中国山地灾害研究进展与未来应关注的科学问题

本文首先简要回顾了山地灾害研究与防治方面的新进展：认识了山地灾害的空间分布规律,建立了山洪、泥石流、滑坡危险性评价方法;发展了滑坡稳定性分析的原理和计算方法,建立了泥石流流体应力本构关系、泥石流流速流量和冲击力计算公式、粘性泥石流起动模型,提出了山洪和泥石流规模放大效应;基于降雨和地面成灾环境要素耦合分析,发展了山地灾害气象预报方法;基于对灾害物理特性的认识,研发了一系列灾害监测预警仪器、数字流域平台与智能手机网络相结合的山洪预警系统;发展了灾害治理工程技术,形成了适合欠发达地区特点的灾害治理技术体系。在此基础上,分析了在灾害形成、运动、预测预报、防治技术和风险管理等方面还需要进一步深化研究的问题,提出山地灾害学科今后面临的任务。最后,针对国家减灾需求和学科发展目标,提出灾害对生态的响应机制、气候变化对山地灾害的影响与巨灾预测、水—土耦合的细观结构力学、灾害风险的理论与方法、基于灾害形成理论的机理预报模式、灾害防治技术规程的健全等未来应该关注的科学技术问题。     

城市山洪灾害多目标评估方法探讨

本文针对目前城市山洪灾害的突出问题, 分析了国内外研究状况和发展趋势; 探讨了城市 山洪灾害多目标评估系统方法,包括山洪灾害泛滥范围的危险区划、城市易损性分析、城市山洪 灾害损失评估和风险评价四个主要内容。关于山洪孕灾环境、致灾因子和承灾体的社会经济状 况, 本研究提出一套基于GIS 的从数据采集→空间属性数据库建立→评价指标体系选择→预测 评价分析→山洪灾害危险性评价与风险区划的技术路线和方法体系。山洪灾害危险区划采用地 貌学和数值模拟方法; 以高分辨率遥感卫星影像为数据源, 分析了城市土地覆盖类型, 应用GIS 进行了山洪灾害损失评估和风险评价。山洪灾害多目标评估可用于指导城市洪泛区不同危险、风 险地带的土地利用规划与决策, 从而达到规避风险和减灾的目的, 并为山洪灾害影响区的居民提 供灾害风险信息, 以作为避难和防洪的依据。     

湘水流域山洪灾害成因机制分析与防治

流域山洪灾害成因机制分析与防治对区域经济可持续发展极其重要。从灾害系统的致灾因子、孕灾环境、承灾体等3方面分析探讨湘水流域山洪灾害的成因机制，主要结论是：下垫面因素对湘水流域山丘区洪灾的产生频率和强度有极大的影响，承灾体对灾害的形成有放大或缩小的作用。对流域山洪灾害实施防灾减灾首先需从下垫面因素着手采取措施；其次从承灾体本身着手，降低脆弱度，缩小洪水灾害对自身造成的损失。根据流域内地形、地貌、水文等自然条件及经济发展状况，湘水流域防灾减灾的主要措施有：加快坡地的改造、清扫河道。在河道边培植护岸林、加强承灾体自身的承灾能力。     

沿海城市风暴潮灾害风险评估研究进展

联合国国际减灾十年计划提出应更加重视自然灾害所造成的风险及其相应的防灾预案。 经过十几年的发展, 风暴潮灾害风险评估逐渐形成了独特的研究领域。目前国内外风暴潮灾害风 险评估研究主要集中在对风暴潮数值预报、潮高估算和重现期研究, 危险性评估, 承灾体暴露性 和脆弱性评估, 灾害风险区划、灾情损失评估等, 对沿海城市的风暴潮灾害综合风险及其次生灾 害链风险的研究则较少。从自然、社会、经济、政策、文化和工程等多角度建立沿海城市风暴潮灾 害风险评估指标体系, 运用3S 技术对沿海城市的风暴潮进行综合灾害风险研究是当前风暴潮灾 害研究的重要方向。今后的研究重点应构建基于场景的风暴潮灾害风险评估方法体系和开发基 于风险的决策支持系统, 加强灾害撤退避难图编制研究, 建立持续的城市灾害风险管理体制以及 对防灾预案和灾情损失的定量化预评估等。     

