（水土保持与荒漠化防治专业论文）重庆市山洪灾害的初步研究.pdf

磁i 学硕上学位, 论文 ii i l l i i _ i i _ l l 盐 一_ _ i 重庆市山洪灾害的初步研究 水土保持与荒漠化防治专业硕士研究生：刘效雨 指导教师：文i j 益军吾l j 教授 史东梅教授 摘要 山洪灾害是由于持续高强度大暴雨发生在山区引起的一种自然灾害，我国是一个多山的 国家，山区面积占国土面积的总面积的6 9 山区城镇数量约占全国城镇总数的5 0 ，山区人 口数量超过人口总数的2 0 5 。山区自然条件复杂多变人口密度大。加之在山区城镇建设中对 对城镇的规划和防灾问题不够重视，因此，一旦发生山洪灾害就会造成重大的人员伤亡和巨 大的财产损失。结合重庆市地理环境，选择重庆市缙云山黛湖、重庆北碚新城区和重庆璧山 县城3 个地方进行山洪灾害的研究，其结论如下： ( 1 ) 山洪灾害的危险性评价一般主要采取层次分析法，因地而异，选取对山洪灾害的发生有 重要性影响的指标进行权重分析，根据权重的大小，采取合理的防范措施，降低山洪灾害发 生几率。结合重庆市特殊的地理环境和气象条件，进行山洪灾害的危险性评价，降雨对山洪 灾害的发生具有决定性的作用，除降雨外选取相对高差、坡度、植被、土壤和人类活动等5 个指标，经权重分析后，各指标权重为相对高差 土壤 坡度 人类活动 植被。然后分析降雨、 地形和人类活动因子对重庆市历史山洪灾害的影响。 ( 2 ) 重庆市是一个山洪灾害多发区，每年都会有不同规模的山洪灾害的发生，同时山洪灾害 发生时都会伴随着滑坡、泥石流灾害的发生，造成大量的经济财产损失，同时山洪灾害有重 庆市地区特点：季节性强，主汛期频发率高，主要集中在6 8 月；区域明显，暴雨区和丘陵 高山区易发性强，分为大巴山南麓区、七曜山脉区、华蓥山东侧片区，綦江丘陵区等四大山 洪灾害高易发区；突发性强，成灾极快，预测和预防难度大；破坏性强，危害严重，通过统 计重庆市灾害损失分析，得出灾害损失呈逐年增加的趋势，特别是进入8 0 年代，并且农村的 损失大于城镇损失。 c 3 ) 结合重庆市北碚区黛湖小流域地形图，利用a r c w e w 软件，建立数字高程模型选取北 碚区历史暴雨资料，模拟不同暴雨条件下，黛湖水位上涨情况，确定黛湖淹没水深，从而可 以根据暴雨天气预报，推算出黛湖淹没情况，做到提前预防，降低流域内山洪灾害造成的经 济损失。 ( 4 ) 城市建设改变原有的生态环境，对山洪灾害的发生也产生重要影响，选取北碚新城区和 西南大学硕七学位论文 摘要 !p i iii i r 璧山县城作为研究区域。结合新城区地形图，利用彳船，缸m 软件，建立数字高程模型，确定碚 南大道的地势和汇水面积，利用水力计算公式，模拟1 h 最大雨强和1o i i l i l l 最大雨强的条件下 道路的淹没水深，道路积水给生活来不便和经济损失；结合壁山县城高程平面布局图和壁山 县城历史山洪灾害记载，选取璧山县城内几处标志建筑，模拟璧南河不同洪水水位条件下， 这几处建筑的淹没水深，由此可以推出整个壁山县城的洪水淹没状况，一旦璧南河水位超过 河堤，将会给整个壁山县城带了巨大的经济损失。 ( 5 ) 由于山洪灾害对发生区域造成巨大的经济损失山洪灾害的治理应贯彻以人为本、 全面、协调、可持续的科学发展观，针对山洪灾害的特点，并结合重庆市实际状况，确定防 治山洪灾害的总体思路。山洪灾害防治措施应立足于以防为主、防治结合，以非工程措施为 主，非工程措施和工程措施相结合，现阶段以减少人员伤亡为首要目标。 关键词：山洪灾害城镇危险性 西南大学硕十学位论文摘要 s t u d yo nt h em o u n t a i n t o r r e n td is a s t e r si n c h o n g q i n g m a j o r ：s o i la n dw a t e rc o n s e r v a t i o na n dc o m b a t i n gd e s e r t i f i c a t i o n m a s t e rc a n d i d a t e ：l i ux i a o - y u a d v i s o r ：a s s o c i a t ep r o l i uy i - j u n p r o s h id o n g - m e i a bs t r a c t m o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r sw h i c h 锄屯c a u s e db yh i g h i n t e n s i t yt o r r e n t i a lr a i no fm o u n t a i na r e n a t u r a ld i s a s t e r s t h e r ea t em a n ym o u n t a i mi nc h i n a , 曲曙删陀蠹o f 任帕哪m a i 岫a c c o u n tf o r6 9 o ft h o a r e ao fw h o l ec o u n l r y , t h en u m b e ro fm o u