Spatiotemporal distribution characteristics and influencing factors of flood disasters in Pakistan

Xin Keying; Su Fenghuan; Guo Xiaojun; Jiang Ning

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.039

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Spatiotemporal distribution characteristics and influencing factors of flood disasters in Pakistan

Comprehensive Researches

- Spatiotemporal distribution characteristics and influencing factors of flood disasters in Pakistan
- Bulletin of Soil and Water Conservation Vol. 45, Issue 5, Pages: 316-325(2025)
- 作者机构：
  
  1.中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所山地自然灾害与工程安全;重点实验室，四川成都 610299
  2.中国科学院大学，北京 100049
  3.中国-巴基斯坦地球科学;研究中心，巴基斯坦伊斯兰堡 45320
  4.西南石油大学土木工程与测绘学院，四川成都 610500
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.039
  CLC： TV122;X43
- CSTR：32312.14.stbctb.2025.05.039.
- Received：09 June 2025，
  
  Revised：2025-07-05，
  
  Published：10 October 2025
- 稿件说明：
移动端阅览
信珂莹, 苏凤环, 郭晓军，等.巴基斯坦洪涝灾害时空分布特征及其影响因素[J].水土保持通报,2025,45(5):316-325.

Xin Keying, Su Fenghuan, Guo Xiaojun, et al. Spatiotemporal distribution characteristics and influencing factors of flood disasters in Pakistan [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(5):316-325.
信珂莹, 苏凤环, 郭晓军，等.巴基斯坦洪涝灾害时空分布特征及其影响因素[J].水土保持通报,2025,45(5):316-325. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.039. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.05.039..

Xin Keying, Su Fenghuan, Guo Xiaojun, et al. Spatiotemporal distribution characteristics and influencing factors of flood disasters in Pakistan [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(5):316-325. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.05.039. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.05.039..

摘要

目的

分析巴基斯坦洪涝灾害的时空演化特征及影响因素，为洪灾风险分析与管理提供科学参考依据。

方法

基于达特茅斯全球洪水数据库（DFO）记录的1985—2021年143次典型洪涝灾害事件，结合ERA5-Land降水数据、DEM、土地利用、人口密度与GDP等多源空间数据，采用距平分析、重力模型与标准差椭圆等方法分析洪灾的时间变化特征、空间分布特征、重心迁移及分布方向演化，基于最优参数地理探测器模型（OPGD）定量识别洪涝灾害时空分布的主要影响因子及其交互作用。

结果

巴基斯坦洪涝灾害在2005—2010年进入高发期，2007年频数达历史记录峰值。灾害在空间上表现出由广泛分布向印度河中上游高密度、高严重程度区域集聚的演化特征，灾害重心呈北移趋势，主分布方向趋于南北，空间格局趋于集中。地理探测结果显示：降雨类因子（Rx

，

20 mm

，Rx

）解释力显著，多数因子组合存在显著的交互增强效应。

结论

巴基斯坦洪涝灾害风险持续上升，灾害重心和分布方向发生迁移，空间格局日趋集中。强降雨事件是洪涝灾害发生的关键诱因，而地形因子与降水相关因子之间的相互作用决定了洪水发生的空间异质性。

Abstract

Objective

The spatiotemporal evolution characteristics and influencing factors of flood disasters in Pakistan were analyzed， in order to provide scientific references for flood risk analysis and management.

Methods

Based on 143 typical flood events recorded by the Dartmouth Flood Observatory （DFO） from 1985 to 2021， this study integrated multi-source spatial datasets， including ERA5-Land precipitation， digital elevation model （DEM）， land use， population density， and gross domestic product （GDP）. The temporal variation， spatial distribution， gravity center migration， and directional evolution of flood disasters were analyzed using methods such as anomaly analysis， the gravity center model， and the standard deviational ellipse. The optimal parameter-based geodetector （OPGD） model was employed to quantitatively identify the dominant influencing factors and their interactive effects on the spatiotemporal distribution of flood disasters.