泥石流灾害风险评估理论与方法研究

近年来,频繁发生的泥石流灾害给中国部分地区造成了巨大的破坏。泥石流点多面广、成灾迅速,难以对其进行准确的监测预报,风险评估就显得尤为重要。本文从泥石流灾害风险的构成要素、危险性评估研究和承灾体脆弱程度评估研究等方面分析了泥石流灾害风险的研究现状。从当前的研究现状中可以发现：灾害风险公式得到广大学者普遍认同,泥石流危险性评估方法也相对比较成熟;但在泥石流灾害对承灾体的致损风险机理分析方面研究尚需深入,危险性评估中如何实现从点评价向面评价过渡还需进一步探讨,对承灾体脆弱性研究也需要引起重视。因此,在今后的评估研究中,需要加强这些方面的研究探索,进一步提高泥石流灾害风险评估结果的可信度,提高其实用性。     

甘肃省南部单沟泥石流灾害风险评估

随着全球变化研究的深入与防灾减灾各方面问题认识的不断深化,滑坡泥石流灾害风险评估与管理受到了国际社会的越来越广泛的关注。目前,山区泥石流灾害风险评估途径较为单一,主要为定性的分析。因此,选取武都区汉王镇嘴子沟为研究对象,利用单沟危险度及易损度作为基础评价指标,进行不同降雨频率单沟泥石流灾害风险评估。单沟危险度采用Flo-2d数值模型软件进行模拟,并利用GIS技术进行危险区划;易损度通过遥感解译技术和承灾体经济价值归一化处理相结合,得到各类承灾体易损度。通过危险度与易损度耦合,得到研究区风险等级,并进行风险区划;同时基于人员损失评估模型和财产损失评估模型,建立风险评估模型,评估结果表明:10a一遇损失价值1 043.51万元;20 a一遇损失价值963.36万元;50 a一遇损失价值1 356.91万元;100 a一遇损失价值1 322.44万元。通过对嘴子沟泥石流灾害风险评估,获得了该泥石流沟在不同降雨频率下的泥石流灾害损失价值,为地方各级政府在经济建设规划、生态环境管理和防灾减灾等方面提供科学依据和必要的技术支撑。     

汶川县古溪沟“7·10”泥石流形成特征及防治工程的影响

通过对2013-07-10汶川古溪沟泥石流灾害的现场调查,从物源、地形和水源条件入手,分析了灾害成因与形成演化过程。堰塞体失稳补给、坡面泥石流入汇和沟道侵蚀是这场泥石流的三种物源形式,充沛的前期降雨和短历时强降雨是本次泥石流的诱发因素,陡峻的支沟地形促进了泥石流的加速,沿途松散物质补给,导致泥石流流量不断放大,峰值流量最大可达1 063 m3/s。主支沟泥石流呈明显的阵流特征,原因在于各支沟泥石流起动条件不同,沟道中地形条件的差异和防治工程的分布,以及各支沟汇流长度存在区别。泥石流总规模约为100×104m3,防治工程拦挡了60%的泥石流体,并拦截了泥石流中的大石块,降低了出口峰值流量和流速,同时避免了各条支沟泥石流同时到达而流量激增。沟口泥石流峰值流量约为722 m3/s,约40×104m3泥石流冲出沟口,下游泥石流破坏形式以淤埋破坏为主。本研究可为此类面积较大、修建有防治工程的流域泥石流形成和减灾提供参考。     

壤中暴流水文机理与致灾效应

壤中暴流是山丘区陡峭坡体包气带壤中流的一种特殊存在形式,也是山洪形成最为重要的产流机制之一。然而,现有研究对壤中暴流的科学内涵、机理过程与致灾特征的认知尚缺乏系统梳理和总结,限制了产汇流理论体系和山洪模型方法的发展。通过对国内外壤中暴流研究发展历程的梳理和产流物理过程的解析,本文厘清了壤中暴流的科学内涵与概念,提炼出壤中暴流发生的三大物理条件及其对非线性响应过程的影响,总结了壤中暴流对山洪、滑坡与泥石流致灾过程的影响机制。最后,凝练出未来需要深化的3个关键科学问题：包气带岩土体大孔隙水分输移过程与水文连通机制、坡面内部岩土体通道界面的水分交换过程及机理、复杂坡面地形条件下多产流机制综合的山洪形成机理。可为复杂山区的山洪形成机理与水文理论框架构建提供新的研究视角,更好支撑山洪灾害预测预报与防灾减灾的国家科技需求。     