n t a i nt o w n s a c c o u n t sf o r5 0 o ft h en u m b e ro ft o w n si n c h i n a , t h ep o p u l a t i o no fm o u n t a i ni sm o r et h a n2 0 0 , 6o ft h ep o p u l a t i o no fc h i n a b e c a u s eo f c o m p l i c a t en a t u r a lc o n d i t i o n s , l a r g ep o p u l a t i o nd e n s i t yi nm o u n t a i na r e a , a n dn e g l e c t i n go ft o w n p l a n n i n ga n dm o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r s 伏i i i i 酞m 魄枷i 唱t h ec o n s t r u c t i o no fm o u m a i n 幻w i 岱，t h e e v e n to ff l a s hf l o o d sw i l lr e s u l t i nam a j o rd i s a s t e rc a s u a l t i e sa n dh u g ep r o p e r t yl o s s e s a c c o r d i n gt o t h eg e o g r a p h i c a le n v i r o n m e n to fc h u n g q i n gc i t y ，w er e s e a r c ho nt h em o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r so f d a i h ui nj i n y u nm o u n t a i n 、b e i b e id i s t r i c tc h o n g q i n ga n db i s h a nc o u n l r yc h o n g q i n g , t h er e s u l t s s h o wa sf o l l o w ： ( 1y r h er i s ka s s e s s m e n to fm o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r si sa l w a y sb a s e do nt h em e t h o do fa n a l y t i c a f l h i e r a r c h yp r o s s ( a h p ) - mf i r s tw ec h o s ea n da n a l y s i st h ew e i g h t so fs o m ef a c t o r sw h i c hw i l ld e e p l y i n f l u e n c ew i t ht h eo c c u r r e n c eo fm o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r s ，a n dt h e nt a k et h er e a s o n a b l ec o n t r o l l i n g m e 笛埘弓t od e c r e a s et h e c 珊代l l p r o b a b i l i t yo fm o u n t a i nt 0 删d i 鞠s 埒陪，a n df i f 协h y 钡：c i 竹d h 喀 t oc o m b i n i n gt h ec o n d i t i o n so fg e o g r a p h i c a le n v i r o n m e n ta n dw e a t h e ri nc h o n g q i n g 。w ea s s e s st o t h er i s ko fm o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r s 1 1 舱r e s u l t ss h o wt h a tr a l n f a l l i st h ed e t e r m i n a t i v ef a c t o ro ft h e o u n n o fm o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r s ；w ec h o s eo t h e r5f a c t o r ss u c ha sr e l a t i v eh e i g h td i f f e r e n c e ， s ) o p e , w 李e t 鲥o l l ，s o i la n dh t l m a nb e h a v i o f t h e s ef a