黃細超，余天彬，王 猛，朱賽楠，宋 班，劉 文

（1.四川省地質(zhì)調(diào)查院（稀有稀土戰(zhàn)略資源評價與利用四川省重點實驗室），四川 成都610081；2.中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院（自然資源部地質(zhì)災(zāi)害技術(shù)指導中心），北京 100081）

0 引言

金沙江結(jié)合帶是一條以強烈擠壓為主的活動性斷裂帶，帶內(nèi)經(jīng)強烈侵蝕切割形成褶皺高山與深切河谷地貌，巖體結(jié)構(gòu)復雜破碎，軟弱巖層發(fā)育，流域性特大高位地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生[1?4]。受復雜地質(zhì)環(huán)境的影響，該區(qū)域歷史上發(fā)生過多起大型滑坡堵江事件[5]，如：特米滑坡、崗達滑坡、王大龍滑坡、旺各滑坡、白格滑坡、昌波滑坡、通錯滑坡、上卡崗滑坡、蘇洼龍滑坡[6?8]。

白格滑坡位于四川省甘孜州白玉縣與西藏自治區(qū)昌都市江達縣交界處，分別于2018年10月11日、11月3日兩次發(fā)生特大型山體滑坡，造成金沙江斷流并形成堰塞湖[9?10]。2018年10月11日，白格滑坡第一次發(fā)生滑動，滑坡體寬450～700 m，縱向長約2 000 m，滑坡體體積約25×106m3，滑坡體堵塞了金沙江上游河段并形成堰塞湖。10月13日，滑坡體堰塞湖自然溢流，堵江風險初步解除。11月3日，白格滑坡體第二次發(fā)生滑動，再次堵塞金沙江并形成堰塞湖，新增滑坡體約2×106m3，順河堆積長約270 m，并掩埋上次堰塞體潰決形成的泄流通道。第二次堵江堰塞體埡口高程約2 966.48 m，較第一次堰塞體高出約36 m[11?12]。通過人工干預(yù)治理，白格滑坡堰塞體于2018年11月13日被完全沖開，險情得以解除，但潰泄的洪水對下游四川、云南境內(nèi)的金沙江干流沿江城鎮(zhèn)、已建和在建水電站、道路和橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴重的洪澇災(zāi)害[13?15]。

通過采用多期、多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和無人機航拍數(shù)據(jù)，對金沙江結(jié)合帶白格滑坡兩次滑動及滑前斜坡變形特征進行遙感動態(tài)解譯，查明了白格滑坡的歷史變形特征、兩次滑動堵江堰塞體的動態(tài)變化特征及其發(fā)展趨勢。此次研究案例非常典型，對金沙江結(jié)合帶高位遠程滑坡災(zāi)害鏈式特征研究具有很好的參考借鑒意義。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

白格滑坡所處金沙江河谷為高山峽谷地貌，河谷底部最小寬約50 m，河面高程2 877 m，滑坡區(qū)后源高程3 712 m，高差835 m?；聟^(qū)滑前斜坡坡度整體較陡，中部坡度30°～50°，前緣、后部相對較緩，坡度20°～40°，局部0°～20°。

滑坡區(qū)地層為二疊紀-早三疊世崗托巖組（PT1g），呈近南北向展布于金沙江結(jié)合帶中，巖性為灰色絹云石英片巖，中下部夾有薄層石英巖；局部地段含較多的綠泥石、炭質(zhì)及鈣質(zhì)?；麦w后部發(fā)育區(qū)域性波羅-木協(xié)逆斷層。滑坡區(qū)巖層產(chǎn)狀為50°∠70°，斜坡為斜向坡（圖1）。

圖1 滑坡區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological setting of the study area

2 遙感技術(shù)方法

2.1 遙感數(shù)據(jù)源

白格滑坡區(qū)光學遙感信息源包括光學衛(wèi)星數(shù)據(jù)、無人機航空影像，共計46期影像。包括滑前28期影像、第一次滑后9期影像、第二次滑后9期影像（表1）?；坝跋穹直媛?.41～5 m，第一次滑后影像分辨率0.1～3 m，第二次滑后影像分辨率0.1～0.8 m?？梢钥闯?，該區(qū)域具有足夠的光學遙感數(shù)據(jù)，能夠滿足白格滑坡災(zāi)害鏈式特征遙感動態(tài)分析。

