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摘要： 为了指导灾后区域环境的安全监测和生态修复工程，运用数字高程模型定量分析方法，构建了分析高坡度地带和汇流流径区域地质灾害的三维虚拟模型.选取景观研究尺度为5 000单元粒度，用该模型模拟分析不同时间段深溪沟地质灾害区域的场址环境，研究结果表明：引发灾害的关联影响因子包括坡度因子和汇流累积量分布因子，坡度大于50°且变化较大的带状区域生态环境较脆弱，易发生泥石流等地质灾害；将汇流累积出水口图与泥石流灾害图叠置后分析表明，众多地质灾害点均位于汇流出水口区域或流径上；应加强对灾后陡坡敏感带的安全监测管理和生态修复.最后，提出了地质灾害区域的固土植被带建设规划和土地调整利用的景观生态安全格局规划.
关键词： 河流景区；建设场址；安全性评价；景观规划策略
中图分类号： TU984 文献标志码： APostDisaster Safety Analysis of Construction Site of Scenic RegionFU Fei1，DONG Liang1，2，ZHANG Jian1，WANG Gang2
“5·12”汶川地震后，受灾地区生态环境安全问题日益突出.近年来，对泥石流等自然地质灾害的研究主要采用影响因子分析和评估方法.例如，利用GIS提取数据，进行关联因子研究、构建三维模型分析地质灾害安全性、分析数据与湿度模型相结合探索诱灾主因[110].我国在该领域的研究还处于初步阶段，主要集中在对地质灾害易发生程度的评价或预测模型的数字模拟实现方面[1112].文献[13]利用数字高程模型（digital elevation model， DEM）模拟泥石流形成的地形特征，重点选择汇水量因子和坡度因子进行关联性分析.文献[1415]利用汇水量模型计算、坡度统计以及含沙量计算等方法，实现了对泥石流的仿真模拟.但上述成果还不能满足土地利用安全性分析和建设规划指导的需求.
汶川地震后，都江堰虹口乡山体塌方严重，泥石流活跃，沿河景区旅游基础设施受损严重，重建开发迫在眉睫，场址的安全性分析研究尤为重要.本文选取虹口乡庙坝村重建场址和毗邻深溪沟泥石流发育区域作为研究范围，研究灾后重建场址的土地利用安全性.西南交通大学学报第48卷第2期付飞等：灾后景区建设场址安全性分析
虹口乡由于地形起伏较大，山地坡面物质下迁剧烈，再加上区域降雨量过大，造成震后该区域泥石流灾害十分活跃.笔者通过采集地形数据及野外调查补充，并借鉴国内对泥石流模拟分析的成果，深入探索汇水量因子和坡度因子与自然地质灾害的关联性，进而寻求在受泥石流威胁区域内有效实现景区开发建设场址土地安全利用的规划方法，并为灾区建设的生态安全性评价和可持续发展研究提供科学依据.1数据来源（1） 数据类型.研究数据包括栅格图像数据和矢量CAD图像数据.栅格图像数据包括2007年震前都江堰虹口乡卫星航测图和地震、泥石流二次灾害后的航空影像图[16]（图1）.
文献[14]借鉴空间分布式水文模型原理[15]，跟踪从流域出口顺流向到每个上游单元的汇流路径，用汇流路径除以流速计算整个汇流路径的汇流时间之和，得到各个网格单元到达流域出口的总汇流时间.对各个汇流时间段内到达出口的所有单元的体积流和产沙量分别求和，得到出口的清水流量和泥沙流量，进而得到含沙量.汇流累积量分布因子是对泥石流危险评价的一个重要指标.
笔者借鉴GIS水文模型对泥石流的模拟途径，产生派生汇流累积量分布及出水口图，并与泥石流灾害图叠置进行分析（见图7）.
图7中a～g表示模型模拟汇流出水口.由于出水口以下为坡度较小的城镇建设用地区域，故汇流呈直线穿越城镇场址注入河流.图7中a～g为2010年泥石流灾害图显示的滑坡、泥石流冲击沟等地质灾害重点区域.显而易见，绝大多数地质灾害点均位于汇流出水口区域或流径上.汇流在出水口及注入河流路径过程中，流量极大，流速极快，表层土壤极易流失，因此，汇流作用是地质结构破坏、含沙汇流（泥石流）行径形成的一个重要内因.
