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公路洪灾是在一定孕灾环境下,通过自然界致灾因子(洪水、暴雨、人类工程活动等)作用于承灾体(公路、社会经济等)并受到防洪减灾能力(灾害防治、人力物力资金投入等)影响其灾害作用的产物。针对中国内陆地区公路洪水灾害风险性,通过分析其内涵、构成体系、影响因子和评价模型,在对大量历史资料、统计数据、以及实地考察的研究下,本研究对内陆地区公路洪灾风险区划进行了深入研究。
(1)采用多属性决策方法初步选取了公路洪灾致灾因子危险性评价指标,然后利用级别优先关系法选取年均24小时最大降雨量、洪水重现期、洪水淹没面积、洪水淹没天数及公路沿线人口密度等5个致灾因子构建了危险性评价指标体系,并将致灾因子危险性划分为极高危险区、高度危险区、中度危险区、低度危险区和微度危险区等五个危险性区域。运用ArcGIS技术分别编制各评价指标的单要素专题图。基于熵权法与复相关系数法建立了权重合成法模型对致灾因子危险性指标进行权重的求取,结合TOPSIS方法,建立了权重合成-TOPSIS危险性评价模型,从而计算得到各危险性区域的阈值。按照公路洪灾致灾因子危险性分区方法,利用ArcGIS的空间叠加功能和计算能力,得到了中国内陆地区公路洪灾致灾因子危险性分区情况。
(2)以公路洪灾孕灾环境脆弱性为研究对象,采用多属性决策方法选取了地形地势、地表坡度、地貌类型、河网密度、公路沿线地质灾害发育和植被覆盖等6个指标建立公路洪灾孕灾环境脆弱性指标体系,运用ArcGIS技术分别编制各评价指标的单要素专题图。建立了AHP-专家耦合模型对各脆弱性指标进行权重确定,继而在综合评价法的基础上构建了脆弱性指标评价模型,根据计算获取的阈值对孕灾环境脆弱性各指标进行等级划分确定,利用ArcGIS的空间叠加功能和计算能力,将各指标等级进行区域划分,从而得到中国内陆地区公路洪灾孕灾环境脆弱性分区情况。
(3)针对公路洪灾承灾体,运用多属性决策方法选取公路等级、路网密度、公路路产和人均GDP等4个承灾因子构建承灾体易损性评价指标体系并运用ArcGIS地理信息系统技术分别编制各评价指标的单要素专题图。采用局部指标权重法确定各易损性评价指标的权重,进而运用灰色聚类综合分析法建立公路洪灾承灾体易损性评价模型对其进行分析、评价。在ArcGIS地理信息处理系统的支持下,将公路洪灾承灾体易损性等级进行区域划分。从而得到中国内陆地区公路洪灾承灾体易损性区域分布情况。
(4)从公路洪灾的特性出发,利用因子分析法遴选出区域面积内水文、雨量观测站点密度、公路地质灾害防治投入、公路地质灾害预报预警能力和劳动力人口比重等4个具有典型代表性的公路洪灾防洪减灾指标,继而建立防洪减灾有效性评价指标体系并运用ArcGIS地理信息系统技术分别编制各评价指标的单要素专题图。采用均值标准化方法对数据进行无量纲化处理,通过AHP-专家耦合模型对各防洪减灾有效性指标进行权重确定,继而构建了有效性综合评价模型。利用ArgGIS软件对计算结果进行分析,获得了中国内陆地区公路洪灾防洪减灾有效性等级分布情况。
(5)结合已有成果,把公路洪灾风险评价内容进一步细化为四个方面:公路洪灾致灾因子危险性、公路洪灾孕灾环境脆弱性、公路洪灾承灾体易损性和公路洪灾防洪减灾有效性。运用AHP-德尔菲法确定各风险内容权重,根据多因素综合指数法原则构建了公路洪灾风险评价模型,通过计算得到其风险性阈值及五个评价等级分区值。以中国内陆地区2856个区、县级行政区为评价单元,1km×1km网格单元构建各评价指标数据库,利用ArcGIS空间分析功能对数据进行叠加计算,得到中国内陆地区各区、县行政区公路洪灾风险性等级分布情况及其公路洪灾风险区划。
