畢自航 李素敏 袁利偉 藺瑜

摘要：水電站建成投產(chǎn)后，水庫水位變化頻繁，改變了庫岸邊坡原有的穩(wěn)定性，易誘發(fā)邊坡失穩(wěn)破壞，從而對(duì)水電站的安全運(yùn)行及周邊居民區(qū)產(chǎn)生一定安全隱患。為了更好地掌握烏東德水電站蓄水過程中庫區(qū)邊坡的形變情況，通過SBAS-InSAR技術(shù)對(duì)該區(qū)域2020年5月至2022年8月間的升降軌哨兵數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，獲取了研究區(qū)的地表形變特征；結(jié)合庫水位變化情況、SAR數(shù)據(jù)反演出的邊坡土壤含水量后向散射系數(shù)，對(duì)識(shí)別出的5處不穩(wěn)定區(qū)域的形變機(jī)理進(jìn)行分析。結(jié)果表明：運(yùn)用升降軌InSAR可準(zhǔn)確識(shí)別出庫岸邊坡的形變情況，研究區(qū)最大年平均沉降速率為-92 mm/a；庫岸邊坡的形變趨勢(shì)與庫水位及土壤含水量后向散射系數(shù)變化有著明顯的相關(guān)性，水庫蓄水是致使邊坡體加速沉降的主要因素。

摘要：庫區(qū)邊坡； 形變監(jiān)測(cè)； 土壤含水量后向散射系數(shù)； 滑坡識(shí)別； InSAR； 升降軌； 烏東德水電站

中圖法分類號(hào)： P228；TV223

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.01.020

0 引 言

水電站蓄水后因水位的抬升、下降影響及庫水長期浸泡，邊坡體由自然狀態(tài)轉(zhuǎn)化為飽和與非飽和狀態(tài)，這種變化極易導(dǎo)致河谷岸坡發(fā)生變形失穩(wěn)和部分古滑坡體復(fù)活［1-3］。長江流域內(nèi)庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害屢見不鮮，滑坡產(chǎn)生的涌浪能傳播較遠(yuǎn)的距離，同時(shí)堆積體落入庫區(qū)，加快了電站上游的淤積，嚴(yán)重威脅著水電站的安全運(yùn)行和周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。溪洛渡水電站庫區(qū)就由于蓄水導(dǎo)致青杠坪邊坡于2016年4月發(fā)生失穩(wěn)破壞，大量的堆積體滑入金沙江，損毀大量房屋及公共設(shè)施［4］。因此，對(duì)水電站庫區(qū)內(nèi)的滑坡隱患區(qū)域開展監(jiān)測(cè)，掌握其分布和形變規(guī)律，準(zhǔn)確評(píng)估邊坡形變存在的危險(xiǎn)性具有重要意義。

一般的邊坡形變監(jiān)測(cè)，常運(yùn)用全站儀、GPS、深部位移計(jì)、鉆孔傾斜儀等手段獲取形變信息，但這都是點(diǎn)式的測(cè)量方式，覆蓋范圍有限且成本相對(duì)較高，不宜大范圍實(shí)施。為解決傳統(tǒng)邊坡監(jiān)測(cè)技術(shù)的局限性，合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量（InSAR）技術(shù)從20世紀(jì)90年代逐漸發(fā)展起來。在此基礎(chǔ)上，時(shí)序InSAR技術(shù)也開始走向大眾視野并廣泛應(yīng)用于高精度地表形變監(jiān)測(cè)。2002年，一些國外學(xué)者提出了差分干涉測(cè)量短基線集時(shí)序分析技術(shù)（SBAS-InSAR）［5］，該技術(shù)能夠限制空間去相關(guān)造成的影響，極大提高了常規(guī)InSAR的監(jiān)測(cè)精度。由于其具有全天時(shí)、全天候、覆蓋廣、數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，越來越多地被運(yùn)用于地面沉降監(jiān)測(cè)［6-10］。馮文凱等［11］運(yùn)用SBAS-InSAR技術(shù)，獲取了金沙江流域內(nèi)的沃達(dá)村巨型老滑坡體的垂直向及坡度向的形變信息，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)滑坡體的形變跡象與InSAR監(jiān)測(cè)結(jié)果有較好的一致性，分析了該滑坡體的形變特征及機(jī)理，研究表明降雨是造成坡體中前部復(fù)活的主要原因。

