地质水文灾害易发性及社区风险认知分析-以卢旺达的洪水和滑坡例
文献类型：学位论文
| 作者 | Richard MIND’JE |
| 答辩日期 | 2020-06-30 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李兰海 |
| 关键词 | 洪水 滑坡 易发性 影响因素 卢旺达 Flood Susceptibility Influencing factors Landslide Rwanda |
| 学位专业 | 理学硕士 |
| 其他题名 | Susceptibility analysis for geo-hydrological hazards and Community Risk perception – a case of flood and landslide in Rwanda |
| 英文摘要 | 在气候变化的背景下， 近年来洪水和山地滑坡等地质灾害频发,导致大量人员伤亡,严重影响发展中国家的社会经济发展。 人类很难阻止这些自然灾害的发生， 但是以居民作为灾害易发区的关键关注点,通过大力普及与宣传社区防灾减灾知识为切入点,制定洪水和山体滑坡方面的防灾减灾策略, 最终能够有效避免或减轻自然灾害给人类社会带来的损失。 本论文通过系统分析不同地区洪水和滑坡的影响因素， 综合确定洪水和滑坡灾害高风险区。 研究结果将有助于人们更好地了解灾害风险， 进而制定合理有效的风险管控措施， 为灾害风险的可持续管理提供理论依据。东非地处热带， 地形条件复杂。 洪水和滑坡频发对该区域社会经济和人类生命财产造成严重影响， 并且这种影响呈现持续增加趋势。 卢旺达地区人口密集、 丘陵众多， 气候因素驱动产生的洪水和滑坡已成为阻碍该区域人类活动和社会经济发展的主要自然灾害。 目前主要针对洪水或滑坡开展的单一研究较多， 但是对于卢旺达地区，滑坡常常与洪水事件相伴而生。 因此， 本研究将洪水和滑坡灾害相结合， 确定灾害同时发生的条件。 目前主要采用辅助性数据来对灾害风险管理进行研究， 通过使用定性和描述性的方法来分析灾害风险意识。 在进行与灾害风险管理相关的研究时， 必须对洪水与滑坡灾害相关的主要变量进行筛选， 并对其进行易发性分析， 以揭示洪水与滑坡灾害的危害程度以及与潜在影响因素之间的空间相关性和区域的不确定性。 然而对影响洪水与滑坡危害程度的因素仍未得到充分的分析和理解， 人们对灾害有关风险的认识缺乏重视， 人们的灾害意识在防灾减灾中的作用被忽略。 针对卢旺达的地质水文灾害发生的频率和强度不断增加， 有必要加强洪水和滑坡易发性评估， 以减少灾害的风险。综上所述， 本研究将解决以下科学问题： （1） 卢旺达洪水和滑坡发生的主要致灾因素有哪些？ （2） 洪水和滑坡同时发生的共同影响因素和条件是什么？ （3） 社区灾害风险意识对其所在区域的洪水和山体滑坡灾害易发性产生多大影响？ 本论文的研究目标： （1） 分析洪水和滑坡致灾因素与危害之间的空间关系， 确定造成洪水和滑坡易发性的主要因素； （2） 确定安全和易受灾害危害的区域， 并绘制区域灾害易发性图；（3） 确定两种害条同时发生的因素和灾件； （4） 评估社区对减少洪灾和滑坡风险的最佳预防和缓解措施。为了达到以上目标， 本研究基于历史灾害事件的信息， 通过认知历史灾害事件造成危害发生的条件， 据此选择历史灾害事件的影响因素及其相关的基础数据。 应用遥感（RS） 、 地理信息系统（GIS） 和统计和概率方法分析灾害易发性的时空变化。 通过频率比（FR） 模型的统计方法确定因果关系和过去滑坡事件之间的关系； 应用Logistic 回归（LR） 模型生成有助于预测该地区洪水的系数来评估洪水事件的发生概率及与其相关因素之间的关系； 综合文献， 结合卢旺达洪水和滑坡影响因素的实际情况， 本研究选择 13 个预测因素进行洪水和滑坡灾害易发性分析。 这 13 个预测因素包括： 海拔、 坡度、 坡向、 剖面曲率、 到河流的距离、 到道路的距离、 归一化植被指数（NDVI） 、 归一化土壤指数（NDSI） 、 地形湿度指数（TWI） 、 河流动力指数（SPI） 、降雨量、 土地覆盖与土地利用（LCLU） 和土壤质地。 本研究一共收集过去发生的 153个洪水和 423 个滑坡事件， 应用地统计分析工具及其在 GIS 中再分区的子集功能， 将这些定位点的事件随机抽取 75％的训练点用于模型构建， 剩余 25％训练点用于模型验证。 采用问卷调查的方法完成社区有关灾害危险意识看法的实地调查。 