基于流域单元的泥石流区域危险性评价

进行泥石流区域危险性评价时,首先要选取合适的单元作为评价单元。在前人的研究成果中已有多种评价单元,如栅格单元、斜坡单元、单一条件单元等。作者认为国内评价工作中常采用的栅格单元、行政区划单元都没有体现泥石流发生特定的地貌条件,故提出以流域为评价单元的思路。根据水文学D8方法,介绍了在计算机协助下基于DEM数据自动完成流域单元划分的方法,并以辽宁省鞍山市岫岩满族自治县作为实例,将全区划分为1024个流域单元。将流域划分结果与历史灾害点位置相对比,每个流域内基本上只包含一个灾害点,该情况说明流域划分精度满足研究工作需要。在此基础上利用人工神经网络进行泥石流区域危险性评价。结果显示,以流域作为评价单元能充分体现泥石流发生的地貌特征和物理机制,利于评价指标取值,而且危险性结果与实际情况吻合较好,可为政府部门制定减灾防灾决策提供参考。     

都汶公路沿线泥石流危险性评价

汶川地震诱发的次生泥石流灾害,已成为灾区防灾减灾工作的突出问题和灾后恢复重建的重要制约因素之一,泥石流危险性评价是泥石流灾害风险管理的核心基础技术。以都汶公路沿线的31条泥石流沟为研究对象,通过野外考察、遥感图像的解译、查阅相关文献资料等手段获取研究区泥石流沟的基础数据,通过选取地质、地形、气象、水文指标,并利用主成分分析法对关键因子进行筛选和灰色系统模型进行权重的确定,建立泥石流危险性评价模型,计算得到每条沟的泥石流危险度值。评价结果表明:公路沿线31条泥石流沟处于不同泥石流危险等级:极高危险占23%,高危险占35%,中度危险占13%,轻度危险占29%;其中红椿沟、肖家沟、烧房沟等沟属于泥石流极高危险沟道,高家沟、牛圈沟等属于高度危险沟道,公路选线须采取避让或充分的防治对策。     

风灾危险性评价-以塔里木盆地为例

考虑到大风灾害的发生与发展不仅与大风灾害天气有关，还与其影响区的自然及社会经济状况有关。因此，结合新疆的实际情况，以承灾体指数CH和灾次指数ZC的变化分析了塔里木盆地大风灾害的空间分异特点，发现ZC的变化与CH的变化在空间上存在明显的错位。在此基础上，构建出风灾灾害危险性评价模型。它是风沙致灾强度和承灾强度的综合反映。结果显示：塔里木盆地最重要的工业城市库尔勒是风灾最危险的区域，其次危险的地区是：喀什、库车、阿克苏、轮台和莎车等地，应予以高度重视。这与塔里木盆地大风灾害的实际基本一致，说明用危险性指数DX来指针研究区的风沙灾害危险性是可行的。     

甘肃南部武都地区泥石流危险性评价

泥石流的发生受控于多种因子,而各因子属性段对泥石流的发生起到不同的作用.以甘肃南部武都地区为研究区,考虑到地震扰动影响并结合当地的地质环境条件,选取了高程、坡度、岩性、土地利用类型、滑坡点密度、地震因子、地质构造缓冲区及归一化植被指数(NDVI)等8个评价因子进行危险性评价.而后基于信息量模型和敏感性分析法对各影响因子属性类进行计算分析,得到各属性类的量化值.最后通过叠置分析,得到泥石流灾害危险性分区.结果表明,在中度、高度及极高度危险区内,信息量模型中分布的泥石流面积占研究区泥石流总面积的百分比为22.5％,24.7％,37.2％,而敏感性模型中占到的比例分别为25.5％,28.1％和36.4％.敏感性模型中中度危险区以上包含的泥石流比例占到90％,大于信息量模型的84.4％,因此,采用敏感性模型得到的危险性分区结果具有更高的精确性,能够为实际应用提供参考依据.     