水是誘發(fā)邊坡體失穩(wěn)的一個(gè)關(guān)鍵因素，部分學(xué)者對(duì)滑坡體的形變失穩(wěn)模式開展了大量研究。鄧華鋒等［12］通過實(shí)地調(diào)查選取庫岸消落帶表層土，分析得出庫區(qū)消落帶邊坡受干濕循環(huán)的作用，邊坡抗剪強(qiáng)度、力學(xué)特性出現(xiàn)劣化。朱軍威等［13］通過對(duì)水動(dòng)力型滑坡進(jìn)行離心模型試驗(yàn)，結(jié)果表明庫水位下降是造成黃登庫區(qū)車邑坪邊坡形變的主要誘因，降雨為激發(fā)因素。為揭示降雨型滑坡的致災(zāi)機(jī)理，霍志濤等［14］通過調(diào)查和降雨入滲試驗(yàn)充分驗(yàn)證了土體體積含水率變化速率與邊坡失穩(wěn)破壞有明顯相關(guān)性。目前，通過野外地質(zhì)調(diào)查、模型試驗(yàn)等方法探究庫岸邊坡失穩(wěn)機(jī)理的技術(shù)已經(jīng)很成熟，但過程復(fù)雜，不足以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，并且難以反映邊坡體在“穩(wěn)定-蠕動(dòng)-失穩(wěn)”過程中的長期持續(xù)發(fā)育情況。

為此，本文運(yùn)用SBAS-InSAR技術(shù)，對(duì)Sentinel-1A升降軌數(shù)據(jù)計(jì)算出兩個(gè)LOS（雷達(dá)視線）向的地表形變量，通過對(duì)同名像素點(diǎn)相互擬合驗(yàn)證了監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性；采用升降軌能夠有效地解決單一軌道在高山峽谷區(qū)域識(shí)別中由于SAR成像的疊掩、倒置而造成結(jié)果不準(zhǔn)確的問題［15］。文中根據(jù)SAR影像的后向散射特征，反演出邊坡體的土壤含水量后向散射信息，探索庫岸邊坡的形變特征與土壤含水量后向散射系數(shù)的關(guān)系；相較于引入站點(diǎn)式的降雨數(shù)據(jù)進(jìn)行邊坡形變特征分析，本文的方法更能準(zhǔn)確定量地描述高山峽谷區(qū)域邊坡體的形變特征受外部因素影響的情況，可為同類型邊坡的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警提供一些參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于云南省祿勸縣和四川省涼山州交界處的烏東德水電站上游庫區(qū)，如圖1所示，研究范圍為東經(jīng)102°3′27″～102°39′11″與北緯26°0′17″～26°18′40″之間，下游與白鶴灘水電站銜接，上游為觀音巖水電站。烏東德水電站作為雅礱江匯入金沙江的第一個(gè)梯級(jí)電站，是一個(gè)極為重要的樞紐電站。水庫正常蓄水位高程為975 m，死水位高程945 m，正常蓄水位庫容58.63億m3。研究區(qū)內(nèi)為亞熱帶季風(fēng)氣候，多年平均氣溫15℃左右，降雨集中于每年5～10月，7月份雨水較為集中，是地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)期。金沙江流域內(nèi)谷深坡陡，兩岸坡體上植被稀少，受斷裂帶發(fā)育與岸坡卸荷影響，地表新生界第四系堆積物較多，極易引發(fā)滑坡和崩塌。

