張志軍, 李有三, 祁萬(wàn)強(qiáng), 蘇小欽

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 西寧自然資源綜合調(diào)查中心,青海 西寧 810000; 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 地質(zhì)探測(cè)與評(píng)估教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430074; 3.青海師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院,青海 西寧 810008)

中巴公路是連接中國(guó)與巴基斯坦的唯一一條陸上通道,全長(zhǎng)1 036 km,其中中國(guó)境內(nèi)長(zhǎng)度為420 km[1]。中巴公路也是“一帶一路”中的重要通道,隨著中國(guó)對(duì)能源的需求不斷增加,中巴公路對(duì)于中國(guó)保證能源安全具有重要意義[2]。奧依塔克—塔合曼段(簡(jiǎn)稱(chēng)“奧-塔段”)是中巴公路在中國(guó)境內(nèi)的咽喉路段,也是地質(zhì)災(zāi)害最頻發(fā)的地段[3]。該地段處于帕米爾東北緣的西昆侖褶皺系,地殼隆升強(qiáng)烈,河流深切、地形陡峭、風(fēng)化強(qiáng)烈、冰川廣布,這些復(fù)雜的地質(zhì)狀況為該段地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)提供了條件。文獻(xiàn)[1,4-11]針對(duì)G314沿線奧依塔克—布倫口段(簡(jiǎn)稱(chēng)“奧-布段”)泥石流災(zāi)害進(jìn)行了深入研究;文獻(xiàn)[12]對(duì)中巴公路奧-布段崩塌發(fā)育規(guī)律進(jìn)行了研究;文獻(xiàn)[13]對(duì)喀喇昆侖公路中國(guó)境外部分災(zāi)害體進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查;文獻(xiàn)[14]對(duì)公路沿線Attabad滑坡的潰壩風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析;文獻(xiàn)[15]對(duì)潛在的巨型冰川災(zāi)害進(jìn)行了評(píng)估;文獻(xiàn)[16]對(duì)主要冰川災(zāi)害的類(lèi)型、分布、特征、成因及發(fā)生頻率進(jìn)行了綜述。已有的針對(duì)中國(guó)境內(nèi)路段的研究大多基于地面調(diào)查,以泥石流為主,對(duì)于沿線崩塌、滑坡、冰川災(zāi)害研究較少;借助高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行的遙感研究中,多是注重?cái)?shù)據(jù)處理和分類(lèi)方法,如文獻(xiàn)[17]在云南東川地區(qū)進(jìn)行了高分二號(hào)(GF-2)衛(wèi)星數(shù)據(jù)遙感滑坡災(zāi)害識(shí)別研究;對(duì)于中國(guó)境外路段主要是基于遙感技術(shù)研究氣候變化與冰川災(zāi)害。本文基于國(guó)產(chǎn)GF-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)G314公路沿線地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行遙感解譯,總結(jié)研究區(qū)內(nèi)高寒環(huán)境下各類(lèi)災(zāi)害的影像標(biāo)志,弱化數(shù)據(jù)處理,注重對(duì)災(zāi)害體類(lèi)型及特征研究,以期為整個(gè)中巴經(jīng)濟(jì)走廊區(qū)域開(kāi)展全面調(diào)查提供參考。

1 研究區(qū)概況與遙感數(shù)據(jù)

G314奧-塔段位于喀什南部的阿克陶縣,地理位置在東經(jīng)75°00′～75°40′,北緯38°00′～39°00′,長(zhǎng)約178 km,路基海拔1 700～4 064 m,落差2 364 m。途經(jīng)公格爾峰(7 719 m)和慕士塔格峰(7 546 m)腳下。該區(qū)地處塔里木盆地西南的西昆侖腹地,在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和外應(yīng)力作用下,地貌形態(tài)復(fù)雜多樣,以山地為主的極高山、高山、中山之內(nèi),可見(jiàn)斷陷盆地、冰川地貌、河谷地貌,并發(fā)育洪積扇、河漫灘、階地等微地貌[4]。

蓋孜河谷處于帕米爾—西昆侖山北坡過(guò)渡帶,河谷內(nèi)發(fā)育5條大斷裂,其中慕士塔格斷裂、蓋孜斷裂、主帕米爾斷裂及肯別爾特?cái)嗔?條斷裂走向均為NW—SE,第5條昆蓋山南麓—公格爾斷裂呈NNE向，如圖1所示。