强震后高烈度区泥石流危险性评价——以汶川地震区G213线映秀到彻底关段为例

强震在高烈度的山区往往诱发大量的崩塌和滑坡,一到雨季不同规模的泥石流频频暴发,造成严重的灾害.以处于汶川地震Ⅺ度烈度区的213国道映秀到彻底关段的21条沟为例,探讨强震后如何对高烈度区的沟道泥石流的规模、频率、危险性作出尽快评价.为此,针对地震泥石流的特点和形成条件,确定影响泥石流规模和频率的评价因子;并从已有的相关图件和遥感影像中获取评价因子的特征值;用简单的数学方法将因子特征值分为五级,并归一化为0.0到1.0的标准值;用层次分析法计算出评价因子的权重;然后用常用或改进的评价模型,对21条沟泥石流的规模、频率、危险性分五级作出评价;最后用强震后3 a间各沟实际发生的泥石流规模和频率对评价结果进行检验,结果表明两者吻合度比较好.这种尽快的评价方法,可供其他山区强震后高烈度区的泥石流危险性评价参考.     

单沟泥石流危险性评价模型相关问题研究

基于云南地区、黄河积石峡水库区、四川省的北川县和都江堰龙池地区等地的泥石流数据,以具有代表性的灰色关联分析(Grey Relation Analysis, GRA)和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)泥石流评价模型为例,探讨了单沟泥石流危险性评价模型在参数选取、样本数据的不均衡、泛化能力和泥石流系统的空间变异性等方面存在的问题。结果表明:寻优算法能够提高模型参数选取的效率和预测精度;样本扩充在一定程度上能够处理样本数据不均衡问题;泛化能力为模型固有属性,难以通过样本扩充得到提升;空间变异性通过控制指标的重要程度进而影响模型的精度。研究过程为单沟泥石流危险性评价模型相关问题的研究提供了新的思路,所得结论将为今后各类泥石流危险性评价模型运用提供指导。     

基于孕灾环境的全球台风灾害链分类与区域特征分析

在全球气候变化与经济一体化的背景下,台风引发的次生灾害构成灾害链,加剧人口、经济等多方面的损失。以2000-2010年案例数据为基础,依据台风所经过区域的孕灾环境特性,提出了全球台风灾害链分类体系,并统计得出类型与强度的区域特征：在西北太平洋,主要发生于山地（丘陵）区（占34.4%）,强度为3.1;在南太平洋,主要发生于岛屿区（占59.2%）,强度为2.6~3.0;在北印度洋,主要发生于河口海岸区（占35.8%）,强度为0.7~0.9;在南印度洋,主要发生于平原区（占31%）,强度为2.6;在北大西洋与东北太平洋,主要发生于平原海岸区（分别占24.7%与31.2%）,强度分别为2.0~2.3和2.3。研究结果可为台风灾害链自动识别、动态模拟与预测提供理论基础,用以支持区域防灾减灾建设与应急响应策略制定。     

地貌信息熵在地震后泥石流危险性评价中的应用

地貌信息熵可以表示流域地貌面受侵蚀的程度,是判断地貌发育演化阶段的量化指标之一。基于流域系统地貌信息熵的原理和方法,采用GIS技术和Matlab、SPSS软件,对"5·12"汶川地震后都江堰市深溪沟流域内41个子流域的面积-高程积分值和地貌信息熵进行计算,研究了各个子流域的地貌发育演化基本特征和泥石流发育情况,并将分析结果和地震后野外实际调查的成果进行了对比研究,结果表明:在烈度为Ⅺ的都江堰深溪沟地震重灾区,地震引发的大量崩塌、滑坡导致松散固体物质广泛堆积于沟道内,不仅为泥石流提供丰富的物源,而且使沟道局部的地貌发生了突变,但通过"地貌信息熵"这种方法无法表达丰富物源的变化和沟道地貌的突变,因此,根据地貌信息熵判断地震后泥石流的危险性具有一定的局限性。为了使地震区泥石流危险性评价的结果更加真实、可靠与可信,必须结合流域的实际情况,对地貌信息熵判定的危险性结果进行综合分析与修正,或者通过多种评价方法进行对比论证和分析。     

