探讨滑坡和泥石流灾害与环境因子的关系.doc

1、1探讨滑坡和泥石流灾害与环境因子的关系【摘要】随着气候的不断变化，各种自然灾害层出不群，山体滑坡与泥石流灾害也不断发生，本文分析了滑坡和泥石流灾害与环境因子的关系。 【关键词】滑坡泥石流环境因子 中图分类号：P642.23 文献标识码：A 文章编号： 泥石流是指发生在沟谷和坡地上的包含小至粘土、大至巨砾的固液两相流,也是山区介于挟沙水流和滑坡之间的土(泛指固体松散物质)、水、气混合流。其具有爆发突然、搬运冲击淤埋能力强的特点,且有很大的破坏力。中国大陆约占 2/3 的山区都有泥石流活动,其中尤以青藏高原周边山地、秦岭山脉、太行山区、燕山山脉等地最为严重。因此,中国是受泥石流危害最为严重的国家之

2、一,每年由泥石流造成的直接经济损失达 20亿元,死亡 300600 人。中国政府十分重视泥石流的研究与减灾,投入了大量资金和专门人员从事这一工作。在泥石流综合减灾技术,特别是泥石流预测预报方面取得了许多成功的经验。 许多研究表明,降水是诱发泥石流灾害的主要因素,研究降水与泥石流的关系是开展泥石流预报、区划和灾害防治的重要步骤。分析我国不同区域降水和泥石流的关系,可以将小流域定量研究与大范围应用研究结合起来,有利于揭示在特定的地理、地质和气候条件下前期降水引发泥石流的可能性,为开展大区域乃至全国泥石流预报提供有价值的信息。 2单个泥石流沟是进行降水和泥石流关系研究的基础,环境因子可以近似为固定值

3、或随时间变化不敏感的量。此外,单个泥石流沟研究有利于从泥石流的发生机理上展开分析。在研究大区域泥石流与降水关系时,环境背景因子不再是固定的量,会随着地貌、地质和气候条件的不同在空间上发生变化,目前有两种研究方法:(1)将降水作为自变量,同时将环境背景作为另一个自变量,来研究泥石流发生的频率；(2)直接将环境背景作为条件参数,针对特定环境背景来研究降水与泥石流的关系。 在环境因子提取方面有两种不同的方法:(1)仅针对区域内的所有泥石流沟进行环境背景因子定量描述,如利用 GIS 技术获取每条泥石流沟的流域面积、沟床比降、长度!松散物贮量和所处的位置、坡度、植被覆盖率和地质条件参数。这种方法要求识别

4、出区域内的每条泥石流沟;(2)直接获取区域内每个栅格点处的地形高程、高差、坡度、岩石类型、断层密度、地震烈度、植被类型、植被覆盖度等因子的值。 在分析环境背景、降水和泥石流关系时,需要对大量环境背景因子进行筛选并引人到降水和泥石流关系的分析模型中来。目前有 3 个发展方向: (l)直接综合各环境因子进行区划,将大区域划分为若干个子区域,认为子区域内部环境背景是相似的,建立子区域内降水与泥石流关系时不考虑环境背景条件的差异。针对全国范围的环境背景区划目前开展较多,如在全国层面,应用到业务预报中的方法是将全国分为 7 个 1 级区和 28 个2 级区域,给每个 2 级区建立一个降水与泥石流的关系模

5、型,目前正在进行3 级区划,将全国分为 74 个子区域,针对每个子区域建立降水和泥石流的3关系模型。 (2)用权重系数分配模型,将大量环境因子综合为一个因子(环境综合指数)。该方法首先针对每个因子进行分级并做栅格化处理,确定每个分级针对泥石流发生的影响程度,再确定每个因子的权重系数,最后将这些因子依据权重系数进行累加,得到一个综合的环境背景参数空间分布数据。权重的大小应该是影响因子对泥石流的发育程度、影响大小的反映,确定权重系数的方法主要有专家打分、层次分析法、主成分分析和模糊数学综合评判等方法。 (3)第三种方法是在环境背景因子栅格数据集和泥石流信息数据库的基础上,利用模糊数学的可拓学原理,