圖1 G314沿線奧-塔段斷裂分布

GF-2衛(wèi)星于2014年8月19日成功發(fā)射,是我國(guó)第一顆分辨率為亞米級(jí)的民用衛(wèi)星,該衛(wèi)星側(cè)擺角度多,定位精準(zhǔn),壽命長(zhǎng),輻射范圍廣,獲取的影像具有高空間分辨率、多光譜綜合光學(xué)特點(diǎn)[18]。與資源三號(hào)(ZY-3)、高分一號(hào)(GF-1)衛(wèi)星相比,GF-2衛(wèi)星影像對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的細(xì)節(jié)反映相對(duì)較好,在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中數(shù)據(jù)獲取更及時(shí)[19]。本次研究共收集到2018-01-10至2019-06-18期間78景影像,空間分辨率為0.8 m,借助ENVI和ArcGIS等軟件平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,采用影像融合、影像配準(zhǔn)、影像裁剪、影像鑲嵌、勻色等方法[20]生成反差適中、紋理清楚、鑲嵌完整、滿(mǎn)足空間精度要求的高空間分辨率的解譯底圖。

2 地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯

只有建立正確、具有代表性的解譯標(biāo)志,才能在大范圍解譯中提高準(zhǔn)確率和工作效率。下面以基于GF-2遙感影像建立滑坡的解譯標(biāo)志為例,對(duì)建立解譯標(biāo)志的過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。首先通過(guò)分析以往資料和本區(qū)地貌特征,研究滑坡的主要要素如滑坡后壁、滑坡體、滑坡鼓丘等的特征影像,建立初步的解譯標(biāo)志,再經(jīng)實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證解譯標(biāo)志的正確性、可靠性,并隨著地面調(diào)查和影像解譯工作的深入,反復(fù)解譯后不斷修正完善,最終確定區(qū)內(nèi)適用的影像標(biāo)志。本次工作共建立了7種典型地質(zhì)災(zāi)害的解譯標(biāo)志。為全面查清災(zāi)害體特征,提高解譯正確率,本次工作還進(jìn)行了無(wú)人機(jī)飛行調(diào)查,選取無(wú)人機(jī)正射影像在災(zāi)害多發(fā)段構(gòu)建三維立體可視化模型,輔助地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查。

G314沿線地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型主要為崩塌、滑坡、泥石流、冰湖潰決、凍融泥流、冰磧物長(zhǎng)程滑坡、溜石坡。本次遙感解譯共發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)146處,其中泥石流54處,崩塌30處,溜石坡25處,滑坡8處,冰磧物長(zhǎng)程滑坡12處,凍融泥流14處,冰湖潰決3處,如圖2所示。

圖2 G314沿線奧塔段地質(zhì)災(zāi)害分布

2.1 崩塌

在中高山地貌中,蓋孜河谷深切,坡形陡峻,山體基巖裸露,線性構(gòu)造異常發(fā)育,巖石強(qiáng)烈擠壓,G314沿線崩塌災(zāi)害頻發(fā)。受風(fēng)化、節(jié)理裂隙影響,基巖易形成陡崖上突兀的危巖體;而第四紀(jì)砂礫石構(gòu)成的階地陡坎所形成的小型崩塌,多以向坡腳快速垮塌形式存在,在坡腳形成松散堆積錐。在GF-2遙感影像上,崩塌體具有較粗糙的影紋,近期形成的崩塌具有較新鮮的崩塌壁,崩塌體色調(diào)較淺。典型崩塌影像如圖3所示。

圖3 典型崩塌影像

區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)崩塌30處,占災(zāi)害總數(shù)的21%。依據(jù)文獻(xiàn)[21]要求,根據(jù)本次圈定的崩塌體圖斑面積及野外調(diào)查數(shù)據(jù),崩塌按規(guī)模分為大、中、小型3級(jí),大型崩塌1個(gè),中型2個(gè),小型27個(gè);依據(jù)影像特征結(jié)合野外實(shí)際狀況,按穩(wěn)定性分類(lèi),穩(wěn)定性差26個(gè),較差4個(gè);按崩塌方式分類(lèi),區(qū)內(nèi)崩塌類(lèi)型多樣,并且部分為復(fù)合型,其中拉裂式崩塌最多,鼓脹式崩塌、傾倒式崩塌次之,錯(cuò)斷式崩塌少見(jiàn),復(fù)合型14處,單一型16處。綜上所述,本區(qū)崩塌的特點(diǎn)是規(guī)模小、穩(wěn)定性差、以拉裂式和復(fù)合型崩塌為主。

2.2 滑坡

滑坡沿G314分布較少,多發(fā)生于坡陡溝深、懸崖臨空的斜坡,大型滑坡可越過(guò)溝谷沖向?qū)γ嫔狡?，影像上主要表現(xiàn)為半圓形、圈椅形、馬蹄形等,滑坡后壁色調(diào)較淺,與周邊有較強(qiáng)反差,滑坡體表面雜亂破碎,且有明顯的位移和前突[22],如圖4所示。該滑坡體主體巖性為長(zhǎng)石石英砂巖。

