新疆南疆地区典型地质灾害研究

第1章 新疆南疆典型地质灾害研究进展 1.1 概述 新疆地域辽阔，地形复杂多样，高山与盆地相间，形成独特的“三山夹二盆”的地形地貌格局，由于构造运动活跃，地质环境复杂，再加之降雨和春季融雪等水文影响因素，致使地质灾害频发。近些年来，新疆发生多起地质灾害链，造成重大人员伤亡和财产损失。2012年7月31日，新源县阿热勒托别镇辖区内铁矿发生滑坡-泥石流，21人死亡、7人失踪。2014年7月4日，精河县八家户农场牧业队夏季草场那仁果勒发生大型滑坡，6人死亡、经济损失约986×104元。2016年7月6日，叶城县柯克亚乡玉赛斯村发生滑坡-泥石流，造成36人死亡、6人失踪、8人受伤，经济损失约2.9×108元。截至2019年，新疆已发生的地质灾害造成683人失踪和死亡，直接经济损失9.38×108元。新疆地区地质灾害隐患现有11825处，主要灾害类型为滑坡、崩塌、泥石流等。这些地质灾害对经济发展起到严重阻碍作用，对于地质调查基础薄弱的南疆地区的生态经济发展造成巨大影响。现阶段，南疆地区地质灾害调查的成灾机制和孕灾条件等研究程度较低，对滑坡-泥石流、滑坡-碎屑流、滑坡-堰塞湖等链式灾害研究较少，从沟谷流域等大尺度区域来看，对典型地质灾害调查评价和危险性风险评估不足，同时南疆地区地质灾害防治形势趋于严重，防治工作面临巨大压力和挑战。为加快对新疆南疆地区地质灾害防治工作，服务新疆生态文明和经济建设又好又快发展，中国地质调查局设立“新疆南疆重点地区地质灾害应急调查”和“新疆叶城-乌恰地区地质灾害调查”项目，主动服务南疆典型地质灾害研究与防治需求，分析典型的滑坡-泥石流等地质灾害的成灾机理和致灾效应，对地质灾害链式效应突出的沟谷和富民安居点开展风险评价，工作成果及时运用到地方地质灾害防治规划中，有效推进了地质灾害调查成果的社会化应用。 1.2 地质灾害调查评价进展 1.2.1 调查技术研究进展 根据国际工程地质与环境协会（International Association for Engineering Geology and Environment，IAEG）、国际岩石力学学会（International Society for Rock Mechanics，ISRM）等制定的国际标准，结合中国地质调查工作实际情况，地质灾害调查评价主要是指易发性评价等内容。易发性评价主要是指哪些地方极易发生地质灾害的问题，这些主要是指在地质灾害编目数据的基础上，分析地质灾害所处的水文地质、地形地貌、坡型结构等综合考虑下地质灾害可能发生的情况，这是地质灾害危险性风险评估研究工作的重要基础工作（徐继维等，2015；卢全中等，2003；Smithk，1996；Tobing，1997；Guzzetti，2006）。 国外对区域地质灾害调查评价于20世纪70年代末期将遥感技术应用于区域地质灾害研究工作。由于遥感技术具有快速识别、高效和准确等特点，已成为区域滑坡等地质灾害调查评价和识别的首要技术手段，相关测绘遥感技术主要有可见光-近红外光学卫星影像、热红外遥感（thermal infrared remote sensing）、合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）、机载激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）测量等（卓宝熙，1991；Hoffmann et al.，2001；Ackermann，1999；石菊松等，2008；Zhao and Lu，2018；Kang et al.，2017）。这些技术已被广泛运用到地质灾害调查评价中，如2008年四川8.0级汶川大地震后，接连发生了2010年青海玉树7.1级地震、2013年四川芦山7.0级地震、2014年云南鲁甸县6.5级地震、2017年四川九寨沟8.8级地震和2019年四川长宁6.0级地震。