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user: 4. 基于ArcGIS的罗平县板桥小流域山洪灾害风险评价 4.1. 板桥小流域山洪灾害危险性评价 小流域山洪灾害危险性包括致灾因子危险性和孕灾环境敏感性，因此板桥小流域山洪灾害危险性评价分为致灾因子危险性评价和孕灾环境敏感性评价。 4.1.1. 致灾因子危险性评价 根据指标体系选取最大3 h降雨量、多年平均降雨量作为板桥小流域山洪灾害致灾因子危险性变量指标。使用ArcGIS空间分析功能，将标准化处理后的多年平均降雨量、最大3 h降雨量数字图层进行叠合分析，计算每个30 m × 30 m的栅格单元危险度(I)的公式为 I = 0.8333 D 1 + 0.1667 D 2 (1) 式中，D 1 、D 2 分别为经过标准化处理后的最大3 h降雨量和多年平均降雨量的各栅格单元的取值。 利用ArcGIS自然间断点分级法，将叠合分析结果按数值>4.2、3.2~4.2、2.2~3.2、1.2~2.2以及<1.2划分高、较高、中、较低、低危险区，并使用不同颜色分别表示致灾因子危险性等级，成果如图13所示。 图13. 致灾因子危险性评价分区示意 根据板桥小流域多年平均降雨量、最大3 h降雨量数字图层进行叠合分析结果——致灾因子危险性评价分区图可以看出，板桥小流域内致灾因子危险度较高的地区为流域的西北部，涵盖板桥、东胜、乐岩居委会以及牛补歹村民委员会，涉及大募舍、多依树、大营、黑石岗、江田所、乐岩、普塘者小寨、狮子山、大寨、普塘者、裨子冲、白云安等沿河村落。危险度呈自东南向西北递增的趋势，这是因为降雨量自东南向西北不断增多，降雨量越大、危险度就越高。 4.1.2. 孕灾环境敏感性评价 选取坡度、土壤类型、高程、河网密度、植被覆盖度作为板桥河小流域山洪灾害孕灾环境敏感性变量指标，利用ArcGIS空间分析功能，将标准化处理后的坡度、土壤类型、高程、河网密度、植被覆盖度数字图层进行叠合分析，计算每个30 m × 30 m的栅格单元的敏感度(E)公式为 E = 0.2403 D 3 + 0.3568 D 4 + 0.1155 D 5 + 0.1958 D 6 + 0.0916 D 7 (2) 式中，D 3 、D 4 、D 5 、D 6 、D 7 分别为经过标准化处理后的高程、坡度、土壤类型、植被覆盖度、河网密度的各栅格单元的取值。 利用ArcGIS自然间断点分级法，将叠合分析结果按数值>3.9、3.4~3.9、2.9~3.4、2.4~2.9以及<2.4划分高、较高、中、较低、低危险区，并用不同颜色表示各孕灾环境敏感性等级，得到孕灾环境敏感性评价分区图如图14所示。 图14. 孕灾环境敏感性评价分区示意 由分区图可知，板桥小流域孕灾环境敏感度较强的区域在流域的西北及中北部地区即主要集中在高程相对较低、地势较平缓的地区，而高程相对较高的地区敏感度较低。高程相对较低的地区集中在河流沟谷以及河流下游地区，这些地区不仅植被覆盖率低而且河网密度大，同时土地利用类型基本为房屋建筑用地和耕地，加之高程低以及下游地形起伏小，因此敏感度较高。 4.1.3. 山洪灾害危险性评价 在致灾因子危险性评价和孕灾环境敏感性评价的基础上，利用ArcGIS空间分析功能，将致灾因子危险性评价和孕灾环境敏感性评价结果的数字图层进行叠合分析，计算每个30 m × 30 m的栅格单元的危险度(H)公式为 H = 0.6667 I + 0.3333 E (3) 式中，I、E分别为致灾因子危险性评价和孕灾环境敏感性评价结果的各栅格单元的取值。 利用ArcGIS自然间断点分级法，将叠合分析结果按数值>4.1、3.4~4.1、2.7~3.4、1.9~2.7以及<1.9划分高、较高、中、较低、低危险区，并用不同颜色表示各山洪灾害危险性等级，得到板桥小流域山洪灾害危险性评价分区图如图15所示。 图15. 