4灾后景区重建场址的土地安全利用规划策略（1） 灾后陡坡敏感带的安全监测和生态修复
① 灾后陡坡敏感带的安全监测
利用GIS水文模型模拟研判，对建设场址周边山区区域进行生态安全性分析，加强对陡坡敏感带安全监控系统建设，同时，在河岸生态景观廊道带注重防灾减灾功能的规划，减小城市对生态敏感区的干扰，加强生态敏感区的安全管理.
② 水土流失区的生态修复治理措施
水土流失主要通过降水、侵蚀、冲蚀地表而造成生态退化.通过控制土壤侵蚀，保持生态系统地表基底稳定.地表基底是生态系统发育与存在的载体，基底不稳定，生态系统就不可能持续演替和发展.
根据地质条件进行修复区分类，重点控制山坡坡度大、自然生态环境质量差、高强度水土流失发生区.由于震后坡度类型更为复杂多样，可通过背沟、地埂、边涵和挡土墙等工程，基本遏制山坡地造成的水土流失.
恢复植被和土壤，确保一定的植被覆盖率和土壤肥力.自然生态系统的恢复在很大程度上是以植被恢复为基础，用人工手段使植被在短时期内得到恢复.植被自然恢复的过程通常伴随着适应性物种进入，肥力积累缓慢，土壤结构改善缓慢.确定不同等级的生态敏感区，严格控制或禁止人工干扰（如开垦农田、伐树等）和开发建设干扰（如山体爆破对敏感区的影响等）.针对不同的地理条件，分别采取封山造林、人工促进天然林更新、人工植苗造林等措施，逐步恢复山区生态环境.
（2） 灾后建设场址土地安全利用规划策略
生态安全指自然生态系统是否影响人居环境安全，以及自然生态系统遭人工环境干扰后，自身结构是否稳定安全.通过对灾后建设场址区域的坡度和汇流累积量因子进行分析，认为建设场址的生态环境存在较大生态安全威胁，人工环境持续对自然环境的干扰，使生态危机更趋严重，无法保持建设场址区域环境的稳定安全.因此，对建设场址的土地规划（图8）应从以下方面实施有效调控策略以改善生态环境. ① 生态维育与控制策略
加强泥石流孕育区中区域1～4的监控及水土流失治理.在坡度陡变带及邻近过渡区禁止开垦农田，加强林草固土建设.对城镇用地范围内地质灾害点a～g处的治理，采取增设30～50 m的固土林草带措施，既可防止地质结构进一步恶化，也可阻隔人工环境的干扰.
在出水口a～g处以及沿汇流注河路径增设固土植被带，根据地形构建固土植被网络带，将城市建设用地、农田等镶嵌其中，形成土地利用的景观生态安全格局.这一措施也将有效分割和削弱了人工环境的干扰影响.
② 生态保护与协调策略
城镇用地范围内保留了较多的原自然植被带，加强对这些植被群落的有效保护，对维护建设场址的物种稳定及稳定与改善栖息地生态环境起到积极的作用.
由于汇流出水口a～d较密集，水流作用和人工环境干扰已引起多处地质滑坡，地质灾害点周边用地生态适宜性极差，其发展环境是不可持续的.故调整该区域的农田用地，使固土植被区与原自然植被区连接，形成拥有较大生态环境面积的生态涵养区，并以此逐步改善A～D处的自然生态环境，确保重建场址的生态安全和可持续发展.
图8建设场址土地安全性分析及调控策略图
Fig.8Land safety analysis and control strategy map of the construction site
5结束语采用组件式GIS技术，构建了数字高程模型及水文分析模型，以都江堰虹口乡庙坝村灾后重建场址及毗邻深溪沟沿山区域的泥石流等自然地质灾害多发区为模拟区域，对地形坡度、汇流因子的关联性进行了评价.结果表明高坡度带和汇流流径区域的生态环境较为脆弱，易发生地质灾害，这与该地区实际发生泥石流等地质灾害的情况基本吻合.
