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中国是世界上自然灾害(地质灾害和气象灾害)最严重的少数国家之一,近年来我国每年因自然灾害造成的经济损失高达1000多亿元。湖北省地质条件复杂,地质灾害种类多,既有地震、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、岩溶塌陷和突水等突发性的地质灾害,又有水土流失、地面沉降与地裂缝等缓发性地质灾害,属于地质灾害多发省区。
最近十多年来,我国地质灾害的总体特征是:地质灾害理论研究和防治水平逐步提高,但灾害却越来越来严重。这就给我们提出了一个值得思考的问题:如何结合中国地质灾害的发生特点和国民经济发展水平与总体规划要求,建立一套经济有效的地质灾害防治体系。就我国地质灾害发生的区域性和多发性特点以及国民经济总体水平不高的状况而言,我国不可能有足够的经济力量和技术力量对有潜在威胁的地质灾害点进行全面的工程治理。因此,作为地质灾害综合防治的另外一条有效道路,就是开展地质灾害危险、风险区划和防治规划,开展预防性研究,进一步圈定地质灾害危险区域和灾害高风险区域,为国土规划、减灾防灾提供可靠依据。
本选题来源于导师的科研项目《基于GIS技术的区域暴雨灾害风险评估》,是中国气象局武汉暴雨研究所2006年度暴雨研究开放基金重点支持的项目。选题目的在于通过对湖北省暴雨灾害进行风险评估,完成灾害易发性、危险性等方面的评价及相应的分区以便为湖北省政府及各个区县减灾救灾规划提出决策依据,以及地区经济发展规划、农业结构的优化和土地资源综合利用提供参考。
首先,收集了研究区因暴雨灾害造成了社会经济损失情况,分析其研究必要性。依据研究区地质灾害特征,地质背景和降雨背景,利用GIS技术对研究区进行单元体区划。在前人研究的基础上结合研究区实际情况确定孕灾环境敏感度、暴雨灾害危险度评价内容。在收集国内外自然灾害评估实例的基础上,借鉴目前已经比较成熟的地质灾害评估方法选取孕灾环境敏感度、灾害危险度等评价指标,并确定各个指标的权重。利用GIS系统图形编辑系统对暴雨灾害风险评估所需要的基础图件进行数值化,并利用其属性数据库工作建立相应的灾害数据库。在GIS的支持下,利用其空间叠加、分析、图斑合并以及属性数据库操作功能,对区域内暴雨灾害进行评价,并进行灾害危险性区划;在此基础之上,利用湖北省滑坡资料及其前期降水资料进行了统计分析,初步分析了湖北省降雨量和降雨强度和湖北省区域性滑坡的相关性,探讨有效降雨量模型,确定了湖北省宏观区域性滑坡的临界降雨量和降雨强度阀值,并划分研究区滑坡灾害的预警等级。
地质灾害危险性区划结果显示湖北省地质灾害高危险区主要集中在鄂西北、鄂西南以及鄂东南地区,包括郧西、郧县、十堰、丹江口、房县、竹山、竹溪、神农架、保康、巴东、建始、长阳、恩施、鹤峰、咸丰、来凤等地;中危险区大致也分布于鄂西、鄂东地区,包括郧县、房县、谷城、郧西、竹溪、利川、神农架、咸丰、宣恩、五峰等地;低危险区主要分布于湖北省中部和鄂东北大部分地区,包括了荆门、当阳、南漳、远安、松滋、随州、钟祥以及红安、麻城等地。总的构架是:鄂西山区属于中、高危险区,江汉平原的西、北、东边缘地带为中、低危险区。高危险区主要受断层(规模大、密度大)、工程地质岩组、降水量等因素影响。其次,本文还采用统计分析方法,初步分析了降雨和区域性滑坡的关系,得出如下结论:
暴雨日数与滑坡的相关系数最大,其次分别为特大暴雨和连续降雨,说明暴雨和特大暴雨对滑坡灾害的影响极其重大,可直接导致滑坡的发生,收集到资料的相当数量的滑坡是在暴雨或特大暴雨期间或之后发生的。确定了有效降雨量模型,选取降雨系数a=0.4作为有效降雨系数。确定了宏观区域性滑坡的临界降雨量和降雨强度阀值。最后,将降雨量危险性等级和滑坡灾害易发区等级叠加,把研究区滑坡灾害的预警等级划分为三级,即不预警区、初步预警区和预警区。