白龙江流域地质灾害高发区典型城镇地质环境承载力评价与防灾对策

论文摘要

白龙江流域甘肃段是长江上游重要的生态屏障区,新构造活动强烈、地震活动频繁,山高坡陡、河谷深切,降雨集中且多暴雨,地质与生态环境脆弱,地质灾害多发且爆发频率高,是我国受地质灾害危害最为严重的区域之一,严重的地质灾害与脆弱的生态环境导致该区域城镇化建设过程中人地矛盾突出,对地质环境承载力的制约作用明显,因此,开展滑坡、泥石流等地质灾害高发区的典型城镇地质环境承载力评价,以指导城镇防灾减灾和生态安全建设显得极为重要。然而,国内外地质环境承载力研究还刚刚起步,已有的少量评价主要是以专家经验为基础的半定量化单项评价,并且缺少高精度的地表动态变形数据对评价结果进行验证,导致评价结果具有较大的不确定性和局限性,限制了其实际应用价值的有效发挥,亟待运用新技术建立完整的综合评价方法体系,为城镇防灾减灾与规划决策起到实质性的支撑作用。因此,本研究选择典型城镇为研究区域,以地质环境承载力单项评价和综合评价相结合的方法,综合利用统计模型、遥感监测技术、GIS数据处理和分析等多种技术和手段,建立了研究区地质环境承载力评价指标体系和模型,开展研究区地质环境承载力分区评价研究,并基于此,提出了针对性的城镇地质灾害防灾减灾措施对策。具体结论总结如下:(1)针对区内地质灾害高发和生态环境脆弱的特点,基于短板理论,分析制约研究区城镇建设的关键地质环境和生态环境因素,从地质灾害风险性和生态承载力评价两个方面,对研究区地质环境承载力进行了单项评价。基于地质灾害风险的单项评价结果表明,舟曲县城关镇地质环境承载力优、良、中、差分区面积分别为13.43 km~2、7.03 km~2、1.34 km~2、1.13 km~2,分别占研究区总面积的58.57%、30.66%、5.84%、4.93%。宕昌县城关镇地质环境承载力优、良、中、差分区面积分别为1.81 km~2、27.78 km~2、6.43 km~2、0.21 km~2,分别占区域总面积的5.00%、76.66%、17.74%、5.80%。地质环境承载力为优的区域主要分布在白龙江两岸低阶地和中~高山地区;地质环境承载力为良的区域主要分布在泥石流沟堆积区及滑坡体上;地质环境承载力为中的区域主要分布在白龙江两岸泥石流影响范围内;地质环境承载力为差的区域呈带状分布于白龙江两岸地质灾害体影响范围内的人口财产密集区。基于生态承载力和生态足迹的评价结果表明:在不同土地利用类型中,生态承载力由大到小依次为:耕地、居民工矿用地、林地、草地以及水域。在空间上,舟曲县城关镇由西至东单位面积生态承载力逐渐降低,宕昌县城关镇由西北至东南单位面积生态承载力逐渐升高。生态承载力大小与人类活动具有较强的关系,耕地作为最大承载体,与人类活动密切相关,同时,也决定人类在空间上的活动范围。以上两项单项评价是综合评价的关键基础性评价工作,既为综合评价指标选择提供重要依据和指导,同时为综合评价提供地质灾害风险和生态承载力指标数据。基于短板理论的单项评价具有简单快速、易操作的特点,在基础数据相对缺乏地区具有较好的应用价值。(2)基于单项评价结果,进一步选择与地质环境承载力相关的地质环境、生态环境和社会环境要素,在GIS平台下,利用层次分析法(AHP)和模糊逻辑推断方法(FL),结合城镇社会发展,构建了两个典型城镇地质环境承载力综合评价指标体系和模型,得到了研究区地质环境承载力分区评价结果,并利用单项评价结果和时序InSAR的地表变形结果对地质环境承载力综合评价结果进行验证和优化,得到了典型城镇地质环境承载力分区,并对其空间格局进行了相应分析。根据综合评价模型优化计算结果,将地质环境承载力划分为优、良、中、差4个等级,舟曲县城关镇对应的面积分别为1.15 km~2、4.12 km~2、11.92 km~2、5.74 km~2,分别占研究区总面积的5.02%、17.98%、51.99%、25.01%;宕昌县城关镇对应的面积分别为10.87 km~2、2.17 km~2、10.14 km~2、13.04 km~2,分别占研究区总面积的30.01%、5.99%、28.00%、36.00%。进一步分析不同影响要素对地质环境承载力的控制程度得到:对于舟曲县城关镇,其中地质灾害对于区域的地质环境承载力影响最大,其余依次为地层岩性、地质构造、地震和地貌单元等;对于宕昌县城关镇,其中地质灾害对于区域的地质环境承载力影响最大,其余依次为地层岩性、地貌单元、地质构造和人口密度等。地质环境承载力差的区域均位于地质灾害高风险的地区,今后进行城镇生产建设活动和城镇扩张应尽量避开这些区域。同时,综合评价模型相对单项评价精度得到了显著的提高,其结果更为可靠,在可获取较翔实基础数据区域具有较好的适用性;提出的基于InSAR技术优化综合评价结果的方法为地质环境承载力评价提供了新的思路。(3)依据研究区地质环境承载力评价结果和地质环境承载力等级分区,结合典型城镇经济社会、地理环境及资源分布等要素及地质灾害防治现状,按照国内外防灾减灾思路从“三个转变”的综合减灾战略,针对性地提出了研究区地质灾害防灾减灾措施和对策建议。其中,研究区地质环境承载力为优的区域,以预防为主防范地质灾害;地质环境承载力为良的区域,生态治理为主防范地质灾害;地质环境承载力为中的区域,土地资源控制开发与生态恢复相结合,防范地质灾害;地质环境承载力为差的区域,实施综合治理措施,防治和减少地质灾害。本研究不仅丰富和完善了地质灾害高发和生态环境脆弱区典型城镇地质环境承载力评价方法,提高了评价结果的精准度、可靠性和可操作性,推动评价体系和评价方法创新,同时,研究结论可为两个典型城镇地质灾害防灾减灾提供科学依据,为地质灾害监测预警、工程防治、生态修复、土地开发利用、应急管理等提出可复制可推广的综合措施,对白龙江流域乃至全国同类城镇具有典型的示范意义。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 论文选题依据及研究意义