表1 白格滑坡遙感影像統(tǒng)計表Table 1 Remote sensing image statistics of Baige landslide

2.2 遙感圖像處理

通過對上述遙感數(shù)據(jù)源進行全色與多光譜數(shù)據(jù)融合，其中滑前影像融合采用12.5 m ALOS-1 DEM，滑后影像融合采用無人機航飛DEM。通過對正射影像數(shù)據(jù)進行幾何精校正、色彩調(diào)整和增強、添加地理要素，制作衛(wèi)星正射影像圖。同時，采用無人機航空攝影技術(shù)對滑后無人機航空影像數(shù)據(jù)進行處理，生成核線影像及影像匹配，對原始影像勻光、勻色處理，生成單張正射影像并鑲嵌制作正射影像圖。通過上述遙感圖像處理，獲得的白格滑坡多期典型遙感影像圖（圖2）。

3 遙感解譯結(jié)果與分析

通過對收集的46期光學遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)對白格滑坡進行滑前、滑后多期遙感動態(tài)解譯。采用2009—2018年的多源光學衛(wèi)星數(shù)據(jù)，解譯了白格滑坡滑前變形邊界、局部拉裂、崩滑破壞的動態(tài)變化特征；采用2018年10月12日—2018年11月1日無人機航空影像、衛(wèi)星影像，對白格滑坡第一次滑后的滑源區(qū)、滑坡堆積區(qū)、鏟刮區(qū)、后緣拉裂變形區(qū)等進行了詳細解譯和滑坡分區(qū)，同時圈定了白格滑坡后緣拉裂變形分布區(qū)域，分析白格滑坡拉裂變形發(fā)展趨勢；采用2018年11月5日—2019年6月28日無人機航空影像、衛(wèi)星影像，對白格滑坡第二次滑后的滑源區(qū)、堆積區(qū)（堰塞體）、鏟刮堆積區(qū)、鏟刮影響區(qū)以及拉裂變形區(qū)等進行詳細解譯和滑坡分區(qū)，并圈定滑坡后緣拉裂變形分布區(qū)域，分析滑坡潛在變形區(qū)的特征。通過多期遙感解譯，選取了25期典型影像（滑前12期，滑后13期）進行多時相遙感動態(tài)解譯分析，解譯分析結(jié)果見表2、表3。

表2 白格滑坡滑前多時相遙感動態(tài)解譯特征Table 2 Multi temporal remote sensing dynamic interpretation characteristics of Baige landslide before sliding

表3 白格滑坡滑后多時相遙感動態(tài)解譯特征Table 3 Multi temporal remote sensing dynamic interpretation characteristics of Baige landslide after sliding

3.1 滑前遙感解譯

通過分析白格滑坡歷史多期影像數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該滑坡從2009年開始便有了明顯的變形趨勢。下面結(jié)合光學影像主要從4個階段（2009—2011年、2011—2015年、2015—2017年、2017—2018年）來分析滑坡滑前的變形趨勢及特征。

3.1.1 第一階段2009—2011年

根據(jù)2009年12月04日—2011年12月25日的遙感影像，可以看出滑坡區(qū)早在2009年的時候便存在明顯形變跡象（圖3）。其滑坡后壁已經(jīng)基本連通，形成多條拉裂縫和下挫臺坎；同時，滑坡中后部發(fā)育多處中小型滑塌。該階段為滑坡早期滑動階段。

圖3 白格滑坡早期滑動階段滑坡變形特征（2011-03-04）Fig.3 Deformation characteristics of Baige landslide in early sliding stage（2011-03-04）

3.1.2 第二階段2011—2015年

從2015年2月22日影像發(fā)現(xiàn)，2011—2015年滑坡體上變形整體呈穩(wěn)定變形加大趨勢，但未發(fā)生劇烈的位移變化（圖4）。該階段為穩(wěn)定變形階段。

圖4 白格滑坡穩(wěn)定變形階段滑坡變形特征（2015-02-22）Fig.4 Deformation characteristics of Baige landslide in stable deformation stage (2015-02-22)

3.1.3 第三階段2015—2017年

從2017年12月22日影像發(fā)現(xiàn)，2015—2017年滑坡變形持續(xù)加劇，其滑坡后緣的拉裂縫和下挫臺坎以及滑體中部的滑塌范圍都在逐漸加大（圖5）。尤其是在滑坡后緣，通過高分一號衛(wèi)星遙感影像，其后緣的滑坡壁清晰可見，滑坡逐漸進入快速變形階段。

