基于遙感三維技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律研究

劉 海

（安徽省化工地質(zhì)勘查總院，安徽 馬鞍山 243000）

地質(zhì)災(zāi)害是指由于自然因素、人為因素引發(fā)的和地質(zhì)作用有關(guān)的危害人類生命財(cái)產(chǎn)安全的災(zāi)害類型。安徽地區(qū)地災(zāi)害分布廣泛，而且類型多樣，活動(dòng)頻繁，造成的危害性巨大。為了解和掌握當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀[1]。文中利用遙感三維技術(shù)對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律進(jìn)行研究，現(xiàn)展開具體闡述。

1 主要地質(zhì)災(zāi)害類型

1.1 水土流失

（1）主要水土流失區(qū)遙感圖像特征。判讀水土流失災(zāi)害主要通過圖像的色、形、紋異常來實(shí)現(xiàn)，將水土流失定性的分為兩級(jí)，一種為水土流失較重地區(qū)，一種為弱水土流失地區(qū)。水土流失較重地區(qū)，主要的標(biāo)志影像為巖漿巖體、片巖、片麻巖分布區(qū)，呈現(xiàn)偏淺的色調(diào)，灰白色和淺黃色，發(fā)育結(jié)構(gòu)構(gòu)造線紋理和枝狀水系，分布植被較少。水土流失較弱地區(qū)，主要為沉積碎屑巖分布區(qū)，呈現(xiàn)較深的圖像色彩，表現(xiàn)為黃色和橙色，紋理結(jié)構(gòu)為鱗片狀和星點(diǎn)狀，不發(fā)育沖溝，安徽地區(qū)較為嚴(yán)重的水土流失地區(qū)，主要在兩大山區(qū)分布。片巖與巖體大量分布于大別山的北側(cè)解河與史河流域之間的位置，呈現(xiàn)松散的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，極易風(fēng)化，是流域當(dāng)中重要的產(chǎn)沙地層。丁家埠鎮(zhèn)這是梅山水庫源頭，同時(shí)，霍山縣兒街與龍和口這些地區(qū)存在嚴(yán)重的水土流失問題。片麻巖以及巖體是大別山南東部的主要巖性特征，具有破碎的構(gòu)造特點(diǎn)，很容易引發(fā)剝蝕。在流失區(qū)域中，太極湖、極陽以及岳西和宿遷水土流失非常嚴(yán)重?；糸W長巖以及老巖體花崗巖大量分布在皖南山區(qū)，存在非常強(qiáng)的剝蝕特征，分布很厚的風(fēng)化層，色斑以及淺色色斑大面積分布，主要表現(xiàn)為灰白色以及淺黃色，表面之上較為粗糙，表現(xiàn)為不規(guī)則狀和麻點(diǎn)狀，周圍主要是橙黃色以及紅色二者對(duì)比比較鮮明，通過這些影像特征，能夠?qū)?yán)重水土流失區(qū)進(jìn)行解譯，并通過實(shí)際資料得以有效證實(shí)。

（2）水土流失的原因。①自然因素：長期以來由于兩大山區(qū)，始終處在抬升階段，由于外動(dòng)力地質(zhì)因素影響，造成較大的侵蝕作用，山高谷深，具有較大的坡長與坡度，易風(fēng)化巖石在區(qū)內(nèi)分布廣泛，而且破碎程度非常高，由于區(qū)內(nèi)暴雨天氣較多，強(qiáng)度比較大，存在非常強(qiáng)的土壤侵蝕流失現(xiàn)象，導(dǎo)致水土流失主要表現(xiàn)為水力侵蝕型。②人為因素：長時(shí)間以來山區(qū)森林受到破壞非常嚴(yán)重，特別是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程當(dāng)中只考慮眼前經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)林地亂墾亂伐，利用陡坡進(jìn)行開荒，導(dǎo)致森林面積嚴(yán)重下降，再加上人類山區(qū)沿延伸延伸，更破壞了大量的森林資源，工程建設(shè)過程當(dāng)中造成很多堆積物于松散層，使環(huán)境惡化問題不斷凸顯，導(dǎo)致水土流失問題日漸加劇。

