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四川省小金县城周边滑坡隐患综合遥感识别与孕灾机制分析

四川省小金县城周边滑坡隐患综合遥感识别与孕灾机制分析

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作者：郁文龙成都理工大学

学位级别：硕士

中国是一个地质灾害频发的国家,据统计,约70%已查明的地质灾害隐患分布于西部山区,约70%的地质灾害隐患为滑坡,而每年发生的灾难性地质灾害约70%并不在已有隐患库中。灾难性滑坡隐患源区多位于高位且具有较强的隐蔽性,传统的人工地面调... 详细信息

中国是一个地质灾害频发的国家,据统计,约70%已查明的地质灾害隐患分布于西部山区,约70%的地质灾害隐患为滑坡,而每年发生的灾难性地质灾害约70%并不在已有隐患库中。灾难性滑坡隐患源区多位于高位且具有较强的隐蔽性,传统的人工地面调查手段难以达到理想的排查效果,导致滑坡灾害因未能提前识别而造成极大损失。目前滑坡灾害隐患早期识别仍属于难点问题,“天-空-地”一体化三查体系的提出在很大程度上解决了此方面的难题,其核心内容为基于高分辨率光学遥感和InSAR技术的隐患普查、基于无人机摄影和机载LiDAR技术的重点隐患详查和基于地面调查的隐患核查。该体系为滑坡隐患早期识别和区域滑坡隐患数据库的建立及更新提供了有效的解决途径。滑坡隐患数据库为后续详细调查、机制分析、监测预警等研究提供了基础。本研究以地质条件复杂、新构造运动强烈、人口相对密集的小金县城周边地区为研究区,利用高分辨率光学遥感目视解译、合成孔径雷达干涉测量技术、机载LiDAR数据精细化解译和现场调查等技术手段,对研究区滑坡隐患进行综合遥感识别、孕灾机制分析和形变监测分析,研究得出以下主要成果:（1）本研究遵循“天-空-地”三查体系理念,建立了研究区典型滑坡遥感解译标志,利用高分辨率光学遥感目视解译方法进行滑坡判识,在研究区内共识别滑坡隐患29处;对Stacking-In SAR技术探测出的“形变靶区”利用滑坡光学遥感特征进行细化分解,共确定35处存在形变的滑坡隐患,其中16处为Stacking-In SAR技术识别的新增滑坡隐患;基于机载LiDAR数据（DEM、DOM、Hillshade）进行滑坡隐患精细化解译,在美兴镇重点区范围内共识别6处重大滑坡隐患,其中1处为机载LiDAR数据识别的新增隐患。整合三种遥感解译结果建立滑坡隐患综合遥感识别数据库,共编录滑坡隐患46处。对所有滑坡隐患识别结果进行野外验证,验证结果表明综合遥感识别的滑坡隐患在野外均可找到相应的滑坡形态和变形迹象等证据,证明综合遥感识别成果均为滑坡隐患点。对比任意单一遥感技术解译成果和综合遥感技术解译成果,结果表明综合遥感技术大幅降低了滑坡隐患漏判和误判率。（2）基于编录的滑坡隐患数据分析研究区滑坡分布规律,结果表明滑坡皆分布于河道或流量较大的冲沟两岸,海拔均位于2500m以上。由于地处弧形褶皱带,滑坡多分布于褶皱翼部、坡度在25°-45°范围内、起伏度在30-50m/8100m2范围内、坡向在正北至正东向区间内的斜坡上。（3）结合滑坡空间分布规律、已有工程地质资料和野外调查结果分析认为滑坡孕育的控制因素主要包括:（1）构造作用,形成挤压造山带,控制坡体结构;（2）河流侵蚀作用,改造区域地形和坡体形态,促使坡体内部应力重分布;（3）岩性结构,褶皱不同部位的岩体结构不同,岩性组合和结构面的空间分布形式影响滑坡破坏模式;（4）地震,山体震裂导致坡体结构损伤加剧,尤其是在孤峰和背坡面的坡体中影响尤为剧烈;（5）降雨,引起地下水位变动,改变坡体静水压力和动水压力,同时软化结构面和增加坡体重度,促使坡体进一步发生变形。（4）结合滑坡隐患分布规律、孕灾影响因素、区域地质资料和野外调查结果分析滑坡孕灾破坏机制,将研究区内滑坡孕灾破坏机制分为构造造山阶段、坡体损伤阶段和变形破坏阶段。根据不同的坡体结构和力学模式将滑坡变形破坏阶段的破坏模式分为深层倾倒式、滑移-弯曲-剪断式、蠕滑-拉裂式和滑移-拉裂式。（5）以春厂村滑坡为例,基于机载LiDAR数据、野外详细调查结果和SBAS-In SAR技术开展滑坡的变形特征和形变监测研究。机载LiDAR数据表明滑坡呈现多级阶梯状下错特征,滑坡前缘第三级下错带坡度最陡,扰动程度最大,局部变形明显。现场调查结果表明该滑坡为顺层滑坡,滑坡变形程度由上至下逐渐增强。SBAS-In SAR形变监测结果表明滑坡竖直方向位移大于水平方向位移,且滑坡形变速率于2020年雨季明显增大。遥感分析、监测数据和野外实测结果高度吻合,证明该滑坡破坏模式为分段牵引式滑移-拉裂破坏。

关键词：小金县城滑坡隐患综合遥感技术孕灾破坏机制形变监测

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