圖5 白格滑坡加速變形階段滑坡變形特征（2017-12-21）Fig.5 Deformation characteristics of Baige landslide in accelerated deformation stage (2017-12-21)

3.1.4 第四階段2017—2018年

進入2018年，白格滑坡變形持續(xù)加劇，多處滑坡變形部位連接成片，尤其是在后緣形成大規(guī)模的拉線槽。從2018年8月21日Planet衛(wèi)星影像上可以看出，此時滑坡的滑源區(qū)整體變形十分明顯，滑坡后壁發(fā)生了較明顯的整體下挫，滑源區(qū)中部發(fā)生了較大規(guī)模的滑塌，與滑坡上游側(cè)邊界連接在一起（圖6）。

圖6 白格滑坡劇烈變形階段滑坡變形特征（2018-08-21）Fig.6 Deformation characteristics of Baige landslide in severe deformation stage (2018-08-21)

3.2 第一次滑動遙感解譯

3.2.1 滑坡分區(qū)解譯

白格滑坡于2018年10月3日整體產(chǎn)生解體失穩(wěn)滑動，根據(jù)2018年10月12日北京二號衛(wèi)星影像解譯結(jié)果，滑坡分為滑源區(qū)、滑坡堆積區(qū)（堰塞體）、右岸鏟刮區(qū)、左岸鏟刮區(qū)組成、拉裂變形區(qū)等5個區(qū)（圖7）?；麦w平均寬約550 m，縱向長約2 200 m，滑坡體體積約35×106m3，其中堰塞體體積24×106～25×106m3，滑源區(qū)殘留體積8.8×106m3，右岸鏟刮區(qū)99×104m3，左岸鏟刮區(qū)25×104m3，滑坡主滑方向82°。滑坡最低點高程2 877 m，位于金沙江河面；滑坡最高點高程3 712 m，位于滑坡體后緣；滑坡體高差835 m?；磪^(qū)坡度35°，右岸鏟刮區(qū)30°，滑坡堆積區(qū)（堰塞體）5°，左岸鏟刮區(qū)22°（圖8）。

圖7 白格滑坡第一次堵江縱剖面圖Fig.7 Longitudinal section of Baige landslide for the first time blocking river

圖8 白格滑坡第一次滑動分區(qū)圖（2018-10-12）Fig.8 First sliding zone of Baige landslide (2018-10-12)

滑源區(qū)位于斜坡中上部，寬約600 m，縱向長約890 m，面積約44×104m2，滑源區(qū)平均坡度58°（圖9）。陡壁附近見局部垮塌、陡壁以上發(fā)育拉裂縫，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

圖9 滑坡滑源區(qū)無人機遙感影像（2018-10-12）Fig.9 UAV remote sensing image of landslide source area (2018-10-12)

滑坡堆積區(qū)（堰塞體）位于滑坡前部，堵塞金沙江，形成堰塞湖，沿金沙江帶狀分布?；露逊e區(qū)寬150～930 m，順金沙江長約2 200 m，面積約77×104m2；堆積高程2 880 ～3 010 m，平均堆積厚度45 m，堆積體體積24×106～25×106m3?；露逊e體由四部分組成：主滑體堆積區(qū)（DJT-3）、次滑坡堆積區(qū)（DJT-2）、上游堆積區(qū)（DJT-1）、下游堆積區(qū)（DJT-4）（圖10）。

圖10 滑坡堆積區(qū)（堰塞體）分區(qū)圖（2018-10-12）Fig.10 Zoning map of landslide accumulation area(weir body) (2018-10-12)

主滑體堆積區(qū)（DJT-3）位于堆積區(qū)中部，寬約400 m，縱向長約1 250 m，面積35.4×104m2，堆積體平均厚度50 m，堆積體體積17.70×106m3；次滑坡堆積區(qū)（DJT-2）位于右岸鏟刮區(qū)前部，寬約390 m，縱向長約400 m，面積16×104m2，堆積體平均厚度30 m，堆積體體積4.80×106m3；上游堆積區(qū)（DJT-1）位于右岸鏟刮區(qū)前部，次滑坡堆積區(qū)（DJT-2）北側(cè)，表部被金沙江河水淹沒，根據(jù)滑坡滑動方向判斷其北側(cè)邊界，寬約220 m，縱向長約350 m，面積7.4×104m2，堆積體平均厚度20m，堆積體體積1.44×106m3；下游堆積區(qū)（DJT-4）位于主滑體堆積區(qū)（DJT-3）東南側(cè)，寬約200 m，縱向長約1 100 m，面積17.7×104m2，堆積體平均厚度6 m，堆積體體積10.6×106m3。

