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。     

基于TRMM数据的京津冀暴雨风险评估

对卫星降水数据TRMM 3B42-V7在京津冀地区的适用性进行了分析,利用2008-2012年的TRMM,并以致灾危险性因子、孕灾环境因子、承灾因子为评估体系,选取连续两日暴雨天数、暴雨日数、暴雨量均值、5 a的4月至9月降水季年值、坡度及综合GDP等6项指标,采用快速聚类方法对京津冀暴雨风险进行了评估。结果表明:(1)高分辨率的TRMM卫星数据能较好地反映京津冀地区的真实降雨特征,对暴雨事件的判断及降水量值误差控制良好。(2)聚类分析将整个研究区域分为4个子类:第1,2类暴雨风险较低,第3,4类暴雨风险较高;京津冀中部东北-西南方向及其东南向延伸的大部分地区为暴雨风险高的区域,应注重防范由暴雨引发的山地灾害及城市内涝等灾害。     

基于分布式SCS模型的山地景区山洪灾害模拟研究

暴雨山洪灾害是影响山区中小流域的重大自然灾害之一。特别是对山地景区而言,暴雨山洪灾害冲毁基础设施、对景区游客生命财产造成严重威胁,因此,山地景区暴雨山洪灾害的预警预报更为重要。利用DEM数据,结合美国SCS(Soil Conservation Service)模型,建立了分布式的山区中小流域山洪灾害模拟模型,并在长白山景区松江河流域进行验证。通过验证发现,本模型对山地景区的山洪灾害具有较好的模拟精度,可以为无水文资料的山地景区暴雨山洪灾害预警预报提供基础。     

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。     

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。     

陕西佛坪、宁陕"6.9"山地自然灾害考察研究

2002年6月9日,陕西南部佛坪、宁陕等地因特大暴雨引发了极其强烈的泥石流、山洪等山地自然灾害.本文考察研究了这次泥石流、山洪等山地自然灾害产生的条件,分布与活动特点以及未来发展变化的趋势.     

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。     

沿河村落山洪灾害危险区等级的定量划分研究

山洪灾害危险区等级的定量划分是沿河村落山洪灾害分析与评估的重要内容,并能为山洪灾害的预警与防治提供科学依据。本文针对甘泉县洛河沿岸村落,根据不同设计频率下的暴雨特征值进行产汇流计算,给出了20%、5%、1%等3个频率下的设计洪水;利用HEC-RAS计算了不同设计洪峰流量下的水面线,通过对比分析沿河村落的居民宅基高程与3种频率洪峰水位,评价了其防洪能力,进而将危险区等级划分为极高危险区(5年一遇)、高危险区(5~20年一遇)、危险区(20~100年一遇)和不危险区(100年一遇)。结果显示,分析评价的56个沿河村落中,极高危险区、高危险区和危险区分别约占3.6%、16.1%和10.7%,且大多分布于干支流交汇口处,而防洪能力较高的不危险区主要位于支流的上游地区。山洪灾害的防治应着重治理干支流交汇口处的区域;根据防洪能力定量划分山洪灾害的危险等级,能够为沿河村落山洪灾害的风险评估及防治提供依据。     

轻小型无人机遥感在高山峡谷区山地灾害应急监测中的应用∗

高山峡谷区频发的山地灾害易堵塞河道形成堰塞湖,对下游城镇和重要基础设施影响极为严重。复杂的地形地貌环境中无法找到合适起降场地、航线规划不准、操作复杂等因素极大地限制了专业级无人机遥感系统在该区域的应用。针对高山峡谷区山地灾害发生后观测数据获取困难局面,探索将轻小型无人机应用于灾害应急监测。以藏东南深切峡谷地区102滑坡群2#滑坡、古乡沟泥石流为例,介绍了轻小型无人机遥感数据快速采集流程。基于航测影像数据对灾害现场进行三维模型快速重建,并将建模结果与三维激光点云模型对比,验证方法的可行性和准确性。结果表明:应急条件下基于轻小型无人机的山地灾害三维模型精度在分米级,平面方向精度高于高程方向,最大误差率低于9.7%。作为一种数据快速获取方法,可将其应用到山地灾害应急监测领域。     

长三角地区台风危险性定量分析

台风灾害是影响我国最主要的自然灾害之一。由于地处西北太平洋西侧,长三角地区每年都会受到台风的侵袭。根据中国气象局公布的1949-2010年西北太平洋台风最佳路径数据,首先提取了影响长三角16个城市的台风最大风速数据,分别从台风影响频次、强度和最大风速极值分布的角度定量地分析了各个城市的台风灾害危险性,并通过对比分析得出了台风灾害危险性在长三角地区的分布状况。结果显示,台风影响频次和强度都呈现从东南向西北递减的趋势,综合台风影响频次、强度和极端台风重现水平,这16个城市可以划分为3个危险等级:"高危险"城市,包括台州、绍兴、宁波和舟山;"中危险"城市,包括杭州、上海、嘉兴、湖州、无锡和苏州;"低危险"城市,包括南通、常州、镇江、南京、泰州和扬州。致灾因子危险性定量评估是灾害风险评估中重要的一环,研究结果可供制定长三角地区台风灾害防灾规划参考。     