根据洪水与滑坡灾害的发生次数确定调查问卷区域， 选取的调查区包括西部省（Nyabihu， Rubavu，Rusizi， Karongi， Rutsiro， Ngororero 区） ， 北部省（Musanze 和 Burera 区） ， 南部省（Nyaruguru 区） ， 东部省（Rwamagana 区） 和基加利市（加索博区） 等 11 个地区。 在每个选定的地区， 使用随机抽样和滚雪球抽样方式选择 50 名参与者， 最终共有550 名来自所选地区的不同领域的受访者接受了问卷调查。 本研究的主要结论如下：（1） 卢旺达西部、 北部和南部省份是最容易发生洪水和滑坡的地区， 不同区域洪水和滑坡的影响因素存在较大差异。 西部省主要受山脊和高原地形的影响， 包括具有特殊气候和地形特征的刚果尼罗河； 北部省主要因在陡坡上的农业活动所引起的土壤侵蚀， 土壤进入河道， 从而产生沉积物淤积， 排水能力减弱； 南部省主要受地形地貌影响； 东部省由于降雨开始较晚， 最容易受到滑坡和洪水灾害的共同影响。 此外，快速城市化进程与极端天气条件的共同作用， 增加了基加利市滑坡和洪水灾害易发性空间分布的不确定性。（2） 洪水易发性的 Logistic 回归系数结果表明， NDVI、 NDSI、 降雨、 海拔、剖面曲率和长宽比与洪水发生率呈正相关， 而 TWI、 距道路的距离、 距河的距离和坡度则呈负相关。 其中， NDVI 和降雨是最重要的直接影响因素（回归系数分别为 0.5938 和 0.5159） ， 而距道路的距离的回归系数最低（-7.6265） ， 这与历史记录的洪水事件相符。（3） 坡度、 LCLU、 降雨和高程是研究区滑坡发生的主要影响因素。 滑坡极高和高等级易发区域分别占到全国的 13.2％和 14.5％， 主要分布在穆山（Musanze） 的恩戈罗雷罗（Ngororero） 、 加肯克（Gakenke） 、 尼亚比亚（Nyabihu） 和纳马加贝（Nyamagabe） 等地区。 此外， 中等强度的滑坡区占全国的 24.3％， 主要分布在卡莫尼（Kamonyi） 、 鲁汉戈（Ruhango） 、 尼亚鲁古（Nyaruguru） 和尼扬扎（Nyanza） 等地区， 而处于低和极低等级强度的滑坡区占比分别为 40.1％（占比最高） 和 7.9％。降雨和植被覆盖度是引起洪水和滑坡事件的主因。（4） 灾害的暴露度因人口密度而异， 各个地区存在差异。 近期人口密度变化表明， 人口快速增长将使大多数家庭（尤其是农村地区） 继续居住在洪水和滑坡易发区域。 这些区域内的居民主要依靠农业为生， 生活极端贫困， 致使社区进一步将林地和草地转变为农业用地， 导致洪水和滑坡更容易发生。（5） 基于曲线下面积（AUC） 方法对生成的易发性图的验证结果表明， 洪水易发性模型的预测和成功率分别为 79.8％和 80.4％， 滑坡易发模型的预测和成功率分别为 84.6％和 81.2％。 尽管输入数据的准确性存在局限性， 但这结果仍是令人满意的，预测模型在研究区内具有良好的适应性和预测洪水和滑坡发生的能力。（6） 许多社区成员， 特别是在农村地区缺乏有关减少洪灾和滑坡风险中的作用和责任方面的认知。 这主要由于教育和社会保护保障的有关机构在传播、 制定和实施减灾措施相关责任的信息方面投入太少， 导致社区周边环境更容易遭受洪水和山体滑坡的侵袭； 居民通常自己不采取措施来减少这些危害， 而是希望政府和地方领导人代表他们采取行动。 因此在制定防灾减灾计划中， 必须加强社区， 尤其在农村地区的减灾和预防知识方面的普及和教育。正如本研究的结果所言, 降低洪水与滑坡灾害最佳的解决措施就是将灾害易发区的居民迁出并重新安置于安全区中。 因此， 在政府制定防灾减灾计划时该措施应当被广泛实施。 另外， 本研究所展示的信息可作为辅助性决策工具为卢旺达地区针对洪水和滑坡的区域规划、 未来灾害研究以及风险管理提供科学的理论参考。 |
| 学科主题 | 环境科学 |
| 语种 | 英语 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/15397]  |
| 专题 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 新疆生态与地理研究所_研究系统 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | Richard MIND’JE. 地质水文灾害易发性及社区风险认知分析-以卢旺达的洪水和滑坡例[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆生态与地理研究所
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