论文链接：https://www.mdpi.com/2624-795X/6/4/65

论文标题：Large Dam Flood Risk Scenario: A Multidisciplinary Approach Analysis for Reduction in Damage Effects

期刊名：GeoHazards

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/geohazards

研究背景

大坝是人类管理水资源、发展社会经济的关键基础设施，但大坝溃决可能导致毁灭性的人员伤亡、经济损失和地貌重塑。意大利作为欧洲主要的水力发电国，拥有530座大型水坝，其中超过71%建于1965年之前。该国历史上曾发生多次造成重大伤亡的大坝事故，如格莱诺（1923年，356人遇难）、瓦伊昂特（1963年，1917人遇难）和斯塔瓦（1985年，268人遇难）等灾难。这些悲剧推动了意大利乃至全球更严格的大坝安全立法和监测策略。然而，传统的风险评估多依赖于复杂的水力数值模型和大规模详细数据集，而这些数据不仅难以获取，而且大坝下游的领土形态（如人口、建成区、土地利用）自大坝建成以来（往往超过一个世纪）已发生巨大变化。本文旨在提出一种基于历史地理数据和多因子分析的简化评估方法，对大坝下游区域的溃坝风险进行更贴近现实、且易于操作的更新评估，以弥补传统基于静态地形假设的风险分析的不足。

研究内容

本研究开发了一种名为“基于背景的坝址潜在溃决分析”的简化多指标评估方法。该方法聚焦于评估大坝下游河谷地区随时间推移而产生的“领土变化”对溃坝风险的放大作用，而非大坝结构本身的安全性或溃坝水流的精确水力模拟。研究团队首先基于意大利大型水坝全国名录，建立了一个结合大坝年龄、结构类型、地貌环境、边坡不稳定性和区域地震活动性的“内在临界性指数”。随后，研究构建了一个包含七个关键影响因子的评估体系，用于量化下游地区的暴露度和脆弱性变化。这七个因子包括：人口增长、旅游压力、建成区扩张、道路基础设施密度、河流沿岸区域人工化程度、主河道人工化程度以及战略结构（如学校、医院、关键工厂）的存在与增长。每个因子都根据其严重程度被赋予1至3的评分，总分为21分。总得分低于7分为“低”风险，8-14分为“中”风险，15-21分为“高”风险。

研究以意大利中阿尔卑斯山区的瓦尔卡莫尼卡（Valcamonica）地区作为案例研究。该地区沿奥利奥河（Oglio River）分布有10座主要用于水力发电的大型水坝，大部分建于1930至1960年间。应用上述评估方法，研究系统分析了自各水坝建成以来（多数参考1954年状况）至2021/2023年期间，各水坝溃坝情景影响区域内七个因子的变化情况。结果显示，所有10座水坝下游区域都经历了显著的人为改造。例如，在人口增长方面，多数地区增幅超过150%（最高达180%）；旅游压力指数（年游客数与居民数之比）普遍超过4；建成区面积扩张了4.6至8.5倍；河流沿岸1公里缓冲区内的人工地表占比在26%至31%之间，且主河道被评定为高度人工化。战略结构数量也有显著增加。综合所有因子评分后，所有10座水坝的下游区域总得分在16至18分之间，均被归类为“高”风险等级。

图 1. 多面板图，展示了 530 座意大利大型水坝的分类和地理定位，这些水坝已在 GIS 软件 (3.40.11) 中完成分类。这些水坝根据以下因素进行分类：建造类型（左上）、主要用途（右上）、建造时期（未进一步说明维护/扩建的时间）（左下）以及其海拔位置（右下）。

图 2. 1954 年 CLC 与 2021 年 CLC 的比较。

研究总结

本研究表明，对于许多建于上世纪中叶以前的“老龄”水坝而言，下游河谷地区在过去数十年间发生的剧烈领土转型，是导致其溃坝风险升级的核心驱动力，其重要性甚至可能超过大坝自身结构老化的影响。通过整合历史地理数据、人口统计和土地利用变化信息，本研究提出的多指标简化评估方法，能够有效、直观地揭示这种风险的动态演变。该方法不依赖于复杂的水文模型和气候预测，所需数据相对易于获取，为资源有限的地区或作为初步筛查工具提供了实用方案。在瓦尔卡莫尼卡的案例中，该方法清晰地量化了旅游发展、城市化、基础设施建设以及河流空间被挤压共同导致的暴露度剧增，从而将所有研究水坝的当前风险等级标定为“高”。这一结论强调了在制定和更新大坝应急预案（PED）以及区域国土规划时，必须将领土的动态演变纳入考量，采用超越静态水力模型的综合视角。该研究成果不仅为意大利，也为全球其他拥有大量老旧水坝基础设施的地区，提供了更新风险认知和优化风险管理策略的科学依据。

GeoHazards期刊介绍

主编：Prof. Dr. Zhong Lu, Roy M. Huffington Department of Earth Sciences, Southern Methodist University, Dallas, TX 75275, USA

Prof. Dr. Tiago Miguel Ferreira, Instituto Superior Técnico (IST), University of Lisbon, Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisbon, Portugal

期刊发表范围涵地球物理/地质灾害、气候及气候变化相关灾害、气象灾害、水文灾害、块体运动灾害以及人为和技术灾害等研究领域。自2020年创刊以来，被ESCI、Scopus、GeoRef等多个权威数据库收录。