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。     

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。     

“4·25”尼泊尔M_s8.1地震西藏重灾区次生地质灾害空间分布规律与危险性分区

以地质灾害调查数据为基础,基于大量的野外考察、多源遥感影像解译,获取了899处次生地质灾害点。选取地形、地质、地震、气象水文和人类活动等5类共9项指标,利用GIS技术对地质灾害和各因子的空间分布规律进行了统计分析,并基于K-prototypes聚类分析和最大似然分类法对灾区次生灾害的危险性进行分区和评价。结果表明:灾区地质灾害因类型而异,呈间断性集中分布;灾害危险性以中、高和极高危险为主,分别占总面积的35.10%、21.67%和24.38%,而极低和低危险区共占18.85%;灾害点的空间分布与灾害的危险性等级具有良好的正相关性,直接验证了危险性分区的结果。     

广西低温雨雪冰冻灾害危险性评估和区划

利用广西壮族自治区91个台站1960-2020年上一年度12月至当年3月逐日气象数据,基于气象灾害危险性主要由气象危险因子活动强度和活动频次评估思路构建综合危险性指标,对广西低温雨雪冰冻灾害危险性进行评估和区划。结果表明:①广西低温雨雪冰冻的影响主要在桂东北和桂东区域,次低危险性区及低危险性区位于桂西、西南和桂南部沿海。灾害危险性主要来自低温。②危险区等级由东北向西南呈递减趋势,这种递减趋势低纬度要比高纬度明显,同时,随着纬度的增高,危险性区等级增大。在同一纬度上,又随着经度的偏东危险性区等级增大。③高危险区,占总面积的4.1%;次高危险性区占总面积的15.6%;中危险性占总面积的23.0%;次低危险性区及低危险性区分别占总面积的26.7%、30.6%。     

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。     

基于信息量模型和地理探测器的国道沿线崩塌灾害危险性评价

吉林省白山市长白朝鲜族自治县G331国道沿线崩塌灾害发育,破坏性大、处置困难。该文以研究区域崩塌灾害为研究对象,选取坡度、坡向、曲率、年平均降雨量、NDVI、岩性、距断层距离、距道路距离8个评价指标,通过信息量法揭示评价指标对崩塌灾害的贡献度,构建评价指标体系。其次,采用地理探测器分析崩塌灾害的空间分布特征,变异系数法获取权重系数,并利用ArcGIS平台对评价指标的信息量图层进行加权计算,生成危险性分区图。结果表明：距道路距离、NDVI、岩性是造成崩塌的主要影响因素。各危险区面积占比：中危险区>高危险区>极高危险区>低危险区。利用灾害点分布情况对危险性分区结果进行验证,得到8.82%的崩塌发生在高危险区,85.29%的崩塌发生在极高危险区,表明危险性分区结果符合实际,其评价结果对区域风险分析、防灾减灾具有参考价值。     

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。     

基于综合灾害风险评估的高原山区乡村聚落空间优化——以青海省海东市乐都区为例

自然灾害评价是衡量资源环境承载能力和国土空间开发适宜性的本底要素。以青海省海东市乐都区为研究区,采取频数统计和优化AHP法确定研究区灾种和孕灾因子体系双层权重,利用GIS技术分析评价灾害易发风险区划和几何拓扑特征。结果表明:①乐都区综合灾害极高和高风险易发区总面积为1 694.8 km2,占比55.5%,在浅山区、川水区和脑山区各自区域占比分别为87.11%、60.73%和7.59%;②乐都区综合灾害易发风险等级与人口规模、人均收入分布具有显著负相关性和正向耦合性,严重失调区分别占17.58%和15.52%,对区内乡村聚落居民生命财产及生活生计造成较大威胁;③乐都区乡村聚落空间优化可分为32个搬迁撤并型、117个优先整治型、163个防治拓展型和42个集聚提升型,具体优化建议可为西部高原山区国土空间安全提升和助力乡村振兴提供依据和参考路径。     

福建省茶叶气象灾害致灾危险性区划与评估

为了摸清福建复杂地形下茶叶单灾种及多灾种综合致灾风险,利用福建省1972—2014年气象数据和农业统计资料,构建致灾因子危险性区划指标体系,基于AHP-EWM方法和加权综合法量化计算各指标权重和灾害风险指数,开展茶叶单灾种及多灾种综合致灾危险性区划,评估福建省茶叶气象灾害致灾危险性。结果表明:福建茶树萌芽至展叶期寒冻害的致灾危险性最大,其次是越冬期冻害和采摘期连阴雨,而夏季高温和夏秋旱对茶树致灾的影响相对较小。福建大部茶区的气象灾害综合致灾危险性呈轻度至中度,轻度危险区主要分布在福建沿海地区及南部内陆县市的部分地带;中度危险区主要分布在除沿海地区和鹫峰山区、戴云山区、武夷山区、玳瑁山区和博平岭的高海拔地域以外的地域;重度以上危险区主要分布在鹫峰山区、戴云山区、武夷山区、玳瑁山区和博平岭山区的高海拔区域,其中1 000 m以上高海拔地区有严重气象灾害危险性。建议在轻度至中度气象灾害危险区增加茶叶种植面积,重度灾害危险区必须通过优化茶叶种植结构,种植耐寒的中小叶种及晚生的春茶品种,以避开气象灾害威胁,同时加强茶叶气象灾害的监测预警和防御,通过"避"和"防"的措施减轻茶叶气象灾害风险;而对于高海拔地区(1 000 m以上)有严重气象灾害的危险性区域,种植风险高,不适宜种植茶叶。     

