基于RapidEye 遥感影像图对纳雍－滥坝地区地质灾害分析

周大凯 ZHOU Da-kai

（中建材贵州勘测设计工程有限公司，贵阳 550081）

0 引言

地质灾害是指滑坡、崩塌（含危岩体）、泥石流、塌陷和地裂缝等，是由于自然、人为作用、或两者协作作用引起的，在地球表层比较强烈地破坏人类生命财产和生存环境的岩土体移动事件，在成因上具备自然演化和人为诱发的双重属性[1-2]。

纳雍-滥坝地区位于乌蒙山脉东段，喀斯特面积达51%以上，发育有岩溶峰丛、石芽、溶洞、溶蚀洼地、落水洞、地下河等；石漠化面积约33%，属岩溶石漠化中等严重程度区[3-4]。河流为长江流域乌江水系，河谷多为深切峡谷，谷坡陡峻，潜水面很低，地表径流稀少，水土流失严重。为岩溶-侵蚀强切割中山山地地貌。

区内地质灾害频发，有滑坡、崩塌、泥石流等。在纳雍县鬃岭一带，曾发生过崩塌式滑坡，并造成了巨大的伤亡和财产损失[5]。因此，在工程地质调查时，运用RapidEye 遥感影像图进行了解译，并利用DEM 数据进行了地形地貌反演和坡度分析，对易发生地质灾害的区域进行了分析。

1 遥感数据及解译方法

利用已收集的RapidEye 数据（分辨率为5m，2014 年5 月10 日），结合google earth 等其它遥感影像图，依据相关规范，采用目视解译与人机交互式解译相结合，从已知到未知、从局部到总体，按先易后难、循序渐进的方法，进行了遥感地质灾害解译。

2 地质灾害遥感解译

2.1 地质灾害遥感解译内容的确定

基于遥感影像的观察，研究区呈现四个不同的地貌景观区，即中部猪场-鬃岭-张家湾一带呈北西-南东向隆起，高山深切“V”型沟谷区；北东（纳雍-寨乐一带、以及猫场、马场等）和南部（阳长-百兴一带）为溶洼地或丘陵区，地势较低，地形坡度多小于15°，分布有多个面积稍大的岩溶洼地和丘陵，中部为中等切割“V”型沟谷；西南角为高山丘陵中等切割“V”型沟谷区。并结合研究区的岩石地层分布、地貌类型、地质构造、岩（土）体类型、水文地质现象和森林植被类型等因素，确定了研究区遥感地质灾害解译的内容主要包括滑坡、泥石流、崩塌和地裂缝等。并针对不同影像区建立了滑坡、泥石流和崩塌等地质灾害的遥感解译标志，即地貌形态、色调和色彩、几何形状、大小、阴影、水系、影纹图案及其组合等。

2.2 地质灾害解译结果

通过对研究区遥感影像图的识别，共解译出滑坡28个，泥石流4 个，崩塌40 个，地裂缝6 个（图1）。野外验证准确率达95%以上。

图1 研究区岩性组及地质灾害分布图

3 地质灾害分布特征

对地质灾害的分布情况和成因机制进行研究是地质灾害防范和治理的前提，是人类尊重自然，改造自然的要求，任何过激行为都将付出惨重代价[6]。因此，作者从不同岩性组合、不同坡度位置、不同植被发育程度和人类活动频度几个方面，对研究区地质灾害分布特征进行了简要的探讨。鉴于篇幅，文中仅分析研究滑坡、崩塌、泥石流和地裂缝。

3.1 与不同岩性组合的关系

研究区出露地层有震旦系—寒武系、泥盆系—石炭系、二叠系—白垩系和第四系等。其中二叠系和三叠系在全区均有布露，其它地层零星出露。根据岩石抗蚀性特征把研究区岩石地层划分为5 类（表1）。

表1 研究区岩性分组及地质灾害类型

遥感解译结果显示，滑坡（28 例）主要分布于碎屑岩（15 例）中，其次为第四系坡残积（4 例）、碳酸盐岩（4 例）、玄武岩下部和顶部（3 例）、碳酸盐岩与碎屑岩互层（1 例）。崩塌主要分布于灰岩（24 例），碎屑岩（14 例）和玄武岩（2例）中，其中在三叠系飞仙关组第二段灰岩形成的陡崖中所见崩塌最多，有11 例。地裂缝（6 例）主要分布于鬃岭一带飞仙关组第三段砂页岩中。

3.2 与不同坡度的关系

基于数字高程模型（DEM）对研究区坡度变化进行栅格化处理（图2），并对样本进行了统计分析，最小坡度为0°，最大坡度为88.48°，平均坡度为14.07°，标准离差为11.90。其中0-15°（含15°）分布面积占研究区面积的55.05%，15-35°（不含15°）占研究区面积的33.62%，35-88.48°（不含35°）占研究区面积的11.32%。