1.2 數(shù)據(jù)源

實(shí)驗(yàn)選取覆蓋烏東德水電站上游庫區(qū)的斜距單視復(fù)數(shù)Sentinel-1A升降軌C波段數(shù)據(jù)，空間分辨率為5 m×20 m，重訪周期為12 d，有著較高的時(shí)間分辨率。根據(jù)研究區(qū)特點(diǎn)，選擇IW成像模式的VV極化模式作為本文的數(shù)據(jù)源，具體參數(shù)見表1。

本文采用由美國國家航空航天局（NASA）主導(dǎo)測(cè)量的STRM 30 m分辨率數(shù)字高程模型（DEM），用于去除地形相位，采用AUX_POEORB精密軌道數(shù)據(jù)文件進(jìn)行影像軌道誤差的去除。

2 研究方法及數(shù)據(jù)處理

2.1 SBAS-InSAR技術(shù)

SBAS-InSAR是一種基于多主影像的InSAR時(shí)間系列分析方法［16］，該方法能夠較好地克服時(shí)空失相干影響，減弱大氣效應(yīng)與地形殘余相位引起的誤差，提高數(shù)據(jù)處理精度。其技術(shù)核心是在獲取的大量SAR影像的基礎(chǔ)上，根據(jù)時(shí)間基線及空間基線生成一系列子集，利用最小二乘原理獲得各子集的形變相位，使用SVD算法估算地表形變相位最小范數(shù)下的最小二乘解，最后通過反演計(jì)算得到最終的形變結(jié)果。雷達(dá)影像獲取到的并不是地表真實(shí)的形變信息，受地形起伏及大氣垂直分層影響，雷達(dá)影像相位中還包含地形相位、大氣相位、時(shí)空失相干等相位信息。數(shù)據(jù)處理過程中，需要去除這些干擾形變相位。設(shè)置合適的時(shí)間、空間基線閾值生成多個(gè)干涉相對(duì)，去除部分不理想相對(duì)以提升反演精度，得到的升降軌連接示意如圖2所示。

2.2 InSAR升降軌可視性

SAR是一種主動(dòng)式微波遙感側(cè)視成像系統(tǒng)［17］，雷達(dá)波束從衛(wèi)星飛行方向右側(cè)以一定的角度射向目標(biāo)地物，根據(jù)接收到的回波信號(hào)獲取地表信息。SAR影像的側(cè)視成像特點(diǎn)導(dǎo)致了在高原山區(qū)中探測(cè)地表有一定的局限性，存在一定監(jiān)測(cè)盲區(qū)。如圖3（a）所示，當(dāng)雷達(dá)照射到較陡斜坡時(shí)，山頂較山腳距離雷達(dá)天線更近，在SAR圖像上表現(xiàn)為山頂山腳位置顛倒的情況，造成疊掩現(xiàn)象。圖3（b）中，對(duì)于雷達(dá)照射不到的斜坡面，會(huì)在圖像中形成陰影。文章基于研究區(qū)DEM及雷達(dá)影像可視性對(duì)SAR影像進(jìn)行分析，剔除無效探測(cè)區(qū)域，避免造成InSAR結(jié)果識(shí)別不準(zhǔn)確，如圖4所示。

2.3 SAR影像土壤含水量后向散射系數(shù)反演

土壤含水量是影響邊坡體沉降的重要因素［18］，土壤含水量與降雨、庫水位有著很大的相關(guān)性，是兩者共同作用下的一個(gè)表現(xiàn)。一般的降雨、土壤含水量數(shù)據(jù)都是通過點(diǎn)式的氣象站臺(tái)測(cè)量得到，空間分辨率過低，引入該數(shù)據(jù)對(duì)邊坡沉降因素分析時(shí)有一定的局限性。本文利用SAR數(shù)據(jù)反演地表土壤含水量后向散射系數(shù)，由于其具備一定的穿透力，可極大降低地表植被對(duì)反演造成的影響，提高反演的精確性［19］，同時(shí)還具備大尺度監(jiān)測(cè)能力，有利于掌握研究區(qū)土壤含水量的動(dòng)態(tài)變化情況。雷達(dá)后向散射系數(shù)由土壤含水量、植被與地表粗糙度組成［20］，由于本文的分析研究是基于土壤含水量后向散射系數(shù)的變化趨勢(shì)，同一區(qū)域中植被與地表粗糙度貢獻(xiàn)的少量值可以忽略。為減小誤差，在文中以后向散射系數(shù)均值作為最終的土壤含水量后向散射系數(shù)結(jié)果。圖5所示為不同時(shí)期的土壤含水量后向散射系數(shù)變化。