大空间尺度山洪灾害危险评估的比较研究

首先以长江流域为例,将历史灾情作为基础验证资料,分析比较了不同评估模型的输出结果,以此探讨大尺度山洪灾害危险评估模型的构建方法与优选方案,后将成果推广至全国尺度,结果显示:1暴雨和地形类指标图层的乘积叠加成果可以较好地反映区域山洪的危险分布特征,其他要素指标的引入,若它们对山洪发育的影响在时空上存在不确定性,或是与前两类主因子存在明显的交互作用,则可能使结果产生偏差;2我国国土面积中约62%的地区山洪危险度较低,高危险区主要分布在我国东南片的台湾中央山脉、武夷山脉、南岭、江南丘陵等中低起伏地区,以及西南片的盆周山地、滇东横断山脉、青藏高原东南等高起伏山地,其中以西南诸省最为严重。     

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。     

基于有效降雨阈值的鄂西山区五峰集镇滑坡危险性评价∗

五峰集镇地质环境背景条件复杂，特别在汛期降雨影响下滑坡地质灾害频发，因此开展五峰集镇滑坡空间预测评价和降雨阈值研究，不仅对研究区滑坡的防灾减灾具有实际指导意义，同时对基于降雨阈值的滑坡危险性评价方法研究也具备较好的参考价值。本文以降雨型滑坡多发的五峰集镇为例，利用地理探测器法准确选取研究区评价因子，综合层次分析模型与 BP 神经网络模型计算全区易发性指数，得到基于斜坡单元的滑坡易发性分区；同时，统计每个滑坡点的降雨历时及有效降雨强度，分析研究区滑坡的致灾雨型，绘制诱发鄂西山区滑坡灾害发生的临界降雨 I‐D 阈值曲线，得到设计工况下的时间概率；综合易发性分区和时间概率得到基于有效降雨阈值的鄂西山区五峰集镇滑坡危险性分区图。研究结果表明：五峰集镇滑坡高和极高易发区占研究区总面积的 27.12%，主要分布于研究区大型河流两岸；五峰集镇滑坡发生 10%、50%、75%概率的阈值曲线分别为 I = 31.42 × D^{-0.786 94} 、I = 68.11 × D^{-0.786 94} 、I = 84.74 × D^{-0.786 94} ；五峰集镇滑坡高和极高危险区占研究区总面积的 19.33%，主要分布于研究区中部及东南部河流两岸。本文所构建的五峰集镇滑坡危险性评价体系，以及适用于鄂西山区的基于降雨阈值滑坡危险性评价方法，能够为山区地质灾害防控以及危险性评价研究的不断完善提供有益参考。     

基于河网水系变化的水灾危险性评价——以永定河流域京津段为例

城市化过程中不合理的土地利用导致河道填塞、河网缩减现象普遍，城市水灾增加。基于灾害系统思想，构建了基于河网水系变化的水灾危险性评价体系，并以永定河京津段为例进行了实证分析。结果表明：（1）近40年来研究区水系结构简单化趋势明显，河道长度减少了20．5％，条数减少了36．4％，水系调蓄能力下降，在同样的致灾强度下水灾危险性加大；（2）在假设暴雨重现期为50年的条件下，经济密度差异决定了水灾潜在危险区的空间格局，居民用地将成为水灾重度危险区；平原段水灾重度危险区占5．7％，中度危险区占33．1％，滨海段重度危险区占13．9％，中度危险区占26．8％。研究结果可为区域综合减灾、水灾预报提供依据。     

都江堰市地质灾害危险性及潜在影响评估

地质灾害的发生具有不确定性,其结果却会造成严重的人员伤亡和财产损失。因此,掌握地质灾害危险性空间分布情况,以及潜在的影响,对于地方政府的减灾防灾工作,具有指导意义。研究以都江堰市为例,选取坡度、岩性软硬程度、离构造线距离、植被覆盖度、年均降雨量5个危险性评估指标,综合应用层次分析法和信息量法,计算都江堰市地质灾害危险性,并以此将都江堰市划分为高、中、低、无危险区,统计危险区内土地利用和人口情况。结果表明:1都江堰市高、中危险区主要分布于成都平原向龙门山地过渡地带,呈北东方向,贯穿都江堰市的中部和西南部;2高、中、低危险区面积依次为172.28 km2、241.44 km2、104.40km2,分别占总面积的15.68%、21.97%、9.50%;3都江堰市内林地所受地质灾害潜在影响最为严重,高、中危险区内共有325.31 km2的林地受影响,危险区内总计有234 227人受地质灾害潜在影响。     

