澜沧江德钦段地质灾害精细调查方法研究

绪论 0.1研究背景 澜沧江流域纵贯横断山脉，高山峡谷相间，是地质灾害高易发区。德钦县地处澜沧江流域腹地，长期受滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害危害，特别是县城周边发育的直溪河、水磨房河、一中河、巨水沟等四条特大型高位泥石流对城区的整体安全构成重大威胁。据记载，德钦县在历史上曾多次受到大规模滑坡、泥石流冲毁、淤埋，造成严重的经济损失和人员伤亡。直溪河曾于1966年、1974年和1986年分别暴发过3次大规模泥石流，冲毁大量民房和良田，造成1人死亡；水磨房河曾于1957年、1968年、1977年和1988年暴发过4次大规模泥石流，冲毁大量民房、桥梁等基础设施；一中河几乎年年都要暴发规模大小不等的泥石流，分别在1966年、1986年、1997年和2002年暴发了大规模的泥石流，冲毁学校、农田、道路等。目前，对于德钦县城周边4000m以上的地质灾害隐患调查评价深度不够，多处高位泥石流的物源分布，以及高位滑坡的地质结构与变形特征尚未完全掌握。同时，德钦县三面环山、地势陡峻、平地面积狭小，地质环境容量有限，已满足不了人口数量和城市建设规模都逐渐扩大的城市高水平发展需求。经过多次论证研究，德钦县明确了县城实施“整体搬迁，重点治理”的原则，做好搬迁选址技术论证、国土空间规划编制、地质灾害防治相关技术和应急保障等工作。 根据高山峡谷区城镇高质量发展与地质灾害综合防治的需求，亟需研究出一套系统翔实、大比例尺、精细化的地质灾害调查技术方法。2018年以来，中国地质调查局启动“澜沧江德钦—兰坪段灾害地质调查”项目，由作者牵头负责，针对山区城镇地质灾害精细调查方法、分布发育规律、风险评估等方面开展研究工作。同时结合云南省自然资源厅重点项目“基于星-空-地一体化技术的德钦县城地质灾害风险评估”与“基于星-空-地一体化技术的叶枝场镇(场镇是城镇体系中*基础、*末端的部分，是城乡之间以商业贸易活动为主的地方)地质环境适宜性评价”的研究成果，在此基础上提炼撰写成本书。 0.2主要研究内容 本书以澜沧江德钦段为重点研究区，以支撑服务高山峡谷区城镇国土空间规划和地质灾害防治为目标，开展了如下四个方面的研究。 （1）地质灾害精细调查与风险评估； （2）典型地质灾害形成机制与成灾模式研究； （3）山区城镇规划建设地质灾害适宜性评价； （4）地质灾害防治方案设计。 0.3研究思路与技术路线 在充分收集、分析已有地质灾害监测、防治工程资料的基础上，针对研究区特殊的自然条件，采用高精度遥感影像解译、无人机倾斜摄影、InSAR多期观测、机载激光雷达等技术手段，结合地面调查、工程地质测绘、工程地质勘查与试验、钻（槽、坑）探等技术方法，对城（乡）镇场址展开地质灾害调查评价，对危害场址的重大滑坡、泥石流进行调查和风险评价分区，并对典型地质灾害进行防治设计（图0.1）。 图0.1澜沧江德钦段地质灾害精细调查方法技术路线 0.4主要研究人员与分工 本书共分12章，包括澜沧江德钦段地质灾害精细调查与风险评估、典型地质灾害形成机制与成灾模式研究、山区城镇规划建设地质灾害适宜性评价和地质灾害防治方案设计等内容。 绪论由魏云杰、朱赛楠撰写。 第1章由魏云杰、王猛等撰写。回顾地质灾害调查历程，介绍地质灾害调查方法与风险评估的研究进展，分析山区城镇地质环境适宜性评价方法及存在问题。 第2章由余天彬、刘艺璇等撰写。介绍澜沧江德钦段的自然地理、地层岩性与工程地质岩组、地质构造与新构造活动与水文地质条件等孕灾背景。 第3章由王猛、余天彬等撰写。研究基于星-空-地一体化的地质灾害高精度遥感精细调查方法，分析地质灾害灾变趋势与成灾模式，并进行不同尺度的风险评估，为城镇规划建设和社会发展提供基础资料。 