地震是诱发滑坡发生的重要因素。地震发生后，**时间了解地震诱发滑坡发生情况，对抢险救灾的启动起关键作用，光学卫星遥感技术在其中扮演了重要角色。中国地震局许冲等(2013)利用高分遥感影像对2008年汶川地震滑坡进行了详细编录。中国地震局吴玮莹等(2017)利用高分辨率遥感影像（高分二号卫星影像、北京二号卫星影像），采用人工目视解译的方法建立了四川九寨沟地震滑坡目录。 近年来，中国西南山区高位地质灾害频发，造成了巨大的经济财产损失，如“2017年四川新磨滑坡”“2018年西藏白格滑坡”和“2019年贵州水城滑坡”等（殷跃平等，2017；张永双等，2020；Gao et al.，2020）。殷跃平、许强等专家学者提出面向重大地质灾害隐患早期识别的“三查”技术体系，从“空-天-地”开展“普查-详查-核查”3个维度来进行地质灾害识别（殷跃平等，2017；许强，2020；葛大庆等，2019；李振洪等，2019），具体流程如下。 （1）普查阶段：利用高分辨率的光学影像和合成孔径雷达干涉测量技术对历史上发生过变形破坏和正在发生明显变形的区域，进行全面性、区域性的普查。 （2）详查阶段：通过无人机航拍和机载LiDAR技术，对重大地质灾害隐患点、地质灾害高风险区、隐患集中分布区等地形地貌、岩土体结构等进行详细调查。 （3）核查阶段：通过地面调查复核以及对地表和斜坡体内部的观测，识别并确认普查和详查的结果。 1.2.2 地质灾害调查评价历程 根据中国地质环境监测院地质灾害综合研究室资料显示，我国的地质灾害调查评价工作主要分为以下三个阶段。 **阶段（1999～2008年），通过群众报灾、地勘队伍核查、填写记录卡片等方式开展了以县（市）为单元的地质灾害概略性调查评价，累计完成2020个县（市）。 第二阶段（2005年以来），为进一步掌握中-高地质灾害易发区地质灾害隐患特征，开展了以地面调查为主、辅以少量钻探和物探工作的较详细调查评价，截至2017年年底，全国共计完成1517个县（市）调查和30644处隐患点勘查。 第三阶段（2013年以来），中国地质调查局开展了以查明孕灾背景、易滑地层、主控因素、成灾模式、识别标志与预警判据为核心的地质灾害调查。截至2018年年底，第三阶段目前已累计完成调查面积3×104km2。 在部署实施上述工作的同时，各级地方政府按照职责分工在辖区内开展汛前排查、汛中巡查、汛后核查的地质灾害“三查”工作。2008年以来，结合汶川、玉树、芦山、鲁甸等地震地质灾害效应，各地组织开展了地震影响区的隐患排查工作。通过上述工作，累计发现全国地质灾害隐患约28.6×104处，并建立了全国地质灾害数据库。 根据2020年全国地质调查工作会议精神，我国的地质调查工作目前主要在以下9个方面：一是加强包括清洁能源在内的战略性矿产资源调查评价，增强支撑服务国家能源资源安全保障能力；二是加强自然资源综合地质调查和综合评价，提升服务国家重大战略的能力和水平；三是加强水文地质和水资源调查、资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价、生态地质调查，提升支撑生态文明建设和自然资源综合管理的能力；四是加强灾害地质调查和技术装备研发应用，提升地质灾害防治技术支撑能力；五是加强地质科技创新，提升向地球深部进军的能力；六是加强地质调查开放合作，提升服务“一带一路”建设的能力；七是加强管理改革与创新，提升地质调查治理能力；八是加强全面从严治党工作，提升党的政治建设统领地质调查业务的能力；九是加大疫情防控和重点工作统筹推进力度，保障生产安全、人员安全、保密安全。 国内外地质灾害调查评价工作历史悠久，欧美国家也经历了从找矿满足工业经济发展需求到成矿模型建立，从地球表层地形地貌变化到地球深部探测，从区域、部分到全局地球的研究等（杨宗喜等，2016；金玺等，2015；杨添天等，2018）。