山区镇域山洪灾害危险评价研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇山区镇域山洪灾害危险评价研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：以重庆市巴南区接龙镇为研究对象，在山洪灾害孕灾环境研究基础上，选取孕灾环境、汇流累积量、暴雨强度和河网密度4个指标，构建了山洪灾害危险评价指标体系，通过层次分析法确定指标权重，采用加权综合评价法构建山洪灾害危险评价模型，基于山洪灾害风险度评价技术与GIS技术，计算得到接龙镇山洪灾害危险综合指数，并对接龙镇山洪灾害危险进行综合等级划分绘制出了山洪灾害危险分区图。结果表明：接龙镇山洪灾害危险综合指数值位于8～69之间，全镇主要处于中等危险区，占总面积的80.53%；高危险区和低危险区分别占1.43%和18.04%，未出现极高危险区。

关键词：山洪灾害；危险评价；接龙镇；GIS

中图分类号：P931文献标识码：A文章编号：16749944（2014）02022305

1引言

山洪灾害是指由于降雨在山丘区引发的洪水灾害及由山洪诱发的泥石流、滑坡等对国民经济和人民生命财产造成损失的灾害，具有突发性、水量集中、破坏力大等特点[1]。我国地域辽阔，地貌形态复杂，暴雨频发、人类活动剧烈等导致山洪灾害频繁发生且存在地域差异性。我国山洪灾害点多面广、发生频繁，每年都要造成重大人员伤亡和基础设施、生态环境的毁灭性破坏，已成为我国自然灾害造成人员伤亡和经济损失的主要灾种。西南地区是我国山洪灾害发育最严重的地区，随着人们对山区资源利用强度的加大和自然环境的改变，使得山洪灾害有进一步加剧的趋势[2，3]。重庆市山区山高坡陡，河流众多，城镇多沿江分布，是山洪灾害频发区和重灾区，山洪灾害防御的形势严峻。通过深入研究山洪灾害发生和分布规律，从而增强防御山洪灾害的预见性和科学性，把握防灾抗灾的主动权。

本文选取重庆市巴南区接龙镇为研究对象，在构建山洪灾害危险评价指标体系的基础上，将山洪灾害风险度评价技术[4]与GIS技术相结合，分析山洪孕灾环境与致灾因子空间分布规律，利用层次分析法和加权综合评价法进行山洪灾害危险性综合分区研究。

2研究区域

接龙镇位于重庆市巴南区东南部，是重庆市巴南区“一城五镇”发展战略的中心镇之一，人口众多，社会经济较发达。全镇幅员面积为196.36km2，整体海拔为255～1025m。属低山孤丘区，境内多低山丘陵，地形起伏较大，整体呈现东西两端高于中部并向北边倾斜的地势特点。接龙镇雨量充沛，全年平均降水量1100mm。近年来，随着巴南区城镇建设规模的不断扩大，极端天气的日趋增多，造成了山洪灾害的频发。据山洪历史灾害数据显示：2001～2009年接龙镇共发生41次滑坡、泥石流等山洪灾害，累计经济损失达2400万元人民币，镇域范围山洪灾害防治工作任务艰巨。

3数据来源

（1）地理数据：接龙镇所在1∶10000地形图16幅，重庆市土地利用现状图；

（2）降水数据：接龙镇历年降雨情况数据、重庆市气象站点暴雨站点数据以及重庆市暴雨等值线图等；

（3）历史灾情数据：接龙镇2001～2009年山洪灾害历史数据；

（4）研究区相关的各种自然和社会经济统计资料等。

4山洪灾害危险评价方法

4.1山洪灾害危险评价指标选取与权重计算

4.1.1指标选取与分级赋值

影响山洪灾害的因素很多，其发生是多种因素综合作用的结果。山洪灾害危险性主要取决于天气和下垫面等自然因素[5]。根据相关规定[1]，参考山洪灾害危险性评价相关研究[6～12]，结合研究区域的实际情况，综合考虑孕灾环境因子和致灾因子对研究区山洪灾害危险性的影响，从而进行相应指标的选取。其中孕灾环境因子主要考虑降水和下垫面因素，选取年均降水量、地形坡度、地形起伏度、植被覆盖率、路网密度、居民点密度、历史灾害点密度共7个指标；致灾因子主要考虑降水因素和水系因素，选取汇流累积量、暴雨强度、河网密度共3个指标。在研究已获得的孕灾环境综合分区结果基础上，综合考虑孕灾环境（x1）、汇流累积量（x2）、暴雨强度（x3）和河网密度（x4）共4个指标对山洪灾害危险性的影响，构建山洪灾害危险评价指标体系并对各指标分级赋值。将4个指标分为4级赋值，各指标4个分区等级赋值之和为100。指标体系的具体分级赋值见表1。表1接龙镇山洪灾害危险评价指标体系