右岸鏟刮區(qū)位于滑源區(qū)和滑坡堆積區(qū)之間，少量碎屑物質(zhì)殘留，寬約660 m，縱向長約350 m，面積約19.8×104m2，堆積體平均厚度5 m，堆積體體積99×104m3；左岸鏟刮區(qū)位于金沙江左岸，是山體滑坡高速沖擊、鏟刮形成的破壞區(qū)，植被被完全破壞，寬約1 200 m，縱向長約420 m，面積約25×104m2，堆積體平均厚度1 m，堆積體體積25×104m3。

3.2.2 滑體厚度計算

滑體厚度的計算主要是利用滑前滑后的DEM作迭代裁剪得到，其中滑前數(shù)據(jù)采用ALOS-112.5 m DEM，第一次滑后數(shù)據(jù)采用2018年10月16日無人機航空攝影獲取的DEM。首先，將滑坡前后兩期DEM數(shù)據(jù)進行配準到同一坐標系統(tǒng)下；然后，用滑坡范圍對兩期數(shù)據(jù)進行裁剪處理，得到滑坡前和滑坡后的滑坡范圍內(nèi)的DEM數(shù)據(jù)；而后，利用ArcMap軟件里的3D Analyst工具下的柵格表面填挖方命令，輸入滑前滑后DEM數(shù)據(jù)，就可以得到一個處理后的新柵格文件；最后，打開得到的柵格文件，點開屬性表，里面就有變化的體積和面積等信息，導出屬性表，將增加和減少的部分分別相加，就可得到滑坡前后增加和減少的總的面積和體積。

根據(jù)各項目片區(qū)水土資源狀況、農(nóng)業(yè)灌溉方式、生產(chǎn)布局和種植結(jié)構(gòu)等實際情況，把握“內(nèi)涵發(fā)展、適當外延”的論證原則，科學論證項目灌溉方式、水源選擇及灌溉面積，核減不合理新增灌溉面積，大力推進對現(xiàn)狀灌溉面積的節(jié)水改造。項目實施要選取高效節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)備，提高灌溉水利用效率，加快推行農(nóng)業(yè)灌溉用水總量控制和定額管理制度，在水資源開發(fā)利用程度較高的地區(qū)嚴格控制新增灌溉面積，在水資源條件較好的地區(qū)可適當新增灌溉面積，力求實現(xiàn)項目區(qū)用水總量的零增長或微增長。

第一次堵江滑坡體積計算結(jié)果：滑源區(qū)滑體體積17.24×106m3，鏟刮區(qū)堆積體積5.48×106m3，滑坡堆積體體積25.55×106m3（圖11）。

圖11 白格滑坡第一次堵江滑體等厚度圖Fig.11 equal thickness map of Baige landslide for the first time blocking river

3.3 第二次滑動遙感解譯

3.3.1 滑坡分區(qū)解譯

2018年11月3日，白格滑坡后緣正北方向發(fā)生再次滑塌形成堵江。根據(jù)2018年11月5日，無人機航空遙感影像解譯結(jié)果，白格滑坡第二次堵江分為二次滑坡滑源區(qū)、二次滑坡堆積區(qū)（堰塞體）、二次鏟刮（堆積）區(qū)、二次鏟刮區(qū)影響區(qū)組成、拉裂變形區(qū)等4個區(qū)（圖12?13）。

圖12 白格滑坡第二次堵江縱剖面圖Fig.12 Vertical section of the second river blocking of Baige landslide

