“8·11”灾后石棉县泥石流易发性评价

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石棉县地处青藏高原横断山脉东部,生态地质环境脆弱,泥石流灾害发育程度较高。随着近年西南地区极端天气的增加,石棉县泥石流灾害暴发频繁,特别是“8·11”特大暴雨引发的泥石流灾害严重影响着当地的生产生活,因而有必要开展石棉县泥石流灾害易发性评价研究。本文依托于2020年《雅安市石棉县“8·11”特大暴雨地质灾害应急排查》项目,以石棉县为研究对象,在参与泥石流灾害野外调查、资料整编工作的基础上,详细分析研究区泥石流灾害与形成条件之间的关系,构建出以小流域单元为基础的易发性评价指标体系;然后在GIS(Geographic Information System,GIS)平台上,运用2种单模型(信息量模型、确定性系数模型)和2种耦合模型(信息量—分形理论耦合模型、确定性系数—分形理论耦合模型)对泥石流灾害进行定量的易发性评价。最后根据防治分区的原则和方法,将该区域划分为三个防治分区,并对泥石流的防治提出了建议。论文的主要结果如下:(1)根据石棉县地质灾害现场调查、统计和数据采集,确定了石棉县泥石流的地质、环境状况,并对石棉县的泥石流发育类型和分布特征进行了研究和分析:研究区泥石流发育109条,以小型规模泥石流为主;泥石流灾害空间分布具有不均匀,石棉县城所在的新棉街道泥石流灾害发育密度最大,永和乡泥石流灾害发育密度最小;流域控制性明显,主要集中在中高山的沟谷区,主要分布在大渡河、南桠河和田湾河流域。(2)研究区地形地貌、地质、植被、气象、水文、人为活动等因素共同作用导致泥石流的发生。泥石流集中分布在在高程750m~1750m、坡度0°~30°;大多分布在侵蚀构造地貌中;广泛发育于侵入岩岩浆岩类岩组中;大多分布在年平均降雨量范围1000mm~1200mm的区域;绝大部分发育在植被覆盖度较低、人类工程活动强烈的河流两岸和道路沿线。(3)在GIS平台中将评价因子重采样为32.5m×32.5m的栅格单元,再借助SPSS软件,利用皮尔逊相关系数分析因子之间的相关性,选出高程、坡度、地貌、工程岩组、距断裂带距离、多年平均降雨量、水系密度、NDVI(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、距道路距离、人类活动密度、灾点密度等11个因子。借助GIS水文分析组件,提取出研究区小流域单元,并以其为易发分区单元,最终建立了易发性评价指标体系。(4)基于GIS空间分析平台,分别构建信息量模型(Information model,I)、确定性系数模型(Certainty Factor model,CF)、信息量—分形理论模型(I-F)、确定性系数—分形理论模型(CF-F),四种模型预测的泥石流灾害易发评价结果在空间上有着相似的分布特征,其中,泥石流易发区多为人为活动较强、植被覆盖度较差的河道两侧及公路两岸,而不易发生泥石流的地区则多位于植被覆盖度高、人口稀少的山区。(5)使用历史灾害验证法和灾害实际发生率对四种模型评价结果进行合理性验证,结果表明四种模型均有可靠的精确度。并用接受者操作特性ROC(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线对比分析四种模型的评价精度,结果显示I、CF、I-F和CF-F四种模型ROC曲线下面积AUC(Area Under Curve,AUC)分别为0.8099、0.8753、0.8313、0.8857,四种模型都有较高的精度,耦合模型比单一模型的预测准确率高,CF-F耦合模型的预测准确率最高。(6)根据地质灾害防治分区原则和方法,并结合研究区泥石流灾害发育情况和最优评价模型易发性分区结果,进行防治区划,并提出了分区的泥石流灾害防治建议。
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