云南省山洪地质灾害气象预报预警方法研究

通过分析云南省2000-2011年116个县站共计1 101次山洪地质灾害个例和近12年的逐日降水数据,探讨山洪地质灾害与降水之间的关系,并提出适用于本省的山洪地质灾害气象预报预警的方法。研究表明云南省的山洪地质灾害时间变化与降水的时间变化吻合,灾害主要集中在雨季(5-10月)发生,并在主汛期出现峰值;灾害的空间分布具有西多东少、西北多东南少的特征,在滇南和滇西南山洪地质灾害总次数的高中心的分布与强降水日数中心值的空间分布基本一致。经过计算116个县站各次个例的日综合雨量,分析得出各县站诱发山洪地质灾害的临界雨量,并对临界雨量分级定出各县站山洪地质灾害气象预报预警的5个风险等级,在2012年的山洪地质灾害气象预报预警业务中取得良好效果。     

山区镇域山洪灾害危险性分区研究——以跳石镇为例

山洪对山区人们的生命和财产安全构成了严重的威胁,近年来的一系列山洪灾害造成了重大的人员伤亡和财产损失,严重制约了山区社会经济的可持续发展。以重庆市巴南区跳石镇为研究范围,针对山区镇域山洪灾害的形成特点,构建了由微地貌类型、地形坡位、汇流累积量和植被覆盖度等组成的山区镇域山洪危险分区指标体系,并在Arc GIS平台支持下,通过相应方法获取研究区危险分区指标数据,利用建立的镇域山洪危险分区模型计算得到各评价网格单元山洪危险综合指数并据此进行了综合分区。研究结果表明:跳石镇山洪灾害以低危险和中危险等级为主,分别占总面积的40.12%和34.23%,而中危险区和高危险区共占总面积的47.37%;居民房屋位于中危险和高危险区范围内的面积达846427.9 m2,占房屋总面积的45.40%;在汛期,跳石镇防治山洪的任务较繁重。研究成果可为跳石镇的山洪灾害防灾减灾提供决策依据,同时也可为山区镇域山洪灾害危险分区提供理论参考。     

基于历史灾害情景再现的小流域山洪风险研究

山洪灾害威胁着山丘区人民的生命财产安全。随着我国城镇化进程的加快,山区土地类型和环境状况都在发生变化,也影响了山洪灾害风险。以粤西马贵河流域为例,基于HEC-HMS水文模型与Flo-2d水动力模型耦合的数值模拟结果进行了危险性评估,以土地利用类型等级划分表示承灾体易损性,完成了历史灾害再现下流域内三个不同区块2009年和2019年下垫面情景的山洪灾害风险评估,探究不同垫面情景风险差异及其原因。结果表明:流域不同流段,灾害风险水平有明显差异;在经历特大山洪灾害十年后,马贵河流域总体风险水平仍然有增加趋势;城镇化进程中建设用地向山洪危险区扩张,是风险增加的主要原因。     

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。     

基于VIKOR方法的广东省城市洪涝灾害韧性评估

在全球变暖和城市化的共同影响下，城市洪涝灾害频发，韧性评估是城市灾害风险管理的关键环节。在综合考虑经济、社会、环境、管理四个维度的基础上，选取15个城市洪涝灾害韧性评估指标，采用熵权法和VIKOR方法构建评估模型，对广东省21个地级市的洪涝灾害韧性进行评估。结果表明：广东省洪涝灾害韧性等级分布主要从珠江口两岸城市向四周降低，韧性等级最高的为深圳市，韧性等级最低的为清远市；灾害韧性指数在空间分布上存在显著集聚，其中高-高聚类的城市分布在珠三角地区，而低-低聚类的城市分布在粤北地区；从灾害韧性在灾前、灾中和灾后的变化情况来看，深圳市、清远市、韶关市和揭阳市的变化幅度最小。根据城市灾害韧性敏感性分析提出优化建议，研究结果可以推动城市韧性水平建设。     

DEA模型在山洪灾害危险性评价中的应用——以海南岛为例

数据包络分析模型(DEA)是投入-产出运行效率的评价模型,因其运算无须任何权重假设,避免了很多主观因素,在效益评估方面被广泛应用。由于山洪灾害的形成受多种因素的影响,每一种因素又包含众多的表现形式,为避免和减少评价的主观因素,提升评价的客观性,以地形因子、水系因子、暴雨日指数、滑坡和泥石流密度、综合灾度作为海南岛山洪灾害危险性评指标,应用DEA模型,对海南岛山洪灾害的危险性大小进行排序,根据成灾效率进行了山洪灾害危险性的等级划分。通过与历史山洪灾害情的对比分析,结果表明:该方法应用于山洪灾害危险性评价是可行的。     

