【《陕西省山洪灾害影响因子与灾害点分布规律分析案例》5700字】

陕西省山洪灾害影响因子与灾害点分布规律分析案例陕西省山洪灾害影响因子与灾害点分布规律分析案例1.1降雨因子影响规律1.2下垫面条件影响规律1.2.1高程1.2.2坡度1.2.3地貌1.2.4土壤1.2.5土地利用1.3人类活动影响规律影响山洪暴发的因素较多，而不同地区的地理环境存在空间差异性，因此各因子的分布也存在空间差异性。利用GIS空间叠加、统计分析技术、提取、标识等功能，将山洪灾害点分布图与降雨因子，下垫面的土地类型、坡度、降雨、土壤类型、土地利用类型以及NDVI和人类活动的人口分布、GDP等相关因子进行空间统计与分析，研究山洪灾害分布与降雨、下垫面及人类活动特征差异的关系，进而从统计学的角度揭示山洪分布的空间分异规律。1.1降雨因子影响规律山洪一般主要是由短时间的持续强降雨累积，加速地表径流的形成，从而导致山区溪河水位上升而发生的。降雨因子是山洪灾害危险分析中重要的指标，降雨量、雨强是山洪灾害主要致灾因素，但降雨持续时间、前期降雨等都会影响山洪灾害的发生。为探究陕西省山洪灾害与降雨量的关系，图4-1给出了不同降雨等级下的山洪灾害分布示意图。由图4-1可以分析得出，陕西省多年平均降水量一般在400~1200mm，由南向北逐渐减少，其中，秦巴山区年降水量900~1200mm，关中为600~800mm，陕北为450~600mm。陕西省历年山洪灾害点分布规律为陕北少，关中和陕南居多，其中陕南发生山洪灾害的点数最多，结合以上分析，陕西省山洪灾害的发生和分布与陕西省降雨等级有着密切的关系，降水多的地区，产生山洪灾害的概率也大。此外，山洪灾害的发生与暴雨的分布、降雨量和降雨强度直接相关。同时，由北向南，诱发山洪灾害的临界雨量随年降水量的增加而增大。为进一步示意不同降雨量对山洪灾害发生的规律，图4-2和图4-3分别给出了陕西省不同降水量发生山洪灾害密度和陕西省不同降水量发生山洪灾害占比。从图4-2可以看出，随着多年平均降雨量的增加灾害发生的密度程增长趋势，山洪灾害大部分发生在多年平均降雨量在601~1080mm之间，841-960mm时灾害密度达到最高，而平均降雨量高960mm时，发生山洪灾害密度有所降低，结合图4-1，不难发现其主要原因是发生平均降水量>960mm的事件发生频率较低，插值之后所占面积较小且覆盖的灾害点数较少，所以灾害密度减小。从图4-3分析得到，多年平均降雨量在601~720mm、721~840mm、841~600mm之间，山洪灾害发生占比均在20%以上，其降雨量在601~720mm之间占比最多，接近总体的1/4。相对的，同上面分析结论相同，多年平均降雨量在1081~1400mm之间，发生山洪灾害次数最少，占比为1.69%。综上所述，多年平均降雨量在601~1080mm之间，容易引发山洪灾害，山洪灾害发生事件占总体的80%之多。因此在山洪灾害预防中，应重点关注多年平均降水量能达到601~1080mm的相关地区。图4-1陕西省多年平均降水量及灾害点分布图4-2陕西省不同降水量发生山洪灾害密度图4-3陕西省不同降水量发生山洪灾害占比1.2下垫面条件影响规律下垫面条件对山洪灾害的产生有重要影响，不同的地表特征为山洪灾害的发生提供了不同的孕灾环境，根据陕西省历史山洪灾害调查及评价及相关研究成果，本研究分别选择地形（包括高程及坡度）、土地利用、和土壤类型作为影响山洪灾害的地表环境因子。