通過對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)的預(yù)處理，得到了地表的總后向散射系數(shù)，具體公式為

σ°=DN2∕A2（1）

σ°dB=10lg （σ°）（2）

式中：σ°為雷達(dá)后向散射系數(shù)，DN為SAR像元的原始灰度值，A為系統(tǒng)接收天線的有效面積。

3 結(jié)果識(shí)別及成因分析

3.1 升降軌形變特征分析

通過對(duì)Sentinel-1A升降軌數(shù)據(jù)的處理，獲取了研究區(qū)2個(gè)LOS向的邊坡體形變特征情況，其中藍(lán)色負(fù)值為遠(yuǎn)離LOS向的位移，紅色正值為靠近LOS向的位移。降軌識(shí)別結(jié)果如圖6所示，識(shí)別到不穩(wěn)定區(qū)域6處，分別為A3、A4、A5、A6、A7、A8。通過對(duì)InSAR監(jiān)測(cè)有效區(qū)域的分析，可以發(fā)現(xiàn)研究區(qū)部分邊坡沉降處于一個(gè)持續(xù)發(fā)育的狀態(tài)，升軌的沉降速率集中于-110～140 mm/a，降軌的沉降速率集中于-93～64 mm/a。形變主要集中于庫區(qū)消落帶區(qū)域，最近的形變區(qū)為距離烏東德水電站壩址約為28 km處的皎平渡區(qū)域（A3）。從圖7的升軌年平均形變速率可以看出，監(jiān)測(cè)結(jié)果中共識(shí)別出不穩(wěn)定坡體2處，用點(diǎn)號(hào)A1、A2表示，與降軌識(shí)別區(qū)域A3、A8一致。

研究區(qū)位于西南高山峽谷之間，未能獲取到同期地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為InSAR監(jiān)測(cè)結(jié)果的驗(yàn)證，文中采用升降軌同名像素單元驗(yàn)證的方法對(duì)InSAR結(jié)果進(jìn)行評(píng)定。在研究區(qū)降軌結(jié)果中均勻選擇了Y1、Y2、Y3、Y4共4個(gè)參考驗(yàn)證點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的升軌參考點(diǎn)為Y1′、 Y2′、Y3′、Y4′，分別把4個(gè)點(diǎn)位的LOS向形變投影至垂直向形變。從圖8的升降軌數(shù)據(jù)擬合結(jié)果中可以看出，4組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都達(dá)到了一個(gè)很好的相關(guān)度，相關(guān)系數(shù)最高為0.93，最低為0.76，說明聯(lián)合升降軌的InSAR地表監(jiān)測(cè)在該區(qū)域具有很強(qiáng)的可靠性，該方法能夠運(yùn)用于該區(qū)域的形變監(jiān)測(cè)。