（3）水土流失的危害。土壤肥力出現(xiàn)嚴(yán)重下降，對(duì)良田造成淹沒，庫塘出現(xiàn)嚴(yán)重淤積，氣象災(zāi)害頻發(fā)，導(dǎo)致災(zāi)情越發(fā)嚴(yán)重。

1.2 岸崩與淤積的遙感特征

（1）長江安徽段岸崩與淤積。長江在其演化過程當(dāng)中，合成一直處于擺動(dòng)狀態(tài)，由于河床淤積與崩塌，對(duì)兩岸居民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成巨大威脅。對(duì)于崩岸圖像特征而言，主要呈現(xiàn)為鋸齒狀凹凸不平的特征。淤積岸圖像特征，主要表現(xiàn)為凸起的弧形泥沙堆積。通過這些發(fā)現(xiàn)，安徽長江段有23處嚴(yán)重崩岸，有時(shí)四處分布在北岸，還有九處分布在南岸，存在11處淤積岸段，其中8處分布在北岸，3處分布在南岸。通過這些不能發(fā)現(xiàn)，崩塌與淤積北岸較為嚴(yán)重，而南岸相對(duì)較輕。

（2）巢湖的岸崩與淤積。依照片解譯與調(diào)查，巢湖崩岸長度在64.4km，是整個(gè)湖岸長度的36%。每年有389畝土地塌入湖中，特別是北面以及東面階地粘土質(zhì)岸非常嚴(yán)重，長度在44.38km。導(dǎo)致巢湖岸崩的主要因素是由于，粘土在崩岸處脹縮性非常的明顯，由于湖岸陡坎有1-3m高，同時(shí)柱狀裂縫在陡坎土體內(nèi)較為發(fā)育，遇到降水季節(jié)，由于雨水滲透，以及岸浪沖擊引發(fā)崩塌。遙感影像在岸浪崩塌上，表現(xiàn)為相同于長江崩岸的鋸齒狀凹凸不平特征。崩岸引發(fā)的破壞，主要是沿岸村莊的建筑物，由于頻繁搬家，使得湖盆淤積日漸嚴(yán)重，更引發(fā)岸線演變。巢湖淤積非常的嚴(yán)重，在湖的南東岸比較突出，影像處理顯示，沙灘分布于湖底，受淤積因素影響，導(dǎo)致湖盆於淺，湖岸線出現(xiàn)較大的變化，西湖岸線呈現(xiàn)平緩的特征，湖灘不斷加寬，延伸到湖區(qū)地帶，巢湖泥沙淤積發(fā)生的原因主要在西岸，由于豐樂河以及派河和杭埠河等主要分布在大別山北麓，由于泥沙大量攜帶，入湖地點(diǎn)為西湖岸，而且在入湖口位置，形成很多不同形狀的三角洲，和不同特點(diǎn)的沖積扇分布于東湖岸，低山丘陵風(fēng)化沉積物分布于東岸，隨著河流進(jìn)入到湖內(nèi)，崩岸崩塌物在東湖岸湖內(nèi)堆積。泥沙從西湖岸入湖，并隨著水流傾瀉而下堆積到東岸部位。巢湖淤積造成的危害導(dǎo)致湖盆於淺，增加湖水渾濁度，并對(duì)水域生態(tài)平衡造成很大破壞，不斷抬升河床，對(duì)航運(yùn)交通造成不利影響。

1.3 兩淮煤田采空塌陷包括巖溶塌陷

兩淮煤田經(jīng)過長時(shí)間的開采，地殼平衡被徹底打破，導(dǎo)致上層頂板部位不斷向下脫落，在地表部位則有塌陷采空區(qū)出現(xiàn)，并大量積水。塌陷集水區(qū)色彩主要為藍(lán)黑色和深藍(lán)色，主要表現(xiàn)為斑點(diǎn)狀以及面狀，和淺藍(lán)色的背景色相比有著鮮明的特點(diǎn)，塌陷區(qū)在大比例尺航片上，可通過立體鏡對(duì)陡坎邊界進(jìn)行觀察，淮北煤田有70.4km2煤田塌陷區(qū)，淮南煤田共有11處塌陷區(qū)。