c t o m c o n t r i b u t i o nt om o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r s f r o mh i g h e s tt ol o w c 爆t 弱f o l l o w s ：r e l a t i v eh e i g h td i f f e r e n c e s o i l s l o p e h u m a nb e h a v i o r v e g e t a t i o n a n dt h e na n a l y s e st h er a i n f a l l ，t o p o g r a p h ya n dh u m a na c t i v i t yf a c t o r s i n f l u e n c eo nt h e h i s t o r yo ff l a s hf l o o d si nc h o n g q i n gc i t y ( 2 ) c h o n g q i n gi st h ec i t yi nw h i c hn s n a l l yk 嘻，p 锄m o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r s ，i nt h ec i t y , t h e r ea 把 m a n yd i f f e r e n ts c a l em o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r se v e r yy e a r a tt h es a m et i m e ，f l a s hf l o o d sd i s a s t e r w h i c hl e a d st oh u g ep r o p e r t yl o s s e s ，a c c o m p a n i e db yl a n d s l i d e s ，d e b r i sf l o wd i s a s t e r s ，a n dt h e c h a m c t e f so fm o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r si nc h o n g q i n gc i t y 锄s e a s o n a l i t y , t h em o u n t a i nt o r r e n t d i s a s t e r sa l w a y sh a p p e ni nj u n et oa u g u s t , a n da l s ot h e ya l w a y sh a p p i nt h es o u t ho fd a b a m o u n t a i n , q i y a om o u n t a i n , a n de a s to fh u a y i n gm o u n t a i na n dt h eh i l la 托组o fq i j i a n gc o u n t r y , a t t h es a m et i m et h em o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r sh a v es t r o n gd e s t r u c t i v ep o w e ra n ds e r i o u sh a r m f u l e n d a n g e r i n g a c c o r d i n gt ot h es t a t i s t i c a la n a l y s i so f t h el o s so fd i s a s t e r si nc h o n g q i n g w cf i n dt h a t t h ed i s a s t e rl o s st r e n d sa r ei n c r e a s i n gy e a rb yy e a r e s p e c i a l l yi n1 9 8 0 st h el o s so f d i s a s t e rc o u n t r i e s i sh l o l 屯s e r i o u st h a nt o w n s ( 3 ) b yc o m b i n i n gt h ec o n t o u rm a po fd a i l l ui nj i n y u nm o u n t a i n , u s i n gt h ea r c v e ws o f t w a r e ， b u i l d i n gt h ed e m 恍c h o s e t h ek s t o 哆i n f o r m a t i o no f t o r r e n t i a lr a mi nb e 词o e id i 蛳a n d 幽咖l i 咖 t h e f a l c = rl e v e l sr i s i n gu n