基于流域地貌计量学的泰国清迈盆地西部高山区域山洪易发性定量评估研究

推荐：针对泰国北部山区频发的山洪灾害，研究人员采用17个地貌计量参数结合GIS和AI技术，对Thanon Thong Chai Range的40个流域进行山洪易发性建模。结果显示50%流域属高风险区，其特征为高盆地起伏度（basin relief）、陡峭地形及密集排水网络。模型验证精度达0.84（ROC AUC=0.802），为无水文资料山区提供科学预警工具。

　　

在泰国北部层峦叠嶂的Thanon Thong Chai Range，短时强降雨引发的山洪已成为威胁当地居民生命财产安全的重大自然灾害。这片位于清迈盆地（Chiang Mai Basin, CMB）西侧的高山区域，不仅拥有泰国最高峰Doi Inthanon（海拔2540米），更因其复杂的地质构造和陡峭地形成为山洪频发区。随着气候变化加剧和人类活动干扰，传统基于历史水文数据的预测方法已难以满足防灾需求，亟需建立适用于无资料地区的科学评估体系。

针对这一挑战，清迈大学（Chiang Mai University）的研究团队Pichawut Manopkawee等创新性地采用流域地貌计量学（watershed geomorphometry）方法，通过分析17个关键地貌参数，构建了区域尺度山洪易发性模型（Flash Flood Susceptibility Model, FSM）。这项发表在《Natural Hazards Research》的研究，首次系统评估了该区域40个流域的山洪风险，揭示了地质构造与地貌特征对灾害形成的关键控制作用。

研究团队运用多源空间分析技术：基于12.5米分辨率ALOS PALSAR数字高程模型（DEM）提取流域边界和河网，采用Strahler分级系统划分水系等级；通过加权求和分析（Weighted Sum Analysis, WSA）整合线性（如排水密度D_d）、面状（如紧凑度比C）和地形（如粗糙度比R_n）三类参数；结合无人机（UAV）实地验证和317处历史山洪记录（2005-2021年）进行模型校准。

研究结果展现出显著的空间分异特征：

1. 地貌参数影响机制：地形参数权重占比最高（16%），揭示高盆地起伏度（R>1000m）与陡峭坡度（S_b>25°）是山洪主要驱动因素。例如Nam Mae Chaem流域（面积3744km²）同时具备高排水密度（D_d=1.82 km^-1）和低伸长比（R_e=0.21），导致其易发性指数（FSI）达4.65。
2. 风险区划特征：全流域50%面积（5310km²）属高-极高风险区，集中分布在北部Ping河上游、东部Nam Mae Taeng等大型流域。这些区域平均河道陡度指数（k_sn）>120，显示强烈的新构造抬升活动。
3. 地质控制证据：线密度分析显示高风险区对应中高密度构造线理（>1.5 km/km²），knickpoint（河道陡坎）密度达3.2个/km，反映断裂带对河道下切的加速作用。
4. 模型验证表现：接收者操作特征曲线下面积（ROC AUC）达0.802，精确率-召回率曲线（PR AUC）为0.814，显著优于传统频率比（FR）方法（AUC=0.706）。

讨论部分强调了多学科交叉研究的创新价值：
• 地质-地貌耦合机制：研究首次证实印支运动形成的低角度正断层（LANF）通过控制流域形态（如伸长比R_e）间接影响山洪易发性，极高风险区80%位于断层上盘。
• 技术方法突破：相较于需要大量水文数据的CNN模型，地貌计量法在无资料区域展现独特优势，其F1分数（0.80）接近机器学习水平。
• 灾害管理启示：建议对高风险流域（如FSI>4.5）优先建设生态堤防，并在knickpoint密集区（>3个/km）设置预警监测站。

该研究为热带山区灾害防治提供了可推广的技术框架，其创新性体现在：① 建立地貌参数与山洪风险的定量关系；② 揭示构造活动通过k_sn指数影响灾害空间格局；③ 开发适用于发展中国家的低成本评估方案。未来可结合HEC-RAS 2D水动力模型进一步提升动态预测能力。