国道219沿线崩滑地质灾害隐患遥感调查及发育分布规律.pdf
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1、第 卷第 期中国地质调查 年 月 :引用格式:刘文,王猛,王朋,等 国道 沿线崩滑地质灾害隐患遥感调查及发育分布规律 中国地质调查,():(,():)国道 沿线崩滑地质灾害隐患遥感调查及发育分布规律刘 文,王 猛,王 朋,罗 锋,何志杰,余天彬(四川省综合地质调查研究所(稀有稀土战略资源评价与利用四川省重点实验室),四川 成都 ;中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西 西安 )摘要:国道 北起新疆喀什地区叶城县,南至西藏日喀则市拉孜县,沿线地形条件复杂、气候恶劣、人烟稀少,地质灾害隐患地面调查工作开展难度大,遥感技术是进行该地地质灾害隐患研究不可或缺的手段之一。根据遥感影像上色调、形态、纹理、阴
2、影等特征建立崩塌隐患、滑坡隐患的遥感解译标志,在国道 沿线共识别出崩滑隐患 处,其中岩质滑坡隐患 处、土质滑坡隐患 处、岩质崩塌隐患 处。结合斜坡坡度、岩(土)体类型、地质构造和斜坡结构,分析了崩滑隐患的影响因素和空间分布规律,划分出 个集中分布区,分别为萨嘎集中分布区()、索得唐热集中分布区()、日松多玛集中分布区()和西昆仑集中分布区()。结果显示,位于斜坡上部的崩滑地质灾害隐患具有高位链式灾害的特征,灾害过程隐蔽性强、运动距离远、破坏性大,在地质灾害防治工作中应尤为注重此类灾害的研究。研究成果可为沿线防灾减灾工作及重大工程建设规划提供参考。关键词:崩塌隐患;滑坡隐患;遥感调查;发育特征;
3、分布规律;国道 中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期:;修订日期:。基金项目:中国地质调查局成都地质调查中心“高寒高海拔地区泥石流物源时序特征及冲淤活动特征调查(编号:)”项目资助。第一作者简介:刘文(),男,工程师,主要从事遥感地质、地质灾害研究方面的工作。:。通信作者简介:王猛(),男,高级工程师,主要从事地质灾害遥感应用研究方面的工作。:。引言遥感技术在我国地质灾害调查中的应用可以追溯到 世纪 年代末期,与传统的地质灾害观测手段相比,遥感技术具有大范围、长时间、高时效、立体监测等优点 。目前,遥感技术已从单一的光学成像发展到多频段、多参数的对地观测 ,光学遥感技术、合成孔径雷达
4、(,)干涉测量技术运用于崩滑地质灾害的研究成果丰硕,对本次研究工作的开展具有重要的借鉴意义。在基于光学遥感技术的崩滑地质灾害遥感调查方面,王治华 较早地采用光学遥感技术调查了二滩水电站库区的孕灾地质环境背景和崩滑地质灾害的分布特征;邓辉等 以 卫星影像为数据源,调查了白依庵滑坡并提取了滑坡各要素,提出利用高分辨率卫星遥感数据进行滑坡研究具有一定的优越性;殷跃平等 利用汶川地震前后的多期卫星影像,研究了大光包滑坡的滑坡分区、滑面形态、剪出口位置和滑坡体体积。近年来,无人机航空摄影测量技术在地质灾害领域同样得到广泛应用。彭双麒等 利用无人机航拍数据生成的数字地表模型(,)研究了崩塌堆积物粒度分布与
5、崩塌运动特性的关系;李小玲等 利用无人机遥感技术探讨了在高山峡谷区利用无人机遥感获取高分辨率影像、构建数字高程模型(,)和 的关键技术方法。在中国地质调查 年基于地表形变 技术的崩滑地质灾害隐患遥感调查方面,等 较早地将 技术应用于三峡库区的滑坡识别、调查和监测工作中,并开展了长期的应用研究,为国内 技术在地质灾害领域的应用提供了参考。近年来,随着全球气候变暖,地质灾害频发,使得基于地表形变 技术的崩滑地质灾害研究发展迅速,并得到了广泛运用。等 利用永久散射体合成孔径雷达(,)干涉测量技术生成的 估算了大光包滑坡的堆积体方量;等 提出了一种基于多项式的差分干涉图大气和轨道误差改正算法,获取了