d e rt h ed i f f e r e n tt o r r e n t i a lr a i nc o n d i t i o n , a n dt h e nc a ) n f l l mt h ed e e p n e s so f i n u n d a t i o ni nd a i h ut h r o u g ht h ew e a t h e rr e p o r t , a n df i n a l l yt a k et h ep r e c a u t i o n a r ym e a s u r e m e n tt o d e c r e a s et h el o s sw h i c hi sc a u s e db ym o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r si nt h ew a t e r s h e d o ) t h ec i 锣仪啦鳓v 嘶鲫c a a n g e st h eo r i 酬o l o 画c m 钉m m 舱峨a n dh a sd e e pi n f l u e n c et ot h e m o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r s h a p p e i i w ec h o s ct h eb c i b c id i s t r i c ta n db i s h a nc o u n t r ya st h e 传s e a r c h 8 t e a b yc o m b i n i n gt h ec o n t o u rm a po fb e i b e id i s t r i c t , u s i n gt h ea r c v i e ws o f t w a r ea n dh y d r a u l i c f o r m u l a , b u i l d i n gt h ed e m , n 矗珊i i l gt h er e l i e fa n dc a t c h m e n t sa r e ao fb e i n a nr o a d , w es i m u l a t e t h ed i 笼讲嬲o fj l i 瑚t d 蕊锄dt h el o s sc a u s e db yt h ep a t ho fw a t e ru n d e rt h ea m d i t i o l lo ft h e m a x i m u ms i x t y - m i n u t er a i n f a l li n t e n s i t ya n dt h em a x i m u mt e n - m i n u t er a l n f a l li n t e n s i t y b a s eo n c o u e c t i n gt h ea l t i t u d em a po fb i s h a nc o u n t r ya n dt h eh i s t o r yi n f o r m a t i o i lo fm o u n t a i nt o r r e n t d i s a s t e r si nb i s h a n , c h o o s i n gt h es o m eo fr e p r e s e n t a t i v ec o n t r i b u t i o n si nb i s h a n , s i m u l a t i n gt h e 锇g b 托哪w 啦盱l e v e lc o n d i t i o na n d 幽ed 阮研抡o fi n u n d a t i o no fb i m nr i v e r , w ec a l c u t a 把龇 c o n d i t i o no fd e e p n e s so fi n u n d a t i o ni nt h ew h o l eb i s h a nc o u n t r y , w ea l s of i n dt h a ti ft h ew a t e rl e v e l o fb i n a nr i v e re x c e e d st h eh e i g h to ff i v e rl e v e e ，t h e r ea r el a r g el o s si nt h ew h o l eb i s h a nc o u n t r y ( 5 ) b e c a u s eo ft h eh u g el o s sw h i c hi sc a u s e dt h em o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r s , w eh a v et ot a k es o m e m e a s u r e m e m 出征枷o n1 1 他s c i e n t i f i co u t l o o ko f td 咧d o i ，删w h i c hm 憾p t 咖p e = o p 叠e f i r s ta n da i m i n ga tc o m p r e h e n s i v e ，c o o r d i n a t e da n ds u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t w ea l s oh a v et o a s c e r t a i nt h ew h o l ei d e ao fc o n t r o l l i n gt h em o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r su n d e ra n a l y z i n gt h ec o n d i t i o n o fc h o n g q i n ga n dt h ec h 盯a c t e ro fm o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r s n 屺m e a s u r e m e n to fc o n t r o l l i n g m o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r ss h o u l dd e p e n do bt h ep r e v e n t i o na n dl r e a t m e 哦a n da l s op u tt h e 弘钠嘲硝舳 a n du e a t m e n tt o g e t h e r , i ta l s os h o u l dd e p e n do nt h en o n - e n g i n e e r i n gm e 4 1 s u l - 瞄a n de n e 蛐g m c a s u r 豁, a n dp u tb o t ho f t h e mt o g e t h e r a tt h i ss t a g et h ep r i m a r yo b j e c t i v ei st or e d u c ec a s u a l t i e s k e yw o r d s ： m o u n t a i nt o r r e n td i s a s t e r st o w d sd a n g e r o u s 独创性声明 学位论文题目：纽些! 煞遮! 茎墨壶蔓堑生窒 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了 特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁 在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者：主、| 豸更两 签字日期：7 川年厂月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：办i 炎两 签字日期：y 毋7 年f 月- 7 日 导师签名： 签字日期： 7 日 西南大学硕士学位论文第一章文献综述 i i l ，q ，一i i i i i ii _ _ l l 第一章文献综述 1 1 山洪灾害的特征及危害 、。、r ，r o 。 山洪灾害是水灾的一种表现形式，是持续高强度大暴雨所致，故称雨洪灾害，又因发生在山 丘区，故又称山洪灾害【1 1 。山洪灾害分布广范围大、水量集中、突发性强破坏力大、预报难、 防御困难，往往造成毁灭性的灾害。主要是受气候、地理环境和人类活动的共同影响，中国山 洪灾害频繁而严重，每年都造成大量人员伤亡和财产损失。 据统计表明，中国2 1 0 0 多个县级行政区中，有1 5 0 0 多个分布在山丘区，受到山洪、泥 石流、滑坡灾害威胁的人口达7 4 0 0 万人。1 9 5 0 - 1 9 9 0 年洪涝灾害死亡人数共计2 2 5 万人，其中 山区山洪灾害死亡人数1 5 2 万，占总死亡人数的6 7 4 1 9 9 1 1 9 9 8 年全国每年因山泱灾害死亡 占全国洪涝灾害死亡人数的6 2 - 6 9 , 1 9 9 9 年、2 0 0 2 年，山洪灾害死亡人数为1 1 0 0 至1 4 0 0 人，占全国洪涝灾害死亡人数的6 5 至7 5 ；2 0 0 3 年、2 0 0 4 年山洪灾害分别造成7 6 7 人和8 1 5 人死亡，占全国洪涝灾害死亡人数的4 9 o ；f 1 j 的7 6 ，2 0 0 5 年山洪灾害造成1 4 0 0 人死亡。占全 国洪涝灾害死亡人数的8 4 。2 0 0 6 年山洪灾害造成1 6 3 2 人死亡，占全国洪涝灾害死亡人数的 7 2 山洪已经成为中国自然灾害造成人员伤亡的主要灾种之一。 1 2 山区城镇的重要性 城镇是所在区域的政治、经济、文化中心随着社会不断发展，这种中心地位更加突出。城 镇人口相对集中，各类建筑物密集分布，各类社会公用设施多，经济发达或相对较发达。当发生山 洪灾害时，危害性远远大于乡村。