基于GIS的乡镇级洪涝水淹风险研究.pdf
《基于GIS的乡镇级洪涝水淹风险研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于GIS的乡镇级洪涝水淹风险研究.pdf(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷 第 期 年 月自 然 灾 害 学 报 .收稿日期:修回日期:基金项目:自然资源部地理国情监测重点实验室开放基金重点项目()作者简介:高牧寒()女硕士研究生主要从事洪涝灾害分析、和遥感研究:.通讯作者:秦 昆()男教授博士主要从事时空大数据分析、空间人文社会地理计算研究:.文章编号:()./.基于 的乡镇级洪涝水淹风险研究高牧寒秦 昆王妮满陈 昆(.武汉大学 遥感信息工程学院湖北 武汉 .自然资源部海南测绘资料信息中心海南 海口)摘 要:洪涝灾害是最严重的自然灾害之一 乡镇排水系统差相关数据与技术受限脆弱性高亟需技术支持 空间信息技术在洪涝灾害研究中主要采用被动遥感与 但被动遥感数据获取
2、困难以灾后评估为主 提出了一种基于 的乡镇级洪涝水淹风险分析方法服务于洪涝灾前评估以湖北省随州市何店镇为研究区主要应用开源数据资料根据历史降雨、土壤和地形等特征分析不同重现期的降雨与积水过程划分水淹风险等级并提供避险建议 结果表明研究成果基本符合实地调研情况能够较准确地反映研究区水淹风险可为乡镇级洪涝灾害科学决策提供有效的数据与技术支持关键词:地理信息系统乡镇洪涝灾害降雨量模拟重现期水淹分析中图分类号:.文献标识码:(.):.:引言洪涝灾害具有突发性、区域性等特点是最严重、最常见的自然灾害之一 近些年洪涝灾害造成的损失呈上升趋势自 然 灾 害 学 报第 卷洪涝灾害评估可以为防洪减灾、应急预警和
3、科学决策提供重要依据主要以致灾危险性为主承灾体脆弱性、孕灾环境敏感性、防灾减灾能力为辅进行评估 致灾危险性作为灾害风险的直观反映指标研究者选用的衡量因子各不相同包括暴雨强度、暴雨频次、汛期平均降雨量和水淹深度等 其中水淹深度由于资料缺失模拟困难通常会被其他指标替代 然而水淹深度可以直接反映灾害的危险程度利于灾前应急避险、灾害评估等对洪涝灾害决策有重要意义现有的洪涝水淹风险研究方法主要包括模型评估、空间信息技术等 模型评估对数据量要求高如林森等收集近 万条数据利用 算法建立了 个评估模型 等以 个洪水位置点为基础使用多变量判别分析、分类回归树以及支持向量机对洪涝风险进行集合预测 空间信息技术主要
4、采用被动遥感以及地理信息系统()技术 随着遥感卫星数据的发展不少研究者选用合成孔径雷达()影像进行水淹提取 如孙书腾等利用灾害前后多时相遥感影像提取河南省鹤壁市浚县水淹范围沈兰芝等以河南省鹤壁市为例提出了一种可以快速提取 影像中水体信息的最大类间方差法()等以洞庭湖为研究区根据 影像提出了启发式自动水体提取算法 被动遥感获取水淹范围后可以根据数字高程模型()数据计算水淹深度 但是受灾期间的洪涝区域被动遥感数据获取受限不一定能够获取灾前灾后的合适数据且不利于分析不同重现期的水淹情况 而 工具与技术在早期就为洪涝水淹风险分析提供了支撑如麻荣永等、陈鹏霄应用 工具研究先进合成孔径雷达()数据与 数据
5、等提取暴雨空间分布、水深等洪涝评价指标 等应用 及其他模型进行情景模拟评估不同暴雨重现期下的上海市静安区内涝风险 相比于被动遥感 技术更灵活数据需求低可以只考虑 数据进行水文分析又可以分析多源数据完善模拟效果研究范围方面当前研究主要针对市级、区级、县级等较大尺度范围针对乡镇级小尺度范围的相关研究相对较少 现有研究中薛晓萍等利用 空间分析技术对山东省淄博市临淄区内的乡镇单元进行洪涝风险评估姜鎏鹏利用环境减灾卫星 遥感影像解译吉林省永吉县口前镇的洪水淹没范围殷杰等结合实地调查与 技术对上海市某社区淹没深度进行模拟分析受灾情况 与城市相比乡镇属于高脆弱地区 年 月中旬湖北省随州市连续遭遇强降雨袭击
6、多个乡镇严重受灾 乡镇存在排水系统不佳、数据资料受限、技术不足等问题导致乡镇面对洪涝灾害时主要依靠领导和相关技术人员的经验判断科学性和有效性不够迫切需要引入先进的科学技术因此本文以湖北省随州市何店镇为研究区采用开源数据与地方相关资料针对不同重现期降雨情况从“降雨积水”角度出发考虑降雨不均、地表渗水、水库滞流和局部地形等影响提出了一种基于 的乡镇级洪涝水淹风险分析方法为相关决策提供有效的数据与技术支持服务于乡镇洪涝灾害评估研究区概况何店镇位于湖北省随州市曾都区南部与柳林镇、均川镇、洛阳镇和南郊区相邻地理位置为 地势南高北低东北一隅及镇区为平川水源汇流于此后流入淅河镇 境内有中型水库 处小(一)型
