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气候变化加剧干旱半干旱区山洪风险,威胁文化遗产。研究以沙特纳季兰为例,融合 Sentinel - 2、ALOS - DEM 等数据,通过 SVM 框架与水动力模拟评估 FFHS。结果显示高风险区集中,溃坝场景峰值流量达 40,000 - 100,000 m3/s,部分遗址面临淹没,为遗产保护提供科学依据。
气候变化的浪潮在全球掀起狂澜,干旱与半干旱地区首当其冲,山洪频发如狰狞的魔爪,肆意威胁着人类文明的瑰宝 —— 文化遗产。在阿拉伯半岛,众多古老的遗址静静伫立在河谷、洼地之畔,它们见证了千年文明的兴衰,却在气候变化的阴霾下岌岌可危。尤其是溃坝引发的山洪与极端暴雨,如同悬在这些文化遗产头顶的 “达摩克利斯之剑”,而此前相关研究却如蒙尘的珍珠,未能充分揭示其中的风险。
为了填补这一研究空白,来自相关机构的研究人员将目光聚焦于沙特阿拉伯南部具有重要文化意义的纳季兰地区(Najran),在《International Journal of Disaster Risk Reduction》上发表了一项极具价值的研究。他们试图通过科学的手段,剥开笼罩在文化遗产周围的风险迷雾,为这些古老文明的守护者们提供抵御山洪的 “盾牌”。
研究人员采用了多技术融合的研究方法。首先,运用地理空间技术,整合了 Sentinel - 2 卫星影像(提供高分辨率土地利用 / 覆盖数据)、ALOS - DEM 数字高程模型(用于分析地形参数)以及基于 IMERG 的降雨数据。然后,借助基于机器学习的支持向量机(Support Vector Machine,SVM)框架构建山洪灾害敏感性(Flash Flood Hazard Susceptibility,FFHS)模型。同时,结合水动力模拟软件 WMS 中的 HEC - RAS 模块,对溃坝场景和暴雨叠加情况下的洪水动态进行模拟,包括峰值流量、淹没深度和流速等关键参数的计算。
研究结果
山洪灾害敏感性评估
通过 SVM 模型构建的 FFHS 地图表现出色,曲线下面积(AUC)达 0.9,表明模型具有较高的预测精度。研究将敏感性分为五个等级:极高(4.57%)、高(13.66%)、中(25.16%)、低(32.83%)、极低(23.79%),其中 76.47% 的洪水影响区域集中在高和极高敏感性区域,清晰勾勒出山洪风险的空间分布格局。
溃坝与暴雨叠加场景模拟
在溃坝场景(案例 a)中,水文分析估计峰值流量为 40,000 m33/s,而当与下游降水结合时(案例 b),峰值流量飙升至 100,000 m33/s。百年一遇的洪水淹没场景(案例 b)显示,多个文化遗址面临严峻威胁:
- 阿尔安宫(Al - Aan Palace)淹没深度达 12 m,流速 3.5 m/s;
- 阿尔利詹姆村(Al - Lijam Village)淹没深度 10 m,流速 9 m/s;
- 阿尔阿米尔(Al - Amer)淹没深度 9.5 m,流速 5 m/s;
- 阿尔曼贾姆村(Al - Manjam Village)淹没深度 8.5 m,流速 3 m/s;
- 阿尔奥克胡德(Al - Okhdood)淹没深度 7 m,流速 4 m/s,这座可追溯至公元前 7 世纪的最古老考古遗址面临完全淹没的危险。而拉乌姆城堡(Raoum Castle)则未受影响。
结论与讨论
本研究首次将地理空间分析与水动力模拟相结合,系统评估了阿拉伯干旱地区文化遗产面临的山洪与溃坝风险,为该类区域的灾害风险评估提供了新的方法论框架。研究结果清晰揭示了纳季兰地区文化遗址的脆弱性分布,特别是阿尔奥克胡德等重要遗址的高风险状态,为沙特遗产委员会和相关机构提供了优先保护的科学依据。
研究强调,气候变化背景下,阿拉伯国家需紧急建立早期预警系统,并加强研究人员与文化管理部门的合作,将文化遗产保护纳入可持续发展目标(SDGs)的框架中。同时,该研究提出的技术方法可推广至其他干旱半干旱地区,为全球文化遗产的气候适应性保护提供参考,助力实现 SDG 11(可持续城市与社区)中关于保护文化遗产的目标。
这项研究如同黑暗中的灯塔,为在气候变化浪潮中飘摇的文化遗产照亮了一条科学保护之路,让古老文明的火种得以在未来继续闪耀光芒。