这些问题在世界范围内都十分突出，如1 9 9 9 年委内瑞拉北部 沿加勒比海地区爆发特大泥石流，造成数座城市被摧毁，3 0 0 0 0 余人死亡3 3 7 万人受灾，1 0 0 亿美 元经济损失t 2 t 。 中国是一个多山的国家，山区面积占国土面积的总面积的6 9 ，山区城镇数量约占全国 城镇总数的5 0 ，山区人口数量超过人口总数的2 0 。中国的山区自然条件复杂多交，人口 密度大，加之在山区城镇建设中对城镇建设中对城镇的规划和防灾问题不够重视，山区城镇 中溪河洪水、滑坡和泥石流等山洪灾害频繁发生，造成重大的人员伤亡和巨大的财产损失。 1 3 山洪灾害危险性评价的研究现状， 、八，一、，、 山洪灾害的危险性评价是在是在山洪灾害危险度区划的基础上进行的，山洪灾害的危险 程度简称危险度，它是指山洪灾害发生可能性的大小，是一个概率概念，只能在【o ，l 】闭区间内 取神。 1 3 1 国外的研究现状 l 西南大学硕上学位论文第章文献综述 国外普遍重视山洪灾害风险性区划的研究，主要集中于山洪灾害的风险分析与制图，特 别是1 9 8 8 年联合国组织编制的根据洪水风险分析及风险图改进防洪系统专家组会议会刊 具有代表性，指出了洪水风险性评价与制图的原理、方法和实例应用等。自2 0 世纪6 0 年代 以来，几乎所有受洪灾影响严重的国家、地区的城市都开展了综合性洪水损失预防和管理， 其共同特点是选择示范试验区或流域进行风险性评估，这种非工程性措施的减灾效果已普遍 得到认可h 。 奥地利等欧洲国家对泥石流灾害危险性评价较早提出了采用类似交通信号中红、黄、绿 三色的特定含义，划分泥石流危险区、潜在危险区和无危险区p l 。 1 9 7 7 年日本足立胜治等开展了山洪发生可能性的判定研究，以地貌条件、流域形态和 降雨三个因子判定d 洪的发生率，其中每个因子又分若干要素每个要素又分若干等级，每 个等级给出相应的判别得分，然后统计山洪发生的可能性1 6 1 。 1 9 8 0 年，瑞典e d e e n 用危险区图俾i s kz o n em a p ) - 来研究灾害的危险度，包括不同灾害的 类型辨识和规模估计网。 1 9 8 1 年，美国h o l l i n g s w o r t h 和k o v a c s 采用打分方法构建了了山洪危险度评价的基本框 架，选用岩性、坡度和切割密度等主要影响因子，将因子划分为5 个等级，采用因子叠加分 析方法开展了山洪灾害的危险度评估工作i s 。 1 9 8 4 ，英国h a n s e n 系统开展了山洪危险性评估工作，工作流程如下：( 1 ) 采用遥感图像解 译和地面调查方法，在工作底图上详细标示山洪灾点的位置及其活动频率，对山洪灾点进行 编且和g i s 制图，评价山洪的活动程度和危险性( 2 ) t h 洪危险性评价因子的筛选与量化，将 影响山洪形成的因子分为渐变因子和突发因子。渐变因子包括地质条件( 岩性、构造) ，地形条 件( 坡度、高差) ，斜坡结构类型和人为活动( 破坏植被、工程切坡、陡坡垦殖) ，水文条件( 河 流侵蚀、地下水活动) ；突发因子主要是地震和暴雨。这些影响因子的筛选与评价主要通过如下 三种途径完成。工程地质类比法，根据研究区的环境条件，进行地质分析；专家调查法，采用 会议讨论或通讯调查，请同行专家评分确定评价因子的重要性；数学分析法，采用灰色系统理 论分析各因子的关联度，而确定评价因子。0 ) 2 洪数据库结构和数据分析探讨。全面探讨了 g i s 在灾情评估方面的应用，用i n t o 构建了灾害数据，并生成与空间信息匹配的信息。对于 不便加载到a r c i n f o 空间信息上的描述性文本等数据，则采用与外部系统链接等方式加载 a r c i n f o 的工作体系中去。( 4 ) 山洪危险性成因法评价图( 间接制图) 与现状法评价图( 直接制 图) 可通过叠合分析，比较两类评价方法的最终结果，分析误差程度和原因，进一步调整评价 因子和数据处理方法，或提高现状分析法的精度，完善山洪的危险性区域评估。该方法到目 前仍被广泛采用唧。 1 9 7 7 年，美国对加和福尼亚鼬r a t o g a 地区开展了山洪危险性编目工作，1 9 7 8 年对 s w i t z e r l a r d 地区建筑、公路以及其他设施的山洪开展了危险性编目工作，并采用与滑坡相关的 地形和岩性因子，对部分山区的滑坡开展了严重性等级评价，将其严重性分为5 个等级；1 9 8 3 2 西南大学硕+ 学位论文第一章文献综述 年对加利福尼亚北部的山林伐木规划区进行了山洪危险性编目工作 1 0 l 。1 9 8 8 年利用遥感技术， 在加利福尼亚地区开展了山洪危险度评价工作1 1 1 1 。 1 9 9 0 年，日本久保田哲也等开展了山洪的危险性预测研究，采用短历时降雨的有效降雨 量和降雨强度等因子来研究山洪和泥石流发生的可能性【协。 1 9 9 1 年，荷兰f r a n sm u l d e r 等首次对山洪风险评估方法进行了探讨，认为小尺度、高精 度的山洪风险评估宜采用土力学方法，区域性山洪风险评估宜采用统计学方法。虽然统计学 方法有许多具体方法和技术，但它们都基于同一概念模型，即对一系列参数的识别和制图， 这些参数直接或间接地控制一个地区的山洪灾害。