摘要： 為了指導(dǎo)災(zāi)后區(qū)域環(huán)境的安全監(jiān)測(cè)和生態(tài)修復(fù)工程，運(yùn)用數(shù)字高程模型定量分析方法，構(gòu)建了分析高坡度地帶和匯流流徑區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的三維虛擬模型.選取景觀研究尺度為5 000單元粒度，用該模型模擬分析不同時(shí)間段深溪溝地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的場(chǎng)址環(huán)境，研究結(jié)果表明：引發(fā)災(zāi)害的關(guān)聯(lián)影響因子包括坡度因子和匯流累積量分布因子，坡度大于50°且變化較大的帶狀區(qū)域生態(tài)環(huán)境較脆弱，易發(fā)生泥石流等地質(zhì)災(zāi)害；將匯流累積出水口圖與泥石流災(zāi)害圖疊置后分析表明，眾多地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)均位于匯流出水口區(qū)域或流徑上；應(yīng)加強(qiáng)對(duì)災(zāi)后陡坡敏感帶的安全監(jiān)測(cè)管理和生態(tài)修復(fù).最后，提出了地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的固土植被帶建設(shè)規(guī)劃和土地調(diào)整利用的景觀生態(tài)安全格局規(guī)劃.

關(guān)鍵詞： 河流景區(qū)；建設(shè)場(chǎng)址；安全性評(píng)價(jià)；景觀規(guī)劃策略

中圖分類號(hào)： TU984 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： APostDisaster Safety Analysis of Construction Site of Scenic RegionFU Fei1，DONG Liang1，2，ZHANG Jian1，WANG Gang2

“5·12”汶川地震后，受災(zāi)地區(qū)生態(tài)環(huán)境安全問(wèn)題日益突出.近年來(lái)，對(duì)泥石流等自然地質(zhì)災(zāi)害的研究主要采用影響因子分析和評(píng)估方法.例如，利用GIS提取數(shù)據(jù)，進(jìn)行關(guān)聯(lián)因子研究、構(gòu)建三維模型分析地質(zhì)災(zāi)害安全性、分析數(shù)據(jù)與濕度模型相結(jié)合探索誘災(zāi)主因[110].我國(guó)在該領(lǐng)域的研究還處于初步階段，主要集中在對(duì)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)生程度的評(píng)價(jià)或預(yù)測(cè)模型的數(shù)字模擬實(shí)現(xiàn)方面[1112].文獻(xiàn)[13]利用數(shù)字高程模型（digital elevation model， DEM）模擬泥石流形成的地形特征，重點(diǎn)選擇匯水量因子和坡度因子進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析.文獻(xiàn)[1415]利用匯水量模型計(jì)算、坡度統(tǒng)計(jì)以及含沙量計(jì)算等方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)泥石流的仿真模擬.但上述成果還不能滿足土地利用安全性分析和建設(shè)規(guī)劃指導(dǎo)的需求.

汶川地震后，都江堰虹口鄉(xiāng)山體塌方嚴(yán)重，泥石流活躍，沿河景區(qū)旅游基礎(chǔ)設(shè)施受損嚴(yán)重，重建開(kāi)發(fā)迫在眉睫，場(chǎng)址的安全性分析研究尤為重要.本文選取虹口鄉(xiāng)廟壩村重建場(chǎng)址和毗鄰深溪溝泥石流發(fā)育區(qū)域作為研究范圍，研究災(zāi)后重建場(chǎng)址的土地利用安全性.西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)第48卷第2期付飛等：災(zāi)后景區(qū)建設(shè)場(chǎng)址安全性分析

虹口鄉(xiāng)由于地形起伏較大，山地坡面物質(zhì)下遷劇烈，再加上區(qū)域降雨量過(guò)大，造成震后該區(qū)域泥石流災(zāi)害十分活躍.筆者通過(guò)采集地形數(shù)據(jù)及野外調(diào)查補(bǔ)充，并借鑒國(guó)內(nèi)對(duì)泥石流模擬分析的成果，深入探索匯水量因子和坡度因子與自然地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)而尋求在受泥石流威脅區(qū)域內(nèi)有效實(shí)現(xiàn)景區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)場(chǎng)址土地安全利用的規(guī)劃方法，并為災(zāi)區(qū)建設(shè)的生態(tài)安全性評(píng)價(jià)和可持續(xù)發(fā)展研究提供科學(xué)依據(jù).1數(shù)據(jù)來(lái)源（1） 數(shù)據(jù)類型.研究數(shù)據(jù)包括柵格圖像數(shù)據(jù)和矢量CAD圖像數(shù)據(jù).柵格圖像數(shù)據(jù)包括2007年震前都江堰虹口鄉(xiāng)衛(wèi)星航測(cè)圖和地震、泥石流二次災(zāi)害后的航空影像圖[16]（圖1）.