Results

Flood disasters in Pakistan entered a period of high occurrence from 2005 to 2010， with the frequency reaching a historical record high in 2007. The disasters exhibited spatial evolutionary characteristics， shifting from widespread distribution to high-density and high-severity concentration in the middle and upper reaches of the Indus River. The disaster centroid migrated northward， the primary distribution axis aligned in a north-south direction， and the spatial pattern became increasingly clustered. The geodetector analysis revealed that precipitation-related factors （Rx

，

20mm

， and Rx

） possessed strong explanatory power， with most combinations of factors exhibiting significant synergistic effects.

Conclusion

Flood disaster risks in Pakistan steadily increased， characterized by shifting disaster centroid and distribution orientation， while the spatial pattern becomes increasingly concentrated. Extreme precipitation events serve as the key trigger of flood disasters， while the interaction between topographic factors and precipitation-related factors critically shapes the spatial heterogeneity of flood occurrence.

关键词

Keywords

references

Liu Tian ， Shi Peijun ， Fang Jian . Spatiotemporal variation in global floods with different affected areas and the contribution of influencing factors to flood-induced mortality （1985-2019）［J］. Natural Hazards ， 2022 ， 111 （ 3 ）： 2601 - 2625 .

Waseem H B ， Ahmad Rana I . Floods in Pakistan：A state-of-the-art review ［J］. Natural Hazards Research ， 2023 ， 3 （ 3 ）： 359 - 373 .

Kundzewicz Z W ， Pińskwar I ， Brakenridge G R . Large floods in Europe， 1985—2009 ［J］. Hydrological Sciences Journal ， 2013 ， 58 （ 1 ）： 1 - 7 .

Group W B ， Bank A D . Climate Risk Country Profile ［M］. Washington ： World Bank， Washington， D C and Asian Development Bank， Manila ， 2021

Hayat T ， Shah H P ， Qureshi M U ， et al . Attabad landslide-dam disaster in Pakistan 2010 ISSMGE bulletin ［J］. Case Hist. Attabad Landslide-Dam Disaster Pak ， 2010 ， 4 （ 3 ）： 21 - 31 .

Martius O ， Sodemann H ， Joos H ， et al . The role of upper-level dynamics and surface processes for the Pakistan flood of July 2010 ［J］. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society ， 2013 ， 139 （ 676 ）： 1780 - 1797 .

Fu Zhenghang ， Zhou Wen ， Xie Shangping ， et al . Dynamic pathway linking Pakistan flooding to East Asian heatwaves ［J］. Science Advances ， 2024 ， 10 （ 17 ）： eadk9250 .

Nanditha J S ， Kushwaha A P ， Singh R ， et al . The Pakistan flood of August 2022： Causes and implications ［J］. Earth’s Future ， 2023 ， 11 （ 3 ）： e2022EF003230 .

Tariq M A U R ， van de Giesen N . Floods and flood management in Pakistan ［J］. Physics and Chemistry of the Earth ， Parts A/B/C， 2012 ， 47/48 ： 11 - 20 .

Sayama T ， Ozawa G ， Kawakami T ， et al . Rainfall-runoff-inundation analysis of the 2010 Pakistan flood in the Kabul River basin ［J］. Hydrological Sciences Journal ， 2012 ， 57 （ 2 ）： 298 - 312 .

Ahmad Rana I ， Routray J K . Integrated methodology for flood risk assessment and application in urban communities of Pakistan ［J］. Natural Hazards ， 2018 ， 91 （ 1 ）： 239 - 266 .

Ahmad Shah A ， Ye Jingzhong ， Abid M ， et al . Flood hazards：Household vulnerability and resilience in disaster-prone districts of Khyber Pakhtunkhwa Province， Pakistan ［J］. Natural Hazards ， 2018 ， 93 （ 1 ）： 147 - 165 .

Ahmed K ， Shahid S ， Nawaz N . Impacts of climate variability and change on seasonal drought characteristics of Pakistan ［J］. Atmospheric Research ， 2018 ， 214 ： 364 - 374 .

Liu Luling ， Cao Xin ， Li Shijie ， et al . A 31-year （1990—2020） global gridded population dataset generated by cluster analysis and statistical learning ［J］. Scientific Data ， 2024 ， 11 ： 124 .