1.4 崩塌、滑坡災(zāi)害

（1）交通沿線的崩塌、滑坡災(zāi)害。崩塌滑坡災(zāi)害主要分布在兩三地區(qū)公路鐵路沿線，崩塌災(zāi)害在一些中低山地區(qū)分布廣泛，這些區(qū)域地勢都比較險(xiǎn)峻，而且降雨頻繁，強(qiáng)度大，出現(xiàn)嚴(yán)重的侵蝕現(xiàn)象，構(gòu)造非常的破碎，存在非常多的殘風(fēng)坡積物，由于修路工程切坡過程當(dāng)中，形成很多軟土體臨空面，穩(wěn)定的構(gòu)造被打破，在降雨因素影響下，容易發(fā)生崩塌災(zāi)害。

（2）工業(yè)及民用建筑產(chǎn)生的滑坡。在第三丘陵區(qū)域滑坡災(zāi)害分布廣泛，尤其是沿江丘陵區(qū)域如繁昌、銅陵、無為、蕪湖、巢湖等地區(qū)比較頻發(fā)。殘坡積物以及洪坡積物是滑坡體的重要物質(zhì)組成，殘坡積物以及洪坡積物基礎(chǔ)面部位是滑動(dòng)面分布所在，常常由于工程切坡以及建筑挖方所導(dǎo)致。

（3）修建水庫渠道產(chǎn)生的澇坡。在一些丘陵平原地帶水庫渠道修建過程當(dāng)中，造成一些滑坡災(zāi)害發(fā)生，主要分布在中上更新統(tǒng)粘土與亞粘土區(qū)域，同時(shí)分布在崗狀地形區(qū)域，規(guī)模上比較小，分布特點(diǎn)呈群狀，滑坡主要為淺層，在風(fēng)化帶界面以及裂隙面、軟弱層面發(fā)生滑坡，滑坡具有多次性的特點(diǎn)，而且活動(dòng)范圍逐漸加大，脹縮土是導(dǎo)致滑動(dòng)的主要因素，外在因素是由于人工渠道開挖，造成臨空面所導(dǎo)致[2]。

1.5 地面塌陷

采礦業(yè)在沿江地區(qū)集中分布，采空區(qū)塌陷以及巖溶塌陷比較發(fā)育，由于采礦過程當(dāng)中需要進(jìn)行疏干排水，造成巖溶塌陷不同程度發(fā)生，特別是銅陵地區(qū)這種災(zāi)害更為嚴(yán)重。

2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育規(guī)律

2.1 地域性規(guī)律

由于平原、丘陵、山區(qū)巖土性質(zhì)以及構(gòu)造組成存在很大不同，在地質(zhì)災(zāi)害類型上也存在很大的差異性。

（1）平原地區(qū)。如煤炭地下水資源開采對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成很大干擾與破壞，導(dǎo)致災(zāi)害不斷累積，造成嚴(yán)重的平面變形，引發(fā)地面沉降于塌陷災(zāi)害發(fā)生，同時(shí)還有地面滑坡以及土壤鹽漬化問題存在。

（2）丘陵地區(qū)。脹縮土主要分布在江淮丘陵地帶，面積相對(duì)較大，老變質(zhì)巖系分布于秋令東部，形成丘陵低山，具有較強(qiáng)的風(fēng)化剝蝕特點(diǎn)，礦產(chǎn)資源主要分布在沿江丘陵區(qū)域，由于發(fā)達(dá)的采礦業(yè)，再加上道路渠道修建等工程，破壞丘陵地區(qū)平面和斜坡穩(wěn)定性，加劇地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，不僅有建筑物基礎(chǔ)變形，同時(shí)還有道路露天采礦場以及渠道邊坡失穩(wěn)問題，造成采空區(qū)塌陷和巖溶塌陷較為嚴(yán)重。

