基于RS和GI S的三峡库区滑坡易发程度与土地利用变化的关系研究

三峡工程建设以来,库区土地利用类型发生重大变化。为深入研究三峡库区蓄水以来滑坡发育与土地利用类型变化的关系,本文利用不同时期(1987年、2000年和2010年)卫星影像,研究三峡库首区秭归至巴东段长江干流土地利用类型变化,采用滑坡面积模数比(R_si)分析滑坡发育与土地类型及变化的关联性。结果表明:(1)在1987~2010年间,研究区植被覆盖率持续下降,居民建筑区面积和耕地面积不断增长,蓄水后水域面积扩大了1倍;(2)植被区、耕地和居民建筑区的滑坡R_si依次增大,滑坡R_si随着人类活动强度增强而增大,表明滑坡发育与人类活动强度呈正相关性;(3)依据R_si值大小,将研究区滑坡易发程度分为高、中和低3个区,滑坡主要分布在高、中易发程度区,与实际情况较吻合。因此,在开展库区滑坡风险评估时,需要考虑土地利用类型变化这一因素。研究结果以期为三峡库区土地利用规划、地质灾害防治提供理论支撑。     

群体滑坡的地质结构类型与发育特征

溯源、剖析、界定了前人关于滑坡群、滑坡带术语的由来、内涵、定义,提出了群体滑坡和滑坡集群2个新的术语,并整合了它们之间的相互关系;初步厘定了群体滑坡的分类方案,确定了群体滑坡的基本组合型式;列举中国南方和北方大量有关的实际例证,逐一介绍了目前已知的5种最基本组合型式的发育产出特征及平面构图特点.认识到研究群体滑坡的科学意义:可拓宽灾害地质的研究视野和内容,将丰富灾害地质研究的已有理论,能为灾害地质风险评估和防治提供大尺度的分析依据.最后强调指出,研究群体滑坡首先必须厘定其组合型式,最终才能揭晓新生滑坡的产生规律.     

三峡水库运行期地质灾害变形特征及机制分析

为进一步归纳三峡库区地质灾害变形特征及机制,本文基于三峡库区189处地质灾害专业监测数据,通过对地质灾害位移-时间曲线深入研究,结果表明:(1)2017~2019年专业监测地质灾害点的变形形势总体趋于缓和,变形主要发生在5月至9月,降雨为变形主要影响因素,根据地质灾害年变形量及地表宏观变形,划分为未变形或微变形、缓慢变形、较明显变形、明显变形等4类;(2)依据GNSS累积位移-时间曲线特征,将地质灾害变形特征划分为振荡型、直线型和阶跃型3种基本类型,其中阶跃型是发生明显变形和较明显变形的地质灾害主要变形形式,为库区地质灾害变形关注的重点;(3)通过变形特征和影响因素作用机制分析,总结了三峡水库运行期地质灾害存在8种阶跃变形特征,提出了不同因素作用下的变形模式,归纳了其累积位移-时间曲线在变形“台阶”的形态特征、高度控制因素、出现时间及重复规律性等4个方面差异。研究成果为三峡库区地质灾害变形分析和预警提供依据。     

基于多源数据三维可视化集成的高切坡解译

三峡库区移民迁建工程涉及20个区(县),在城镇和公路等基础设施建设中,人工开挖而形成了大量的高切坡,其中约90%处于不稳定状态,严重威胁着库区人民生命财产安全。选择库区长江干流具有代表性的秭归-巴东库段作为研究区,采取遥感、地理信息、地质图等多源数据融合及三维可视化技术,解译了高切坡177处(总长度25.165km),提取了高切坡的位置、规模、地层、坡度、斜坡结构、工程防护措施和危害对象等信息,并分析了高切坡与地层、岩性、坡度和斜坡结构的关系。研究表明:①高切坡主要分布于城镇区及公路内侧;②碳酸盐岩、结晶岩和碎屑岩3种工程岩组中高切坡的稳定性依次降低;③香溪-泄滩亚段碎屑岩地区高切坡稳定性差,应重点防治。     