图2 研究区坡度分析图

从统计结果可以看出，滑坡多发生于地形坡度为10-35°区域，地形坡度小于10°区域内的滑坡常常是因为地面开挖形成临空面的坡残积及土壤分布区。崩塌主要发生于40-89°，有较大临空面的陡坡（或陡崖）区域，其余区域的崩塌多为小型崩塌体。在飞仙关组（或夜郎组）几种地质灾害常伴生在一起。

3.3 与不同植被因子（NDVI 指数）的关系

植被是抗蚀性因子，是制约水土流失诸因素中最重要因子。在控制水土流失、生态环境保护方面起决定性作用。因此，依据研究区植被分布状况，并参考土壤侵蚀分级指标，可以确定洪流常常发生于中低覆盖度-裸地区域，该区域以土壤和残坡积碎屑物为主，植被较少，多为荒草地和坡耕地，人类活动频繁，在暴雨的作用下，常常形成洪流（或坡面泥石流）。由于上游水土流失，在下游沟口常发生泥石流灾害。近年来，由于退耕还工程的实施，泥石流灾害得到了有效遏制，且部分相对古老的泥石沟已退化，植被得到了恢复。

3.4 与人类活动（采矿）的关系

研究区位于织纳煤田核心区，煤炭资源尤为丰富，煤矿主要赋存于龙潭组中，且有多层可采煤，因此采煤是当地矿业活动的主要部分。未开采前的稳定地质结构，在开采过程中进行土壤、岩石的挖掘，进而导致地质环境发生变化，造成破坏，久而久之就处于非稳定状态，极易出现矿坑突水、岩爆、采空区地面沉降、水体污染、地裂、地震和地面滑坡等地质灾害。

因此，采矿引起的地面塌陷、地裂缝、滑坡和崩塌等地质灾害是人类活动的间接产物，且主要分布于在背斜两翼，当岩层产状为5-40°时，飞仙关组（或夜郎组）常常在龙潭组之上形成逆向陡崖（或坡度大于40°的陡坡），在采煤活动的扰动下，失稳下坠形成滑坡和崩塌，且呈带状分布，在鬃岭一带尤为典型。

在鬃岭北侧，为飞仙关组粘土质粉砂岩、粉砂岩及灰岩，岩层倾角为30°，山顶与坡脚相对高差达350m，且近于直立的陡壁，受其下伏龙潭组采煤影响，采空区沉陷，陡壁已发生大规模的崩塌，形成崩塌、滑坡群；同时，陡壁后缘还发育多条走向近E-W 向、倾角70-80°、长150-500m、宽0.5-2m 不等的地裂缝，并存在潜在崩塌危险（图3）。

图3 鬃岭崩塌、滑坡三维遥感影像图（左）和照片（右）

3.5 与土地利用情况的关系

研究区的土地耕地多为旱地，且以坡耕地为特色。区内解译的泥石流，其上游坡耕地较多，岩、土体裸露达60%以上，且有较多无挡土墙的采煤矸石堆。因此，在暴雨的作用下，很容易形成洪流或泥石流。

在过去相当长的一段时间内，采煤的矸石堆基本上无挡土墙，因此，在暴雨的作用下，成为泥石流的主要物源，在下游沟口开阔处淤积，并对沿途耕地、道路等造成极大的破坏。

4 结论

①研究区分布的地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流和岩溶塌陷等，并以滑坡、崩塌和泥石流为主，其规模不大，平面尺度多在10～20m。滑坡以浅层（10m）、小型（＜30×104m3）为主。岩溶塌陷的发育以古塌陷为特征。

②地貌是地面各种要素中反映最直观的一个要素，在各种外动力的作用下，使得原有稳定的岩土体失重，并形成不同规模的滑坡和崩塌，只是研究区位于南方，雨水相对较充足，在滑坡和崩塌等地质灾害发生后，植被在短时间内无人干预的条件下可以自行、快速恢复，以致于部分具有潜在威胁的地质灾害未被及时发现而造成危害。通过遥感解译正好可弥补这个不足。

③不同岩性组合、不同坡度条件下，地质灾害类型的发生略有不同。一般情况下，滑坡体和崩塌体距物源区较近；泥石流（坡面泥流）多远离物源区。滑坡多发生在坡度为15-35°碎屑岩区和松散的残坡积区，崩塌多发生于地形坡度大于40°的地层产状逆向区。

④植被发育程度也影响着地质灾害的发生。在研究区，中部猪场—鬃岭—纳雍一带为煤矿的富集区，一是采矿对含矿层及以上地层的扰动，常常有崩塌和滑坡等形成，二是大量煤矸石堆场在雨水冲刷作用下常常会形成泥石流。

在研究区地形上常常较陡甚至形成陡崖（35-90°），而龙潭组（P3l）富含煤炭资源，由于采矿活动常形成大量采空区，在重力作用下会形成地面开裂和崩塌，且常伴有滑坡，并在坡麓堆积形成乱石堆，这种现象在贵州其它地区同样存在。因此，该区域是地质灾害频发地层，也是重点防治区域。