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基于AHP与数值模拟的摩洛哥Driouch地区洪水灾害风险评估及多方法验证研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月16日 来源:Journal of African Earth Sciences 2.2
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本研究针对摩洛哥东北部Driouch地区频发的洪水灾害,创新性地结合层次分析法(AHP)与Iber二维水动力模型,通过9项关键参数(高程、坡度、NDVI等)构建洪水风险图,并与数值模拟结果交叉验证。结果显示河流邻近区域(如Kert流域)风险最高,水深超1m、流速超1m/s,为当地防洪规划提供了双重技术支撑。
在气候变化加剧的背景下,全球洪水灾害呈现频率与强度双增长趋势。摩洛哥东北部Driouch市因其特殊的地形地貌和人类活动影响,历史上多次遭受洪水侵袭,2008年的特大洪水更是敲响警钟。随着Kert流域周边基础设施(如RN16绕城公路桥、BNI AZIMANE在建混合坝)的快速建设,科学评估洪水风险成为区域发展的刚性需求。
摩洛哥国家科技研究委员会(CNRST)"博士联合奖学金计划"资助的研究团队,在《Journal of African Earth Sciences》发表了一项创新性研究。该工作首次将层次分析法(AHP)与水动力数值模型相结合,对Driouch城区开展多维度洪水风险评估。研究采用两大技术路线:一是基于GIS平台整合高程、坡度、河流距离等9项静态参数构建AHP权重模型;二是利用Iber软件求解圣维南(Saint-Venant)方程,模拟Kert河与Hammam河的水深流速分布。关键数据来源于摩洛哥穆卢耶水文流域管理局(ABHM)提供的数字高程模型(DEM)和降雨径流资料。
研究区域
聚焦具有战略意义的Kert流域,该区域不仅是农业核心区,还毗邻正在建设的NWM港口经济带。陡峭地形与城市化扩张形成典型"干旱-暴雨"灾害链,使Driouch成为洪水研究的理想样本。
材料与方法
AHP模型通过专家赋权确定各因子贡献度,其中河流距离权重最显著(26.7%)。数值模拟采用Roe格式求解器处理超临界/亚临界流态转换,空间分辨率达5m×5m。两种方法结果通过二值化叠加进行互验证。
AHP洪水风险图
显示高风险区集中分布于Kert河干流及Hammam河左岸支流,此处坡度骤降(<2°)与自然土壤渗透性差共同导致径流汇集。值得注意的是,部分农田因NDVI值较高(>0.6)被低估风险,暴露静态模型的局限性。
讨论
交叉验证表明:86.7%的高风险区在两种方法中具有空间一致性,但低风险区吻合度仅15.5%。数值模拟额外识别出AHP未捕捉的突发性山洪路径,如Oued Kert北岸冲积扇。历史灾情数据支持该差异——2018年洪水在此处造成3处桥梁垮塌。
结论
研究证实多方法联用的必要性:AHP擅长长期风险区划(准确率78.3%),而Iber能动态模拟洪水演进过程(水深误差±0.3m)。特别警示Kert河沿岸居民区需优先改造排水系统,建议将TWI指数纳入后续AHP模型优化。该成果为摩洛哥首个结合决策分析与水动力学的洪水研究案例,其技术框架可推广至地中海沿岸类似城市。
学术贡献
Lamiae El Hadri等学者建立的"静态权重-动态模拟"双验证体系,突破了传统风险评估的主观局限。研究不仅为Driouch编制了1:5000精度风险图,更揭示了基础设施规划中常被忽视的"干旱河道突涌"机制,这对北非半干旱区的灾害管理具有范式意义。
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