李玲玲,馬志強(qiáng)
(1.甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 地質(zhì)學(xué)院,甘肅 天水 741025;2.廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院,廣東 廣州 510800)
廣東省廣州市花都區(qū)受地形地質(zhì)條件、地質(zhì)構(gòu)造、降水條件等影響,加之人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈,使之產(chǎn)生大量的臨空面,從而導(dǎo)致崩滑泥等時(shí)有發(fā)生,其發(fā)育情況比較嚴(yán)重,查明其分布與特征對(duì)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有一定的促進(jìn)作用。而遙感技術(shù)作為一種能夠快速、準(zhǔn)確獲取宏觀和微觀信息的技術(shù)手段,在地質(zhì)研究和勘查中應(yīng)用廣泛[1-2],鑒于此,本文針對(duì)該區(qū)利用高分辨率衛(wèi)星影像,對(duì)其崩滑泥進(jìn)行解譯,并分析其分布規(guī)律,為今后制定防災(zāi)減災(zāi)計(jì)劃提供參考依據(jù)。
花都區(qū)位于廣東省中南部,廣州市北部,珠江三角洲的北緣。地理坐標(biāo)東經(jīng) 112°57′07″~113°28′10″,北緯 23°14′57″~23°37′18″,總面積 970.04km2。花都區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,平均降雨量1753.9mm,總體地勢(shì)北高南低,東高西低,地貌以丘陵、平原為主(見圖1 廣州市花都區(qū)地貌圖)。區(qū)內(nèi)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降災(zāi)害發(fā)育。
本次遙感調(diào)查采用的主要遙感信息源為覆蓋全區(qū)的Quickbird 和 spot5 數(shù)據(jù),其中 Spot5(分辨率 0.61m)、Quickbird(分辨率0.5m)衛(wèi)星數(shù)據(jù)資料用于區(qū)域環(huán)境地質(zhì)背景條件的遙感解譯,Quickbird(分辨率0.5m)衛(wèi)星數(shù)據(jù)資料用于遙感解譯一般地區(qū)和重點(diǎn)地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害體。
圖1 廣州市花都區(qū)地貌圖
遙感圖像處理主要指以下幾方面的工作:波段選擇及RGB 合成,數(shù)據(jù)的幾何校正,數(shù)據(jù)融合,多景影像鑲嵌以及圖像增強(qiáng)處理。
滑坡是斜坡變形破壞的一種,在遙感圖像上通常可通過其典型地貌特征進(jìn)行識(shí)別。首先是滑坡的形態(tài),常見的有簸箕形、舌形、不規(guī)則形,色調(diào)較深;其次通常能夠找出比較清晰的滑坡后壁、滑坡周界、滑坡臺(tái)階、滑坡舌等滑坡要素。
解譯標(biāo)志主要有:
(1)形態(tài):呈弧形、簸箕形、舌形或不規(guī)則形態(tài)。
(2)規(guī)模:滑坡大小通常與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。
(3)色調(diào)紋型:滑坡區(qū)與周圍有明顯差異,滑體周界常有與滑坡區(qū)分布基本一致的深色色環(huán)。
(4)地形:滑坡上部分坡體比周圍平緩,緩坡后及兩側(cè)有陡壁及側(cè)壁。
(5)滑坡后壁:平面呈圓椅狀,坡度大。
(6)其他:緩坡后部、后壁下,常存在負(fù)地形,有時(shí)有積水。
崩塌也是斜坡變形破壞的一種,在遙感圖像上通常通過其發(fā)育的地貌位置和堆積物特征進(jìn)行解譯。崩塌主要發(fā)生于地形較陡地段,堆積物呈倒石錐狀;新發(fā)生崩塌的崩塌壁多呈淺色調(diào)。
解譯標(biāo)志主要有:
(1)典型特征:具有明顯的后壁和堆積物。崩塌體輪廓清晰,堆積物表面通常不平坦,具有粗糙感,崩塌體的上部外圍有時(shí)具有放射狀的張節(jié)理。
(2)發(fā)生部位:多發(fā)生在陡坡或陡岸上,巖性多為節(jié)理發(fā)育的堅(jiān)硬巖石。
(3)倒石錐特征:坡腳常有倒石錐,組成巖土塊大小不等、零亂無序。在圖象坡面色調(diào)呈均勻的淺灰色至深灰色,邊緣多呈細(xì)點(diǎn)狀紋型,形態(tài)多呈三角形、契形。
泥石流通常發(fā)生在山區(qū)溝谷地帶,在溝口堆積有扇形或條形堆積物。所以,在解譯泥石流時(shí),首先要從遙感圖像上解譯溝谷的坡降比,判斷該坡降比是否達(dá)到發(fā)生泥石流的界限,其次解譯溝谷的溝口是否存在扇形或條形堆積物,最后判斷該溝谷的匯水流域內(nèi)是否有大量的松散堆積物來源。
不穩(wěn)定斜坡通常是地質(zhì)災(zāi)害的隱患點(diǎn),在遙感影像圖上比較清楚,其特征是形態(tài)呈弧型,輪廓線清晰,影紋粗糙,色調(diào)為較均勻的亮白一黃白色,坡面地形破碎,植被覆蓋率低,坡度較大,后緣為直線型或圓弧型的陡坎,坡前一般為房屋或公路。
通過此次地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查,共解譯出的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)與不穩(wěn)定斜坡點(diǎn)共284 處,其類型為滑坡、崩塌、泥石流、不穩(wěn)定斜坡,其中,滑坡34 處,占總點(diǎn)數(shù)的19.8%;崩塌6 處,占總點(diǎn)數(shù)的3.5%;泥石流3 處,占總點(diǎn)數(shù)的1.7%;不穩(wěn)定斜坡129 處,占總點(diǎn)數(shù)的75%(見表1)。
表1 地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)與不穩(wěn)定斜坡點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表
本次遙感調(diào)查各類地質(zhì)災(zāi)害大型有10 處,占總數(shù)的3.5%,中型有230 處,占總數(shù)的81.0%,小型有44 處,占總數(shù)的 15.5%(詳見表 2)[4]。
表2 地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)與不穩(wěn)定斜坡規(guī)模統(tǒng)計(jì)表(省標(biāo))