城市山洪灾害风险评价——以云南省文山县城为例

山洪灾害风险评价对于减灾防灾决策和管理非常重要。本文介绍基于遥感和GIS方法的应用,探讨一种快速、简便而且较为准确的城市山洪灾害风险评价方法。以发生于1998年7月26日文山城20年一遇山洪灾害为实例,将GIS的数字高程模型与实测的山洪水位和洪峰流量结合进行淹没分析,研究表明采用该方法可以模拟准确山洪泛滥范围,并计算淹没水深分布。根据不同水深指标,应用GIS工具完成了山洪灾害危险分区。本研究利用高分辨率遥感影像提供承灾体类型的可靠和准确数据用于易损性分析和期望损失评估的价值计算。根据典型区财产损失的抽样调查,建立了不同承灾体类型与水深的关系,并确定其损失率;应用GIS空间数据处理和分析的集成方法完成了复杂的损失评估。在此基础上,按期望损失程度进行分区划分而完成山洪风险评价。研究结果表明基于GIS和RS方法进行山洪风险评价效果良好,值得推广应用于其他洪水泛滥区。     

宁夏农业干旱灾害综合风险分析

农业干旱灾害风险分析是农业防灾减灾的重要内容。本文以灾害风险理论为基础,构建宁夏农业干旱灾害综合风险评估模式,该模式综合考虑了干旱致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力4类风险影响因素,并在GIS技术的支持下,完成宁夏农业干旱灾害风险区划。结果表明：宁夏各地农业干旱灾害风险差异较大,风险较高的区域集中在宁夏中南部山区的同心、海原、固原、西吉、彭阳等地,风险较低的区域集中在北部大部分地区以及南部泾源、隆德等地,这一结果与宁夏各地环境特点、经济投入、农业发展现状和趋势一致。     

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.     

泥石流风险管理和土地规划

泥石流风险定量表达为泥石流危险度和泥石流易损度的乘积。泥石流风险管理的目的是降低风险或转移风险。泥石流风险管理主要有三种途径：降低危险度，降低易损度和灾害保险。在泥石流风险管理的实际操作中，往往要标本兼治，三管齐下，采取降低风险和转移风险的综合措施。泥石流风险与土地规划关系密切，风险评价可为泥石流易发地区的土地可持续利用提供科学决策的依据。     

基于“H-E-V”框架的城市洪涝风险评估研究进展

在全球气候变化与城市扩张的背景下,城市洪涝问题频发并引发严重的社会问题与经济损失。当前城市洪涝管理的主要内容已从工程性防御性措施转向洪涝风险管理,而城市洪涝风险评估又是城市洪涝管理的关键环节。基于此背景,论文首先介绍了IPCC采纳的城市洪涝风险评估框架“危险性(Hazard)—暴露性(Exposure)—脆弱性(Vulnerability)”即“H-E-V”的概念内涵,在此基础上梳理了其危险性、暴露性、脆弱性3大要素的主要研究内容,探讨分析不同研究方法的优缺点。最后提出了城市洪涝风险评估的主要发展趋势及关键问题,主要有以下4个方面：①危险性方面,建立适应于城市地区的耦合型二维洪涝淹没模型是洪涝风险评估要求下的必然趋势;②暴露性分析在大数据及GIS技术支撑下正逐步精细化、动态化;③脆弱性正从早期侧重的物理维度定量评估转向社会、经济、文化、环境等多维度的评估;④此外,气候变化与城市扩张下的多情景城市洪涝风险评估是未来城市洪涝管理的研究热点与难题。     