对河岸地质灾害孕育区的维育控制措施、建设场址的生态保护、安全调控措施的制定、山地河流景观的开发控制、旅游安全及防灾减灾管理等方面具有重要的参考价值.由于影响泥石流水文特征的因素复杂，受区域气候和植被覆盖等因素的影响较大.
本文提出的数字高程模型分析方法在适用范围和功能上还有待进一步提高.将空间数据处理功能强大的GIS技术应用于地区泥石流等地质灾害的计算机仿真研究和场址安全性分析，改进传统的二维平面规划设计方法，应用于基于三维地形、水文空间分析的土地安全利用规划策略的研究.
参考文献：
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[13]罗晓娟，杨时英，胡炳坤，等. 基于数字高程模型的泥石流沟谷地形特征研究[J]. 西部探矿工程，2009（增刊）： 222224.
LUO Xiaojuan， YANG Shiying， HU Bingkun， et al. Study of debris flow gully characteristics based on digital altitude model[J]. West China Prospecting Engineering， 2009（Sup.）： 222224.
[14]杨宇，管群，胡凯衡，等. 基于GIS的泥石流流域分布式水文计算系统[J]. 计算机工程，2010，36（5）： 260262.
YANG Yu， GUAN Qun， HU Kaiheng， et al. GISbased distributed hydrological computational system of debrisflow watershed[J]. Computer Engineering， 2010， 36（5）： 260262.
[15]谢华，都金康，胡裕军，等. 基于汇流时间方法的空间分布式水文模型研究[J]. 武汉理工大学学报，2005，27（12）： 7578.
XIE Hua， DU Jinkang， HU Yujun， et al. Study on spatially distributed hydrological model based on routing time method[J]. Journal of Wuhan University of Technology， 2005， 27（12）： 7578.
[16]国家测绘地理信息局. 四川特大山洪泥石流灾后高清地图[EB/OL]. [20100825] http：//www.sbsm.gov.cn/article/chyw/201008/20100800071748.shtml.
[17]汤国安，杨昕. 地理信息系统空间分析[M]. 北京：科学出版社，2006： 429445.
[18]姚媛，常江，冯钰，等. 城市规划中地质灾害影响的研究[C]∥第八届全国建筑与规划研究生年会论文集.南京：南京大学出版社，2010： 315318.
[19]张洪，况明生. 基于GIS的云南省海子沟流域泥石流危险性评价[J].西南师范大学学报：自然科学版，2006，31（6）： 139142.
ZHANG Hong， KUANG Mingsheng. BasedGIS the risk assessment of debris flow in haizi valley basin of Yunnan province[J]. Journal of Southwest China Normal University： Natural Science， 2006， 31（6）： 139142.
（中文编辑：秦萍玲英文编辑：兰俊思）DEM： Digital Elevation Model（数字高程模型）SHP： Shape格式文件，文件名*.shp。TIN： Triangulated Irregular Network（不规则三角网络结构）
关键词： 河流景区；建设场址；安全性评价；景观规划策略
中图分类号： TU984 文献标志码： APostDisaster Safety Analysis of Construction Site of Scenic RegionFU Fei1，DONG Liang1，2，ZHANG Jian1，WANG Gang2
“5·12”汶川地震后，受灾地区生态环境安全问题日益突出.近年来，对泥石流等自然地质灾害的研究主要采用影响因子分析和评估方法.例如，利用GIS提取数据，进行关联因子研究、构建三维模型分析地质灾害安全性、分析数据与湿度模型相结合探索诱灾主因[110].我国在该领域的研究还处于初步阶段，主要集中在对地质灾害易发生程度的评价或预测模型的数字模拟实现方面[1112].文献[13]利用数字高程模型（digital elevation model， DEM）模拟泥石流形成的地形特征，重点选择汇水量因子和坡度因子进行关联性分析.文献[1415]利用汇水量模型计算、坡度统计以及含沙量计算等方法，实现了对泥石流的仿真模拟.但上述成果还不能满足土地利用安全性分析和建设规划指导的需求.
