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。     

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。     

山洪泥石流灾害预报预警技术述评

山洪泥石流灾害一直都是山区人民的心头之患，严重威胁着山区人民的生命财产安全。山洪泥石流灾害预报预防，是21世纪我国山丘区防灾减灾的一个重要战略方向。文章通过对国内外大量文献资料的综合分析，评价了目前国内外最具典型的山洪泥石流灾害空间预报技术、时间预报技术以及预警系统开发等预报预警技术，并指出了未来山洪泥石流灾害预报预警技术的发展趋势。     

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。     

甘肃岷县两次强降水致山洪泥石流灾害特征对比分析

从致灾因子、灾害风险的角度对甘肃岷县2012年5月10日和2016年6月23日发生的两次强降水过程进行了特征对比分析。结果表明：在有利的大尺度环流背景下,明显的中尺度特征导致强对流天气发生是造成岷县特大山洪泥石流等地质灾害发生的主要气象触发因素;前期降水、短时强降水强度及落区在岷县特大山洪泥石流的形成中起到了决定作用,而强降水伴随特强冰雹、阵性大风对岷县特大山洪泥石流的形成则起到了进一步的推动作用。     

闽江上游地区山洪灾害风险评估*

以1994年5月的山洪作为典型案例,分析了闽江上游地区存在山洪灾害风险的自然原因和人文原因。通过山洪灾害的强频分析和以灾变系数为指标揭示了闽江上游地区山洪灾害风险的空间分布规律,结果表明,同一频度的山洪强度量度都是从西北向东南减少,且其灾变性在源地附近较强,离源地越远越弱。     

乌鲁木齐市无资料地区山洪泥石流临界雨量推求

确定暴雨山洪、泥石流临界雨量对于受影响地区防灾减灾具有十分重要的意义,本文根据暴雨山洪、泥石流的成因,计算乌鲁木齐山洪、泥石流临界雨量。有资料地区通过分析整理雨量资料来确定临界雨量：无资料地区假定灾害与降雨同频率,分析灾害次数,确定灾害发生频率,从而求出临界雨量。乌鲁木齐雨量站较少,无法绘制临界雨量的等值线。根据计算临界雨量值,利用反距离加权距离法进行研究区临界雨量空间捅值,从而得出各小流域的临界雨量值。     

2004-07-05云南德宏州山洪泥石流气象成因分析

应用气象资料,卫星、雷达资料及带通滤波方法,分析了引发云南德宏州2004-07-05特大山洪泥石流灾害的天气成因。结果表明,除了德宏州区域地质、地貌等自然原因外,德宏州入汛提前,入汛后多低温阴雨是造成这次灾害的前期气候背景;中尺度辐合天气系统、充沛水汽输送及辐合、低空急流的作用导致07-04T20-07-05T20发生特大暴雨,是引发此次山洪泥石流灾害的直接天气原因。     

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。     

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.     

泥石流易损度评价

泥石流易损度是指在一定区域和给定时段内 ,由于泥石流灾害而可能导致的该区域内所存在的一切人、财、物的潜在最大损失。易损度评价因子主要分为财产指标和人口指标两大类。财产指标包括建筑资产、交通设施资产、生命线工程资产、个人财产和土地资源 ;人口指标包括人口年龄、受教育程度、富裕状况、人口自然增长率和人口密度。财产指标和人口指标具有不同的计量单位因而不能直接相加。本文提出的“转换赋值函数”解决了人、财、物统一标度和综合表达的难题 ,使泥石流易损度定量表达为财产指标转换函数赋值与人口指标转换函数赋值之和的二分之一的平方根。易损度取值范围介于 0～ 1或 0 %～ 10 0 %之间     

区域泥石流孕灾环境危险性评价——以北京军都山区为例

以北京军都山区实测泥石流沟谷数为基准,基于因子叠加、信息量模型和FCM-粗糙集三种方法,分别获得了泥石流灾害发生的危险性等级分布,结果表明:①各分区单位面积内泥石流沟谷数都随着危险性评价等级的提高而增多;②因子叠加法和信息量模型法可得出五级泥石流灾害危险性分级,而粗糙集法只得出三级分级;③以实际泥石流沟谷落在评价区数目为标准,信息量模型法有90%以上的泥石流沟谷在危险性高和极高区域;粗糙集法得到危险区域覆盖了63.72%的泥石流沟谷分布;④从单位面积泥石流沟谷数与泥石流沟谷分布比率可得,信息量模型法评价精度较高,因子叠加法没有形成良好的梯度,而粗糙集法计算等级结果与其他方法存在差异,故须在其他区域进行进一步研究。     

基于AHP_熵权法的孟印缅地区洪水灾害风险评估

孟印缅三国地处亚热带与热带季风气候区,因自然条件制约,洪涝灾害频繁发生,对“孟中印缅经济走廊”建设将会带来重大影响。开展孟印缅地区的洪水风险评估可为“孟中印缅经济走廊”的建设安全提供必要的信息和科技支撑。利用1980—2016年的降水数据,结合河网、数字高程和土地利用等数据,选取雨季降雨量、暴雨天数、高程、坡度、河网密度、植被覆盖度、土壤可蚀性、人口密度、地均GDP和土地利用10个指标,采用层次分析法和AHP_熵权法对孟印缅地区的洪水灾害风险分布进行了比较研究。研究表明：孟印缅地区高风险区和较高风险区分别占总面积的1.05%和28.76%,高风险区主要分布在印度北部的恒河平原、印度东北部的阿萨姆邦、孟加拉国大部分地区和缅甸南部。受自然、人口和经济条件的制约,孟加拉国是孟印缅三国中洪水风险最高的国家,高风险区和较高风险区分别占总面积的10.61%和65.87%。层次分析法和AHP_熵权法结果间的比较表明,后者比前者识别出更大范围的洪水高风险区。本研究为中国开展周边国家自然灾害的风险评估提供了有效的方法,有助于推进国家孟中印缅经济走廊的建设。     