泥石流风险评价中若干问题的探讨

介绍了自然灾害风险评价的一般主泥石流危险性和泥石流区域易损性的评价方法。探讨了危险度的指标选择及其量值表达,以及风险度和易损度的异同。论述了风险评价和环境评价的关系,并对有关文献中的危险性和易损性评价问题进行了讨论。     

NATURAL HAZARDS RISK IN THE KULLU DISTRICT,HIMACHAL PRADESH,INDIA*

ABSTRACT. Hazardous processes, including floods, landslides, soil erosion, and debris flows, are common in the Himalaya. Deforestation has been held responsible for increasing risk from such hazards in the Indian context for more than a century. The deforestation‐hazard linkage in the Kullu District of Himachal Pradesh is examined. Evidence suggests that the extent of forest cover has altered little over 150 years and that hazardous processes recur in much the same locations, with similar frequency and magnitude, except where road construction has increased slope instability. Nonetheless, population growth and economic development, especially since 1990, have increased vulnerability to hazards.     

京津冀地区县域单元地质灾害风险评估

以京津冀地区为例,探索县域单元的地质灾害风险评估方法。通过测算地质灾害危险性与承灾体易损性,以定性综合评估的方式实现县域单元地质灾害风险评估。实际评估中,将承灾体易损性分为人口安全易损性与资产易损性,分别用因灾死亡人口比与因灾直接经济损失比加以表征;再以国土资源部2001-2015年地质灾害灾情数据为基础,参考1950-2000年灾情数据,提出人口安全易损性与资产易损性的分级标准,并在京津冀地区进行了评估。结果表明：研究区整体地质灾害风险低,204个评估单元中仅有6个为中风险区,包括河北省涞源县、涞水县、武安市、青龙满族自治县、北京石景山区、延庆区,其余198个为低风险区,与实际情况相符。此方法快捷简便、数据可连续获取,符合建立资源环境承载能力监测预警机制要求。空间差异化评估结果可为主动防灾减灾、国土空间管理提供支撑。     

A method for assessing regional debris flow risk: an application in Zhaotong of Yunnan province (SW China)

Based on the definitions of the United Nations, the assessment of risk involves the evaluation of both hazard and vulnerability. This forms the basis of a generalized assessment model of debris flow risk. Hazard is a measure of the threatening degree of an extreme event and is expressed theoretically as a function of event magnitude and frequency of occurrence. Mathematically, it is the definite integral area under the magnitude–frequency curve. Based on the need for a model applicable in regions that lack data, a new method that incorporates theoretical concepts with empirical analysis is presented to calculate the regional hazardousness of debris flows. Debris flow hazard can be estimated from gully density, mean annual rainfall and percentage of cultivated land on steep slope. Vulnerability is defined as the potential total maximum losses due to a potential damaging phenomenon for a specified area and during a reference period. On a regional scale, it is dependent on the fixed assets, gross domestic product, land resources and population density, as well as age, education and wealth of the inhabitants. A nonlinear, power-function model to compute the vulnerability degree is presented. An application of the proposed method to Zhaotong prefecture of Yunnan province, SW China, provides high accuracy and reasonable risk estimates. The highest risk of debris flow is in Zhaotong county with a value of 0.48; the lowest risk of debris flow is in Yanjin county with a value of 0.16. The other counties have debris flow risks ranging from 0.22 to 0.46. This provides an approach for assessing the regional debris flow risk and a basis for the formulation of a regional risk management policy in Zhaotong prefecture.     

泥石流风险区划方法及其应用——以四川西部地区为例

以川西地区60个县(市、区)为基本评价单元,在自然灾害风险评估基本框架下,基于国内现有区域泥石流危险度和易损度评价方法,结合研究区实际,对区域泥石流危险度8项评价指标中的3项进行了调整,用年平均降雨量取代洪灾发生频率,用流域相对高差取代≥25°坡地面积百分比,在多雨地区雅安市所属的8个评价单元中用年平均暴雨日数取代大雨日数。通过采集研究区15 a来自然、经济、人口和土地利用的基础数据,运用ArcGIS 9.0的成图技术,得出川西地区泥石流危险度、易损度和风险区划系列图。研究表明,川西地区泥石流高风险区共24个县(市、区),是四川省泥石流风险的重点防范区。