第4章由余天彬、王猛等撰写。对比分析德钦县城、叶枝场镇和营盘镇地质灾害发育的孕灾条件。 第5章由朱赛楠、胡爱国等撰写。开展德钦县城、叶枝场镇和营盘镇的地质灾害精细调查，查明地质灾害分布规律。针对危害德钦县城、叶枝场镇与营盘镇三处典型城镇的地质灾害开展精细调查。 第6章由王晓刚、谭维佳等撰写。开展基于InSAR、机载LiDAR技术的地质灾害稳定性动态评价。 第7章由魏云杰、王俊豪等撰写。分析澜沧江拉金神谷滑坡、水磨房河泥石流与叶枝场镇迪马河泥石流等典型地质灾害的成灾机理。 第8章由谭维佳、魏云杰等撰写。采用滑槽物理模型试验方法，分析滑体运动速度、堆积形态范围和远程运动模式，探讨坡度、块体粒径和滑坡质量等对滑坡运动堆积的影响。 第9章由魏云杰、余天彬等撰写。介绍地质灾害的风险评估方法，开展德钦县城、叶枝场镇和营盘镇的地质灾害风险评估。 第10章由张楠、苟安田、王洪磊等撰写。研究设计德钦县城、叶枝场镇滑坡、崩塌和泥石流等典型地质灾害的防治方案，开展直溪河泥石流的监测预警曲线分析。 第11章由魏云杰、朱赛楠等撰写。以云南省维西县叶枝场镇为例，介绍城镇工程建设适宜性评价研究方法。 第12章由王俊豪、魏云杰等撰写。对比分析云南漾濞县“5 21”地震灾区地质灾害的孕灾条件、发育分布规律、InSAR形变监测，评估地震灾区地质灾害风险，并开展重建区地质环境适宜性评价。 本书初稿分章节完成后，由魏云杰、朱赛楠进行统稿。 在调查研究工作和专著的撰写过程中，自始至终得到自然资源部地质灾害防治方向首席科学家殷跃平研究员、首席执行人韩子夜教授级高级工程师、四川省地质调查院成余粮教授级高级工程师等专家的技术指导和帮助，专家们提出了诸多指导性建议，极大地提高了本次研究成果的技术水平。借此机会，特向对本书研究提供帮助、支持和指导的所有领导、专家和同行表示衷心的感谢！ 由于作者水平有限，书中还有许多内容有待进一步深化研究，书中难免存在不妥之处，敬请同行专家和读者批评指正。 第1章地质灾害调查方法研究进展 国内外地质灾害调查评价工作历史悠久，欧美等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（金玺等，2015；杨宗喜等，2016；杨添天等，2018）。例如，1835～1965年，英国地质调查研究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、处理和解译。20世纪60年代以后，英国地质调查工作开展了多项改革，提出“走廊式填图技术”替代1∶5万图的填图做法，并服务于灾害防治与城乡建设工作中（杨宗喜等，2016）。美国、加拿大等欧美国家的地质调查工作也大致经历了这几个过程。 1.1地质灾害调查历程 自20世纪90年代，在自然资源部（原国土资源部）统一部署下，中央和地方国土部门分阶段、分层次、分目标开展了地质灾害调查工作：**阶段是1∶10万县（市）地质灾害调查与区划；第二阶段是1∶5万县（市）地质灾害调查与区划；第三阶段是1∶5万地质灾害风险调查与区划。2016年以来，自然资源部中国地质调查局开展了1∶5万地质灾害风险调查示范。 1.1.11∶10万县（市）地质灾害调查与区划 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1∶10万地质灾害概略性调查评价，累计完成2020个县（市）的地质灾害易发程度分区和防治区划；2005年以来，完成了1885个以县（市）为单元的地质灾害易发程度分区和防治区划，其中151个县（市）完成了地质灾害危险性评价，并针对城镇密集的地质灾害高易发区，开展了1∶1万地质灾害易发、危险和风险区划。 