6、年舟曲泥石流灾害发生前崩滑物源的时间变形序列;张毅 基于 技术开展了白龙江流域滑坡隐患早期识别工作,建立了基于 技术的滑坡隐患早期识别和评价方法体系;张亚迪等 采用小基线集合成孔径雷达(,)干涉测量技术在西藏芒康地区开展了滑坡隐患的调查,获得了滑坡隐患的空间分布位置和时间演化规律;梁京涛,唐尧等 总结了 、光学遥感、机载(,)等多源遥感技术在西南山区地质灾害早期识别领域的适用条件、优势及有效性,提出了相应的应用建议。国道 北起塔里木盆地南缘新疆喀什地区叶城县,南至西藏日喀则市拉孜县,途经新疆、西藏两个自治区,南北跨度大。目前,针对国道 沿线崩滑地质灾害隐患的研究成果很少,在资料搜集和野外调查的
7、基础上,初步讨论了崩滑地质灾害隐患的类型与危害程度 ,但对崩滑地质灾害隐患的区域性发育分布规律有待进一步深入研究。本文基于遥感技术视域广、空间分辨率高、信息量丰富的优势开展国道 沿线崩滑地质灾害隐患的光学遥感调查,旨在提高对国道 沿线崩滑地质灾害隐患发育特征和分布规律的认识,为国道 沿线崩滑地质灾害防治与重大工程建设规划提供参考依据。研究区概况国道 沿线地貌形态受青藏高原隆升的影响,总体地势呈北部低中南部高的特点,最高点位于中部的昆仑山地区。沿线自南向北经过的地貌单元有拉轨岗日高山区、噶尔藏布宽谷区、冈底斯中高山区、羌塘高原区、昆仑山高山区、塔里木盆地山前冲洪积平原区,地貌单元界线大致与构造单
8、元边界一致(图 )。在地貌上表现为三级夷平面,海拔分别大致为 、,夷平面平缓开阔,而夷平面之间的斜坡过渡带,地形陡峻,存在着不同类型和规模的地质灾害。仲巴拉孜邛多江断裂;噶尔藏布断裂;达吉岭昂仁仁布断裂;噶尔古昌吴如错断裂;日土改则丁青断裂;班公湖康托兹格塘错断裂;卡拉其吉铁隆滩断裂;康西瓦断裂;哈拉斯坦河吐日苏河断裂;阿喀孜博斯坦断裂图 国道 沿线崩滑隐患分布 第 期刘文,等:国道 沿线崩滑地质灾害隐患遥感调查及发育分布规律根据青藏高原基础地质调查和综合研究成果 ,研究区涉及塔里木地层大区、祁昆地层大区、羌塘三江地层大区、班公湖双湖怒江昌宁构造地层大区、冈底斯喜马拉雅地层大区 个一级地层分区
9、。地层自新生界至元古界均有分布,岩性包括沉积岩、变质岩及岩浆岩等各种岩类。考虑岩石性质、硬度、结构等因素,在研究区划分出种岩(土)体类型、个工程地质岩组(表 )。表 研究区工程地质岩组划分 岩土体类型工程地质岩组类型岩性坚硬岩坚硬侵入岩岩组超基性岩、辉长岩、辉绿岩、闪长岩、正长岩、花岗闪长岩、花岗斑岩、石英二长岩、石英二长闪长岩、二长花岗岩、花岗岩、正长花岗岩坚硬火山岩岩组基性火山岩、中酸性火山岩坚硬变质岩岩组变基性火山岩、石英岩、片麻岩、大理岩、片岩坚硬碎屑岩岩组石英砂岩坚硬变质岩 火山岩岩组大理岩、火山岩、片岩较硬岩较硬碎屑岩岩组杂砾岩、砾岩、砂岩、粉砂岩较硬碳酸盐岩 碎屑岩岩组砾岩、(含
10、砾)砂岩、粉砂岩、(含砾)灰岩、泥灰岩、白云岩较硬碳酸盐岩岩组灰岩、白云岩较硬变质岩岩组大理岩、片岩较软岩较软碎屑岩岩组粉砂岩、泥岩、混杂岩较软蛇绿混杂岩岩组构造破碎的蛇绿混杂岩软岩软弱碎屑岩岩组泥岩、页岩松散土松散岩组砂砾石堆积、砂泥堆积大地构造位置上属特提斯构造域范畴,地跨个一级构造单元,自北向南依次为塔里木陆块区、秦祁昆造山系、羌塘三江造山系、班公湖怒江昌宁孟连对接带、冈底斯喜马拉雅造山系,可划分出 个二级构造单元,即塔里木陆块、西昆仑弧盆系、北羌塘陆块、南羌塘增生弧盆系、冈底斯弧盆系、雅鲁藏布江结合带、喜马拉雅地块(图 )。总体上呈近 向与 向展布,这些构造单元直接控制着本区沉积建造、