3.2 典型形變區(qū)域成因分析

對(duì)研究區(qū)內(nèi)InSAR識(shí)別出的A3、A4、A5、A6、A8共5個(gè)潛在滑坡區(qū)進(jìn)行分析，文中根據(jù)SAR影像的后向散射特征，反演出區(qū)域內(nèi)的土壤含水量后向散射系數(shù)均值，該值是庫水位與降雨共同作用的結(jié)果，引入該數(shù)據(jù)分析形變特征。烏東德水電站庫區(qū)蓄水分為3個(gè)階段，第一階段于2020年1月21日蓄水至895 m；第二階段蓄水于2020年5月6日開始，歷時(shí)1個(gè)月，成功蓄水至死水位945 m；第三階段于2020年8月下旬蓄水至水位965 m；2022年8月底蓄水至975 m高程。在這期間庫水位一直在945 m死水位高程與975 m正常蓄水位高程之間變化。在庫水位上升過程中，由于水的外部壓力作用，邊坡體能夠保持一定的穩(wěn)定性；在庫水位穩(wěn)定時(shí)，邊坡體內(nèi)部逐漸出現(xiàn)滲流飽和且地下水位逐步抬高，坡體自重增加導(dǎo)致其穩(wěn)定性降低。在庫水位下降過程中，由于邊坡體地下水位下降存在滯后性，慢于庫水位的下降速度，內(nèi)外滲流力處于不平衡狀態(tài)后從而誘發(fā)邊坡沉降，但沉降趨勢(shì)相對(duì)于庫水位下降趨勢(shì)有所延后。以下分別對(duì)圖9所示的5個(gè)形變區(qū)進(jìn)行詳細(xì)分析：

（1） A3區(qū)域位于皎平渡區(qū)域的紅門廠處，距離烏東德水電站28 km，是離電站壩址最近的一個(gè)形變區(qū)域，如圖9（A3）所示。東西向落雪-通安斷裂穿過該區(qū)域，斷裂帶發(fā)育于早元古代褶皺基底中，后期多被斷裂切割破壞。結(jié)合歷史遙感影像能夠發(fā)現(xiàn)，A3區(qū)域在蓄水前為一處礦區(qū)，已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的開挖現(xiàn)象，坡體整體應(yīng)力受影響，邊坡后緣位置已經(jīng)出現(xiàn)了較為明顯的張拉裂縫；蓄水后該坡體受庫水位升降的影響邊坡前緣的第四系覆蓋層受侵蝕嚴(yán)重，部分位置基巖露出。A3區(qū)域主要以沉降為主，最大形變位于邊坡體右側(cè)，坡體隨著時(shí)間的推移呈現(xiàn)周期性變化，邊坡體上側(cè)道路則保持較為穩(wěn)定的情況。選取特征點(diǎn)A3-1、A3-2進(jìn)行分析，如圖10（a）所示。邊坡體土壤含水量后向散射系數(shù)在2020年7月份開始增大，同時(shí)邊坡體出現(xiàn)緩慢抬升現(xiàn)象，這是由于在庫水位、降雨等因素的影響下邊坡體吸水膨脹［21］，2021年4～7月間土壤含水量后向散射系數(shù)減小，這時(shí)庫水位處于較低位置且進(jìn)入夏季溫度升高，地表水分蒸騰作用增加導(dǎo)致了地表土壤含水量后向散射系數(shù)減小，邊坡體沉降出現(xiàn)了滯后的平穩(wěn)期；庫水位下降后邊坡體又開始新一輪的加速沉降。

（2） A4區(qū)域位于皎平渡中武山對(duì)岸邊坡，坡體較陡，坡度約為40°，下游960 m處為紅軍渡江遺址；該區(qū)域?yàn)槲飨蚱?，升軌監(jiān)測(cè)效果較差，部分區(qū)域相干性差導(dǎo)致無值。從圖9（A4）中可以看出，從邊坡中部位置已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的覆蓋層滑落，逐漸延伸至邊坡后緣位置，部分區(qū)域巖石裸露。A4區(qū)域在蓄水前為礦產(chǎn)開采區(qū)，情況與A3區(qū)域一致。在A4形變區(qū)域坡體中部和后緣位置選取A4-1、A4-2點(diǎn)進(jìn)行分析，如圖10（b）所示，兩個(gè)特征點(diǎn)表現(xiàn)出一致的形變趨勢(shì)。受電站蓄水影響，從2020年9月至2021年4月邊坡體土壤含水量后向散射系數(shù)處于一個(gè)較高的水平，邊坡體出現(xiàn)蠕動(dòng)變形；2021年2月庫水位蓄至高位開始回落，邊坡體土壤含水量后向散射系數(shù)開始減小后坡體出現(xiàn)了線性加速沉降的趨勢(shì)；2021年7月庫水位開始新一輪蓄水，地表土壤含水量后向散射系數(shù)逐漸增大，邊坡體出現(xiàn)短暫抬升后開啟了加速沉降的趨勢(shì)。

