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城镇泥石流减灾决策支持系统

韦方强  
【摘要】: 随着山区经济的不断发展,山区城镇化进程不断加快,山区城镇规模快速膨胀,人口急剧增加,泥石流灾害可能造成的人员伤亡和财产损失越来越大,泥石流减灾成为山区城镇减灾的重要内容之一。工程防治是山区城镇泥石流减灾的重要措施,但防治工程仍不能抵御超过设计标准的泥石流灾害,建立以泥石流监测、预报、警报、危险性分区、临灾预案和灾情评估等为主要内容的减灾决策支持系统成为山区城镇泥石流减灾的又一重要措施,这对减轻危害山区城镇的特大规模泥石流灾害尤为重要。 城镇泥石流减灾决策支持系统是一个集泥石流监测、预测、预报、警报、危险性分区、临灾预案、灾情评估等技术和方法于一体的综合系统,是泥石流减灾领域的一个新课题,涉及泥石流减灾的基本理论和技术方法,对泥石流减灾基础理论和泥石流减灾的应用都具有重要意义。本文在充分分析石流监测、预测、预报、警报、危险性分区、灾情评估、临灾预案等研究的基础上,重点对泥石流预报、危险性分区和临灾预案进行了研究,在如何减少因泥石流预报不准确造成的损失和基于泥石流运动数值模拟和GIS(地理信息系统)技术的泥石流危险性分区的理论和方法方面进行了深入探讨,并充分利用现代先进的数据采集、传输与接收技术以及计算机和GIS技术,将泥石流监测、预测、预报、警报、危险性分区、灾情评估、临灾预案等集成为一个综合的应用系统,为山区城镇的泥石流减灾提供决策依据和方法支持。选择我国目前受泥石流危害和威胁最严重的云南省昆明市东川区(原东川市)为例,将这一技术和方法应用到东川的城镇泥石流减灾中,建立了东川泥石流减灾决策支持系统,为东川城区的泥石流减灾提供了科学、完整、可靠的减灾决策依据和方法。 本文的创新点主要表现在以下几个方面: 1.在目前基于泥石流形成和启动机理的泥石流预报模式还处在理论探讨水平的情况下,虽然基于降水统计的泥石流预报模式的准确率较低,但仍是目前泥石流预报的主要方法。如何提高预报精度,减轻预报不准确造成的损失是目前研究的重点。本文考虑了泥石流漏报和误报两种错报情况下的不同损失,重点研究不同损失条件下的泥石流预报方法,建立了不同损失条件 第*页 西南交通大学博土研究生学位论文 下的泥石流预报模型,使泥石流预报中错报造成的总平均损失达到最小, 在一定程度上弥补了目前泥石流预报准确度较低的不足。 2.利用泥石流运动数值模拟和GIS技术相结合的方法对泥石流在出山 口后的运动和堆积过程进行数值模拟和危险性分区,创建了泥石流运动数值 模拟和危险性分区的新方法。 3.考虑泥石流在扇形地和沟槽内的运动状态不同,采用不同的方法模 拟泥石流在扇形地上和沟槽内的运动过程,更加真实地反映了泥石流的运动 和堆积过程。利用这种方法不仅可以给出泥石流的运动过程并进行危险性分 区,同时对检验泥石流排导槽工程的工程效益具有重要作用。 4.根据泥石流运动数值模拟取得的泥石流流速和流深分布特征,建立 了泥石流危险性动量分区模型。该模型以泥石流运动过程中的最大动量分布 为指标进行危险性分区,不仅分区指标具有明确的物理意义,同时分区指标 代表了泥石流运动过程中的最大动量,客观反映了每一点的泥石流最大破坏 能力。该泥石流危险性分区方法可以提供不同频率和规模下的泥石流泛滥范 围和危险性分区,为不同频率和规模下的泥石流灾害临灾预案的制定提供了 定量化、准确化的信息。 5.首次提出城镇泥石流临灾预案,并根据城镇泥石流灾害特点提出了 夕 城镇泥石流临灾预案的原则和内容。建立了以城镇基础数据库为基础、以不 同频率和规模下的泥石流泛滥范围和危险程度分区为依据、以GIS技术为分 析工具制定城镇泥石流临灾预案的方法。 6.首次在计算机和GIS技术支持下,将泥石流监测、预测、预报、警 报、危险性分区、临灾预案等技术和方法集成为一个有机的综合应用系统, 为山区城镇泥石流减灾决策提供了强有力的手段。


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