11、岩浆活动、变质作用、褶皱和断裂构造活动。自新生代以来,印度板块与欧亚板块的碰撞导致青藏高原隆升,新构造运动十分活跃,高原的隆起具有空间上大范围的整体性、局部的差异性和时间上明显的阶段性等特点 。数据源本次研究收集的资料主要包括青藏高原及邻区 万大地构造图与高分一号、高分二号、光学卫星数据等。其中,高分一号空间分辨率为全色 、多光谱 ,高分二号空间分辨率为全色 、多光谱 ,空间分辨率为全色 、多光谱 。所选用的光学卫星数据云雪覆盖率、影像清晰、反差适中、色调(色彩)层次丰富,完全能满足本次研究工作的需要。收集的数据采用 国家大地坐标系、高斯 克吕格投影为匹配基准,进行坐标系投影变换,将区域地质、
12、光学遥感数据统一到同一平台,建立研究数据库。地质灾害隐患遥感解译研究区选择高分一号光学卫星遥感数据作为主要遥感信息源,以高分二号、光学卫星遥感数据为补充,首先,通过分析研究区典型崩塌、滑坡地质灾害隐患在遥感影像上的色调、形态、纹理、阴影等特征,建立遥感解译标志,开展研究区崩滑地质灾害隐患的遥感初步解译。之后,选取崩滑地质灾害隐患密集区开展野外验证,并完善崩滑地质灾害隐患的遥感解译标志,开展研究区崩滑地质灾害的补充解译。根据滑坡隐患的变形标志、平面形态、地貌形态(图(),()等要素建立研究区滑坡隐患光学遥感直接解译标志,根据滑坡隐患的物质组成(图(),()、临空条件等要素建立滑坡隐患光学遥感间接
13、解译标志(表 )。根据物质组成,研究区滑坡隐患可分为两种类型:第一类为沿优势结构面如层理、大型节理、断层等形成的岩质滑坡隐患,由中国地质调查 年于存在着各种软弱面,容易产生滑动或错动;第二类为土质滑坡隐患,由于堆积层前缘形成高陡临空面,在降雨、冰雪融水及其他因素的长期作用下,堆积层失稳形成滑动。()弧形拉裂缝影像特征()弧形滑坡壁影像特征()岩质滑坡隐患台阶影像特征()土质滑坡隐患影像特征()岩质崩塌隐患影像特征()岩质崩塌隐患野外照片()岩质崩塌隐患影像特征()岩质崩塌隐患野外照片()岩质崩塌隐患野外照片图 研究区崩滑隐患光学影像特征及野外照片 表 研究区滑坡隐患光学遥感解译标志 解译标志影
14、像特征直接标志变形标志拉张裂缝颜色呈灰色、黄褐色,形态上呈弧形、扇形、直线形、带状、羽毛状滑坡壁颜色呈灰白色、黄褐色,与两侧坡体色调呈现明显反差或有带状阴影,形态上主要有弧形、半圆形、直线形、线形陡坎平面形态弧形、圈椅形、马蹄形、新月形、梨形、舌形地貌形态滑坡台阶颜色呈灰白色、灰色等,形态上主要有三角形、带状、不规则状等间接标志物质组成岩质滑坡基岩呈带状、块状、矩形、不规则状分布,颜色为灰色、灰褐色等,影像上可见表部松散破坏、冲沟发育土质滑坡残坡积层、冰碛物呈椭圆形、矩形、不规则状分布,颜色为灰色、黄褐色,影像上可见局部溜滑临空条件陡崖、陡坎近直线状影像,坡度陡研究区崩塌隐患根据物质组成确定为
15、岩质崩塌隐患(图 (),(),(),(),(),其危岩体常位于地形陡峻、植被稀疏、风化严重的山脊,岩体整体较破碎,堆积体常位于斜坡中下部,呈面状或扇形堆积,根据影像特征分别建立崩塌危岩体和堆积体的光学遥感直接解译标志(表 )。第 期刘文,等:国道 沿线崩滑地质灾害隐患遥感调查及发育分布规律表 研究区崩塌隐患光学遥感解译标志 解译标志影像特征直接标志崩塌危岩体分布在陡峻的山坡地段,光学影像上可见暗色阴影,形态呈带状或不规则状崩塌堆积体颜色为灰色、灰褐色、黄褐色,形态呈不规则面状、扇形,表面坎坷不平,影像具粗糙感,有时可见挤压公路间接标志临空条件近直线状影像,坡度陡 结果分析 地质灾害隐患基本特征
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