（3） A5形變區(qū)位于會(huì)理市的下壩附近，邊坡體頂部有一定沉降，坡體右下角則表現(xiàn)為小幅度抬升。邊坡為陡峭懸崖但從遙感圖像上觀察不到明顯形變現(xiàn)象。A5區(qū)域內(nèi)出露的基巖地層主要為震旦系燈影組、觀音崖組地層，邊坡體為基巖順向坡，坡體上部為后層白云巖，下部為第四系地層，但分布范圍較小，主要為崩塌堆積體。區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，主要構(gòu)造形跡有褶皺，南北向湯郎-易門斷裂從其穿過。在InSAR降軌結(jié)果中，邊坡體右邊相干性較低，形變區(qū)存在較多空值。選取坡體A5-1、A5-2兩個(gè)點(diǎn)分析其形變特征，如圖10（c）所示，特征點(diǎn)整體呈現(xiàn)出線性變化。由于該區(qū)域?yàn)閹r質(zhì)邊坡，土壤含水量后向散射系數(shù)變化處于一個(gè)較小區(qū)間；每年雨季集中降水極有可能會(huì)順裂隙滲入巖體，使巖體內(nèi)部處于飽水狀態(tài)，降低巖石強(qiáng)度。邊坡體周邊有多個(gè)村莊，形變的持續(xù)發(fā)生將造成一定程度的威脅。

（4） A6區(qū)域位于武定縣的五曲溝附近，整個(gè)坡體坡度較小，但形變量較大，形變范圍由坡體中央向四周擴(kuò)散，最大形變量為-175 mm，如圖9（A6）所示。選取了A6-1、A6-2兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分析，如圖10（d）所示，整體形變介于-175～112 mm之內(nèi)。2020年9月至2021年4月間，在降水及庫水位上升的共同作用下，邊坡體的土壤含水量后向散射系數(shù)處于一個(gè)較大的范圍，但邊坡體沉降量沒有出現(xiàn)較大增幅。從2021年4月之后土壤含水量后向散射系數(shù)開始出現(xiàn)減小，邊坡體加速形變至地表土壤含水量后向散射系數(shù)再次出現(xiàn)增加而變緩，這跟A3區(qū)域的形變機(jī)理一致。

（5） A8區(qū)域地處武定縣的必由召附近，該坡體為西向坡。從圖9（A8）中可以看出邊坡體為土質(zhì)邊坡，透水性較好；在庫水位上升過程中，受水的滲流作用坡體自重迅速增加，土體自身基質(zhì)吸力逐漸減小，導(dǎo)致坡體前緣形變量較大，且形變范圍逐漸向邊坡體中部擴(kuò)散。選取A8-1、A8-2進(jìn)行時(shí)序分析，形變量介于-246～33 mm間，是整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域形變量最大的一個(gè)邊坡。從圖10（e）中監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間系列可以發(fā)現(xiàn)，在監(jiān)測(cè)期間該坡體出現(xiàn)了兩次加速沉降趨勢(shì)。在2020年5月至2021年2月間邊坡體處于一個(gè)較緩慢的沉降過程，這是由于庫水位的上升作用讓邊坡體保持了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。2021年3月庫水位開始下降，地表土壤含水量后向散射系數(shù)也出現(xiàn)減少，之后邊坡處于一個(gè)加速的沉降狀態(tài)；2021年7月庫水位開始抬升，地表土壤含水量后向散射系數(shù)逐漸增加，在達(dá)到最大值后，邊坡體出現(xiàn)了緩慢形變后又開啟了新一輪的加速形變。

4 結(jié) 論

本文運(yùn)用SBAS-InSAR技術(shù)獲取了烏東德水電站上游庫區(qū)的升降軌形變結(jié)果，從土壤含水量后向散射系數(shù)變化及庫水位情況出發(fā)，對(duì)邊坡形變機(jī)制及形變演化過程進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