Kummu M ， Kosonen M ， Masoumzadeh Sayyar S . Downscaled gridded global dataset for gross domestic product （GDP） per capita PPP over 1990—2022 ［J］. Scientific Data ， 2025 ， 12 ： 178 .

Tateishi R ， Uriyangqai B ， Al-Bilbisi H ， et al . Production of global land cover data-GLCNMO ［J］. International Journal of Digital Earth ， 2011 ， 4 （ 1 ）： 22 - 49 .

方秀琴，蒋心远，廖美玉，等 . 1980—2020年全球重大洪灾时空特征探析［J］. 水科学进展， 2024 ， 35 （ 2 ）： 197 - 207 .

Fang Xiuqin ， Jiang Xinyuan ， Liao Meiyu ， et al . Spatio- temporal characteristics of global flood disasters during 1980—2020 ［J］. Advances in Water Science ， 2024 ， 35 （ 2 ）： 197 - 207 .

熊俊楠，赵云亮，程维明，等 . 四川省山洪灾害时空分布规律及其影响因素研究［J］. 地球信息科学学报， 2018 ， 20 （ 10 ）： 1443 - 1456 .

Xiong Junnan ， Zhao Yunliang ， Cheng Weiming ， et al . Temporal-spatial distribution and the influencing factors of mountain-flood disasters in Sichuan Province ［J］. Journal of Geo-Information Science ， 2018 ， 20 （ 10 ）： 1443 - 1456 .

Wang Jinfeng ， Li Xinhu ， Christakos G ， et al . Geographical detectors‐based health risk assessment and its application in the neural tube defects study of the Heshun region， China ［J］. International Journal of Geographical Information Science ， 2010 ， 24 （ 1 ）： 107 - 127 .

尹红，孙颖 . 基于ETCCDI指数2017年中国极端温度和降水特征分析［J］. 气候变化研究进展， 2019 ， 15 （ 4 ）： 363 - 373 .

Yin Hong ， Sun Ying . Characteristics of extreme temperature and precipitation in China in 2017 based on ETCCDI indices ［J］. Climate Change Research ， 2019 ， 15 （ 4 ）： 363 - 373 .

杜俊，丁文峰，任洪玉 . 四川省不同类型山洪灾害与主要影响因素的关系［J］. 长江流域资源与环境， 2015 ， 24 （ 11 ）： 1977 - 1983 .

Du Jun ， Ding Wenfeng ， Ren Hongyu . Relationships between different types of flash flood disasters and their main impact factors in the Sichuan Province ［J］. Resources and Environment in the Yangtze Basin ， 2015 ， 24 （ 11 ）： 1977 - 1983 .

王瑛，林齐根，史培军 . 中国地质灾害伤亡事件的空间格局及影响因素［J］. 地理学报， 2017 ， 72 （ 5 ）： 906 - 917 .

Wang Ying ， Lin Qigen ， Shi Peijun . Spatial pattern and influencing factors of casualty events caused by landslides ［J］. Acta Geographica Sinica ， 2017 ， 72 （ 5 ）： 906 - 917 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Newly cultivated land changes and multi-scale detection of their driving mechanisms in western Jilin Province

Spatial correlation networks and influencing factors of urban land green utilization efficiency in three major urban agglomerations of Yellow River basin

Changes and its driving factors of ecological environment quality in Yellow River Source Park from 2000 to 2024

Spatiotemporal evolution characteristics and driving factors of farmland transfer in China

Ecological environment quality evolution and its driving factors in Qinghai Province from 2000 to 2024

Related Author

Feng Peiyue

Liu Wenxin

Yan Siyu

Ding Yi

Liu Huifang

Bai Weixu

Zhu Yuting

Han Bingcheng

Related Institution

Northeast Institute of Geography and Agroecology， Chinese Academy of Sciences

College of Resources and Environment， University of Chinese Academy of Sciences

College of Resources and Environment， Shanxi Agricultural University

Soil Health Laboratory of Shanxi Province

Civil and Hydraulic Engineering College， Lanzhou University of Technology

⁰