的综合灾害风险评价——以南阳市中心城区为例

随着城市化进程加快及城市规模扩大，城市建成环境变化较大，综合灾害应对能力不足，为提高综合灾害应对能力，从灾害构成要素“源头——根本——基础”及形成机理出发，对孕灾环境、承灾体及致灾因子协同考虑，对灾害风险评价，因此构建了“孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性及致灾因子危险性等多维空间耦合模型”,并建立了灾害风险评价体系，提出结合加权综合评价法的灾害风险测算新方法，并以南阳市中心城区为例进行研究，发现南阳市中心城区综合灾害风险总体不断增加，但增速逐渐放缓，不同区域灾害风险差别较大，不同时期致灾因子、承灾体及孕灾环境变化对灾害风险均有较大影响，灾害风险水平较高。     

基于GIS的易灾地区小流域植被减洪能力初探──以岷江上游为例

以小流域为基本单元,采用灰色关联及统计分析方法,结合地理空间技术识别岷江上游不同植被类型及覆盖度与山洪灾害的关系特征,结果表明:1在不考虑植被覆盖时,岷江上游山洪灾害潜在危险性较高,并存在空间分异,干流及一级支流的中下游潜在危险性较高,而干流上游及小姓沟、黑水沟部分区域其值较低;2根据灾害发生实际情况,该区域的植被具有减洪能力,缓解程度与潜在危险水平存在相关性;3不同植被类型及覆盖下,植被的减洪能力也存在差异,并与覆盖度存在不同程度相关性。     

我国山洪灾害监测现状与发展趋势

山洪灾害包括山洪及由山洪诱发的滑坡、泥石流,常常造成巨大的经济损失和人员伤亡。目前,监测作为最主要的非工程手段已广泛运用于山洪灾害防治工作中,为预警提供了直接依据。该文首先评价了监测预警实施效果,然后从监测要素、临界雨量、监测设备与台站系统和相关法律法规4个方面详细评述了山洪灾害监测现状与主要进展,总结出监测当存在监测系统寿命与灾害频率不匹配、临界雨量选取困难、监测要素和设备有限3个问题。最后提出当前山洪灾害监测的发展趋势为多要素立体化监测及新技术的融合运用、布设适应流域水文特点的站点、建立山洪灾害监测预警标准化体系。