例如，英国地质调查研究工作从1835～1965年，这一时期主要的地质调查工作以单一的野外填图为主要任务，为工业化经济建设提供矿产资源信息。1965～1985年，英国地质调查工作开始加大对环境地质、水文地质工作投入，科研能力和城镇化的能力大幅度提升。1985年至今，英国地质调查工作定性为开展战略性地质工作研究，以及对相关资料的收集、处理、解译和战略。英国地质调查工作开展了多项改革，提出了“走廊式填图技术”替代一个1：5万图的填图做法，并服务于灾害防治与城乡建设工作（杨宗喜等，2016）。 1.2.3 新疆地质灾害工作程度 根据资料显示，截至2008年，全部完成1：10万县（市）地质灾害调查与区划90个，投入经费1682×104元，调查地质灾害隐患点8468处。截至2019年，完成山地丘陵区县（市）1：5万地质灾害详细调查76个，投入经费1.149×108元；已完成39个县（市）1：5万地质灾害详细调查数据的入库，新疆地质灾害隐患点数量为11825处。 2007～2019年，完成地质灾害专项勘查项目105个，投入经费约7128×104元。 在监测预警方面，地质灾害监测以群测群防为主，群测群防点3764个，初步建立县、乡、村三级地质灾害群测群防体系。 2008～2009年，自治区安排财政资金140×104元，实施地质灾害专业监测示范，建立了新源县、巩留县地质灾害监测示范站。 2016～2017年，自治区安排实施群专结合监测点30处，安装了普适性监测仪器，对地质灾害防治重点区实施群测群防人员培训、宣传演练、群测群防网络平台建设、典型防治工程交流等，提高了群测群防能力，促进了防治工作的有效开展。 2020年，拟部署1：1万地质灾害精细化调查工作，研究区域主要在昆仑山北麓的洛浦-墨玉县、叶城-莎车县和天山北麓昌吉-乌苏市等地质灾害重点区，面积约6000km2，投入经费约2600×104元。2020年，安排部署地质灾害专业监测点4个，拟建立地质灾害专业监测系统、数据采集与集成系统。 1.3 地质灾害风险评估进展 地质灾害危险性风险评估，主要分析在不同因素下地质灾害发生的可能性以及灾害产生的不良后果，是地质灾害风险管理的有机组成部分。地质灾害风险危险性评估的目的是客观反映区域内地质灾害总体发育水平和风险防控趋势，为地方政府在制订土地规划、城乡发展和地质灾害防治规划等方面提供依据。 1.3.1 地质灾害风险评估方法 根据灾害评估量化的程度，可以将风险评估的方法大致分为定性和定量分析两类。根据风险评估需求采取不同的研究方法。 1.定性分析 对地质调查程度不高、地质灾害数据有限的地区，定性分析可以有效地对地区进行地质灾害风险评估。定性分析目前主要的方法主要包括滑坡编录方法、危险性定性评估方法等（许冲等，2013，2018；Tanyas and Lombardo，2020；Matossian et al.，2020；刘希林，2013；王涛等，2009；黄雅虹等，2007）。 滑坡编录方法是通过统计地区的历年滑坡记录数据，利用这些数据进行滑坡危险性概率分析，是灾害分析的基础工作。但是滑坡编录也受许多客观条件限制，如许多滑坡发生时间、诱发因素不明确，同时也受限于滑坡编录制图人员对滑坡灾害分析的认知水平，地区滑坡灾害风险编录存在漏录和错录的情况，并且对滑坡编录的应用软件和编录制图标准缺乏统一认知，造成地区的滑坡编录水平低、可用性差。 随着计算机数据语言的发展，滑坡编录技术显著提升。相对于野外现场踏勘、人工测量等方法，目前基于GIS技术的滑坡编录技术的优势尤为明显。GIS技术可以有效地将地形、地貌、水文地质等诱发因素与滑坡灾害分布进行联合分析，更加直观地了解滑坡灾害的分布规律，并有效地预测潜在滑坡灾害规律，使得滑坡编录图的适用性大大提升。目前滑坡编录在许多大型工程设施中得到应用