1.滑坡后壁 2.滑坡后緣張裂縫 3.滑坡體

沿線共見(jiàn)滑坡災(zāi)害8處,占災(zāi)害總數(shù)的5%。根據(jù)影像特征和實(shí)地查證,對(duì)滑坡的類(lèi)型、規(guī)模、穩(wěn)定性等屬性進(jìn)行了定性分析[23]。按規(guī)模分類(lèi),區(qū)內(nèi)滑坡大型3處,中型2處,小型3處;按滑動(dòng)方式分類(lèi),牽引式6處,推移式2處;按穩(wěn)定性分類(lèi),穩(wěn)定性差6處,穩(wěn)定性較差2處,穩(wěn)定性好1處。綜上所述,本區(qū)滑坡以中小型為主,大型的次之,類(lèi)型以巖質(zhì)滑坡、牽引式滑坡為主,滑坡穩(wěn)定性差。

2.3 泥石流

泥石流是區(qū)內(nèi)最常見(jiàn)、致災(zāi)最嚴(yán)重的一種地質(zhì)災(zāi)害。泥石流堆積物在影像上與周邊反差明顯,多呈淺灰色調(diào),一般依據(jù)堆積扇面新舊程度和植被生長(zhǎng)與否推斷其頻發(fā)狀態(tài);根據(jù)泥石流流域地貌形態(tài)，可將其劃分為物源區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)。物源區(qū)多為四周山脊環(huán)抱的圍谷盆地或掌狀洼地[22],通常較開(kāi)闊、物源充足、易匯水;流通區(qū)坡度較陡,狹長(zhǎng)分布[24];堆積區(qū)在影像上一般呈現(xiàn)單一或多層淺色調(diào)的扇狀,扇體表面具流線狀紋理。局部地段泥石流橫跨公路呈過(guò)水路面。典型泥石流影像如圖5所示。

圖5 典型泥石流影像

共解譯泥石流災(zāi)害點(diǎn)54處,占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的37%。本次調(diào)查以高分遙感影像解譯為主,適當(dāng)參考前人的災(zāi)害資料[25],并結(jié)合野外驗(yàn)證分析,根據(jù)文獻(xiàn)[21]將本區(qū)泥石流按規(guī)模劃分為大型、中型和小型3個(gè)級(jí)別,按其主要誘發(fā)因素劃分為大氣降水型和冰川融水型2種。泥石流易發(fā)性判別主要是以遙感影像圖中泥石流總體特征(圖5)、堆積扇與主河道關(guān)系、扇體上植被發(fā)育程度等因素,以及泥石流所處的發(fā)育階段來(lái)定性。通過(guò)綜合分析判定,區(qū)內(nèi)54條泥石流溝中,大型7條,中型21條,小型26條;中易發(fā)47條,低易發(fā)7條;降雨誘發(fā)的有18條(占比33%)，冰雪融水誘發(fā)的有36條(占比67%)。綜上所述,該區(qū)泥石流災(zāi)害以中小型為主,中易發(fā)和低易發(fā)的占比大體相近,不易發(fā)的少。

2.4 凍融泥流

凍融泥流是受高海拔氣候影響特有的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型,多在凍土界線附近的半坡及坡腳部位形成,在氣溫升高時(shí),富含凍結(jié)層水的松散堆積物在融水后變成具有可流動(dòng)性的混合物,并在自身重力作用下沿坡面向下流動(dòng)形成凍融泥流。凍融泥流多呈不規(guī)則面狀、帶狀分布,影像上可見(jiàn)其表面具有蟲(chóng)蠕狀、皺紋狀流動(dòng)痕跡,影紋粗糙,與周?chē)纬擅黠@的差異。典型凍融泥流影像如圖6所示。

圖6 典型凍融泥流影像

區(qū)內(nèi)可見(jiàn)凍融泥流災(zāi)害14處,占災(zāi)害點(diǎn)總數(shù)的10%,主要分布在蓋孜—蘇巴什一帶的慕士塔格、公格爾雪山前緣,以及布倫口的艾格日喀拉馬一帶。該類(lèi)災(zāi)害一旦爆發(fā),可大面積覆蓋地面的道路、村莊、農(nóng)田,破壞范圍較廣。