6、建立信息量模型,将所考虑的环境因子的定量值转化为信息量“信息量的大小代表了环境背景有利于泥石流发生的程度。 研究降水和泥石流关系的前提是获取泥石流发生小流域降水量,常规气象观测资料全国有 700 多个站点,这些资料空间分布稀疏且不均匀,这些降水站点在空间位置上多数分布在城镇所在地,因此,观测得到的降水不能很好地代表影响泥石流发生的降水,所估算的泥石流灾害点的雨量就会有很大的误差。泥石流一般发生在山区,雷达资料受地形遮挡、地物回波、仰角等问题的影响,加上本身需要大量自动雨量计资料来订正,缺少时间序列资料,不利于对过去一段时期内泥石流与降水的关系进行研究。利用气象卫星红外通道所观测的亮温资料进行降

7、水估计是对地面雨量观测的很好补充,但存档极轨卫星资料时间序列很短。如果能够以气象部门为主对各行各业的降水观测资料进行整理和共享,则有利于开展基于高密4度气象资料的泥石流灾害与降水关系的分析,有非常重要的意义。 在大区域内对每条泥石流进行定量描述几乎很难做到,利用栅格化的环境因子进行泥石流发生的环境背景的分区较为可行。将全国分为几个大区,然后再细分为 28 个 2 级区域,再分为 70 多个 3 级区域。但是,这样的分区在研究降水与泥石流关系时难以应用,因为子区域内也是非常不均一,其坡度、岩性等因子随空间位置的不同变化极大。这导致临界雨量在区域内并不相同,反而使得临界雨量指标难以发挥作用;同时在

8、不同子区域接边的地方,临界雨量会发生很大变化,这有悖于临界雨量分布的空间连续性。 针对环境因子栅格数据,利用权重分配来计算出综合环境指数,然后再对综合环境指数进行分级,每一个分级对应于空间上分布的栅格,这些栅格可以是连续性分布也可以是非连续性分布。这种方法使得相同的分区内环境背景是相似的,降水与泥石流的关系在区域内部是适用的。但目前该方法在分配权重系数时,会使得相关性强的因子具有更高的权重,当加入越来越多的环境因子后,一些关键因子所分配的权重系数会下降。 目前前期降水和泥石流发生关系研究可以归结为四点:(l)大量新资料的应用,提高了泥石流灾害所在小流域实况降水估算精度。(2)所考虑的降水因子不

9、断丰富,由简单地考虑临界雨量发展到考虑前期间接有效雨量、前期直接有效雨量、激发雨强和历时,同时考虑了降水类型对泥石流的影响。(3)降水和泥石流的关系模型发展为两种类型,一种是以判别函数模型为代表的确定性模型,另一种是以可拓模型和 Logistic。模型为代表的泥石流发生可能性模型。(4)对环境因子的考虑更深人,一种倾向是5针对环境背景数据开展更加精细的区划,针对每个区划单元所处的环境背景情况建立降水与泥石流关系模型;另一种发展趋势是利用信息量等模型将环境因子作为降水与泥石流关系模型中的变量。 结语：综上所述，现有的降水资料稀疏使得对泥石流灾害点上的降水估计发生很大偏差,从而影响了对降水和泥石流

10、关系进行分析。需要对各行各业的降水观测资料进行整理和共享,并在历史泥石流与降水关系的研究中应用起来。另一方面环境因子相关性带来的权重系数分配问题、降水和泥石流关系的概率化研究也急需开展。 参考文献: 1康志成，李焯芬，马霭乃，等 中国泥石流研究M 北京: 科学出版社，2004. 2唐川，朱静 云南滑坡泥石流研究M 北京: 商务印书馆，2003. 3唐川 云南省泥石流灾害区域特征调查与分析J 云南地理环境研究，1997，9( 1) : 1 9. 4段旭，陶云，刘建宇，等 云南省不同地质地貌条件下滑坡泥石流与降水的关系J气象，2007，33( 9) : 33 39. 5 陶云，唐川，段旭 云南滑坡泥石流灾害及其与降水特征的关系J.自然灾害学报，2009，18( 1) : 180 186. 6 唐川 金沙江流域( 云南境内) 山地灾害危险性评价J 山地学报，2004，22( 4) : 451 460. 7 唐川，朱静 基于 GIS 的山洪灾害风险区划J 地理学6报，2005，60( 1) : 87 94. 8 唐川，周钜乾，朱静 云南崩塌滑坡灾害危险度分区的模糊综合分析法J 水土保持学报，1994，8( 4) : 48 54.