广东省崩塌、滑坡及泥石流灾害危险性评价与分析

广东省地质灾害较为常见,崩塌、滑坡、泥石流是其中比较严重的3种类型。基于现有的泥石流危险度评价原理和方法,建立了可用于广东省崩塌、滑坡、泥石流灾害危险性的评价模型。以全省88个县级评价单元为基础,根据崩塌、滑坡、泥石流灾害危险度评价结果,将广东省共分为3个危险等级区,其中高度危险区8个县,占总数的9.1%;中度危险区60个县,占总数的68.2%;低度危险区20个县,占总数的22.7%,据此制成广东省崩塌、滑坡、泥石流灾害危险等级图。高度危险区主要位于粤北山区,危险度数值介于0.6～0.72之间;中度危险区连片分布,是全省崩塌、滑坡、泥石流灾害的主体部分,危险度数值介于0.4～0.6之间;低度危险区集中分布在平原区及低平台地区,危险度数值介于0.31～0.4之间。采用1994―2009年广东省防灾减灾年鉴和广东省地质灾害防治规划(2001―2015年)中的统计数据,验证了本文的研究成果与实际情况具有较高的一致性。     

新亚欧大陆桥新疆沿线的孕灾环境及成灾过程分析

以新亚欧大陆桥新疆段为研究对象,从区域地质地貌条件、生态环境等方面详尽阐述了新亚欧大陆桥新疆段的孕灾环境及其在灾害形成过程中对致灾因子的放大作用和成灾过程中各种变异的强化作用。结合2年来野外实地考察资料,系统性分析了新亚欧大陆桥新疆段环境灾害的致灾过程、受灾过程和成灾方式,揭示了区域各类环境灾害间的促进、诱发、转化等相互关系。     

山洪泥石流风险评估与风险管理理论与方法

山洪泥石流是中国常见的自然灾害,充分认识其形成机制与潜在风险是防灾减灾的关键。本文阐述了山洪泥石流形成机理,以及风险分析与管理的方法和内容,系统认识了地表产流流量激增、土体破坏物质供给激增、沟道堵塞体级联溃决流量放大和动床侵蚀规模增大等4个山洪泥石流的形成过程,介绍了基于动力过程的山洪泥石流风险评估方法和承灾体易损性评估方法,构建了基于灾害动力过程的风险评估与风险制图方法。进而,基于风险评估结果,提出可用于具体灾害点减灾的风险管理内容和风险调控技术、灾害防治的工程与非工程措施与制技术方案。最后,重点讨论了包括灾害风险预测、临灾预案、灾害防治工程方案等内容的风险处置对策,并形成一套基于山洪泥石流动力过程的风险评估与风险管理理论与方法体系。     

地貌灾害预测预报的基本问题——以泥石流预测预报为例

从地貌灾害的定义入手，阐述了地貌灾害预测预报需要解决的四个基本问题、解决这四个问题的二种途径，以及进行预测预报的四种方法。以泥石流为例，论述了泥石流预测预报的现状及其热点、难点和可能的突破点，以及目前和今后一段时期的切人点和研究重点。综述了国内外对泥石流小尺度空间预测，规模预测，时间预测，包括重现期预测、降雨预测和危险度预测的一系列有实用价值的经验公式及其在应用中存在的问题。阐明了灾害评价和预测预报在灾害学研究中的重要地位。     