基于可拓层次分析法的区域泥石流灾害评价研究

为解决传统方法在泥石流沟评价方案重要性赋值时只考虑两种极端情况的限制问题,以甘肃省天祝藏族自治县境内的13条泥石流沟作为研究对象,将可拓集合理论和方法应用到区域(流域)多条泥石流沟的实际评价问题中,为区域(流域)多条泥石流沟的综合评价和排序以及区域泥石流综合治理提供了新的思路。结果表明:(1)通过本方法研究得到13条泥石流沟中处于中度危险的有1条,其余12条处于轻度危险,与其他研究成果较为一致。说明本方法在区域(流域)多条泥石流沟的综合评价和排序方面的理论是合理的。(2)本方法同时考虑了以往泥石流沟危险性评价使用模糊AHP方法不考虑判断矩阵一致性方面的缺欠,将求解符合一致性要求的判断矩阵权重向量的方法有机地融合到EAHP方法中,使决策结果更贴近客观实际。(3)研究进一步指出,泥石流沟危险性评价的核心问题是判断指标的选择,应根据不同的区域的实际情况选取。虽然指标选择困难较大,但对于同一区域而言,某些指标对于各泥石流沟的影响是基本一致的(比如降水、下垫面、区域地质等因素),因此,利用该方法可以避免过多的指标参与到评价模式之中,使评价过程更为简单。     

GIS-based dynamic modelling and analysis of flash floods considering land-use planning

Flood inundation is a common natural disaster and a growing development challenge for many cities and thousands of small towns around the world. Soil features have frequently altered with the rapid development of urbanised regions, which has led to more frequent and longer duration of flooding in urban flood-prone regions. Thus, this paper presents a geographic information system (GIS)-based methodology for measuring and visualising the effects on urban flash floods generated by land-use changes over time. The measurement is formulated with a time series in order to perform a dynamic analysis. A catchment mesh is introduced into a hydrological model for reflecting the spatial layouts of infrastructure and structures over different construction periods. The Geelong Waurn Ponds campus of Deakin University is then selected as a case study. Based on GIS simulation and mapping technologies, this research illustrates the evolutionary process of flash floods. The paper then describes flood inundation for different built environments and presents a comparison by quantifying the flooding extents for infrastructure and structures. The results reveal that the GIS-based estimation model can examine urban flash floods in different development phases and identify the change of flooding extents in terms of land-use planning. This study will bring benefits to urban planners in raising awareness of flood impact and the approach proposed here could be used for flood mitigation through future urban planning.     

基于多智能体的洪涝风险动态评估理论模型

随着全球气候变化的加剧和城市化进程的快速发展,洪涝灾害的影响和复杂性日益加剧。洪涝灾害风险评估是一项复杂的系统工程,在防洪减灾工程理论与实践中具有重要意义;作为洪涝灾害风险管理和应急处置的基础和核心,风险评估模型直接影响洪涝灾害风险评估结果的可靠性。洪涝灾害风险是洪涝灾害复杂系统组成部分相互作用的结果,综合考虑洪涝灾害系统的特点以及智能体建模的优势,提出了一种基于多智能体的洪涝风险动态评估理论模型。首先从复杂系统建模的角度出发,对洪涝灾害复杂系统进行分析建模,构建基于多智能体的洪涝灾害风险动态评估框架模型;其次,对所构建的框架模型中单个智能体模型进行研究,分别建立基于反应型的孕灾环境智能体模型和基于慎思型的致灾因子、承灾体和风险分析智能体模型,并对以上单个智能体的流程进行研究;然后以风险分析智能体联盟为例对模型框架中所涉及到4类智能体联盟的内部结构和流程进行分析,对构建的框架模型中涉及到的智能体通信协调和作用规则进行探讨;最后,在Netlogo平台上,基于30 m DEM数据和构建的模型,对淮河流域的暴雨型洪涝孕育发生发展全过程的人口风险进行动态评估。结果表明,构建的模型能有效评估洪涝灾害全过程中人口风险的动态。研究结果对洪涝灾害人口灾情评估、应急救助和应急管理都具有较强的指导意义。     

巴基斯坦瓜达尔港地区干旱灾害风险评估

在全球变暖和极端气候事件频发的背景下,分析干旱特征及其风险不仅对经济社会发展具有重要实际价值,而且可为研究气候变化与人类活动的相互作用关系提供参考。瓜达尔港地区是“一带一路”倡议的重要交通要道。本文遵循灾害风险评估理论,采用趋势分析方法对瓜达尔港地区进行干旱灾害风险分析。结果表明：① 瓜达尔港地区整体干旱灾害危险性指数为0.5左右,南部地区遭受干旱灾害的可能性比北部低,东部地区遭受干旱灾害的可能性较高;② 暴露度指数整体在0.5左右,中部沿海地区由于经济发达而较容易受到干旱灾害影响,西北部地区有较高的暴露度指数;③ 脆弱性指数整体偏低,并且大致呈由北向南递减的趋势;④ 瓜达尔港地区为中度干旱风险,其中部沿海地区、东北部以及西部小部分区域有相对较高的干旱风险,只有较少的零星区域有较低的干旱风险水平;⑤ 该地区帕默尔干旱指数（PDSI）变化率全部呈下降趋势,意味着该地区整体干旱趋势有所增加。