板桥小流域山洪灾害危险性评价分区示意 由图可得，板桥小流域山洪灾害高危险区涉及大营、黑石岗、江田所、乐岩、普塘者小寨、狮子山、大寨、普塘者、土桥、双山、多依树等村以及板桥镇政府周边区域，较高危险区涉及安乐村委会的小树林村、去都渎村、大树林村，募补村委会的募补村、中得米村，浙都村委会的阿且村、对门村等。 4.2. 板桥小流域山洪灾害易损性评价 根据指标体系选取人口密度、土地利用类型作为板桥河小流域山洪灾害易损性评价变量指标。在对板桥小流域人口密度、土地利用类型、人均GDP、路网密度分级以及构建的云南山区小流域洪水灾害易损性评价模型的基础上，使用ArcGIS空间分析模块，将标准化处理后的人口密度、土地利用类型、人均GDP、路网密度数字图层进行叠合分析，计算每个30 m × 30 m的栅格单元的危险度(V)公式为 V = 0.2362 D 8 + 0.0412 D 9 + 0.1139 D 11 + 0.1086 D 12 (4) 式中，D 8 、D 9 、D 10 、D 11 分别为经过标准化处理后的人口密度、土地利用类型、人均GDP、路网密度的各栅格单元的取值。 利用ArcGIS自然间断点分级法，将叠合分析结果按数值>3.8、2.8~3.8、2.2~2.8、1.4~2.2以及<1.4划分高、较高、中、较低、低危险区，并用不同颜色表示各易损性等级，得到易损性评价分区图如图16所示。 图16. 板桥小流域山洪灾害易损性评价分区示意 从整个流域来看，板桥小流域山洪灾害易损性较高的区域为小流域的西北部，即主要集中在流域下游区域，如大营村、江田所村、普塘者村以及板桥镇政府及周边地区等，这主要是由于流域自身的自然地理条件造成的社会经济结构在空间布局上有所差异的结果。板桥小流域下游地区地势相对平缓，流域内的耕地和居民人口大部分都集中在这个区域，单位面积人口分布较为密集，土地利用类型的易损度也相对较高，人均GDP、路网密度相对较高，易损性也较大。而流域上游山高坡陡，人口稀疏，易损性相对较小。 4.3. 板桥小流域山洪灾害风险评价 利用ArcGIS的栅格叠加计算功能将山区小流域山洪灾害危险性评价成果和易损性评价成果的数字图层进行因子权重空间叠加分析，计算每个30 m × 30 m的栅格单元的危险度(R)公式为 R = 0.5 H + 0.5 V (5) 同时采用自然断点分级方法，将风险度叠合分析结果按数值>3.8、3.2~3.8、2.6~3.2、1.9~2.6以及<1.9划分为5个等级，即高风险区、较高风险区、中风险区、较低风险区和低风险区，从而得到板桥小流域山洪灾害风险评价区划成果如图17所示。 由风险评价结果可知，高风险区主要集中在流域西北角的河流下游区域，即板桥镇政府及其周边区域，包括板桥居委会、东胜居委会以及牛补歹村委会等。这里是高危险性和高易损性叠合区域，从山洪 图17. 板桥小流域山洪灾害风险评价区划示意 灾害危险性看，这一片区域不仅降雨量大，而且高程低、地形较平缓，同时河网密集大，植被覆盖率较低；从社会经济易损性看，该区域人口密集、经济集中，同时土地利用类型基本为耕地、水田以及具有高易损性的房屋建筑用地，这些区域易损度极高。流域内各风险等级比例和各村落山洪灾害危险等级划分如表12所列。 Table 1 2 Risk ratio of Banqiao small watershed and risk classification of mountain flood disasters in village 风险等级 面积/km 2 自然村 比例/% 低风险区 21.01 龙上天、得古 24 较低风险区 22.99 阿东、大麦地、小寨村、路克 27 中风险区 20.63 上椅子凹、下椅子凹、大寨、中寨、下得米、中得米、上得米、慕补、去都渎 23 较高风险区 19.58 小龙潭、炭山、大募舍、多依树、大营、小树林、大树林、 阿且、土桥河、双山、白云安、对门、下桃子树、上桃子树、新村 22 高风险区 4.90 盘龙寺、麦地冲、黑石岗、江田所、板桥、普塘者小寨、狮子山、大寨、普塘者、裨子冲 4 表12. 板桥小流域各风险等级比例及各村落山洪灾害危险等级划分