河西走廊泥石流灾害危险性评价及影响因子分析

河西走廊是丝绸之路经济带的黄金段和纽带,在国家"一带一路"战略中区位特殊,地位重要。以甘肃省地质灾害报告数据为基础,结合河西走廊地形地貌、水文、土壤和植被等情况,选取高程标准差、坡度、表层0~100 cm内的粘粒和砂粒含量、5-10月降雨量、河网密度和植被覆盖度等7个环境变量,利用Arc GIS技术建立了泥石流沟发育样点和环境变量空间分布图层,构建了河西走廊泥石流灾害危险性最大熵(Max Ent)分布模型,预测了河西走廊泥石流灾害危险性分布概率P,划分危险性等级,完成了河西走廊泥石流灾害危险性评价制图,并分析了各环境变量对P的贡献率和响应曲线。结果表明:P为0~0.95;其中,极高度危险区(0.5≤P≤0.95)面积约2.57万km~2,约占河西走廊总面积的9.92%;高度危险区(0.2≤P0.5)面积约4.11万km~2,约占河西走廊总面积的15.87%;中度危险区(0.09≤P0.2)约4.90万km~2,约占河西走廊总面积的18.92%;低度危险区(0≤P0.09)约14.32万km~2,约占河西走廊总面积的55.29%。     

黄淮海地区夏玉米洪涝灾害风险区划

基于黄淮海地区(包括北京、天津、河北、河南、安徽、山东)107个气象台站1970-2012年日降水量及地形、河流、植被等数据,采用信息扩散方法、层次分析法、加权综合评价法,结合GIS空间技术,运用灾害风险评估原理,对黄淮海地区的夏玉米洪涝灾害综合风险进行了区划。结果表明:黄淮海地区夏玉米洪涝危险性整体偏高,高危险区在各省均有分布,主要在黄淮海西北部、中部及南部小部分地区,占总面积的17.91%;敏感性较高,高敏感区分布在黄淮海西北部及中部部分地区,占总面积的12.11%;易损性整体较低,高易损区很少,主要分布在黄淮海西北部、中部及南部部分地区,占总面积的5.50%;洪涝综合风险较高,高综合风险与危险性、敏感性及易损性高的地区相吻合,占总面积的11.19%。还对区划结果进行了验证,结果表明:分析所得结果与实际吻合效果很好。     

基于GIS结合模糊信息方法在灾害危险性区划中的应用——以大西安地区崩滑地质灾害为例

大西安地区的滑坡、崩塌主要分布在关中盆地黄土台塬边缘及高阶地前缘地带,这些灾害直接或间接地影响到了居民的生活或生产安全,开展滑坡、崩塌地质灾害易发性和危险性区划研究是城市发展的需要。根据大西安地区地质环境条件、自然地理条件、崩滑灾害的发育现状特征,结合降雨量及人类工程活动情况,选取地形地貌、地层岩性、地质灾害的发育现状作为影响该区地质灾害的主要因素,建立了大西安地区地质灾害易发性和危险性区划评价指标体系;运用模糊信息原理建立模糊信息综合评价模型,基于GIS系统对大西安地区的滑坡、崩塌地质灾害进行易发性和危险性进行了分区区划及其综合评定。评价结果表明,大西安地区滑坡和崩塌灾害高易发区面积为2 138.6 km2,占大西安地区总面积的13.85%;主要分布在大西安地区南部的周至县、户县、长安区,东南部的蓝田县和临潼区,以及蒲城县东部、北部,泾阳县的西南部。高危险区面积为258.2 km2,占全区总面积的1.7%;主要位于周至秦岭山前地带和蓝田白鹿塬边。该成果不仅可为大西安建设过程中的防灾减灾、规划设计、施工与运营提供依据,而且可充分挖掘大西安范围内高质量环境与土地资塬的开发潜力,避免和减少各类灾害的发生,最大限度地促进城市发展与环境协调具有重要意义。     

黄淮海地区夏玉米花期阴雨灾害风险区划

黄淮海地区为我国夏玉米主产区。夏玉米花期若遇连阴雨灾害将导致玉米减产,造成严重的经济损失。选取黄淮海地区(包括北京、天津、河北、河南、安徽、山东)1971-2011年7-8月的日降水量、日照时数等气象资料,及土地利用类型等数据,采用层次分析法和加权综合评价法,结合GIS空间技术,对黄淮海地区夏玉米花期阴雨灾害进行了风险区划。结果表明:黄淮海地区夏玉米花期阴雨高危险性地区主要分布在黄淮海地区东南部,占总面积的9.7%;高暴露性区域集中分布在山东省、河北省中南部及河南省东部,占总面积的32.5%;高易损性地区主要分布在黄淮海地区南部,占总面积的5.1%;整体综合风险指数较高,中、高风险区主要分布在黄淮海地区北部、东部及南部,占总面积的57.3%。对区划结果进行了验证,结果表明:实际夏玉米花期阴雨灾害发生情况与分析结果吻合良好。     

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。