2.5 冰湖潰決

區(qū)內(nèi)潰決冰湖僅有冰川堰塞湖(冰壩湖)和冰磧堰塞湖(冰磧湖)2類(lèi)。前者在影像上可依據(jù)冰磧物所處位置來(lái)判斷,冰川前緣的冰磧物前移堵塞河道,形成易潰決的冰湖;后者主要位于冰川末端,由冰磧壟阻塞形成湖泊,較易識(shí)別。典型冰湖潰決影像如圖7所示。

圖7 典型冰湖潰決影像

沿線共解譯出該類(lèi)災(zāi)害點(diǎn)3處,占災(zāi)害總數(shù)的2%,主要沿慕士塔格、公格爾雪山大型冰川前緣分布,在蓋昆雪山部分冰川前緣也存在此類(lèi)冰川湖。區(qū)內(nèi)冰湖大多為非連接型冰川補(bǔ)給湖,接受冰川融水直接補(bǔ)給,面積大于0.1 km2,且距離冰川末端的距離小于1.0 km。冰湖潰決的誘因主要有冰崩/冰滑坡、埋藏冰融化、冰川融水、強(qiáng)降雨、泥石流及上游冰湖潰決洪水。此類(lèi)災(zāi)害具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞力強(qiáng)及危害范圍廣等特點(diǎn),對(duì)下游地區(qū)的公路、村莊等造成潛在威脅。G314沿線在蓋孜—蘇巴什一帶河流上游地區(qū)發(fā)育較多冰磧堰塞湖,且冰磧物壩體大都較松散,一些冰磧物壩體內(nèi)有冰核。在出現(xiàn)冰體垮塌、連續(xù)降雨等多種誘因時(shí),上游的冰湖易潰決而發(fā)生大規(guī)模洪流,可與潰決口及沿途松散碎屑物形成泥石流災(zāi)害鏈,勢(shì)必造成嚴(yán)重影響。

2.6 冰磧物長(zhǎng)程滑坡

根據(jù)文獻(xiàn)[26]的實(shí)地調(diào)查,在公格爾和慕士塔格雪山附近發(fā)現(xiàn)了多處大型冰磧物長(zhǎng)程滑坡。對(duì)此類(lèi)滑行距離較遠(yuǎn)、堆積范圍廣、體積巨大的高速遠(yuǎn)程滑坡,本次工作利用GF-2衛(wèi)星影像從宏觀角度補(bǔ)充某些地面調(diào)查所不易觀察的結(jié)構(gòu)特征。

高速遠(yuǎn)程滑坡的地貌特征存在一定的差異,但某些特征地貌也具有一定相似性。據(jù)文獻(xiàn)[27]的研究,高速遠(yuǎn)程滑坡的主要地貌有脫落塊體、丘體、脊結(jié)構(gòu)及斷層,其中丘體和脊結(jié)構(gòu)較為常見(jiàn)。丘體常位于滑坡堆積物的近端位置,代表了滑坡物質(zhì)整體的運(yùn)動(dòng),丘狀結(jié)構(gòu)可能是內(nèi)部排水與侵蝕的結(jié)果。脊結(jié)構(gòu)又分為縱向脊和橫向脊,縱向脊是滑坡物質(zhì)被平行于滑動(dòng)方向的走滑斷層切割并在橫向擴(kuò)展下逐漸分離形成的;橫向脊是壓縮狀態(tài)下產(chǎn)生的,常與逆斷層有關(guān),并反映滑坡已進(jìn)入減速狀態(tài)。G314沿線的冰磧物長(zhǎng)程滑坡也是高速遠(yuǎn)程滑坡的一種,在影像圖中也可以見(jiàn)到類(lèi)似的縱向脊、橫向脊等,其地貌特征如圖8所示。

a—滑坡體 b—縱向脊 c—橫向脊 d—丘體

圖8中,縱向脊位于滑坡體中部,橫向脊位于滑坡前部,可見(jiàn)由縱向脊橫向擴(kuò)展分散而成的小型丘體。

在GF-2影像上滑坡體前緣滑移至另一側(cè)山坡上,其特征醒目,如圖9所示。

圖9 冰磧物長(zhǎng)程滑坡影像

結(jié)合文獻(xiàn)[26]的實(shí)地調(diào)查,此處就是滑坡體在外力影響下高速移動(dòng)沖上另一側(cè)山坡的沖高區(qū)。冰磧物長(zhǎng)程滑坡主要分布在公格爾山和幕士塔格山前的冰水斜坡上,在喀拉庫(kù)勒湖一帶分布4處,庫(kù)取喀爾齊一帶2處,慕士塔格冰水扇前緣發(fā)育6處。G314從滑體上穿過(guò)(圖9)。