廣州市花都區(qū)海拔高程變化較大,海拔范圍1.20m-581m,相對(duì)高差579.8m。由于海拔高程變化大,所以將該區(qū)按海拔不同分為平原地貌(0~100m)、丘陵地貌(100~500m)和低山地貌(500~1000m)。統(tǒng)計(jì)不同地貌中發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害的數(shù)量,分析海拔高程與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的關(guān)系。通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),崩滑泥主要分布在丘陵地貌地區(qū),共計(jì)119 處,占災(zāi)害總數(shù)的69.2%(詳情見表3)。地質(zhì)災(zāi)害主要分布在丘陵地貌區(qū)的主要原因是該地貌區(qū)內(nèi)發(fā)育有5~15m 厚坡殘積層,這是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地層,同時(shí)在該地貌區(qū)內(nèi)人口密度較大,人類工程活動(dòng)影響大,切坡現(xiàn)象、坡面開墾活動(dòng)、植被破壞突出,以上因素為該地貌區(qū)為滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)。
表3 地貌類型與崩滑泥關(guān)系統(tǒng)計(jì)表
花都區(qū)的崩滑泥災(zāi)害點(diǎn)主要分布在塊狀堅(jiān)硬侵入巖組和松散巖類巖組中,其中塊狀堅(jiān)硬侵入巖組中有75處,松散巖類巖組中有44 處,分別占總數(shù)的43.6%、25.6%(詳見表4)。造成這一規(guī)律的主要原因是巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造,這兩類巖組均發(fā)育有厚度3~8m 風(fēng)化層,特別是在塊狀堅(jiān)硬侵入巖組中,風(fēng)化層最厚達(dá)25m。風(fēng)化層土體中含有砂礫成分一般在20~35%之間,由于其孔隙度較大,地表徑流較易入滲,從而使風(fēng)化層含水量增加,降低了土體強(qiáng)度,從而誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。
表4 地質(zhì)災(zāi)害與工程地質(zhì)巖組特征統(tǒng)計(jì)表
花都區(qū)斷裂構(gòu)造總體走向?yàn)楸睎|方向,該方向斷層規(guī)模大,延伸長(zhǎng)度長(zhǎng)。北東向構(gòu)造主要有雅髻嶺斷裂,出露于赤坭鎮(zhèn)北東部的雅髻嶺,走向近北東30°,傾向南東,傾角80°,為逆斷層;東西向斷裂構(gòu)造為石牙頂斷裂,出露于梯面鎮(zhèn)北部的石牙頂,走向近東西,傾向北,傾角70°,壓性逆斷層。通過分析地質(zhì)災(zāi)害分布與地質(zhì)構(gòu)造空間位置的關(guān)系可以看出,大量的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布在大斷裂構(gòu)造帶的上盤和下盤,而且崩滑泥的展布方向基本與斷裂構(gòu)造帶的方向一致。這就說明了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的形成發(fā)育有著明顯的影響作用。一是區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)控制地貌的形成發(fā)育,由此形成的低山地貌、丘陵區(qū)等臨空面發(fā)育,易于發(fā)育崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害;二是區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)能夠改變巖土體的結(jié)構(gòu),使巖石破碎,形成大量裂隙,降低力學(xué)強(qiáng)度,導(dǎo)致發(fā)生滑坡、崩塌等。
由于受遙感數(shù)據(jù)空間分辨率的限制,本次遙感調(diào)查主要以規(guī)模較大的滑坡、崩塌、不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害為主,地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害解譯的難度較大。從解譯結(jié)果上看,總體上,花都區(qū)地質(zhì)災(zāi)害在空間分布上的地域性不是很明顯,主要分布在丘陵地貌地區(qū),與大斷裂構(gòu)造帶活動(dòng)有著一定的聯(lián)系,地質(zhì)災(zāi)害分布與裂構(gòu)造帶的方向一致,巖性主要為塊狀堅(jiān)硬侵入巖組和松散巖類巖組,花都區(qū)崩滑泥的形成與其所處的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性及巖土體類型等地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)。除此之外,降雨入滲使巖土體的自重增加,使巖土體的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角變小,誘發(fā)了地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生,除此之外,人類工程活動(dòng)產(chǎn)生的大量臨空面也為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育提供了空間。
建議建立和健全地質(zhì)災(zāi)害防治領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu),組建地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮系統(tǒng),有效控制不合理的工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng),減少崩滑泥的發(fā)生,規(guī)范崩滑泥等地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急調(diào)查、監(jiān)測(cè)與預(yù)警等工作。同時(shí)要加強(qiáng)崩滑泥等地質(zhì)災(zāi)害的科普宣傳,提高全社會(huì)防災(zāi)減災(zāi)的意識(shí)和防災(zāi)避險(xiǎn)的能力。