文獻(xiàn)[14]借鑒空間分布式水文模型原理[15]，跟蹤從流域出口順流向到每個(gè)上游單元的匯流路徑，用匯流路徑除以流速計(jì)算整個(gè)匯流路徑的匯流時(shí)間之和，得到各個(gè)網(wǎng)格單元到達(dá)流域出口的總匯流時(shí)間.對(duì)各個(gè)匯流時(shí)間段內(nèi)到達(dá)出口的所有單元的體積流和產(chǎn)沙量分別求和，得到出口的清水流量和泥沙流量，進(jìn)而得到含沙量.匯流累積量分布因子是對(duì)泥石流危險(xiǎn)評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo).

筆者借鑒GIS水文模型對(duì)泥石流的模擬途徑，產(chǎn)生派生匯流累積量分布及出水口圖，并與泥石流災(zāi)害圖疊置進(jìn)行分析（見(jiàn)圖7）.

圖7中a～g表示模型模擬匯流出水口.由于出水口以下為坡度較小的城鎮(zhèn)建設(shè)用地區(qū)域，故匯流呈直線穿越城鎮(zhèn)場(chǎng)址注入河流.圖7中a～g為2010年泥石流災(zāi)害圖顯示的滑坡、泥石流沖擊溝等地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)區(qū)域.顯而易見(jiàn)，絕大多數(shù)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)均位于匯流出水口區(qū)域或流徑上.匯流在出水口及注入河流路徑過(guò)程中，流量極大，流速極快，表層土壤極易流失，因此，匯流作用是地質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞、含沙匯流（泥石流）行徑形成的一個(gè)重要內(nèi)因.

4災(zāi)后景區(qū)重建場(chǎng)址的土地安全利用規(guī)劃策略（1） 災(zāi)后陡坡敏感帶的安全監(jiān)測(cè)和生態(tài)修復(fù)

① 災(zāi)后陡坡敏感帶的安全監(jiān)測(cè)

利用GIS水文模型模擬研判，對(duì)建設(shè)場(chǎng)址周邊山區(qū)區(qū)域進(jìn)行生態(tài)安全性分析，加強(qiáng)對(duì)陡坡敏感帶安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，同時(shí)，在河岸生態(tài)景觀廊道帶注重防災(zāi)減災(zāi)功能的規(guī)劃，減小城市對(duì)生態(tài)敏感區(qū)的干擾，加強(qiáng)生態(tài)敏感區(qū)的安全管理.

② 水土流失區(qū)的生態(tài)修復(fù)治理措施

水土流失主要通過(guò)降水、侵蝕、沖蝕地表而造成生態(tài)退化.通過(guò)控制土壤侵蝕，保持生態(tài)系統(tǒng)地表基底穩(wěn)定.地表基底是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育與存在的載體，基底不穩(wěn)定，生態(tài)系統(tǒng)就不可能持續(xù)演替和發(fā)展.

根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行修復(fù)區(qū)分類，重點(diǎn)控制山坡坡度大、自然生態(tài)環(huán)境質(zhì)量差、高強(qiáng)度水土流失發(fā)生區(qū).由于震后坡度類型更為復(fù)雜多樣，可通過(guò)背溝、地埂、邊涵和擋土墻等工程，基本遏制山坡地造成的水土流失.

恢復(fù)植被和土壤，確保一定的植被覆蓋率和土壤肥力.自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)在很大程度上是以植被恢復(fù)為基礎(chǔ)，用人工手段使植被在短時(shí)期內(nèi)得到恢復(fù).植被自然恢復(fù)的過(guò)程通常伴隨著適應(yīng)性物種進(jìn)入，肥力積累緩慢，土壤結(jié)構(gòu)改善緩慢.確定不同等級(jí)的生態(tài)敏感區(qū)，嚴(yán)格控制或禁止人工干擾（如開(kāi)墾農(nóng)田、伐樹(shù)等）和開(kāi)發(fā)建設(shè)干擾（如山體爆破對(duì)敏感區(qū)的影響等）.針對(duì)不同的地理?xiàng)l件，分別采取封山造林、人工促進(jìn)天然林更新、人工植苗造林等措施，逐步恢復(fù)山區(qū)生態(tài)環(huán)境.