畜牧业雪灾致灾成害过程和风险评估研究进展与展望

畜牧业雪灾是牧区冬、春季节最严重的自然灾害之一,往往会造成大量牲畜伤亡,严重威胁和制约了牧区畜牧业生产和高质量发展,未来气候变化使得畜牧业雪灾风险存在着更大的不确定性。论文基于区域自然灾害系统理论,梳理了畜牧业雪灾致灾成害过程和风险评估的理论框架,从致灾因子、孕灾环境、承灾体等方面系统总结了当前研究进展,以及存在的主要问题。最后针对今后畜牧业雪灾研究进行了展望,主要包括以下6个方面：① 增强草高估算和雪深反演精度研究;② 深化积雪分配过程研究及多致灾因子与孕灾环境耦合的危险性分析;③ 强化缺氧环境对畜牧业雪灾致灾成害过程的影响机制研究;④ 加强牲畜暴露分布的时空变化研究;⑤推进畜牧业雪灾减灾措施的成本效益分析;⑥ 加强气候变化背景下畜牧业雪灾风险定量评估和多学科交叉研究。     

A morphometric analysis of gullies scoured by post-fire progressively bulked debris flows in southwest Montana, USA

In the fall of 2001, an intense thunderstorm in southwest Montana triggered many debris flows in the burned area of Sleeping Child Creek. In most instances, the debris flows cut deep gullies into previously unchannelized colluvial hollows and deposited large volumes of sediment onto the valley floor. The presence of rill networks above the gullies as well as the absence of landslide features indicate that the gullies were scoured by progressively bulked debris flows, a process in which dilute surface runoff becomes increasingly more laden with sediment until it transforms into a debris flow. In this contribution, we present a morphometric analysis of six of the gullies to better understand this relatively understudied process. We find that the locations of the rill heads and gully heads conform to slope-area thresholds that are characteristic of erosion by overland flow. Our data also suggest that the volumes of the debris flows increase exponentially with normalized drainage area, thus lending support to an assumption used in a recently proposed debris flow incision law. Finally, the debris flow fans have been relatively unaltered since deposition, suggesting that the valley may be currently aggrading while the hillslopes are being denuded.     

Detailed debris flow hazard assessment in Andorra: A multidisciplinary approach

In many mountainous areas, the rapid development of urbanisation and the limited space in the valley floors have created a need to construct buildings in zones potentially exposed to debris flow hazard. In these zones, a detailed and coherent hazard assessment is necessary to provide an adequate urban planning. This article presents a multidisciplinary procedure to evaluate the debris flow hazard at a local scale. Our four-step approach was successfully applied to five torrent catchments in the Principality of Andorra, located in the Pyrenees. The first step consisted of a comprehensive geomorphologic and geologic analysis providing an inventory map of the past debris flows, a magnitude–frequency relationship, and a geomorphologic–geologic map. These data were necessary to determine the potential initiation zones and volumes of future debris flows for each catchment. A susceptibility map and different scenarios were the principal outcome of the first step, as well as essential input data for the second step, the runout analysis. A one-dimensional numerical code was applied to analyse the scenarios previously defined. First, the critical channel sections in the fan area were evaluated, then the maximum runout of the debris flows on the fan was studied, and finally simplified intensity maps for each defined scenario were established. The third step of our hazard assessment was the hazard zonation and the compilation of all the results from the two previous steps in a final hazard map. The base of this hazard map was the hazard matrix, which combined the intensity of the debris flow with its probability of occurrence and determined a certain hazard degree. The fourth step referred to the hazard mitigation and included some recommendations for hazard reduction. In Andorra, this four-step approach is actually being applied to assess the debris flow hazard. The final hazard maps, at 1 : 2000 scale, provide an obligatory tool for local land use planning. Experience achieved during the study showed that the collaboration between geologists, geomorphologists, engineers, and decision makers is essential and that only a multidisciplinary approach allows for solving all the problems of such a complex process as debris flows. Finally, we propose that our approach may be applied to other mountainous areas, adapting the hazard matrix to new local conditions.     

地理单元划分对城市热环境响应规律的影响——以北京为例

尺度效应及空间异质性决定了同一种影响因子在不同地理单元中对生态过程的作用程度存在差异.论文选择城市热环境效应这一典型城市生态过程为研究对象,针对地理单元划分对热环境效应响应规律研究较少的现状,选择土地利用分类、网格、街区、局地气候区4种地理单元,选取常用景观组分指标——归一化差值植被指数(normalized diff...     