2.7 溜石坡

溜石坡是高寒地帶由物理風(fēng)化和重力作用形成的一種常見(jiàn)地質(zhì)災(zāi)害。在海拔3 500～4 500 m的強(qiáng)物理風(fēng)化帶上,裸露巖石由于風(fēng)化作用和構(gòu)造作用形成大量可自由移動(dòng)的巖石碎屑,其粒徑一般為5～200 cm,以“安息角”(30°～40°)順坡保持非常脆弱的穩(wěn)定狀態(tài);但在地震、雪崩及流水等其他外力作用下,巖屑整體失穩(wěn),會(huì)沿山坡向低洼溝谷下滑形成溜石坡[28]。溜石坡在影像上呈面狀展布,影紋相對(duì)細(xì)膩平滑,局部見(jiàn)斑點(diǎn)狀或斑狀,整體上為灰色、灰黑色。典型溜石坡影像如圖10所示。

圖10 典型溜石坡影像

本次共解譯溜石坡災(zāi)害25處,占災(zāi)害總數(shù)的17%,主要分布于蓋孜檢查站一帶較陡的坡面上,呈錐形向下展布,更有甚者似瀑布狀懸掛于坡面之上。碎屑流表面碎石粒徑較大,人工及機(jī)械搬運(yùn)困難(個(gè)別巨大巖塊可達(dá)數(shù)噸),在下方施工清理過(guò)程中,上方碎石會(huì)不斷滑落,一旦坡腳失穩(wěn),巖屑流阻毀公路,清除作業(yè)將非常困難。

3 實(shí)地驗(yàn)證

外業(yè)查證主要是實(shí)地檢驗(yàn)解譯的災(zāi)害類(lèi)型及其屬性的準(zhǔn)確性,進(jìn)而完善解譯標(biāo)志,并對(duì)室內(nèi)解譯存在疑問(wèn)的災(zāi)害及孕災(zāi)背景進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。本次野外工作沿G314兩側(cè)地區(qū)查證災(zāi)害點(diǎn)38個(gè),災(zāi)害類(lèi)型包括泥石流、崩塌、溜石坡、滑坡、冰磧物長(zhǎng)程滑坡5種,地質(zhì)災(zāi)害解譯數(shù)量與驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1所列,驗(yàn)證正確率達(dá)97%。

表1 地質(zhì)災(zāi)害解譯與驗(yàn)證數(shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.1 泥石流實(shí)地查證

在蓋孜河谷兩側(cè),北側(cè)有蓋昆雪山,南側(cè)有公格爾、慕士塔格雪山,其上被大面積的山岳冰川覆蓋,隨著氣候變暖,冰川退化、消融加劇,冰舌后退導(dǎo)致徑流量增大或冰湖面積擴(kuò)大,加上河谷兩側(cè)有豐富的冰磧物、殘坡積物,以及所處地形陡峻,時(shí)有大規(guī)模冰川泥石流的發(fā)生。布倫口鄉(xiāng)東側(cè)的一處大型冰川泥石流影像及實(shí)地照片如圖11所示。

圖11 布倫口鄉(xiāng)東側(cè)冰川泥石流影像及實(shí)地照片

溝口處可見(jiàn)早期終磧垅,扇面堆積物多為松散冰磧物,礫石呈棱角狀,分選差,粒徑以0.5～1.0 m居多,扇面無(wú)植被,且分布多條大沖溝,泥石流溝道隨機(jī)分布,早期修建的防護(hù)壩已被沖毀。由此判定該泥石流正處于旺盛期,高發(fā)且流量大。G314從泥石流堆積扇前緣通過(guò),在公路上可見(jiàn)少量碎石土(圖11c),并且有鏟車(chē)清理過(guò)的痕跡,說(shuō)明經(jīng)常出現(xiàn)公路被掩埋、侵占現(xiàn)象。

3.2 崩塌實(shí)地查證

基于無(wú)人機(jī)正射影像構(gòu)建的3D立體模型及實(shí)地照片如圖12所示。通過(guò)3D立體模型可多角度觀察危巖體特征(節(jié)理裂隙及臨空狀態(tài))、崩塌后壁、坡腳堆積體形態(tài)等。從圖12a、圖12b可以看出:陡坎下的小型崩塌特征明顯;G314沿線奧依塔克附近的巖質(zhì)崩塌體巖性為古近紀(jì)紅色泥巖、礫巖,巖石風(fēng)化嚴(yán)重、表層碎裂,坡腳為更新世—全新世坡積物,其上覆蓋紅色礫巖倒石錐,大小混雜,結(jié)構(gòu)凌亂;還可見(jiàn)大塊崩塌體陡立路邊,極為危險(xiǎn)。圖12c、圖12d所示為巖質(zhì)崩塌,路邊隨處可見(jiàn)凌亂的小型倒石錐,地形坡度大于60°,巖性為砂巖,發(fā)育密集節(jié)理裂隙,大氣降水、冰雪融水等易滲入,加之地處高寒地區(qū),當(dāng)水進(jìn)入巖體結(jié)冰,膨脹產(chǎn)生凍脹力,降低抗剪強(qiáng)度,使巖體發(fā)生崩塌。