•     1.1.1 选题依据
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 地质环境承载力评价
•     1.2.2 地质灾害风险评价
•     1.2.3 基于时序InSAR技术的地表变形监测
•     1.2.4 地质灾害防灾减灾研究
•   1.3 研究内容与论文结构
•     1.3.1 研究思路
•     1.3.2 研究内容
•     1.3.3 技术路线
•     1.3.4 论文结构
•     1.3.5 创新点
• 第二章 研究区概况
•   2.1 研究区基本概况
•     2.1.1 典型城镇行政区划及概况
•     2.1.2 评价区范围及概况
•   2.2 研究区地质环境背景
•     2.2.1 地形地貌
•     2.2.2 地层岩性
•     2.2.3 地质构造
•     2.2.4 地下水
•     2.2.5 岩土物理学性质
•   2.3 防灾减灾现状
• 第三章 地质环境承载力单项评价
•   3.1 引言
•   3.2 数据来源
•   3.3 地质环境承载力单项评价方法
•     3.3.1 基于地质灾害风险的地质环境承载力评价
•     3.3.2 基于生态承载力的地质环境承载力评价
•   3.4 地质环境承载力单项评价结果
•     3.4.1 基于地质灾害风险的地质环境承载力评价结果
•     3.4.2 生态承载力评价结果
•   3.5 小结
• 第四章 地质环境承载力综合评价
•   4.1 引言
•   4.2 评价方法与模型验证优化
•     4.2.1 模糊逻辑推论（Fuzzy logic,FL）
•     4.2.2 评价指标
•     4.2.3 模型验证与优化
•     4.2.4 模型精度分析与评价
•   4.3 舟曲县城关镇地质环境承载力综合评价
•     4.3.1 层次划分
•     4.3.2 评价单元划分
•     4.3.3 评价指标简述
•     4.3.4 指标权重确定
•     4.3.5 地质环境承载力区划
•     4.3.6 基于单项评价和时序InSAR技术的地质环境承载力综合评价验证与优化
•     4.3.7 模型评价精度对比分析
•     4.3.8 地质环境承载力等级分区空间格局分析
•   4.4 宕昌县城关镇地质环境承载力综合评价
•     4.4.1 层次划分
•     4.4.2 评价单元划分
•     4.4.3 评价指标简述
•     4.4.4 指标权重确定
•     4.4.5 地质环境承载力区划
•     4.4.6 基于单项评价和时序InSAR的地质环境承载力综合评价验证与优化
•     4.4.7 模型评价精度对比分析
•     4.4.8 地质环境承载力等级分区空间格局分析
•   4.5 小结
• 第五章 基于地质环境承载力评价的地质灾害防灾减灾对策
•   5.1 引言
•   5.2 树立防灾减灾系统思维
•     5.2.1 创新地质灾害防治理念和思路
•     5.2.2 因地制宜推进地质灾害综合防治
•   5.3 分区域实施地质灾害防灾减灾
•     5.3.1 以预防为主防范地质灾害
•     5.3.2 生态治理为主防范地质灾害
•     5.3.3 土地资源控制开发与生态恢复相结合,防范地质灾害
•     5.3.4 实施综合治理措施,防治并减少地质灾害
•   5.4 科学编制防灾减灾规划
•     5.4.1 城镇建设适宜性分区
•     5.4.2 科学编制地质灾害防治规划
•   5.5 小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 主要研究结论
•   6.2 不足和下一步工作建议
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 博士论文

作者: 谢正团

导师: 孟兴民,黎志恒,岳东霞

关键词: 白龙江流域,地质环境,承载力评价,防灾减灾

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学

单位: 兰州大学

分类号: P694

总页数: 117

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