川藏铁路：“星-空-地”识别技术助力深切峡谷区滑坡

川藏铁路自东向西横穿雅砻江段高山峡谷区，沿线滑坡地质灾害频发，且具有强隐蔽性、高突发性、强链状性、强破坏性等特点，严重威胁川藏铁路的建设和运营安全。为了实现对深切峡谷区重大滑坡地质灾害早发现早防范，采用孕灾环境条件分析、高精度遥感、InSAR监测技术、无人机航拍等 “星-空-地”识别技术，对深切河谷滑坡进行早期识别。获取深切峡谷区滑坡包括孕灾环境、斜坡空间几何结构、斜坡灾变演化特征等指标，构建深切峡谷区滑坡早期识别方法及指标体系，并运用该识别方法对典型滑坡甲西滑坡进行识别验证。以期为深切峡谷区滑坡地质灾害早期识别和防灾减灾等工作提供参考。

关键词:川藏铁路；深入峡谷区；滑坡；早期识别

川藏铁路在甘孜州雅江县横穿雅砻江段深切峡谷区，区内山高谷深，新构造运动强烈，气候多变，且该段深切峡谷区为铁路、公路、水电等重大工程建设项目集中区，同时也是崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的易发区，灾害规模大、成因复杂且突发性强、变形破坏发展趋势难以预测且破坏性强[1-3]。深切峡谷区滑坡多发育于高陡斜坡体上，具有高位启动、惯性加速、动力侵蚀、流通堆积，最终在下游河沟形成堵溃放大效应，破坏性极强[4-6]。深切河谷滑坡在失稳下滑过程中常表现出高速远程巨大的滑坡-碎屑流现象，具有强隐蔽性、强链状性、强破坏性，长期以来给人们的生命财产安全造成了深远的影响[7]。

近年来，许多学者采用空-天-地等多种技术和多学科交叉理论对深切河谷斜坡演化机制、动态变形破坏迹象、内外动力成因机制等角度采用不同方法研究了深切河谷滑坡早期识别[8-9]。许强等[10]提出三查体系对重大地质灾害隐患进行早期识别并进行专业监测，以此破解“隐患点在哪里”“什么时候可能发生”这一地质灾害防治难题。邓建辉等[11]采用多学科交叉融合的方法对青藏高原东南三江流域滑坡进行研究，从成因机制角度破解其链生演化难题，提出早期识别与风险防控体系。张毅[12]利用InSAR技术对复杂山区进行地表变形监测和滑坡早期识别，并构建了基于InSAR技术的滑坡识别方法和指标体系，梁京涛等[13]利用七期遥感卫星数据对西南深切峡谷区滑坡进行了早期识别、对斜坡微地貌动态演化特征、成因机制、运动模式等进行分析研究。本文以川藏铁路沿线雅砻江段深切峡谷为例，尝试采用遥感解译、InSAR探测、无人机航拍和现场调查等技术，对深切河谷滑坡早期识别和斜坡灾变过程进行系统的研究，提出深切河谷滑坡早期识别方法及指标体系，其研究结果为深切峡谷区地质灾害早期识别、风险评估、监测预警等研究提供参考。

1 研究区概况

研究区地处青藏高原东缘雅砻江中游，属川西高原寒温带、亚热带大陆性季风气候，气温从低海拔到高海拔立体变化显著。多年平均降雨量分别为751.7 mm，主要集中于5—9月，降雨量542 mm，占全年降雨量的86.4%。大地构造属川滇菱形块体的一部分，为鲜水河断裂带、玉龙希断裂带、理塘-德巫断裂带及甘孜-理塘断裂带所围限。研究区三叠系和第四系地层广布，主要出露地层为三叠系巨厚浅变质海相复理石沉积，主要包括瓦多组(T3w)、两河口组(T3lh)和雅江组(T3y)等，属海底浊积扇内扇、中扇、外扇及盆地平原等不同亚相[14]。瓦多组(T3w)以厚层-块状粉砂质板岩为主夹变质砂岩。两河口组(T3lh)和雅江组(T3y)以石英砂岩与绢云母板岩互层。研究区位于鲜水河地震带、盐源地震带和理塘地震带等三大地震带内，地震活动频繁，据史料记载和观测台网记录，自公元1700年以来至今300余年间，共发生强震31次，其中6～6.9级地震22次，7级以上地震9次。地震动峰值加速度0.15 g，地震动反应谱特征周期0.40～0.45 s，对应地震基本烈度Ⅷ度。

2 深切峡谷区滑坡早期识别

2.1 地质环境识别滑坡

根据研究区地质灾害发育的主控地质环境要素，选取地形地貌、地质构造、岩土体类型、活动断裂、地震、河流水系、降雨等7类影响因素作为评价指标[15-16]。采用信息量法，根据要素自身属性和空间分布特征，利用ArcGIS软件进行空间分析，获取研究区滑坡地质灾害易发性进行分区评价(图1)。

图1 研究区地质条件与滑坡易发性分区及早期识别图

根据计算得到川藏铁路雅砻江段滑坡地质灾害易发性分布特征，经综合研究分析找出适宜的临界点作为易发程度分区界线值，从而将全区划分为高易发区、较高易发区、中易发区和低易发区四个不同等级的区域。高易发区面积约440 km2，占研究区总面积的21.14%。研究区新构造运动作用明显，深切峡谷区主要为构造侵蚀高山峡谷地区，山高、坡陡、谷深，斜坡坡度普遍30°以上，局部地段可达60°以上甚至呈悬崖[17]。