圖12 崩塌無(wú)人機(jī)3D影像及實(shí)地照片

3.3 滑坡實(shí)地查證

區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害數(shù)量不多,G314上未見(jiàn)滑坡災(zāi)害,多出現(xiàn)在G314周邊鄰區(qū)。其中最典型的滑坡在奧依塔克鎮(zhèn)冰川公園外圍區(qū)域,遙感影像與實(shí)地照片如圖13所示。觀察此處地形,溝谷切割深,坡面陡峻,中部緩處為凹形山坡,巖性為長(zhǎng)石石英砂巖、石英砂巖,巖石片理化嚴(yán)重,巖層產(chǎn)狀為20°∠34°?；麦w規(guī)模巨大,滑體相對(duì)完整,堆積于溝谷兩岸山坡,最前沿高于中部,滑體破碎呈大小不等的大巖塊。從以上特征分析可知,滑體輪廓完整,前緣向?qū)Π稕_高,推測(cè)其形成過(guò)程為:早期山體上部崩塌發(fā)育,中部坡積物增厚,加之斜坡陡傾,坡腳河水沖刷,斜坡下部失去支撐,可能在地震的誘導(dǎo)下,半坡的崩積、坡積物以及裂隙發(fā)育的巖體,從斜坡頂部快速滑下,沖上對(duì)岸山坡,曾堵塞河道形成過(guò)堰塞湖。目前斜坡中部仍存在大量節(jié)理裂隙發(fā)育的危巖體和失穩(wěn)殘坡積物。公園內(nèi)商業(yè)建設(shè)及旅游業(yè)開(kāi)發(fā)不斷推進(jìn)，可能對(duì)冰川末端生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響,進(jìn)而引發(fā)冰川消融等問(wèn)題,這一系列環(huán)境改變問(wèn)題可能再次引發(fā)此處的滑坡災(zāi)害:① 人類(lèi)的工程建設(shè)會(huì)加劇斜坡失穩(wěn)進(jìn)程,誘導(dǎo)斜坡中部的殘坡積物及危巖體向下崩落;② 冰川周?chē)鷳B(tài)環(huán)境變化可能導(dǎo)致山谷風(fēng)等局地氣候發(fā)生改變,進(jìn)而影響降雨量,而此處滑坡地貌上為易富水的凹地形,在反復(fù)的凍融作用下,巖土物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變,抗剪強(qiáng)度降低,導(dǎo)致失穩(wěn)地層滑坡形成災(zāi)害;③ 目前滑坡體已嚴(yán)重堵塞河道,河谷中只有1條深切沖溝,一旦冰雪大量融化或發(fā)生強(qiáng)降雨,將由于泄洪能力不足再次形成堰塞湖。

圖13 滑坡遙感影像及實(shí)地照片

3.4 溜石坡實(shí)地查證

在蓋孜檢查站一帶,兩側(cè)陡峭坡面上發(fā)育大量的錐形溜石坡,似瀑布狀順坡傾瀉而下。典型溜石坡實(shí)地照片如圖14所示。從圖14可以看出：溜石坡頂部為臨空的裸露巖體,巖性為云母石英片巖夾石英砂巖,其節(jié)理裂隙發(fā)育;溜石坡坡度大于30°,表面多為扁平狀或米粒狀巖礫,無(wú)明顯分選性,坡腳有少量的巖塊;錐形坡中部懸空處可見(jiàn)顆粒比表層細(xì)的巖礫,未固結(jié),為溜石坡底礫層。該溜石坡具備典型的“二元結(jié)構(gòu)”——表層為較粗的表礫層,下層為弱固結(jié)的底礫層。

圖14 典型溜石坡實(shí)地照片

3.5 冰磧物長(zhǎng)程滑坡實(shí)地查證

對(duì)慕士塔格附近的1處冰磧物長(zhǎng)程滑坡進(jìn)行實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn),在慕士塔格南緣的冰川前部廣泛發(fā)育凍融泥流,分布面積較大,因此早期滑坡的滑坡后壁、后緣有可能被后期泥流覆蓋,滑坡體與凍融泥流都是冰磧物,在形態(tài)特征上不易區(qū)分。冰磧物長(zhǎng)程滑坡影像與實(shí)地照片如圖15所示。