1.2.1高程高程可以表达地势的高度变化，高程差反映地形起伏度，高程为山洪暴发提供了转换动能的势能，是山洪形成的重要因素之一。高程越低的地区，发生山洪灾害的可能性高。为探究陕西省山洪灾害发生与高程的关系，将陕西省高程按自然断点法分为10个等级，并添加调查得到的陕西省山洪灾害事件发生点，如图4-4所示，给出了陕西省高程分布下的灾害发生情况。从图4-4可以看出，高程越低发生灾害的频率越高，大部分发生在关中大部分地区及陕南部分地区高程在0-529之间发生较多的山洪灾害，主要原因是高程较低的部分，大多为河流，而在沿河地区，由于其高程较低，发生暴雨山洪灾害事件时，容易受到侵袭。从整体来看，发生在沿河地区的山洪灾害占据较大的比例。为进一步定量的分析陕西省山洪灾害与高程的关系，图4-5和图4-6分别给出了陕西省不同高程分级下发生山洪灾害密度和不同高程发生山洪灾害占比。从图4-5和图4-6中发现，在不同高程区间内，山洪灾害发生点的密度和分布比例差异较大，山洪灾害主要集中在高程在519m以下的区域，该区域发生山洪灾害的密度最高，占总山洪灾害的比例达到27.37%，其次密度及占比较高的是高程区间在519-750m和750-951m。灾害点密度最低的区域是1667m以上的区域。综上结果分析表明，随着高程的增加，山洪灾害点的密度逐渐降低，比例也逐渐降低，说明高程越低的地方是山洪灾害发生较为集中的地区，高程低的区域比高程高的区域更容易受到山洪灾害的侵袭，因此，在以后山洪灾害防治时，要关注高程相对较低的地区，尤其是高程较低的沿河地区，这些地区发生山洪灾害件的概率相对较高。图4-4陕西省高程及灾害点分布图4-5陕西省不同高程发生山洪灾害密度图4-6陕西省不同高程发生山洪灾害占比1.2.2坡度坡度反映地表的陡缓程度，坡度的大小能够表示斜坡的倾斜情况，坡度的大小在一定程度上会对山洪灾害的暴发造成重要的影响。陕西省不同地区的地质自然条件有较大差异。全省分为陕北黄土地区、关中盆地、陕南秦巴山区三个区域，不同区域具有不同的自然环境特征，且陕西全省地形坡度跨度大，三个不同区域坡度有着明显差异。为分析陕西省坡度与山洪发生灾害点的分布规律，图4-7给出了陕西省坡度与灾害点的分布图，图4-8给出了陕西省不同坡度发生山洪灾害密度，图4-9给出了陕西省不同坡度发生山洪灾害占比。针对三个区域进行各个区域坡度大小类比可以看出陕南地区坡度最大，关中地区次之，陕北地区最小，不同区间对应的山洪灾害分布点的数目也不同。从全省范围来看，陕西省是一个山洪灾害高发的省份，陕西省不同地区的地形坡度有着明显差异，分析不同坡度分级对应的山洪灾害分布点的多少可以看出，坡度不同的地区山洪灾害发生的密集程度也不同。但是并不是坡度越低，发生山洪灾害的概率就越小。通过对图4-7、图4-8和图4-9进行分析发现，将陕西全省坡度划分成5个区间，分别是0-5°、5-15°、15-25°、25-35°、大于35°。陕西省坡度区间最大为5-15°部分，占比达到了42.53%，主要分布在关中的中部和东部地区以及陕北的西北部地区。坡度最小区间为35-90°，主要分布在陕南地区。结合全省山洪灾害分布点在不同坡度地区的分布规律、分布密度及所占比例，结合灾害的影响机理可以分析得出，陕南地区由于地域广阔，地质构造复杂，地形主要是山地，间有盆地分布。