汶川地震后，都江堰虹口乡山体塌方严重，泥石流活跃，沿河景区旅游基础设施受损严重，重建开发迫在眉睫，场址的安全性分析研究尤为重要.本文选取虹口乡庙坝村重建场址和毗邻深溪沟泥石流发育区域作为研究范围，研究灾后重建场址的土地利用安全性.西南交通大学学报第48卷第2期付飞等：灾后景区建设场址安全性分析
虹口乡由于地形起伏较大，山地坡面物质下迁剧烈，再加上区域降雨量过大，造成震后该区域泥石流灾害十分活跃.笔者通过采集地形数据及野外调查补充，并借鉴国内对泥石流模拟分析的成果，深入探索汇水量因子和坡度因子与自然地质灾害的关联性，进而寻求在受泥石流威胁区域内有效实现景区开发建设场址土地安全利用的规划方法，并为灾区建设的生态安全性评价和可持续发展研究提供科学依据.1数据来源（1） 数据类型.研究数据包括栅格图像数据和矢量CAD图像数据.栅格图像数据包括2007年震前都江堰虹口乡卫星航测图和地震、泥石流二次灾害后的航空影像图[16]（图1）.
文献[14]借鉴空间分布式水文模型原理[15]，跟踪从流域出口顺流向到每个上游单元的汇流路径，用汇流路径除以流速计算整个汇流路径的汇流时间之和，得到各个网格单元到达流域出口的总汇流时间.对各个汇流时间段内到达出口的所有单元的体积流和产沙量分别求和，得到出口的清水流量和泥沙流量，进而得到含沙量.汇流累积量分布因子是对泥石流危险评价的一个重要指标.
笔者借鉴GIS水文模型对泥石流的模拟途径，产生派生汇流累积量分布及出水口图，并与泥石流灾害图叠置进行分析（见图7）.
图7中a～g表示模型模拟汇流出水口.由于出水口以下为坡度较小的城镇建设用地区域，故汇流呈直线穿越城镇场址注入河流.图7中a～g为2010年泥石流灾害图显示的滑坡、泥石流冲击沟等地质灾害重点区域.显而易见，绝大多数地质灾害点均位于汇流出水口区域或流径上.汇流在出水口及注入河流路径过程中，流量极大，流速极快，表层土壤极易流失，因此，汇流作用是地质结构破坏、含沙汇流（泥石流）行径形成的一个重要内因.
4灾后景区重建场址的土地安全利用规划策略（1） 灾后陡坡敏感带的安全监测和生态修复
① 灾后陡坡敏感带的安全监测
利用GIS水文模型模拟研判，对建设场址周边山区区域进行生态安全性分析，加强对陡坡敏感带安全监控系统建设，同时，在河岸生态景观廊道带注重防灾减灾功能的规划，减小城市对生态敏感区的干扰，加强生态敏感区的安全管理.
② 水土流失区的生态修复治理措施
水土流失主要通过降水、侵蚀、冲蚀地表而造成生态退化.通过控制土壤侵蚀，保持生态系统地表基底稳定.地表基底是生态系统发育与存在的载体，基底不稳定，生态系统就不可能持续演替和发展.
根据地质条件进行修复区分类，重点控制山坡坡度大、自然生态环境质量差、高强度水土流失发生区.由于震后坡度类型更为复杂多样，可通过背沟、地埂、边涵和挡土墙等工程，基本遏制山坡地造成的水土流失.
恢复植被和土壤，确保一定的植被覆盖率和土壤肥力.自然生态系统的恢复在很大程度上是以植被恢复为基础，用人工手段使植被在短时期内得到恢复.植被自然恢复的过程通常伴随着适应性物种进入，肥力积累缓慢，土壤结构改善缓慢.确定不同等级的生态敏感区，严格控制或禁止人工干扰（如开垦农田、伐树等）和开发建设干扰（如山体爆破对敏感区的影响等）.针对不同的地理条件，分别采取封山造林、人工促进天然林更新、人工植苗造林等措施，逐步恢复山区生态环境.