指标分级与赋值极高危险区高危险区中危险区低危险区孕灾环境（x1）分级>7373-5656-3250005000-10001000-10085.7585.75-82.2584-82.251.51.5-1.01.0-0.5

指标权重的计算方法有很多，根据简单实用性的原则，本次选择层次分析法进行计算。层次分析法源自美国运筹学家T.L.Saaty于20世纪70年代提出的“分析的递阶过程（Analytic Hierarchy Process）”，又称AHP法[13～15]。它是一种定性和定量分析相结合的多目标决策分析方法，能够将决策者的经验判断定量化。基于10位专家的判断评分构造判断矩阵，利用和积法计算得到山洪灾害危险指标孕灾环境（x1）、汇流累积量（x2）、暴雨强度（x3）和河网密度（x4）的权重值，分别为0.2272、0.4231、0.2272和0.1225，并通过了一致性检验。

4.2山洪灾害危险评价数据获取

在构建的评价指标体系基础上，收集大量相关数据资料，并利用GIS技术对数据进行提取和处理，并将各指标数据图层进行栅格化处理，栅格单元大小取100m×100m。

4.2.1孕灾环境数据获取

本研究中将已得到的孕灾环境综合分区作为山洪灾害危险评价的一个指标。孕灾环境综合指数值采用多因素综合指数法对7个孕灾指标进行综合分析加权叠加计算而得。各孕灾指标数据的获取方法如下所述。

（1）年均降水量：利用重庆市周边149个气象站点年均降雨量观测数据，与站点经度、纬度和高程之间进行线性回归分析，建立线性回归方程，利用ArcGIS软件中栅格计算器计算模拟得到接龙镇年均降水量分布图。

（2）地形坡度数据：以1∶10000地形图为基础，利用ArcGIS软件空间分析功能生成TIN，按照100m×100m栅格化处理得到研究区DEM（数字高程模型），并提取出坡度信息。

（3）地形起伏度：在ArcGIS软件空间分析模块中移动窗口功能支持下，调整窗口大小，最终选取1.1km×1.1km窗口大小统计接龙镇的地形起伏度。

（4）植被覆盖率：利用接龙镇土地利用现状图，结合实地野外调研情况以及专家意见对各土地利用类型的植被覆盖率进行赋值而得到。

（5）路网密度、居民点密度和历史灾害点密度：以接龙镇DEM数据为基础，利用ArcGIS软件水文分析功能提取划分得到127个小流域。以各小流域为统计单元，结合路网数据、居民点分布数据和接龙镇2001～2009年山洪灾害历史统计数据，利用ArcGIS软件空间叠加和统计分析功能得到各小流域中道路总长度、居民点总面积和历史灾害点数量，并分别除以所在小流域面积计算得到路网密度、居民点密度和历史灾害点密度。

依据各指标实际情况和专家意见，将各指标划分为极高易发区、高易发区、中易发区和低易发区4个等级并对其分别进行赋值，其中最大值为100，最小值为0。同时采用层次分析法和专家评分法得到山洪灾害孕灾环境7个指标的权重值分别是0.1588、0.3498、0.1035、0.0435、0.0675、0.0306和 0.2463，并通过一致性检验。最后采用多因素综合指数法计算得到山洪灾害孕灾环境综合指数，对其设置相应阈值得到山洪灾害孕灾环境分区图（图1）。

4.2.2致灾因子数据获取

（1）暴雨强度：基于重庆市暴雨等值线图和相关历史资料，利用ArcGIS软件空间插值功能，采用反距离加权法，模拟得到接龙镇暴雨强度分布情况，并按照指标体系进行量化分级得到暴雨强度量化分值图（图2）。

（2）汇流累积量：基于接龙镇无洼地DEM，利用GIS水文分析功能，计算水流方向汇流经过每个栅格单元的栅格数量总和，并按照4个等级量化赋值得到汇流累积量量化分值图（图3）。

（3）河网密度：根据接龙镇DEM，利用ArcGIS软件水文分析功能，提取出矢量化河网数据。然后在已获得的各小流域为基础，利用空间叠加分析与空间统计分析功能，统计落在每个小流域内的河网总长度，除以小流域面积，计算出每个小流域的河网密度。最后结合量化标准和评价体系对河网密度进行分级量化得到河网密度量化分值图（图4）。