地势为西高东低，南北高，中间低，地形变化大，地面坡度大，为山洪灾害形成提供了有利的条件，因此陕南地区山洪灾害发生更为频繁，山洪灾害分布点更为密集。关中地区地形主要以关中平原为主，平原区内绝大部分地形坡度小于8°，该部分地区山洪灾害发生较少，部分地区坡度较大，易发生山洪灾害。陕北地区主要高原区也是陕西省坡度最小的区域，该区域地势更为平坦坡度较小不利于为山洪灾害形成创造条件，山洪灾害发生的更少山洪灾害分布点更为稀疏。图4-7陕西省坡度及灾害点分布规律图4-8陕西省不同坡度发生山洪灾害密度图4-9陕西省不同坡度发生山洪灾害占比1.2.3地貌地貌类型也是影响山洪发生的重要影响因素之一，不同的地貌类型灾害点分布也不同，图4-10给出了陕西省地貌类型及灾害点分布情况，以此定性分析地貌类型与灾害的发生规律。图4-11和图4-12分别给出了陕西省不同地貌类型发生山洪灾害密度及山洪灾害发生占比，以此定量分析陕西省地貌类型与灾害点的分布规律。通过对图4-10、图4-11、图4-12观察分析可以得到以下结论：1）陕西境内由南到北自然地理呈明显分带性，陕北地区以中海拔丘陵、中海拔台地和中海拔平原为主，发生灾害较少；关中地区主要以低海拔平原为主，发生灾害较少，灾害主要集中在关中地区中起伏低山；陕南地区涉及地貌类型较多，主要以高山、极高海拔丘陵和极高海拔平原为主，灾害发生较多，且密集。2）由图4-11可以看出，极高海拔地区、低山和高山地区发生山洪灾害的密度较大，其中极高海拔发生山洪灾害的密度最大。中起伏低山地区、高山地区发生山洪灾害的密度次之。除此之外高海拔平原地区发生的灾害密度也相对较高。3）从图4-12看出，中起伏中山洪灾害的占比最大，占比超过了1/4，因此在中起伏中山的人们要格外注意山洪灾害的发生。低海拔丘陵、中海拔丘陵、小起伏低山和小起伏中山的山洪灾害占比小，这种分布规律和不同地貌条件下山洪灾害的分布密度一致，这些地区地势平坦，人口分布密集。综上所述，地貌类型特征与灾害分布关系密切，而地貌类型发生山洪灾害密度与灾害占比可能存在不同的分布规律，主要是因为在灾害点分布一定的情况下，不同地貌类型的面积差异较大，导致分布密度有所变化，并且地貌受人类活动影响较大。图4-10陕西省地貌类型及灾害点分布规律图4-11陕西省不同地貌类型发生山洪灾害密度图4-12陕西省不同地貌类型发生山洪灾害占比1.2.4土壤土壤类型直接影响土壤渗透性以及抗冲刷能力，渗透性和抗冲刷能力越好，山洪造成的水土流失越小，山洪灾害的危险性就越小。土壤类型的不同影响到土壤渗透力的大小，土壤的渗透性越好，诱发山洪暴发的地表径流的流量与土壤的渗透性相关，遭受暴雨侵袭时，土壤渗透力好的地区，土壤的抗冲刷能力就越强。土壤类型是山洪灾害发生的物质基础和潜在条件。陕南秦巴山区、渭河以南秦岭北麓、渭北黄土塬区、陕北白峪山河源区、黄土丘陵沟壑区、黄河沿岸土石山区等地是陕西省泥石流、滑坡、崩塌、塌陷等灾害的高发区[37]。这些地区山体大、沟壑深、纵横沟壑纵横，地形起伏大、坡度陡，河谷边坡稳定性差，软硬岩、黄土覆盖层多。这些黄土较软，易受雨水侵蚀，地表风化、松散堆积较深，为山洪形成提供了条件。图4-13给出了陕西省土壤类型及灾害点分布规律。