最终的山洪风险评估结果是由各参数及其 给定的权重的叠加而完成的，参数的权重则是基于个人判断或统计技术。而土力学原理的应 用优越于统计学方法，因为它能提供更好的上地利用变化效应的预测。但这种方法成本高， 直至目前还影响了其优越性的充分发挥i l 习。 另一种用g i s 研究洪水风险的办法是将g i s 空间分析与水文模拟相结合，实现洪水的空 伺可视化，达到预测洪灾的目的。以加拿大为背景，采用瑚三c r a s 模型模拟次洪。具体做法 是，基于d e m 数字高程模型提取空间水网，应用a r c v e w 软件生成格网洪水表面，以d t m 为基础，建立不规则三角网，将这种方法应用于南萨斯喀彻温省的q ( 历p p e 河。结果表明此 方法模拟不同程度的洪水严密程度和确定洪水淹没区域是非常有效的。并且发现洪水位的变 化会对下游河道产生影响，使下游的防洪工作更加严到1 4 1 。 q u i n o n e z , c a r l o g 研究内容是开发德克萨斯州洪泛区分析的水文水力模型并且分析在地 理信息系统和数据框架中，可能的减灾措施此框架考虑了数据操作的可行性、进行了简单 的结果分析、开发了一种改进了的更加标准的洪泛区分析方法。此工程广泛的依赖于所得到 的稳定数据，这些数据要充足，且误差较小并且可与土地利用相结合，能够达到模型验证的 目的。例如，数字高程模型的雷达数据，全球定位系统数据，航空图片和土地利用和土地覆 盖数据。研究的另一目的是在a r c v i e w ，g 腰系统中，采集和组织各种水文、水力数据源。对 数据做此种处理，有利于将来数据的快速有效的更新和对洪水控制各种措施的分析和预测【i 习。 洪水灾害评估中讨论的各种变量，最终都要落实到特定的空间位置上，抽象的数据很难 描述确切的实况，必须借助d e m 来对灾情进行较为精确的描述。d e m 可以提供区域高程面 积容积关系，将灾情要素以及他们的改变量复合在e m 上，进行灾情实况模拟。灾情信息提 取包括洪水水体识别、水量估算及淹没深度估算，提取过程中利用了遥感图像与d e m 数据6 】。 在g i s 软件中可运用单方向分配法基于数字高程模型自动提取流域河两水系。以总面积 为2 6 5k 时的加拿大阿尔伯塔省中部的p a d d l e 流域为例，在5 0 0 m x 5 0 0 m 的d e m 数据的基础 上，计算初流域上各点( 或栅格) 的集水面积。然后通过分析临界支撑面积( c s a ) 的取值对 所提取的数字水系总长度以及平均坡降的影响，确定了反映该流域河流地貌发育的临界支撑 面积。河网水系的自动分析和提取结果比较令人满蒯1 7 l 。 3 西南大学硕一l 学位论文 第一章文献综姿 1 3 2 国内的研究现状 我国开展山洪灾害危险性评价方面的研究起步较晚，徐在庸( 1 9 s 1 ) 阐述了山洪的定义，首 次研究了山洪及其灾情【嘲。2 0 世纪舳年代初中国科学院成都山地灾害与环境研究所在雅碧 江二滩水电站库区的滑坡研究中，采用遥感方法对库区沿岸的滑坡开展了危险度评价工作， 1 9 8 5 年对三峡库区滑坡进行了敏感度分区研究，完善了长江上游滑坡泥石流危险度区划研究 u 9 - 2 ，1 9 9 1 年编著了1 ：6 0 0 万全国滑坡泥石流危险度区划图l 翻，与山洪灾情危险度评价有关 的研究报道最早见于1 9 8 2 年王礼先提出的荒溪分类法1 2 3 】和1 9 8 6 年谭炳炎提出的泥石流沟危 害性评价阱l 。此后不断有这方面的研究成果报道其中代表性的研究成果有：四川及攀西地区 滑坡危险度评估 2 5 2 e 1 重庆市崩塌滑坡危险度评估 2 7 - 3 0 湖北襄樊十堰高速公路建设 所诱发的滑坡危险度评估【3 ，黄河上游地区崩塌滑坡泥石流危险度评估1 3 2 ，3 3 1 ，三峡库区干流 崩塌滑坡危险度评估瞰l ，铁路边坡病害危险度评估【3 卯，云南省泥石流危险度评估脚，3 7 1 ，中 国泥石流危险区划m ，3 9 l ，地质灾害危险性评估 4 0 4 2 等。 2 0 世纪8 0 年代以来，g i s 技术在洪水灾害评价中得到了广泛的应用【4 h 习，取得了显著的 防洪减灾效果。但城市山洪具有其不同于平原区的城市洪水的特点，其暴发突然、空间尺度 小、分布分散而数量多、成灾迅速，其水文和动力参数难以进行观测取得，并且采用遥感技 术也难以获得其泛滥范围等多种特殊性，使其研究难度较大。如年代以来，城市洪水灾害问 题日益引起人们的广泛关注，我国“八五”、“九五”科技攻关计划都将其列入重大研究项目，在 城市洪水灾害防御方面都开展了试验示范研究，取得了丰富的成果m l 。同时我国学者开始重 视对城市山洪这种特殊的洪水灾害的研究，并取得了一些的成果，代表性成果有北京山区山 洪危险度制i 虱 4 7 1 。随着遥感技术( p u s ) 与地理信息系统( g i s ) 技术的集成应用取得长足的进展， 并逐渐应用到山洪灾害的危险性评价工作中，大大地促进了我国山洪灾害的危险性评价研究 的发展，如赵士鹏等提出了泥石流危险性评价的系统集成策略，将泥石流危险度评价集g i s 与专家系统为一体，对孙胡沟流域泥石流危险度进行评价，取得了较好的效果【4 s 】。