二次滑坡滑源區(qū)：縱長約325 m，寬約400 m，面積約為123 143 m2。

潛在滑源區(qū)I：位于滑坡后緣左側(cè)，坡向176°，縱長約70 m，寬約80 m，面積約為123 143 m2。

潛在滑源區(qū)II：位于滑坡后緣左側(cè)，坡向170°，縱長約170 m，寬約330 m，面積約為47 089 m2。

二次鏟刮堆積區(qū)：順坡向，縱長約1 225 m，平均寬約160 m，面積約為200 305 m2。

二次滑坡堆積區(qū)：順河長約1 070 m，面積約為339 800 m2。

3.3.2 滑體厚度計算

同樣利用滑動前后的DEM作迭代裁剪得到，其中第二次滑后數(shù)據(jù)采用2018年11月5日無人機航空攝影獲取的DEM。通過計算獲得第二次堵江滑坡體積計算結(jié)果：滑源區(qū)滑體體積1.45×106m3，鏟刮區(qū)滑體體積6.66×106m3，滑坡堆積體體積8.91×106m3（圖14）。

圖14 白格滑坡第一、二次堵江滑體等厚度圖Fig.14 Equal thickness map of the first and second river blocking sliding mass of Baige landslide

3.4 潛在變形區(qū)遙感解譯

根據(jù)2019年6月28日無人機航射影像，對白格滑坡后緣潛在變形區(qū)進行遙感解譯。白格滑坡第二次滑后后緣潛在滑源區(qū)主要分為三部分，編號分別為Q01、Q02、Q03（圖15）。

圖15 白格滑坡第二次滑后后緣潛在變形區(qū)分布圖（2019-06-28）Fig.15 Distribution of potential deformation area at the back edge of Baige landslide after the second sliding (2019-06-28)

圖13 白格滑坡第二次堵江滑坡分區(qū)圖（2018-11-05）Fig.13 Zoning map of Baige landslide for the second time (2018-11-05)

潛在變形區(qū)Q01位于滑坡后緣右側(cè)，面積為60 372 m2，估算體積約為1.51×106m3。遙感解譯拉裂縫62條，走向以NW—SE向為主，長度在3.6～181.3 m不等；潛在變形區(qū)Q02位于滑坡后緣右側(cè)，面積為18 226 m2，估算體積約為36.45×104m3。遙感解譯拉裂縫56條，走向以近S—N向為主，長度在2.1～161.7 m不等；潛在變形區(qū)Q03位于滑坡后緣右側(cè)，面積為56 890 m2，估算體積約為1.25×106m3。遙感解譯拉裂縫96條，走向以NE—SW、NW—SE向為主，長度在5.1～104.3 m不等?？梢钥闯觯赘窕潞缶墲撛谧冃螀^(qū)發(fā)育，存在再次失穩(wěn)下滑的可能性，易造成再次堵江。

4 結(jié)論

金沙江白格滑坡所處斜坡在發(fā)生滑坡災(zāi)害發(fā)生前，已存在明顯的變形，利用遙感技術(shù)可進行多時相遙感動態(tài)監(jiān)測。

（1）根據(jù)多源、多期光學衛(wèi)星影像分析認為：白格滑坡滑動堵江前變形過程經(jīng)歷滑坡早期滑動階段（2009—2011年）、穩(wěn)定變形階段（2011—2015年）、快速變形階段（2015—2017年）、劇烈階段（2017—2018年）、破壞階段（2018年以后）等5個階段。

（2）根據(jù)第一次堵江后光學衛(wèi)星及無人機航空影像圖像遙感分析認為：滑坡分為滑源區(qū)、滑坡堆積區(qū)（堰塞體）、右岸鏟刮區(qū)、左岸鏟刮區(qū)組成、拉裂變形區(qū)等5個區(qū)。第一次堵江滑坡體積計算結(jié)果：滑源區(qū)滑體體積17.24×106m3，鏟刮區(qū)堆積體積5.48×106m3，滑坡堆積體體積25.55×106m3。

（3）根據(jù)第二次堵江后光學衛(wèi)星及無人機航空影像圖像遙感分析認為：二次滑坡滑源區(qū)、二次滑坡堆積區(qū)（堰塞體）、二次鏟刮（堆積）區(qū)、二次鏟刮區(qū)影響區(qū)組成、拉裂變形區(qū)等4個區(qū)。第二次堵江滑坡體積計算結(jié)果：滑源區(qū)滑體體積1.45×106m3，鏟刮區(qū)滑體體積6.66×106m3，滑坡堆積體體積8.91×106m3。

（4）白格滑坡第二次滑后后緣潛在滑源區(qū)主要分為三部分，編號分別為Q01、Q02、Q03，面積分別為60 372 m2、18 226 m2、56 890 m2，體積分別為1.51×106m3、36.45×104m3、1.25×106m3，存在再次堵江風險。