地理学报 ›› 2019, Vol. 74 ›› Issue (11): 2303-2313.doi: 10.11821/dlxb201911008
收稿日期:
2019-05-14
修回日期:
2019-10-09
出版日期:
2019-11-25
发布日期:
2019-11-01
基金资助:
HU Kaiheng1,2(),WEI Li1,2,3,LIU Shuang1,2,LI Xiuzhen1,2
Received:
2019-05-14
Revised:
2019-10-09
Published:
2019-11-25
Online:
2019-11-01
Supported by:
摘要:
地形、降雨等环境因子决定了泥石流的时空分布特征,理解泥石流与这些因子的关系有助于区域泥石流灾害风险评估与防灾减灾工作。以横断山区为研究区域,选取降水、气候、地貌、地质、土地覆盖、土壤厚度、高差势能以及湿度指数等因子,利用地理探测器和灰度关联分析等方法,探讨了环境因子与泥石流沟空间分布的关系以及降水特征与泥石流灾害的时间关联性。结果表明,湿度指数是决定泥石流沟空间格局的最主要因子,其次是高差势能和土壤厚度,多年平均分布的降水特征对泥石流沟分布的影响较小。泥石流灾害事件与降水特征的时间关联具有较大的区域异质性。泥石流发生地的激发雨量、湿度指数、高差及土壤厚度的统计分布在不同地貌、地质和气候单元中有明显差异。这表明泥石流预警不仅需要考虑雨量等激发因子,还必须考虑其他影响因素的空间差异性。
胡凯衡, 魏丽, 刘双, 李秀珍. 横断山区泥石流空间格局和激发雨量分异性研究[J]. 地理学报, 2019, 74(11): 2303-2313.
HU Kaiheng, WEI Li, LIU Shuang, LI Xiuzhen. Spatial pattern of debris-flow catchments and the rainfall amount of triggering debris flows in the Hengduan Mountains region[J]. Acta Geographica Sinica, 2019, 74(11): 2303-2313.
表1
6类子区的基本特征
区编号 | 最低海拔(m) | 最高海拔(m) | 海拔标准差(m) | 气候类型 | 地貌类型 | 地质类型 |
---|---|---|---|---|---|---|
子区1 | 322 | 6998 | 654 | 东部季风 | 云贵川高中山山原 | 华南和亲华南陆块群 |
子区2 | 669 | 4362 | 502 | 东部季风 | 云贵川高中山山原 | 冈瓦纳和亲冈瓦纳大陆陆块群 |
子区3 | 773 | 7447 | 767 | 东部季风 | 横断高山山原 | 华南和亲华南陆块群 |
子区4 | 290 | 5846 | 725 | 东部季风 | 横断高山山原 | 冈瓦纳和亲冈瓦纳大陆陆块群 |
子区5 | 1479 | 6144 | 491 | 青藏高寒 | 横断高山山原 | 华南和亲华南陆块群 |
子区6 | 1954 | 6629 | 471 | 青藏高寒 | 横断高山山原 | 冈瓦纳和亲冈瓦纳大陆陆块群 |
表2
数据资料来源
数据名称 | 时间 | 数据来源 | 数据格式 |
---|---|---|---|
泥石流灾害事件 | 1998-2017 | 文献、新闻搜集 | 点状图层 |
泥石流沟 | 水工环地质信息服务平台 | 点状图层 | |
年平均降雨量 | 1998-2017 | TRMM 3B42v7 | 25 km×25 km格网 |
日降水量分别大于10 mm、25 mm及50 mm的20年平均总天数 | 1998-2017 | TRMM 3B42v7 | 25 km×25 km格网 |
地貌分区 | 1989 | 文献[ | 面图层 |
地质分区 | 1989 | 文献[ | 面图层 |
气候分区 | 1989 | 文献[ | 面图层 |
土地覆盖 | 2000 | 寒区旱区科学数据中心 | 1 km×1 km格网 |
土壤厚度 | 2000 | 中山大学陆气相互作用研究工作组 | 10 km×10 km格网 |
高程 | 2000 | STRM | 90 m×90 m格网 |
[1] | Zheng Du . Natural geographical differentiation and natural division of Hengduan Mountains area. Mountain Research, 1989,7(1):1-2. |
[ 郑度 . 横断山区自然地域分异和区划. 山地学报, 1989,7(1):1-2.] | |
[2] | Li Binyuan . Geomorphologic regionalization of the Hengduan Mountains region. Mountain Research, 1989,7(1):13-20. |
[ 李炳元 . 横断山区地貌区划. 山地研究, 1989,7(1):13-20.] | |
[3] | Lv Ruren, Li Deji . Active characteristics, formative conditions and control of debris flow in Hengduan Mountainous region. Mountain Research, 1986,4(1):37-44, 116. |
[ 吕儒仁, 李德基 . 横断山区泥石流活动特点形成条件及防治问题. 山地学报, 1986,4(1):37-44, 116.] | |
[4] | Cui Peng, Jia Yang, Su Fenghuan , et al. Natural hazards in Tibetan Plateau and key issue for feature research. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2017,32(9):985-992. |