7、水库 处小(二)型水库 处主要河流 条全长 多公里研究区地势由西南渐向东北微缓倾斜水库资源丰富覆盖广且大部分临近其他镇区可以储蓄来自邻域的降水 受地形与水库影响研究区在水库不泄洪或溃坝的情况下基本不需要考虑其他区域的降雨影响研究方法与数据来源.数据来源本文方法采用的开源数据资料包括 数据、土壤数据集、土地覆盖数据以及湖北暴雨统计参数图集数据来源与精度如表 所示 辅助数据主要包括地方提供的历史水库雨情数据资料以及水库点数据如表 所示以供进一步的降雨量与积水量修正第 期高牧寒等:基于 的乡镇级洪涝水淹风险研究表 开源研究数据情况 数据数据制作与生产分辨率 数据日本宇宙航空研究开发机构().土壤数据
8、集国际粮农组织()等 土地覆盖数据自然资源部等 湖北暴雨统计参数图集湖北省水文水资源局等表 地方辅助数据情况 序号水库名称水库类型所在村镇经度纬度数据年份/年数据量/条白果河水库中型何店镇王店村荞麦河水库小(一)型何店镇荞麦河村椒藤河水库小(一)型何店镇椒藤河村天星沟水库小(一)型何店镇天星沟村鲁家垄水库小(二)型何店镇龚家店村高潮水库小(二)型何店镇桂华村金花岭水库小(二)型何店镇金花岭村芦家河水库小(二)型何店镇贯庄村慈山水库小(二)型何店镇花塆村井湾水库小(二)型何店镇响堂街居委会桂花水库小(二)型何店镇桂华村浪河水库小(二)型何店镇浪河村东楼水库小(二)型何店镇浪河村十月水库小(二)型
9、何店镇谌家岭村红光水库小(二)型何店镇谢店村青龙寺水库小(二)型何店镇谢店村小桃园河水库小(二)型何店镇花塆村苏家冲水库小(二)型何店镇龚家店村梅花垄水库小(二)型何店镇三岔湖村二湾水库小(二)型何店镇龚家店村花湾水库小(二)型何店镇花塆村.研究方法本文考虑乡镇数据资料缺乏等限制主要采用开源数据以 技术为主以湖北暴雨统计参数图集与()产流模型为辅根据历史降雨、土壤和地形等特征分析降雨与积水过程划分研究区内的水淹风险区域 其中 产流模型由美国农业部土壤保持局提出可以用于无水文资料的地区或缺乏水文资料的中小流域首先根据湖北暴雨统计参数图集、历史水库雨情等资料考虑不同重现期降雨量与历史降雨分布进行不
10、同降雨历时的降雨量计算与修正 参考土壤与土地覆盖数据采用 产流模型模拟地表渗水影响根据 数据通过水文分析评估水库滞洪影响进行积水量的计算其次考虑局部地形对积水的影响结合预估的洪涝积水量与 数据利用表面体积工具与栅格计算器分析不同积水量的淹没范围及对应水深 最终综合分析不同重现期、不同持续时间的淹没情况采用自然断点法对水淹风险进行重分类划分水淹危害风险区为相关决策提供基础数据 具体流程如图 所示可概括为以下 步:降雨量模拟积水量计算水淹范围提取与水深计算水淹风险等级划分 其中涉及的 功能包括水文分析、表面体积、栅格计算器和重分类等自 然 灾 害 学 报第 卷图 研究技术流程图.降雨量模拟强降雨是
11、造成乡镇洪涝的主要原因是洪水总量的决定性因素 降雨量模拟是开展水淹风险分析的基础本文将通过参考湖北暴雨统计参数图集模拟降雨量初值并根据地方提供的历史水库雨情资料进行降雨量修正)降雨量计算湖北暴雨统计参数图集是分析研究湖北省的水文、气候等自然地理特征的基础资料主要用于雨量观测资料缺乏地区可直接从中查取所需地点的暴雨统计参数并计算对应重现期、降雨标准历时的暴雨降水量 降雨标准历时包括 个:、对于不属于标准历时的降雨时间进行插值计算 内任意降雨历时的模拟降雨量插值计算方法为 ()()式中:为重现期、降雨历时 对应的模拟降雨量值为重现期 下的降雨历时与 为相邻的标准历时与 分别为重现期 下历时、的模拟
12、降雨量考虑到短重现期暴雨产生的洪涝风险低结合研究区数据情况与相关部门关注的时间节点本文针对重现期为、对应降水历时为、的情况进行降雨量模拟并提供降雨历时为 的模拟降雨量为参考具体如表 所示表 研究区降雨量模拟情况 重现期/持续时间模拟值/雨强/(/).)降雨量修正考虑到实际情况下全镇范围内降雨不均本文分析历史水库雨情根据往期洪涝的水库情况进行降雨量的修正以优化最终计算的流域内总降雨量表达式为第 期高牧寒等:基于 的乡镇级洪涝水淹风险研究 ()式中:为修正后的降雨量 为综合修正系数 为根据式()计算出的模拟降雨量 为第 个历史洪涝时期的对应权重根据洪涝期间乡镇的受灾情况进行拟定为第 个历史洪涝时期
13、所求得的修正系数为第 个在该历史洪涝期间降雨的水库降雨量 为该历史洪涝期间水库最大降雨量 为在该历史洪涝期间降雨的水库数量根据何店镇历史降雨情况近 较严重的洪涝(暴雨)历史时期包括 年 月 日、年 月日、年 月 日等 根据式()可计算 个时期的综合修正系数如表 所示表 研究区修正系数计算 指数 降雨/降雨/降雨/.积水量计算强降雨会引起河道水位上涨而泛滥在此之前需要考虑流域蓄渗过程 本文根据研究区排水特征主要考虑地表渗水、水库滞留影响计算各流域积水量表达式为 ()()()式中:为流域内积水量 为流域内水库的总滞留比例 为流域内总径流量 为流域面积)地表渗水 产流模型的降雨与径流的关系为:流域后
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 GIS 乡镇 洪涝 水淹 风险 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。