（2） 災(zāi)后建設(shè)場(chǎng)址土地安全利用規(guī)劃策略

生態(tài)安全指自然生態(tài)系統(tǒng)是否影響人居環(huán)境安全，以及自然生態(tài)系統(tǒng)遭人工環(huán)境干擾后，自身結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定安全.通過(guò)對(duì)災(zāi)后建設(shè)場(chǎng)址區(qū)域的坡度和匯流累積量因子進(jìn)行分析，認(rèn)為建設(shè)場(chǎng)址的生態(tài)環(huán)境存在較大生態(tài)安全威脅，人工環(huán)境持續(xù)對(duì)自然環(huán)境的干擾，使生態(tài)危機(jī)更趨嚴(yán)重，無(wú)法保持建設(shè)場(chǎng)址區(qū)域環(huán)境的穩(wěn)定安全.因此，對(duì)建設(shè)場(chǎng)址的土地規(guī)劃（圖8）應(yīng)從以下方面實(shí)施有效調(diào)控策略以改善生態(tài)環(huán)境.

① 生態(tài)維育與控制策略

加強(qiáng)泥石流孕育區(qū)中區(qū)域1～4的監(jiān)控及水土流失治理.在坡度陡變帶及鄰近過(guò)渡區(qū)禁止開(kāi)墾農(nóng)田，加強(qiáng)林草固土建設(shè).對(duì)城鎮(zhèn)用地范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)a～g處的治理，采取增設(shè)30～50 m的固土林草帶措施，既可防止地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步惡化，也可阻隔人工環(huán)境的干擾.

在出水口a～g處以及沿匯流注河路徑增設(shè)固土植被帶，根據(jù)地形構(gòu)建固土植被網(wǎng)絡(luò)帶，將城市建設(shè)用地、農(nóng)田等鑲嵌其中，形成土地利用的景觀生態(tài)安全格局.這一措施也將有效分割和削弱了人工環(huán)境的干擾影響.

② 生態(tài)保護(hù)與協(xié)調(diào)策略

城鎮(zhèn)用地范圍內(nèi)保留了較多的原自然植被帶，加強(qiáng)對(duì)這些植被群落的有效保護(hù)，對(duì)維護(hù)建設(shè)場(chǎng)址的物種穩(wěn)定及穩(wěn)定與改善棲息地生態(tài)環(huán)境起到積極的作用.

由于匯流出水口a～d較密集，水流作用和人工環(huán)境干擾已引起多處地質(zhì)滑坡，地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)周邊用地生態(tài)適宜性極差，其發(fā)展環(huán)境是不可持續(xù)的.故調(diào)整該區(qū)域的農(nóng)田用地，使固土植被區(qū)與原自然植被區(qū)連接，形成擁有較大生態(tài)環(huán)境面積的生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，并以此逐步改善A～D處的自然生態(tài)環(huán)境，確保重建場(chǎng)址的生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展.

圖8建設(shè)場(chǎng)址土地安全性分析及調(diào)控策略圖

Fig.8Land safety analysis and control strategy map of the construction site

5結(jié)束語(yǔ)采用組件式GIS技術(shù)，構(gòu)建了數(shù)字高程模型及水文分析模型，以都江堰虹口鄉(xiāng)廟壩村災(zāi)后重建場(chǎng)址及毗鄰深溪溝沿山區(qū)域的泥石流等自然地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)為模擬區(qū)域，對(duì)地形坡度、匯流因子的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了評(píng)價(jià).結(jié)果表明高坡度帶和匯流流徑區(qū)域的生態(tài)環(huán)境較為脆弱，易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，這與該地區(qū)實(shí)際發(fā)生泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的情況基本吻合.

對(duì)河岸地質(zhì)災(zāi)害孕育區(qū)的維育控制措施、建設(shè)場(chǎng)址的生態(tài)保護(hù)、安全調(diào)控措施的制定、山地河流景觀的開(kāi)發(fā)控制、旅游安全及防災(zāi)減災(zāi)管理等方面具有重要的參考價(jià)值.由于影響泥石流水文特征的因素復(fù)雜，受區(qū)域氣候和植被覆蓋等因素的影響較大.

本文提出的數(shù)字高程模型分析方法在適用范圍和功能上還有待進(jìn)一步提高.將空間數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大的GIS技術(shù)應(yīng)用于地區(qū)泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的計(jì)算機(jī)仿真研究和場(chǎng)址安全性分析，改進(jìn)傳統(tǒng)的二維平面規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用于基于三維地形、水文空間分析的土地安全利用規(guī)劃策略的研究.

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（中文編輯：秦萍玲英文編輯：蘭俊思）DEM： Digital Elevation Model（數(shù)字高程模型）SHP： Shape格式文件，文件名*.shp。TIN： Triangulated Irregular Network（不規(guī)則三角網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）