實(shí)地遠(yuǎn)眺可以看到地形起伏不平的滑坡后壁,滑坡體分布面積較大,物質(zhì)成分多為破碎的塊石、粗礫、砂土,分選極差,表面有巨大的漂石,其上具黑色巖石漆,在滑坡前緣可見(jiàn)滑體沖上對(duì)面山坡,形成一定沖高的丘壟狀堆積體。

滑坡堆積物呈現(xiàn)近緣厚、遠(yuǎn)端薄的特點(diǎn)。通過(guò)分析滑坡不同地貌單元的空間分布關(guān)系、滑坡體形態(tài)學(xué)特征及堆積物特征可知,冰磧物長(zhǎng)程滑坡形成過(guò)程可以劃分為徑向拉伸、橫向擴(kuò)展、壓縮3個(gè)階段,其在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中具有明顯的橫向和徑向速度分異特征。根據(jù)文獻(xiàn)[29]的研究結(jié)論以及實(shí)地調(diào)查結(jié)果,G314沿線的冰磧物長(zhǎng)程滑坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài),滑坡發(fā)生的觸發(fā)因素為地震,冰磧物下的冰體融化起到促進(jìn)作用。由于公格爾拉張系內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,強(qiáng)震頻繁,因此當(dāng)有強(qiáng)烈地震作為誘因時(shí),G314公路存在遭受此類(lèi)大型地質(zhì)災(zāi)害破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

4 地質(zhì)災(zāi)害分布特征及發(fā)育規(guī)律

G314沿線地質(zhì)災(zāi)害多發(fā),整體呈現(xiàn)類(lèi)型多、數(shù)量多、密度大的特點(diǎn),災(zāi)害規(guī)模以中小型為主。奧-塔段由于地質(zhì)、地形地貌及氣象水文條件復(fù)雜，受到強(qiáng)烈構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、人類(lèi)工程活動(dòng)影響及受全球氣候變暖影響,災(zāi)害頻發(fā),其分布表現(xiàn)出強(qiáng)烈的地形和地域差異。縱觀區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害,主要在河谷、溝谷兩側(cè)及冰川前緣地區(qū)多發(fā),與河流、冰川關(guān)系密切。從災(zāi)害類(lèi)型看,強(qiáng)降雨和冰川活動(dòng)誘發(fā)的災(zāi)害占多數(shù);泥石流所占比例最大,也是最常見(jiàn)的災(zāi)害,泥石流的爆發(fā)多為強(qiáng)降雨所致;冰川的分布及高寒氣候?qū)е略搮^(qū)災(zāi)害類(lèi)型呈現(xiàn)多樣性,冰川活動(dòng)區(qū)域主要有冰磧物長(zhǎng)程滑坡、冰磧物堰塞等災(zāi)害,冰川外緣凍土線附近多分布凍融類(lèi)災(zāi)害。在蓋孜—布倫口段分布多處冰川泥石流,其固體物質(zhì)來(lái)源極為豐富,該段地勢(shì)陡峭,在降雨、冰川活動(dòng)或其他外界條件改變下,泥石流發(fā)生位置及規(guī)模變化較大,泥石流溝道也常常變遷,公路原先設(shè)置的過(guò)水路面、涵洞、橋梁等人工構(gòu)筑物,常常由于堵塞或選址不當(dāng),失去排導(dǎo)功能;部分?jǐn)r砂壩修筑于流通區(qū)內(nèi),太靠近溝口位置,不能提供足夠的停淤場(chǎng),致使泥石流堆積物聚集從而阻塞涵洞。區(qū)內(nèi)不同災(zāi)害類(lèi)型的發(fā)育發(fā)生呈現(xiàn)如下規(guī)律:

(1) 泥石流主要分布在二、三級(jí)水系狹窄河谷兩側(cè),多在山體坡度大,溝床縱深長(zhǎng)、縱降大,山體破碎、易崩落、松散固體物質(zhì)堆積較多的沖溝內(nèi)發(fā)育;大河寬谷、山麓平原地區(qū)也可爆發(fā)河谷型泥石流;坡度較陡、巖石風(fēng)化破碎較強(qiáng)烈的坡面,坡面泥流易發(fā)。