(1)采用多属性决策方法初步选取了公路洪灾致灾因子危险性评价指标,然后利用级别优先关系法选取年均24小时最大降雨量、洪水重现期、洪水淹没面积、洪水淹没天数及公路沿线人口密度等5个致灾因子构建了危险性评价指标体系,并将致灾因子危险性划分为极高危险区、高度危险区、中度危险区、低度危险区和微度危险区等五个危险性区域。运用ArcGIS技术分别编制各评价指标的单要素专题图。基于熵权法与复相关系数法建立了权重合成法模型对致灾因子危险性指标进行权重的求取,结合TOPSIS方法,建立了权重合成-TOPSIS危险性评价模型,从而计算得到各危险性区域的阈值。按照公路洪灾致灾因子危险性分区方法,利用ArcGIS的空间叠加功能和计算能力,得到了中国内陆地区公路洪灾致灾因子危险性分区情况。
(2)以公路洪灾孕灾环境脆弱性为研究对象,采用多属性决策方法选取了地形地势、地表坡度、地貌类型、河网密度、公路沿线地质灾害发育和植被覆盖等6个指标建立公路洪灾孕灾环境脆弱性指标体系,运用ArcGIS技术分别编制各评价指标的单要素专题图。建立了AHP-专家耦合模型对各脆弱性指标进行权重确定,继而在综合评价法的基础上构建了脆弱性指标评价模型,根据计算获取的阈值对孕灾环境脆弱性各指标进行等级划分确定,利用ArcGIS的空间叠加功能和计算能力,将各指标等级进行区域划分,从而得到中国内陆地区公路洪灾孕灾环境脆弱性分区情况。
(3)针对公路洪灾承灾体,运用多属性决策方法选取公路等级、路网密度、公路路产和人均GDP等4个承灾因子构建承灾体易损性评价指标体系并运用ArcGIS地理信息系统技术分别编制各评价指标的单要素专题图。采用局部指标权重法确定各易损性评价指标的权重,进而运用灰色聚类综合分析法建立公路洪灾承灾体易损性评价模型对其进行分析、评价。在ArcGIS地理信息处理系统的支持下,将公路洪灾承灾体易损性等级进行区域划分。从而得到中国内陆地区公路洪灾承灾体易损性区域分布情况。
(4)从公路洪灾的特性出发,利用因子分析法遴选出区域面积内水文、雨量观测站点密度、公路地质灾害防治投入、公路地质灾害预报预警能力和劳动力人口比重等4个具有典型代表性的公路洪灾防洪减灾指标,继而建立防洪减灾有效性评价指标体系并运用ArcGIS地理信息系统技术分别编制各评价指标的单要素专题图。采用均值标准化方法对数据进行无量纲化处理,通过AHP-专家耦合模型对各防洪减灾有效性指标进行权重确定,继而构建了有效性综合评价模型。利用ArgGIS软件对计算结果进行分析,获得了中国内陆地区公路洪灾防洪减灾有效性等级分布情况。
(5)结合已有成果,把公路洪灾风险评价内容进一步细化为四个方面:公路洪灾致灾因子危险性、公路洪灾孕灾环境脆弱性、公路洪灾承灾体易损性和公路洪灾防洪减灾有效性。运用AHP-德尔菲法确定各风险内容权重,根据多因素综合指数法原则构建了公路洪灾风险评价模型,通过计算得到其风险性阈值及五个评价等级分区值。以中国内陆地区2856个区、县级行政区为评价单元,1km×1km网格单元构建各评价指标数据库,利用ArcGIS空间分析功能对数据进行叠加计算,得到中国内陆地区各区、县行政区公路洪灾风险性等级分布情况及其公路洪灾风险区划。