5山洪灾害危险评价

5.1山洪灾害危险评价模型

山洪灾害危险性分析是对某区域山洪灾害的孕灾环境或致灾因子的各种自然属性特征的概率分布做出评价[5]。接龙镇山洪灾害危险评价采用加权综合评价法[16]。加权综合评价法综合考虑各指标对评价因子的影响程度，将各个指标的作用大小综合起来，用数量化指标加以集中，其计算公式如下：

5.2山洪灾害危险综合分区与评价

根据已获取的山洪灾害危险指标数据以及指标权重，通过对各指标影响情况的分析，利用山洪危险综合指数计算模型，采用加权综合利用ArcGIS软件空间分析技术对各指标进行叠加分析，得到研究区100m×100m栅格单元的山洪灾害危险综合指数值，如图5所示。

6结论与讨论

（1）山洪灾害是我国自然灾害造成人员伤亡的主要灾种，其造成的基础设施损毁、生态环境破坏也十分严重，已成为我国防洪减灾工作的重点和难点。西南地区山区丘陵镇域山洪灾害对镇域人民的生命财产构成重大威胁，进行山洪灾害危险合理分区研究，可对建立镇域山洪灾害预警预报机制以及为政府的防灾减灾决策提供科学依据。

（2）以山区镇域为研究单元，选取孕灾环境、汇流累积量、暴雨强度和河网密度4个指标构建了山区镇域山洪灾害危险评价指标体系，并在GIS技术支持下，获取了各个指标的评估数据。 利用层次分析法和专家评分法得到各指标的权重值。

（3）采用加权综合评价法构建山洪灾害危险评价模型，计算得到接龙镇山洪灾害风险综合指数，同时依据评价指标体系中各危险等级的阈值将山洪灾害危险分为4个等级，最终得到山洪灾害危险综合分区。从分析结果可以看出：接龙镇山洪灾害危险综合指数值处于8～69之间，全镇范围内约80.53%的地区处于中等危险区，山洪灾害危险对全镇的潜在影响情况不容忽视，山洪灾害防治预警工作不容懈怠。

（4）由于山洪灾害发生的复杂性与不确定性，影响因子众多，结合实际情况选取哪些因子能更加全面地作为不同区域山洪危险评价指标，有待进一步的探讨和完善。

（5）本文只对山区镇域山洪灾害危险性进行了分析研究，可进一步对山洪灾害社会经济易损性进行分析研究，对山区镇域山洪灾害风险进行综合评价。

参考文献：

[1] 全国山洪灾害防治规划编制工作组.全国山洪灾害防治规划编制技术大纲[EB/OL].[2003-4]. http：//.

[2] 张平仓，任洪玉，张明波，等.中国山洪灾害区域特征及分区防治对策[J].水资源研究，2007（1）：1～4，7.

[3] 田国珍，刘新立，王平，等.中国洪水灾害风险区划及其成因分析[J].灾害学，2006（2）：1～6.

[4] 程卫帅，陈进.山洪灾害风险度评价技术综述[J].人民长江，2004（12）：5～7，14.

[5] 邹敏.基于GIS技术的黄水河流域山洪灾害风险区划研究[D].济南：山东师范大学，2007.

[6] 唐川，朱静.基于GIS的山洪灾害风险区划[J].地理学报，2005（1）：87～94.

[7] 唐余学，廖向花，李晶，等.基于GIS的重庆市山洪灾害区划[J].气象科技，2011（4）：423～428.

[8] 周成虎，万庆，黄诗峰，等.基于GIS的洪水灾害风险区划研究[J].地理学报，2000（1）：15～24.

[9] 林孝松，陈洪凯，王先进，等.重庆市涪陵区G319公路洪灾风险评估研究[J].长江流域资源与环境，2013（2）：244～250.

[10] 李树军，袁静，何永健，等.基于GIS的潍坊市暴雨洪涝灾害风险区划[J].中国农学通报，2012（20）：295～301.

[11] 毛德华.洞庭湖区洪涝危险性综合评价与分析[J].自然灾害学报，2001（4）：104～107.

[12] 詹小国，祝国瑞，文余源.综合评价山洪灾害风险的GIS方法[J].长江科学院院报，2003（6）：48～50，64.

[13] 王以彭，李结松，刘立元.层次分析法在确定评价指标权重系数中的应用[J].第一军医大学学报，1999（4）：377～379.

[14] 谢承华.AHP及其应用[J].兰州商学院学报，2001（2）：79～82.

[15] 常建娥，蒋太立.层次分析法确定权重的研究[J].武汉理工大学学报：信息与管理工程版，2007（1）：153～156.

[16] 邓丽君.加权综合评价法在护士长绩效考核中的运用[J].青海医药杂志，2011（5）：39～40.