1.1.21∶5万县（市）地质灾害调查与区划 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1∶5万较详细调查评价，截至2020年底，全国共计完成1885个县（市）调查和41060处隐患点勘查，开展了全国地质灾害易发程度区划，编制完成了全国地质灾害易发程度分区图，并编制技术规范，启动了以省为单元1∶5万地质灾害隐患分布和易发程度区划工作。 1.1.31∶5万地质灾害风险调查与区划 2016年以来，自然资源部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1∶5万地质灾害风险调查示范，完成1∶5万调查面积近5万km2，完成重点区1∶1万调查面积近1万km2，形成县（市）级和乡镇级地质灾害风险区划与源头管控示范性成果。截至2020年底，全国层面部署了597个县（市）1∶5万地质灾害风险调查。在国家层面上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，各地组织开展地震影响区的隐患排查工作。2019年以来，利用综合遥感识别技术开展全国地质灾害高易发区9省（自治区、直辖市）221个县（市、区）共55万km2的地质灾害隐患综合遥感调查识别，初步构建基于“星-空-地”一体化的地质灾害调查技术方法体系，同时为支撑川藏铁路地质安全评价、中印边境地质灾害调查等重大任务提供地质灾害隐患综合遥感识别成果服务。目前，全国崩塌、滑坡、泥石流地质灾害易发区按照易发等级可划分为高、中、低三级，面积分别为121万km2、273万km2、318.2万km2，中-高易发区主要分布在川东渝南鄂西湘西山地、青藏高原东缘、云贵高原、秦巴山地、黄土高原、汾渭盆地周缘、东南丘陵山地、新疆伊犁、燕山等地区。通过上述工作，累计发现全国地质灾害隐患约33.22万处，并建立了全国地质灾害数据库。 编制印发了《地质灾害风险调查评价技术要求（试行）》《地质灾害风险调查评价编图技术要求（试行）》《地质灾害风险调查评价成果信息化技术要求（试行）》《地质灾害风险普查成果汇交和入库管理办法（试行）》等支撑地质灾害风险普查工作的配套技术标准；编制地质灾害风险普查教材，并提交国务院普查办，完善了技术标准体系。印发《自然资源部办公厅关于切实做好地质灾害风险普查工作的通知》（自然资办〔2021〕242号），全面启动地质灾害风险普查工作。目前，全国已陆续启动近1000 个县（市、区）地质灾害风险普查。完成《自然灾害综合风险普查实施方案和试点方案》中地质灾害防治工作目标、任务、要求等内容编写，组织开展北京房山、山东岚山等全国110个县地质灾害风险普查试点工作。部署开展地质灾害隐患综合遥感识别，完成全国高易发区11个省 321个典型县（市、区）121万km2的隐患综合识别任务，获取了9675处疑似隐患的位置、范围及其风险程度，按照县域开展图件和简表的编制工作后移交地方核查。 1.2高精度遥感调查方法 遥感技术是一门新兴的高新技术手段，具有时效性好、宏观性强、信息量丰富等特点，能快速提供可靠的地形地貌、地质构造和地物判别的信息；利用遥感技术开展地质灾害研究是非常重要的信息技术手段，遥感技术在地质灾害分析、预警、评估等方面正发挥着越来越重要的作用。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高，遥感技术已成为地质灾害及其孕灾环境调查、滑坡动态监测与预警、灾情实时调查与损失评估等工作不可缺少的手段之一（朱静和唐川，2012）。中国首次应用遥感技术开展滑坡研究始于1980年，在西南地区的二滩大型水电开发前期论证研究中，采用航空遥感进行坝址及库区的滑坡分布、规模及其发育环境调查，在此基础上评估坝址及