（1） 在監(jiān)測(cè)期間烏東德庫區(qū)岸坡一直在發(fā)生形變，部分邊坡累計(jì)沉降量較大。文中選取5處潛在滑坡區(qū)A3、A4、A5、A6、A8進(jìn)行分析，最大LOS向年平均形變速率為-92 mm/a，通過升降軌同名像素點(diǎn)的相關(guān)性分析和遙感影像的對(duì)比，充分驗(yàn)證了升降軌SBAS-InSAR技術(shù)在高山峽谷區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害隱患識(shí)別中的準(zhǔn)確性。

（2） 水電站蓄水是導(dǎo)致庫岸邊坡體發(fā)生形變的主要因素，在2020年5月至2022年8月的監(jiān)測(cè)期中，庫水位高程一直處于變化中，這加劇了對(duì)岸坡的侵蝕程度，導(dǎo)致邊坡前緣形成高陡臨空面，抗剪強(qiáng)度下降，在庫水位加速抬升及加速回落的過程中，邊坡沉降出現(xiàn)加速趨勢(shì)。研究區(qū)的形變特征與邊坡體的土壤含水量后向散射系數(shù)有著很大相關(guān)性，在蓄水至高位時(shí)，邊坡體吸水膨脹，邊坡體的土壤含水量后向散射系數(shù)處于一個(gè)較高的水平，表現(xiàn)出一定程度的抬升形變，隨后開始了加速沉降的趨勢(shì)；庫水位回落時(shí)，邊坡體土壤含水量后向散射系數(shù)減少，內(nèi)外滲流力處于不平衡狀態(tài)，在經(jīng)過短暫的平穩(wěn)期后又表現(xiàn)出了加速沉降的趨勢(shì)。通過引入SAR影像反演的邊坡體土壤含水量后向散射系數(shù)對(duì)形變區(qū)域進(jìn)行分析，較好地揭示了外部環(huán)境因素對(duì)邊坡體形變的影響，可為庫岸邊坡體的穩(wěn)定性分析提供一些參考。

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（編輯：劉 媛）

Monitoring and analysis of slope deformation in Wudongde Hydropower Station reservoir area based on InSAR

BI Zihang1，LI Sumin1，2，3，YUAN Liwei4，LIN Yu4

（1.Faculty of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China； 2.Yunnan Applied Research Center of Earth Observation Data，Kunming 650093，China； 3.Surveying and Mapping Geo-Informatics Technology Research Center on Plateau Mountains of Yunnan Higher Education，Kunming 650093，China； 4.Faculty of Public Safety and Emergency Management，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China）

Abstract：

Following the commissioning of hydropower stations，frequent water level fluctuations in the upstream reservoir area induced by activities such as reservoir storage and flood discharge，alter the original stability of the reservoir bank slopes.This alteration poses a significant risk of slope instability and damage，thereby impacting the safe operation of the hydropower station and posing potential safety hazards to the surrounding residential areas.To comprehensively understand the deformation of reservoir bank slopes during the impoundment of Wudongde Hydropower Station，sentinel data from ascending and descending orbits were processed using SBAS-InSAR technology for the period from May 2020 to August 2022.This study obtained surface deformation characteristics in the research area.By integrating reservoir water level variations with the SAR-derived slope soil moisture content backscattering coefficient，the deformation mechanisms of five identified unstable areas were analyzed.The results indicate that the use of ascending and descending InSAR accurately identifies the deformation of reservoir bank slopes，with the maximum annual average subsidence rate in the study area reaching-92 mm/a.The deformation trend of reservoir bank slopes exhibits a pronounced correlation with changes in reservoir water levels and soil moisture content backscattering coefficients.Reservoir impoundment is the main factor causing the accelerated settlement of slope.

Key words：

slope in reservoir area；deformation monitoring；soil moisture content backscattering coefficient；landslide identification；InSAR；ascending and descending；Wudongde Hydropower Station