结合已有研究成果及陕西省各分区土壤类型特点，得到陕北、关中、陕南地区灾害点与土壤类型关系如下：1）陕北黄土丘陵沟壑区土质疏松，垂直节理发育，土壤干燥时硬如岩石，遇水易溶解，黄土的抗水性较弱，易受侵蚀，形成沟壑、坑洼等小地形。黄土丘陵沟壑区纵横起伏，有大量软硬岩和黄土覆盖层，较软，易受雨水侵蚀，地表风化、松散堆积较深。这些土壤条件为黄土丘陵沟壑区山洪及其次生灾害的发生提供了物质基础。2）关中平原西部的宝鸡地区是山洪灾害的主要地区。该区黄土地区发育大量中小型山洪灾害，黄土土体结构疏松，离间粘结强度较低，水敏性较强，且浅表层坡体或陡崖坡肩处发育大量孔洞裂隙，随着强降雨入渗，黄土体胶结溶陷、强度丧失，导致的山洪灾害变形破坏过程较快。此外，基岩山区发育大量小型地质灾害，表层松散堆积物在降雨、河流侵蚀、地下水排水的作用下，极易发生小型山洪灾害。3）陕南主要土壤类型有：黄褐土、黄棕壤、棕壤、高山草甸土、紫色土、石灰土等。陕西省山洪灾害主要分布在陕南地区，陕南各类型山洪灾害均占到全省灾害总数的一半以上。秦巴山区坡陡土薄，土层厚度不超过1m，土壤含水量较高，经常呈湿润状态，土壤蓄水能力差；山地沙土分布广泛，沙土的土壤质地疏松，易受侵蚀。汉江河漫滩及低阶地上主要为草甸土，地下水埋深较浅，土壤质地粘重，透水性差。商南土薄石厚，土壤质地疏松，易受侵蚀。这些土壤条件成为陕南地区山洪灾害发生的潜在因素。基于土壤类型与山洪灾害分布图，并结合已有研究成果定性的分析了灾害分布规律，除此以外，本研究从不同土壤类型与发生山洪灾害密度及占比情况，以定量的角度进一步阐述不同土壤类型下的山洪灾害分布规律。详见图4-14和图4-15。从图4-14可以看出人为土发生山洪灾害密度最大，达到了每平方公里0.015个，究其原因是人为土地区的土壤性质被改变，在发生强暴雨的时候，发生土壤侵蚀，土质密的地区，地表径流难以下渗，导致山洪灾害频发。从单因子影响因素看，人类破坏造成山洪灾害的影响很大。从图4-15看出初育土和淋溶土在历史山洪灾害中的占比最大的两个，都超过了40%。主要原因是初育土的特点，一是分布在植被稀疏土壤侵蚀严重的地方，二是土类中的紫色土和石灰土以和壤土和粘土特性为主。而淋溶土的分布面积较广。图4-13陕西省土壤类型及灾害点分布规律图4-14陕西省不同土壤类型发生山洪灾害密度图4-15陕西省不同土壤类型发生山洪灾害占比1.2.5土地利用土地利用可以从某种程度上反映社会活动现状。土地利用的方式可以改变下垫面的特性，而下垫面属性是影响山洪灾害形成主要因素之一。图4-16给出了陕西省不同土地利用类型及灾害分布图，图4-17和图4-18分别给出了陕西省不同土地类型发生山洪灾害的密度及占比情况，以此分析山洪灾害在不同土地利用下的发生规律。图3-43说明山洪灾害点在不同土地利用类型的面积内分布的密度情况，图3-44说明山洪灾害点在不同土地利用类型下的分布比例。可以发现耕地发生山洪灾害的比例占到46.72%，这一土地利用类型对降水的截流作用较差，不能对山洪的爆发起到延缓或阻碍作用。此外林地和草地类型上发生的山洪灾害分布比例达到10.95%和32.23%，密度分别为0.0030和0.0054。图4-16陕西省不同土地利用类型及灾害分布图4-17陕西省不同土地利用类型发生山洪灾害的密度图4-18陕西省不同土地利用类型发生山洪灾害占比1.3人类活动影响规律人类活动与山洪灾害的关系十分复杂人类活动与山洪灾害的关系十分复杂。人类活动一