（3）山區(qū)。山區(qū)主要包括兩大山區(qū)，區(qū)內(nèi)的地形非常的高聳，分布縱橫的溝谷和古老的巖層。構(gòu)造變動(dòng)對(duì)其影響非常大，具有強(qiáng)烈的風(fēng)化作用，山區(qū)公路建設(shè)過程當(dāng)中，有很多挖方切坡等工程，還存在大量的棄土，造成滑坡泥石流災(zāi)害比較嚴(yán)重。

2.2 相關(guān)性規(guī)律

氣候因素影響也是重要的影響因素，地質(zhì)災(zāi)害受高強(qiáng)度降水因素影響，給地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展起著一定的控制作用，周期性的降水變化，也導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生具有周期性的特點(diǎn)，尤其是降雨多發(fā)的季節(jié)，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁，而且呈現(xiàn)反復(fù)發(fā)生。如水土流失，滑坡，崩塌，泥石流災(zāi)害這些災(zāi)害都和降雨有著密切的聯(lián)系。

2.3 群發(fā)性規(guī)律

地質(zhì)災(zāi)害和因果、誘導(dǎo)、伴生、共發(fā)等因素都有著較為緊密的聯(lián)系，系統(tǒng)中有相關(guān)性和等級(jí)分布特點(diǎn)，如果災(zāi)害發(fā)生在高一級(jí)的因素當(dāng)中，便會(huì)將災(zāi)害的鏈狀牽制以及群發(fā)性特點(diǎn)顯現(xiàn)出來，特別是受強(qiáng)降雨條件影響導(dǎo)致的崩塌，滑坡，泥石流災(zāi)害，有進(jìn)一步加重了水土流失，而這些物質(zhì)，流入河流湖泊引發(fā)河流湖泊出現(xiàn)淤積，同時(shí)還會(huì)對(duì)農(nóng)田造成覆沒，加劇土壤沙化發(fā)生。

3 地質(zhì)災(zāi)害防治意見

對(duì)沿江區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況展開全面細(xì)致的研究，特別要了解這些區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境背景，針對(duì)這些區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害防治工作進(jìn)行詳細(xì)探討，主要內(nèi)容為：

（1）針對(duì)長江河道發(fā)展情況，展開詳細(xì)的調(diào)查與研究了解其演化趨勢，更好地指導(dǎo)航運(yùn)防洪以及碼頭港口建設(shè)，針對(duì)目前的規(guī)劃提出全面的論證建議。

（2）簡體滑坡和巖溶塌陷災(zāi)害分布較多的大型礦山，對(duì)其產(chǎn)生機(jī)制以及防治方法展開全面的研究。

（3）對(duì)津浦鐵路臨淮關(guān)-滁州段第地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)災(zāi)地質(zhì)災(zāi)害防治工作展開全面的研究

（4）將黃山景區(qū)作為研究重點(diǎn)，對(duì)皖南山區(qū)公路沿線建設(shè)區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害展開全面的調(diào)查與分析，分析山間谷地村鎮(zhèn)存在的危害性，對(duì)危害的路段以及瀕危村鎮(zhèn)展開詳細(xì)調(diào)查，并針對(duì)性地提出有效的防治措施。

（5）對(duì)大別山區(qū)域環(huán)境地質(zhì)情況展開全面系統(tǒng)的調(diào)查，了解和掌握小流域地質(zhì)環(huán)境問題，并展開全面系統(tǒng)的評(píng)價(jià)工作，對(duì)山區(qū)公路地質(zhì)災(zāi)害展開全面的分析和研究，了解其產(chǎn)生條件和發(fā)生水土流失以及泥石流的背景，并針對(duì)性地將防治措施提出，降低災(zāi)害發(fā)生造成的不利影響。

（6）通過光譜探測遺跡以及遙感技術(shù)手段，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測以及預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，同時(shí)構(gòu)建完善的信息反饋系統(tǒng)。