（2） 灾后建设场址土地安全利用规划策略
生态安全指自然生态系统是否影响人居环境安全，以及自然生态系统遭人工环境干扰后，自身结构是否稳定安全.通过对灾后建设场址区域的坡度和汇流累积量因子进行分析，认为建设场址的生态环境存在较大生态安全威胁，人工环境持续对自然环境的干扰，使生态危机更趋严重，无法保持建设场址区域环境的稳定安全.因此，对建设场址的土地规划（图8）应从以下方面实施有效调控策略以改善生态环境. ① 生态维育与控制策略
加强泥石流孕育区中区域1～4的监控及水土流失治理.在坡度陡变带及邻近过渡区禁止开垦农田，加强林草固土建设.对城镇用地范围内地质灾害点a～g处的治理，采取增设30～50 m的固土林草带措施，既可防止地质结构进一步恶化，也可阻隔人工环境的干扰.
在出水口a～g处以及沿汇流注河路径增设固土植被带，根据地形构建固土植被网络带，将城市建设用地、农田等镶嵌其中，形成土地利用的景观生态安全格局.这一措施也将有效分割和削弱了人工环境的干扰影响.
② 生态保护与协调策略
城镇用地范围内保留了较多的原自然植被带，加强对这些植被群落的有效保护，对维护建设场址的物种稳定及稳定与改善栖息地生态环境起到积极的作用.
由于汇流出水口a～d较密集，水流作用和人工环境干扰已引起多处地质滑坡，地质灾害点周边用地生态适宜性极差，其发展环境是不可持续的.故调整该区域的农田用地，使固土植被区与原自然植被区连接，形成拥有较大生态环境面积的生态涵养区，并以此逐步改善A～D处的自然生态环境，确保重建场址的生态安全和可持续发展.
图8建设场址土地安全性分析及调控策略图
Fig.8Land safety analysis and control strategy map of the construction site
5结束语采用组件式GIS技术，构建了数字高程模型及水文分析模型，以都江堰虹口乡庙坝村灾后重建场址及毗邻深溪沟沿山区域的泥石流等自然地质灾害多发区为模拟区域，对地形坡度、汇流因子的关联性进行了评价.结果表明高坡度带和汇流流径区域的生态环境较为脆弱，易发生地质灾害，这与该地区实际发生泥石流等地质灾害的情况基本吻合.
对河岸地质灾害孕育区的维育控制措施、建设场址的生态保护、安全调控措施的制定、山地河流景观的开发控制、旅游安全及防灾减灾管理等方面具有重要的参考价值.由于影响泥石流水文特征的因素复杂，受区域气候和植被覆盖等因素的影响较大.
本文提出的数字高程模型分析方法在适用范围和功能上还有待进一步提高.将空间数据处理功能强大的GIS技术应用于地区泥石流等地质灾害的计算机仿真研究和场址安全性分析，改进传统的二维平面规划设计方法，应用于基于三维地形、水文空间分析的土地安全利用规划策略的研究.
参考文献：
[1]PEROTTOBALDIVIEZO H L， THUROW T L. GISbased spatial analysis and modeling for landslide hazard assessment in steeplands， southern Honduras[J]. Agriculture Ecosystems and Environment， 2004， 103： 165176.
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XIE Hua， DU Jinkang， HU Yujun， et al. Study on spatially distributed hydrological model based on routing time method[J]. Journal of Wuhan University of Technology， 2005， 27（12）： 7578.
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ZHANG Hong， KUANG Mingsheng. BasedGIS the risk assessment of debris flow in haizi valley basin of Yunnan province[J]. Journal of Southwest China Normal University： Natural Science， 2006， 31（6）： 139142.
（中文编辑：秦萍玲英文编辑：兰俊思）DEM： Digital Elevation Model（数字高程模型）SHP： Shape格式文件，文件名*.shp。TIN： Triangulated Irregular Network（不规则三角网络结构）