[ 崔鹏, 贾洋, 苏凤环 , 等. 青藏高原自然灾害发育现状与未来关注的科学问题. 中国科学院院刊, 2017,32(9):985-992.] | |
[5] | Cui Peng, Zhuang Jianqi, Chen Xingchang , et al. Characteristics and countermeasures of debris flow in Wenchuan area after the earthquake. Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition) 2010,42(5):10-19. |
[ 崔鹏, 庄建琦, 陈兴长 , 等. 汶川地震区震后泥石流活动特征与防治对策. 四川大学学报(工程科学版), 2010,42(5):10-19.] | |
[6] | Zhang S, Zhang L, Lacasse S , et al. Evolution of mass movements near epicentre of Wenchuan earthquake, the first eight years. Scientific Reports, 2016,6:36154. |
[7] | Qin Dahe, Zhang Jianyun, Shan Chunchang , et al. China's Climate Extreme and Disaster Risk Management and Adaptation to the National Assessment Report. Beijing: Science Press, 2015. |
[ 秦大河, 张建云, 闪淳昌 , 等. 中国极端天气气候事件和灾害风险管理与适应国家评估报告, 北京: 科学出版社, 2015.] | |
[8] | Qin P, Xie Z . Detecting changes in future precipitation extremes over eight river basins in China using RegCM4 downscaling. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2016,121:6802-6821. |
[9] | Winter M, Dent J, Macgregor F , et al. Debris flow, rainfall and climate change in Scotland. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 2010,43:429-446. |
[10] | Huang R, Fan X . The landslide story. Nature Geoscience, 2013,6:325-326. |
[11] | Tang Chuan, Liang Jingtao . Characteristics of debris flows in Beichuan epicenter of the Wenchuan eathquake triggered by rainstrom on September 24, 2008. Journal of Engineering Geology. 2008,16(6):751-758. |
[ 唐川, 梁京涛 . 汶川震区北川9.24暴雨泥石流特征研究. 工程地质学报, 2008,16(6):751-758.] | |
[12] | Tang C, Zhu J, Li W L , et al. Rainfall-triggered debris flows following the Wenchuan earthquake. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2009,68(2):187-194. |
[13] | Guo Xiaojun, Cui Peng, Marchi Lorenzo , et al. Characteristics of rainfall responsible for debris flows in Wenchuan earthquake area. Environmental Earth Science, 2017,76:596. |
[14] | Guo Xiaojun, Cui Peng, Li Yong , et al. Spatial features of debris flows and their rainfall thresholds in the Wenchuan earthquake-affected area. Landslides, 2016,13(5):1215-1229. |
[15] | Ma Chao, He Xiaoyang, Hu Kaiheng . Preliminary research on the rainfall threshold and warning grades of clustering debris flow in Wenchuan earthquake region, southwestern China. Journal of Beijing Forestry University, 2015,37(9):37-44. |
[ 马超, 何晓燕, 胡凯衡 . 汶川地震灾区泥石流群发雨量及预警等级划分. 北京林业大学学报, 2015,37(9):37-44.] | |