汤家法等 利用a r c i n f o 地理信息系统作为工具，对岷江上游泥石流发生地各因子叠加形成综合层， 且包含属性数据，对其进行分析，进行泥石流危险度的划分即，。唐川以l ：2 5 万地理底图为 基础，对影响山洪形成与泛滥的地形坡度，暴雨天数，河网缓冲区，标准面积洪峰流量，泥 石流分布密度和洪灾历史六项因子进行分析和叠合评价，完成了红河流域的山洪灾害危险性 评价图，以人口密度、房屋资产、耕地百分比、单位面积工农业产值作为指标进行了易掼性 分析，并借助于g i s 分析工具，将危险性评价图与易损性评价图进行叠加分析。完成了红河 流域的山洪灾害风险区划图i 删。 利用数字高程模型自动提取流域水系的原理和方法，在山地丘陵区和平均地形坡度不小 于3 0 的区域，所生成河网具有很高的可靠性。为了解决在平均地形坡度小于3 。的平坦区域河 网生成中产生的虚拟河网与自然水系偏差较大的问题，提出了利用主干河道和平原水系数字 4 西南大学硕士学位论文第一章文献综述 1 。ai qo 化作为约束条件的生成河网的方法，取得了与实际情况比较接近的结果p 1 ，5 2 1 。 把陕西渭河下游地区，华县、华阴至潼关一带作为研究区域，数据为扫描后的l ：1 0 0 0 0 的地形图，通过在a 彤- - v i e w 中，内插数据点来生成d e m 。采用无源淹没计算淹没面积，最后 用e r d , , i s 对洪水淹没进行三维模拟【5 3 】。 以我国东南沿海甬江流域奉化江下游为实验区，应用遥感和地理信息系统，对中小流域 进行洪水淹没模拟研究，推求二维非稳定流模型数值计算的有关系数，主要指地面粗糙率的 插值计算，模拟出平原区可能淹没流量和水深，并动态分析显示和预估洪水可能淹没的范围， 可能的洪灾损失情况 5 4 j 。 孙海、王胜以d e m 为数据基础，采用a r c e n g i n e r2 组件为开发辅助工具，通过动态创建和 叠加淹没矢量图层的方式实现了动态显示淹没情况。该方法可将多种水文模型、淹没模型的 计算结果高效地反映在三维可视平台上。为洪水分析系统建设、灾害评估、结果展示提供技术 支持，但是在复杂地形计算、大范围数据处理方面，算法效率还有待提升1 5 5 l 。 周品、李勇、谭建军等根据递归或迭代的算法对d e m 进行给定水位条件下的有源淹没分 析计算。结合相应的三维g i s 软件，可以形象地模拟出三维地表上的洪水淹没过程。在洪水 的实际淹没过程中，还有更多的因素要考虑，例如洪水洪量的影响、风向对水流方向的影响、 人工建筑对洪水淹没的影响等等，需要在此算法的基础上，对更多的条件进行分析和判断，才 能真实地反映出洪水淹没的实际过程，为防洪减灾提供科学、有效的决策支持脚l 。 陈靖、李天文、冯丽丽等以数字高程模型数据为基础，利用g i s 技术和相关软件，以渭河 下游石堤河一罗纹河段为例，模拟出该地区的三维洪水演进和洪水危害区域，并结合水文水情 资料，得到洪水预警预报及断面淤积信息。通过对渭河中下游流域洪水进行数值模拟，建立洪水 灾害评价体系。为洪水的预警预报提供可视化研究平台。并可为流域的综合治理及开发提供参 考依剖5 7 1 ， 1 4 山洪灾害的防治对策 山区城镇是所在区域的政治、经济和文化中心，城镇的发展决定着当地的经济发展，因 此山区城镇的防洪成为各项工作的重中之重。随着社会的发展，山区城镇的迅速发展，城镇 规模不断扩大，由于山区地理环境的复杂性，不合理的规划建设，给城镇带来了山洪灾害的 安全隐患。统一规划，合理布局，从而可以有效的降低山洪灾害的发生。 由于过去山区城镇的经济落后，当时的山洪减灾工程设计标准一般采用2 0 年标准，个别 采用5 0 年一遇的标准，随着山区经济的发展，这一标准明显偏低，已经不能有效减轻城镇的 山洪灾害。加大防洪工程的投入，提高工程设计标准，减少山洪灾害的发生i 硼。 山区城镇的快速发展，破坏了周边山区的环境，加速了山洪灾害的形成，因此，通过生 物措施和工程措施相结合，可以有效的减缓降雨汇流，降低山洪灾害的发生【别。 5 建立山洪灾害的预警机制是山洪防治中最有效可行方法，通过预报预警机制。可以提前 采取预防回避损失，减轻山洪灾害，保障山区任命的生命财产安全唧， 6 1 。 1 5 小结 随着社会的不断发展，山区城镇的规模不断扩大，造成的山区的生态环境不断恶化，因 此，山区灾害时常发生，造成巨大的经济财产损失。山洪灾害是山区城镇最经常发生的一种， 每年由山洪造成山灾害占山区灾害的8 0 以上。国内外专家针对不同地区山洪灾害的发生原 因进行了多种方法的探索研究，提出了不同的治理防治措施，有效地降低山洪灾害造成的损 失。 6 西南大学硕十学位论文第2 章研究区概况与研究设计方案 第二章研究区概况与研究设计方案 2 1 重庆市概况 重庆位于北纬2 8 0 1 0 - 3 2 0 1 3 ，东经1 0 5 0 l l ，- 1 1 0 0 1 l 之间，地处较为发达的东部地区和资源 丰富的西部地区的结合部，东邻湖北、湖南，南靠贵州，西接四川，北连陕西，是长江上游 最大的经济中心、西南工商业重镇和水陆交通枢纽。1 9 9 7 年3 月1 4 日，第八届全国人民代表 大会第五次会议通过了设立重庆直辖市的决议，与北京、天津、上海同为四大直辖市。 重庆幅