(2) 滑坡多發(fā)生于地形起伏大、坡度大的山區(qū),在河流轉(zhuǎn)彎處、溝谷交匯處滑坡多發(fā)。

(3) 凍融類(lèi)災(zāi)害多與凍土關(guān)系密切,發(fā)生于凍土線附近有一定坡度的山前、溝谷地帶,凍融泥流多在山前、河流階地、谷坡等具有一定坡度的位置分布；一些特殊的地質(zhì)災(zāi)害,如冰湖潰決、冰磧物滑坡等,僅分布于冰川發(fā)育地區(qū)。冰湖潰決多發(fā)生于冰川前緣冰磧物與河谷交匯的部位,該類(lèi)災(zāi)害總體海拔較高,在雪線偏下位置處分布;冰磧物滑坡則發(fā)生于所處位置較陡的冰川前緣冰磧物上。

(4) 溜石坡主要分布在海拔3 500～4 500 m之間的風(fēng)化帶,頂、底相對(duì)高度在200～300 m之間,規(guī)模大多為中型,大部分溜石坡發(fā)生在大于35°的坡段內(nèi)。

(5) 在平原河谷區(qū)域,由于人類(lèi)工程開(kāi)挖活動(dòng)較嚴(yán)重,部分地區(qū)原生態(tài)被破壞,工程渣土的堆積等也成為潛在的災(zāi)害隱患。

5 結(jié) 論

本文在前人研究的基礎(chǔ)上借助國(guó)產(chǎn)GF-2數(shù)據(jù),從宏觀角度對(duì)G314沿線奧-塔段地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了全覆蓋調(diào)查,并進(jìn)行了野外驗(yàn)證,得到如下結(jié)論:

(1) 解譯共發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)146處,其中泥石流54處,崩塌30處,溜石坡25處,滑坡8處,冰磧物長(zhǎng)程滑坡12處,凍融泥流14處,冰湖潰決3處;系統(tǒng)總結(jié)了7種地質(zhì)災(zāi)害的影像特征、分布特點(diǎn)及發(fā)育規(guī)律,針對(duì)冰磧物長(zhǎng)程滑坡作了詳細(xì)論述。

(2) 滑坡在影像上最突出的特征是滑坡體脫離或即將脫離滑坡后壁,具有位移后的明顯地物反差。奧依塔克鎮(zhèn)冰川公園內(nèi)的滑坡特征較為明顯,滑體沖高且形成堰塞湖,目前尚存在堵塞河道再次形成堰塞湖災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),潛在危害較大。

(3) 本區(qū)高寒環(huán)境下特有的冰磧物長(zhǎng)程滑坡的影像特征不明顯,不易識(shí)別,雖然目前G314從滑體穿過(guò),但滑坡體在天然狀態(tài)下較為穩(wěn)定,對(duì)中巴公路短期內(nèi)無(wú)影響。

(4) 對(duì)于崩塌及溜石坡,可根據(jù)在陡傾斜坡的坡腳下分布較粗影紋的大塊巖體進(jìn)行判識(shí),此類(lèi)災(zāi)害分布點(diǎn)多,規(guī)模小,對(duì)G314沿線的人車(chē)危害較大。

(5) 對(duì)于泥石流,可根據(jù)其扇形堆積區(qū)、狹長(zhǎng)流通區(qū)、掌狀洼地圈定泥石流流域,進(jìn)而分析其易發(fā)性及危險(xiǎn)程度,本區(qū)內(nèi)冰川泥石流規(guī)模大,易發(fā)性高,且治理難度較大,宜選線規(guī)避。

針對(duì)G314沿線地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)和分布規(guī)律,提出以下建議:① 在G314沿線重要地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)建立監(jiān)測(cè)點(diǎn),研究災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)[30],特別是加強(qiáng)雨季災(zāi)害監(jiān)測(cè);② 在冰川泥石流易發(fā)段,應(yīng)采用合理的工程設(shè)置,“宜橋則橋,宜隧則隧”[31],且不可因降低工程造價(jià)而以路代橋、壓低線路高程等,避免造成災(zāi)害性后果;③ 蓋孜河谷一帶在氣溫升高和年降水量增加共同影響下,區(qū)內(nèi)冰湖面積呈擴(kuò)張趨勢(shì),冰川的普遍退縮為冰川補(bǔ)給型湖泊的發(fā)育提供了有利條件,需進(jìn)一步加強(qiáng)公路沿線潛在危險(xiǎn)性冰湖的監(jiān)測(cè)與防治工作;④ 在公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段,應(yīng)該充分考慮公路建設(shè)與自然環(huán)境的相互關(guān)系,盡量減少公路建設(shè)對(duì)自然環(huán)境的破壞[32],針對(duì)受人類(lèi)工程活動(dòng)影響的不穩(wěn)定斜坡體,應(yīng)采取合理規(guī)范的施工方式做好治理。