[16] | Lei Fahong, Hu Kaiheng, Hu Yunhua , et al. Excitation rainfall of debris flows in the stricken area of Wenchuan earthquake. Journal of Catastrophology, 2014,29(2):199-203. |
[ 雷发洪, 胡凯衡, 胡云华 , 等. 汶川地震灾区震后泥石流激发雨量研究. 灾害学, 2014,29(2):199-203.] | |
[17] | Ding Mingtao, Wang Jun, Cheng Zunlan , et al. Sensitivity of land use types to debris flow in the upper reaches of Min River, China. Mountain Research, 2015,33(5):587-596. |
[ 丁明涛, 王骏, 程尊兰 , 等. 岷江上游土地利用类型对泥石流灾害的敏感性. 山地学报, 2015,33(5):587-596.] | |
[18] | Ding Jun, Wang Jun . Analysis of the geological hazards' distribution and development trend in Dadu River catchments of Sichuan Province. The Chinese Journal Geological Hazard and Control, 2007,18(S1):22-25. |
[ 丁俊, 王军 . 四川省大渡河流域地质灾害分布及其发展趋势浅析. 中国地质灾害与防治学报, 2007,18(S1):22-25.] | |
[19] | Bian Jianghao, Li Xiuzhen, Hu Kaiheng . Study on distribution characteristics and dynamic evolution of mountain hazards in Hengduan Mountains area. Journal of Engineering Geology, 2018,26(s):6-13. |
[ 边江豪, 李秀珍, 胡凯衡 . 横断山区山地灾害的区域分布特征与动态演化规律研究. 工程地质学报, 2018,26(s):6-13.] | |
[20] | Hu Kaiheng, Chen Cheng, Li Xiuzhen , et al. Dynamic assessment of debris-flow susceptibility under the influence of earthquake and rainfall events. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control, 2018,29(2):1-8. |
[ 胡凯衡, 陈成, 李秀珍 , 等. 地震区降雨作用下泥石流易发性动态评估. 中国地质灾害与防治学报, 2018,29(2):1-8.] | |
[21] | The Qinghai-Tibet Plateau Comprehensive Science Research Team of the Chinese Academy of Sciences, Zhang Rongzu, Zheng Du , et al. Natural Geography of Hengduan Mountain. Beijing: Science Press, 1997. |
[ 中国科学院青藏高原综合科学考察队, 张荣祖, 郑度 , 等. 横断山区自然地理. 北京: 科学出版社, 1997.] | |
[22] | Pan Yusheng . Division of geologic structure in the Hengduan Mountainous region. Mountain Research, 1989,7(1):3-12. |
[ 潘裕生 . 横断山区地质构造分区. 山地研究, 1989,7(1):3-12.] | |
[23] | Zhu G, He Y, Pu T , et al. Spatial distribution and temporal trends in potential evapotranspiration over Hengduan Mountains region from 1960 to 2009. Journal of Geographical Sciences, 2012,22(1):71-85. |
[24] | Wang Jinfeng, Xu Chengdong . Geodetector: Principle and prospective. Acta Geographica Sinica, 2017(1):116-134. |
[ 王劲峰, 徐成东 . 地理探测器: 原理与展望. 地理学报, 2017(1):116-134.] | |
[25] | Reichenbach P, Rossi M, Malamud B , et al. A review of statistically-based landslide susceptibility models. Earth-Science Reviews, 2018,180:60-91. |
[26] |
Deng Huiping, Li Xiubin . Relationship of upslope contribution area and soil water content in TOPMODEL. Progress in Geography, 2002,21(2):103-110.
doi: 10.11820/dlkxjz.2002.02.002 |
[ 邓慧平, 李秀彬 . 地形指数的物理意义分析. 地理科学进展, 2002,21(2):103-110.]
