台风诱发复合型水文灾害的集成多灾种分析：基于福岛县磐城市"云雀"台风案例的定性-定量融合研究

本研究针对台风引发的洪水、滑坡、泥石流等多灾种耦合问题，采用地质形态学定性分析与SWMM、TRIGRS等数值模型定量模拟相结合的方法，揭示福岛磐城市在2023年"云雀"台风中的灾害机制，证实局地强降雨对城市内涝的主导作用，为多灾种风险评估提供集成分析框架，推动《仙台减灾框架》在地方政策制定中的实践应用。

　　

近年来，全球气候变化导致极端降雨事件频发，台风引发的复合型水文灾害已成为威胁城市安全的重要挑战。据统计，2000年以来全球45%的自然灾害属于水文灾害，造成约15万人死亡和7490亿美元损失。2023年台风"云雀"(Yun-Yeung)袭击日本福岛县磐城市，导致4152人受灾、3250万美元损失，再次凸显多灾种耦合研究的紧迫性。尽管《仙台减灾框架》强调多灾种分析的重要性，但现有研究多局限于单一灾害，缺乏对洪水、滑坡、泥石流相互作用机制的系统性研究，更鲜有将地质形态学定性分析与数值模拟定量研究相结合的实践案例。

日本研究团队在《International Journal of Disaster Risk Reduction》发表的研究，创新性地整合地质调查、地形分析和数值模拟技术。通过收集磐城市政府提供的灾害数据，采用SHALSTAB模型进行斜坡稳定性评估，结合FLO-2D模拟洪水演进，并运用改进的Richards方程求解土壤渗流场。研究特别关注Hatagawa断裂带(HFZ)地质背景对灾害分布的控制作用，通过历史地形图比对识别高风险地貌单元。

【Study area】
选取磐城市受灾最严重的城区作为研究对象，该区域位于HFZ断裂带南端，面积1232.51 km²。地质调查显示，区内广泛分布Abukuma带的中生代花岗岩类，风化层厚度与滑坡发生频率呈显著正相关。

【Geologic setting】
HFZ断裂的NNW-SSE走向剪切作用形成独特的地形梯度，东部上游的South Kitakami带超基性岩与西部Abukuma带花岗岩形成鲜明渗透性差异，这种地质异质性直接影响降雨入渗和斜坡失稳的时空分布。

【Computational modeling】
建立三层耦合模型体系：1) 基于SWMM的城市排水模型；2) 采用瞬态Richards方程改进的TRIGRS斜坡稳定性模型；3) 考虑固液耦合的Debris-2D泥石流运移模型。参数校准采用2011年东日本大地震后建设的监测网络数据。

【Qualitative geomorphologic analysis】
历史地形解译揭示，现存灾害点86%位于古河道或冲积扇过渡带。人工改造后的城区仍保留原始地形特征，如被填埋的旧河道成为内涝高风险区，这与数值模拟的积水深度分布高度吻合。

【Conclusion】
研究证实：1) 局地小时降雨量超过50mm/h是城市内涝主因，上游来水贡献仅占18%；2) 花岗岩风化层饱和区与滑坡启动位置的空间匹配度达79%；3) 泥石流运移距离受原始地形坡度控制，与现状工程措施关联性较弱。该成果为多灾种框架的实践应用提供范式，其"地质形态学筛查+多尺度数值模拟"方法可显著提升灾害预警精度，尤其适用于受台风影响的沿海城市防灾规划。

讨论部分强调，该研究首次实现三个突破：1) 将仙台框架要求的hazard interaction要素操作化为可计算的物理过程耦合；2) 验证地质历史信息在现代灾害预测中的关键价值；3) 开发出兼顾科学严谨性与政策实用性的分析流程。作者建议将该方法纳入地方政府灾害评估标准，特别关注断层控制下的水文地质单元划分对多灾种风险评估的基础作用。研究局限性在于未考虑海啸叠加影响，未来需向"台风-地震-海啸"超复合灾害体系拓展。