藏东南交通干线(林芝段)冰湖溃决危险性分析与评价

藏东南地区河流纵横,湖泊密集,在高山极高山地区分布有大量冰湖,随着全球气候变暖的影响,冰湖溃决灾害已严重威胁人民生命财产安全以及川藏线的通行安全,因此,为冰湖的危险程度做出准确有效的评价至关重要,但是针对藏东南林芝段具体情况,传统的冰湖危险程度评价方法不够准确高效,本文在传统的评价方法基础之上应用Fisher判别分析方法,对研究区472个冰湖进行了判识,并作出危险性评价与分析,其中,评定出处于高度危险的冰湖有6个,危险程度为中的冰湖有10个, 456冰湖危险程度均为低,分析GL09所在地区及其下游为高度危险区,多依隆巴、曲都隆巴、那琼隆巴、曲格隆巴及其下游为较危险区,其余冰湖危险程度为中的地区为相对安全地区,危险程度低的地区为安全地区,为全面评价与分析藏东南交通干线(林芝段)冰湖危险性,川藏铁路建设选址等方面提供了重要的参考价值。     

1999-2008年湖南省暴雨特征分析

分析了1999-2008年湖南省暴雨的时空特征,并从地形和低空气流、水汽条件等方面分析了该省暴雨时空分异的原因。分析结果表明:(1)春季和夏季暴雨总日数较多;春季,湖南东部的西北、中部和西南部暴雨日数较多,且东部比西部暴雨总日数多;夏季西北和东南暴雨日数较多;秋季,东部暴雨总日数比西部多;冬季,暴雨分布在岳阳-益阳、株洲北部-衡阳北部-永州北部-邵阳南部这两条西南-东部走向的带状区域。(2)春季,湖南北部和西部日暴雨降水较多;夏季,湖南山区日暴雨降水较多,日暴雨降水从东南至西北呈多-少-多的带状分布。秋季,在临湘-平江-长沙县、长沙市域、望城-湘潭-衡山-衡阳市域-祁东-祁阳、永州市、双牌-蓝山、临武、嘉禾这一带状区域暴雨日平均降水较多;冬季,株洲北部-衡阳北部-永州北部邵阳南部一带的平均日暴雨降水较多。(3)冷暖气流交汇、山地对暖湿气流阻挡以及山地有利于湖南平原地区暖气团维持是该省暴雨时空分布一个重要原因。(4)春季和夏季水汽条件相对秋季和冬季充足,导致春季、夏季暴雨比秋季和冬季暴雨要多。     

不同降雨重现期下山洪汇流过程关键因子识别研究——以赣江上游为例

森林植被与山洪过程耦合关系是生态水文学研究的热点问题,而给定降雨条件下不同重现期山洪汇流过程关键影响因子识别研究不足严重制约着山洪灾害的预警预报。该研究选取江西赣江上游易灾地区为研究案例,将洪峰模数、汇流时间和1h立即转移临界雨量这3个参数作为山洪汇流过程表征因子,以生态参数、人类扰动、森林起源及林龄4个因子集共计14个因子作为环境解释变量,采用10 min不同重现期降雨实现暴雨区划,在乡镇尺度上利用Canoco5.0软件中RDA模型并进行关键因子识别。研究结果表明:NDVI在1%、2%、5%、20%和50%不同降雨重现期下对山洪汇流过程影响贡献最大且变化幅度相对稳定,其贡献率在37.8%～44.2%之间,而植被覆盖度指数(VC)在80%时贡献率最大;天然林、中林龄、25~0以上坡耕地及人口密度对山洪汇流过程的影响作用不容忽视;不同重现期下解释变量和响应变量因子的空间分布特征及其相关性变化不大;植被指数与山洪汇流过程耦合作用显著,可作为山洪预警参考指标之一。     

城市地表径流内涝关系与排洪道优化设计研究——以兰州市为例

为探究暴雨后地表径流与城市内涝关系,以兰州市为例,利用ArcGIS软件对其数字高程模型进行水文分析,获得了兰州市地表径流空间分布。根据地表径流空间分布规律,从城市全局视角分析了兰州市城市内涝问题,并对兰州市现有排洪道进行了优化。结果表明：易涝路段与径流路径具有高度相关性,地表径流流经大部分内涝路段,导致内涝发生,且径流路径的密集程度与内涝的严重程度相关,其中城关区最为严重,七里河区与西固区次之,安宁区相对轻微,符合兰州市现实情况,说明了该模型方法的正确性;内涝点集中分布在建筑用地、裸地(水泥地面等)区域,表明城市下垫面的高不透水率是造成道路积水的原因之一;优化后的排洪道使易涝区域的雨水就近排入洪道,减少了薄弱地区洪水冲入城市街道的可能性,减轻了地下排水设施的排水压力,在一定程度上能够解决城市内涝问题;将山地原始沟渠巩固、加宽、延长为新建排洪道,减少了发生山洪的风险。因该研究区域黄河穿城而过,地表径流最终通过排洪道汇入黄河,故该方法可为我国后续整个黄河流域、长江流域“一河一盘棋”的整体防洪研究提供参考。