三峡库区175米试验性蓄水期间塌岸调查分析

为掌握三峡库区高水位蓄水及水库试运行期间塌岸情况,在175米试验性蓄水期间(2008年10月和2012年12月)对三峡库区长江干流进行了2次塌岸调查,分别发现塌岸87处和88处,塌岸长度占干流岸坡总长度的0.62%,主要分布在秭归至巫山段。库区塌岸可归纳为4种单体形态和3种常见组合特征。塌岸发生模式上有独发式和群发式2种,塌岸发展模式有后退式、侧向发展式、邻近新增式和组合式等4种。库区塌岸主要受地层岩性及地形坡度控制,地形坡度30°以上、伸入河流的土质岸坡是塌岸易发区域。调查与分析得出,175米高水位试验性蓄水期间,三峡库区塌岸发育不多,且危害性较小。总体上,库区塌岸形势较为乐观,库岸防护工程取得了明显成效。     

基于粗糙集的支持向量机滑坡易发性评价

区域滑坡易发性评价对灾害中长期预测预报具有重要意义。以三峡库区秭归至巴东段为研究区,利用粗糙集理论对20个初始评价因子进行属性约简,去掉冗余或干扰信息,得到13个核心评价因子,并以此作为支持向量机的输入特征集,构建支持向量机模型,实现滑坡易发性评价。在易发性分区图中高易发区占8.2%,主要分布在童庄河右岸、归州河沿岸、青干河左岸、树坪至范家坪长江右岸、牛口到东壤口长江左岸和巴东附近;不易发区占 52.7%,主要分布于店子湾至巴东旧城以及远离长江水系及植被覆盖度高的区域。通过验证与分析,粗糙集-支持向量机模型在高中易发区中的预测精度为85.6%,其预测能力优于支持向量机模型;与野外调查对比,预测结果与实际情况吻合较好。研究表明,应用粗糙集和支持向量机相结合进行滑坡易发性评价具有预测能力强、计算效率高等优点。     

基于多尺度分割的岩石图像矿物特征提取及分析

针对传统岩石薄片鉴定以肉眼观察和描述为主,存在主观性强、定量困难等问题,将数字图像处理方法引入岩石矿物研究,提出了基于多尺度分割的岩石图像矿物特征信息提取方法。以铁质石英砂岩薄片显微镜下单偏光图像为实验对象,获取了石英颗粒的边界及其体积分数、大小、周长、长轴长度和方位、长轴和短轴比、圆度和形态指数等信息。其中：石英颗粒的体积分数为47.07%,小于基质的体积分数,在基质中呈漂浮状,为杂基支撑结构, 表明形成于沉积同生期;长轴的范围为50～604像素,表明石英颗粒大小不均、分选性差;颗粒的圆度为0.27～1.82,形态指数值为1.19～2.46,圆度和形态指数值较小,表明石英颗粒有一定的磨圆度。这种信息的获取和定量分析方法有助于对岩石图像的地学理解。     

大别山商麻断裂韧－脆性变形转换的时间约束及其构造意义

通过对商麻断裂的几何学和运动学的详细构造解析, 鉴别出呈先后依次发育层次由深到浅的3种不同构造层次的伸展性断裂构造活动, 从早到晚分别为: ①低角度向北西西方向滑脱的韧性剪切; ②西倾的低角度脆性、脆-韧性滑脱正断层; ③西倾的高角度脆性正断层.在构造年代学的基础上, 选择①末期与围岩同构造并顺围岩面理侵入结晶的花岗质伟晶岩脉和后期的花岗岩侵入体进行了锆石U-Pb年龄测试, 花岗质伟晶岩脉中13颗岩浆锆石给出了125.9±4.2Ma的年龄数据, 花岗岩中10颗岩浆锆石给出了118.8±4.1Ma年龄数据, 从而可以将商麻断裂带从伸展滑脱型韧性变形向脆性滑脱断层转换的时间很好的约束在126~119Ma之间.通过与前人研究结果的对比, 笔者将罗田穹窿形成的时间限定在了150~126Ma之间, 为研究整个大别山构造演化提供了新的年代学约束.      

治灾人的“链黄精神”

<正>20世纪90年代,国务院实施了长江三峡链子崖黄腊石地质灾害防治工程,简称"链黄工程"。经过8年努力,链黄工程全面竣工。时任地质矿产部部长宋瑞祥视察"链黄工程"现场后,总结出了治灾人"特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献"的"链黄精神"。"链黄工程"缘起长江三峡,气势磅礴,壮美秀丽,两岸奇峰巍峨险峻,江上船舸川流不息,尽显出这一黄金水道的独有特色。途径此地,无不陶醉于大自然造就的无限的峡谷风光之中。殊不