Dynamic process-based risk assessment of debris flow on a local scale

After the Wenchuan earthquake in China, debris flows have been more frequent. Multiple debris flows commonly occur in earthquake-affected areas during heavy rainfall, often causing losses of lives and property. We analyzed the dynamic movement of debris flows and proposed a quantitative method of debris flow hazard assessment, based on kinetic energy. Validated using field study of an actual debris flow disaster, these analyzes help determine the type, quantity, distribution, economic worth, and susceptibility of elements at risk. We established a method to determine vulnerability of elements at risk and we propose a systematic and quantitative method for local risk analysis of debris flows. We applied the proposed method to a debris flow in Qipan gully, which caused serious damages for Duwen Highway and Qipan settlements of Sichuan Province in 2013. With the support of a debris-flow movement numerical simulation, remote sensing, and GIS techniques, the proposed method analyzed disaster effects and divided the hazardous areas into three risk zones. Calculated risk zones coincided with the actual distribution and severity of damage of the event, suggesting that the risk assessment generated by the proposed method is consistent with results from the actual disaster.     

城市空间扩展的生态环境效应研究——以内蒙古呼和浩特市为例

城市空间扩展对生态环境的影响及其响应研究备受关注。以内蒙古呼和浩特市为例,借助1977—2014年遥感影像,基于城市用地扩展定量分析及相关评估方法,从资源、环境、景观、生态服务价值及生态环境质量与生态风险变化等角度,对其空间扩展所致生态环境效应进行分析。结果表明：研究期内,呼和浩特市建成区面积扩大5.65倍,生态用地减少18.18%,城市排污总量增加1.62倍,热岛比例指数升高0.40倍,斑块数量增加1.12倍,生态系统服务价值降低8.30%,生态环境质量指数下降8.37%,生态压力指数升高6.11倍。可见,呼和浩特城市空间扩展已对生态环境造成影响,是导致生态用地减少、环境污染加重、热岛效应显著、景观格局破碎、生态功能减退、环境质量降低、生态风险加剧的原因之一。研究结论可为有效遏制城市用地扩张对生态环境的负面影响提供理论依据。     

基于FloodArea模型新疆山洪淹没模拟及致灾临界雨量阈值的研究——以皮里青河流域为例

以皮里青河流域为研究区,运用小时降水、土地利用类型、数字高程（DEM）、实测淹没深度等数据,基于FloodArea模型对研究区2010年5月2日、2012年6月3日、2016年5月9日、2016年6月17日洪水过程进行再现模拟,通过精度验证并建立了降水－淹没深度的关系,在此基础上确定了4个淹没等级对应的致灾临界雨量。相关分析得出喀拉亚尕奇乡累计8 h降雨量与模拟洪水淹没深度的相关性最好,达到了0.96,潘津乡降雨累计5 h的相关性最好,为0.99;通过实测数据对模拟淹没深度进行精度检验得出,喀拉亚尕奇乡和潘津乡两个考察点相对误差分别为0.47 m和0.1 m,误差率分别为31.33%和7.69%,FloodArea模型对研究区洪水过程模拟的效果较好,可以反映出该区域的洪水淹没情况,能为无水文资料的山区流域的山洪过程进行较为精准的模拟;按照山洪灾害等级划分标准和降水-淹没深度的关系得出,预警点累计5 h降水得到对应4个等级的致灾临界雨量阈值分别为：四级17.84 mm、三级32.39 mm、二级54.21 mm、一级76.04 mm。     

北京山区番字牌西沟泥石流减灾规划探讨

番字牌西沟为北京山区具代表性的一条泥石流沟，1989年和1991年两次暴发泥石流，致死3人，造成严重灾害。泥石流具有容重大（2.0t/m^3），搬运固体物质粒径粗，固体物质以沟床堆积物补给为主，平均约10年一次中小规模、50年一次大规模活动周期等特征，针对泥石流特征，制定出三套减灾工程规划方案，并进行方案优化探讨，提出优化方案供减灾使用。