doi: 10.11820/dlkxjz.2002.02.002 |
|
[27] | Zhang Yiguang . Climatic division of the Hengduan Mountainous region. Mountain Research, 1989,7(1):21-28. |
[ 张谊光 . 横断山区气候区划. 山地研究, 1989,7(1):21-28.] | |
[28] | Singh T, Patnaik A, Chauhan R . Optimization of tribological properties of cement kiln dust-filled brake pad using grey relation analysis. Materials & Design, 2016,89:1335-1342. |
[29] | Zhuang Jianqi, Cui Peng, Ge Yonggang , et al. Relationship between rainfall characteristics and total amount of debris flow. Journal of Beijing Forestry University, 2009,31(4):77-83. |
[ 庄建琦, 崔鹏, 葛永刚 , 等. 降雨特征与泥石流总量的关系分析. 北京林业大学学报, 2009,31(4):77-83.] | |
[30] | Yong B, Liu D, Gourley J J , et al. Global view of real-time TRMM multisatellite precipitation analysis: Implications for its successor global precipitation measurement mission. Bulletin of the American Meteorological Society, 2015,96(2):283-296. |
[1] | 胡畔, 陈波, 史培军. 中国暴雨洪涝灾情时空格局及影响因素[J]. 地理学报, 2021, 76(5): 1148-1162. |
[2] | 刘侦海, 王绍强, 陈斌. 2000—2015年中蒙俄经济走廊东段冻土时空变化及植被响应[J]. 地理学报, 2021, 76(5): 1231-1244. |
[3] | 周扬, 李寻欢, 童春阳, 黄晗. 中国村域贫困地理格局及其分异机理[J]. 地理学报, 2021, 76(4): 903-920. |
[4] | 郭付友, 佟连军, 仇方道, 李一鸣. 黄河流域生态经济走廊绿色发展时空分异特征与影响因素识别[J]. 地理学报, 2021, 76(3): 726-739. |
[5] | 郭泽呈, 魏伟, 石培基, 周亮, 王旭峰, 李振亚, 庞素菲, 颉斌斌. 中国西北干旱区土地沙漠化敏感性时空格局[J]. 地理学报, 2020, 75(9): 1948-1965. |
[6] | 潘竟虎, 冯娅娅. 中国农村深度贫困的空间扫描与贫困分异机制的地理探测[J]. 地理学报, 2020, 75(4): 769-788. |
[7] | 刘敏, 郝炜. 山西省国家A级旅游景区空间分布影响因素研究[J]. 地理学报, 2020, 75(4): 878-888. |
[8] | 戴尔阜, 王亚慧. 横断山区产水服务空间异质性及归因分析[J]. 地理学报, 2020, 75(3): 607-619. |
[9] | 鲁大铭, 杨新军, 石育中, 王子侨. 黄土高原乡村体制转换与转型发展[J]. 地理学报, 2020, 75(2): 348-364. |
[10] | 彭文甫, 张冬梅, 罗艳玫, 陶帅, 徐新良. 自然因子对四川植被NDVI变化的地理探测[J]. 地理学报, 2019, 74(9): 1758-1776. |
[11] | 李瀚祺, 贾鹏, 费腾. 基于众源数据挖掘的中国饮食口味与慢性病的空间关联[J]. 地理学报, 2019, 74(8): 1637-1649. |
[12] | 宋雪茜,邓伟,周鹏,张少尧,万将军,刘颖. 两层级公共医疗资源空间均衡性及其影响机制——以分级诊疗改革为背景[J]. 地理学报, 2019, 74(6): 1178-1189. |
[13] | 王正雄,蒋勇军,张远嘱,段世辉,刘九缠,曾泽,曾思博. 基于GIS与地理探测器的岩溶槽谷石漠化空间分布及驱动因素分析[J]. 地理学报, 2019, 74(5): 1025-1039. |
[14] | 周鹏, 邓伟, 彭立, 张少尧. 典型山地水土要素时空耦合特征及其成因[J]. 地理学报, 2019, 74(11): 2273-2287. |
[15] | 汪洋,王力力,祁鹏卫,刘志海. 重庆市主体功能区识别的主导因素与空间稳定性约束机理[J]. 地理学报, 2019, 74(1): 44-62. |