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北京地质Ｚ０Ｏ１年６月第１３卷第２期
ＣＮ１１—３７１３／Ｐ
ＩＳＳＮ１００７—１９０３
ＢＥＩＪＩＮＧ ＧＥＯＩ ＯＧＹ Ｖｏ１．１３ Ｎｏ．２ Ｊｕｎｅ．２００１
遥感技术在泥石流灾害勘查中的应用
韦京莲，董桂芝
（北京市地质研究所
北京１ＯＯＯｌ１）
摘要：本文阻具休实例总结和列举了利用遥感图像进行泥石流灾害调查的多种应 用方法 通过这些方法，不仅对泥石流特征、泥石流灾害史、暴发周期和规模做 了深层次的解译和研究，而且获得了丰富的调查成果，总结了北京地区泥石流分 布规律、活动特点及危害状况。本文还对遥感技术在２１世纪地质灾害工作的应用
做７简单论述
美键词：遥感图像；泥石流
中圈分类号 Ｐ６４２．６３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００７—１９０３（２００１）０２—００１８—０６
北京山区泥石流沟谷约６００余条，４Ｏ年来已发生１０次较大范围的灾害性泥石流，造成 ４００多人死亡，经济损失巨大。我们利用遥感图像视域广、信息量大、直观性强，并能快速 提供动态信息等优势，选择不同种类航，卫片，采用多种判释方法发掘遥感信息，对泥石 流特征进行深层次解译，在较短时间内取得了初步成果 我们主要采用以下几种方法完成 区域性泥石流灾害调查。
１ 遥感在泥石流调查中的应用方法与实例
１．１直接判释法与类比法
这两种方法是利用遥感图像直观、能真实记录泥石流地表现象这一特点而进行的。近 期泥石流沟谷色调多呈白色线状，早期泥石流沟答多呈灰暗的粗糙条带状或沟口处有扇状 堆积体。根据影像特点，可进行下列判释：①确定泥石流沟并圈划流域边界。②初步判释 泥石流沟的整个流通路径长度、堆积扇体大小与形状。③圈划源头触发或两侧山体补给泥 石流的崩塌或塌滑体 ④调查泥石流掏背景条件．包括土层厚度、植被种类与盖度、山体 坡度和岩石破碎状况。
１．２对比法
不同时期的遥感图像能记录各时期的泥石流活动及变化状况 泥石流暴发突然、猛烈， 痕迹明显，近期内拍摄的航卫片影像异常清晰，但相隔数年后所拍航、卫片，其泥石流影 像特征极为微弱，甚至消失 这是由于沟谷山体受长期风化剥蚀、植被覆盖及人为改造的
影响，使泥石流形迹逐渐模糊不清以至不复存在；有些沟谷则是在若干年之后重复出现泥
石流，将原泥石流体全部或部分覆盖或摧毁，而无法保留原有特征。因而，我们用不同时
期航、卫片进行对比，分析泥石流一些活动特点。我们共采用了１９６０、１９７８、１９７９、１９８３、
收稿日期：２０Ｏｌ一０３一ｏ７
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１９９１年５个不同时期航、卫片对山区泥石流灾害进行下列调查分析。
１）了解泥石流发生时期，重现特点及其规模
对于发生时期较早的泥石流，其相隔数年后的遥感图像效果欠佳，此时选用发生后不
久的航片进行判释，可减少错判与误判。如１９７９年航片已难反映１９５９年的泥石流沟答，但 用１ ９６０年航片能轻而易举地辨认泥石流沟谷及其特征。用这种对比法，我们将后来几乎无 人知晓的近５Ｏ条１９５９年形成的泥石流沟谷圈划出来。
对一条曾几次出现过泥石流的沟谷，通过对比法了解其发生时间和重现次数。例如，密 云县小西天沟，通过使用１９６０年、１９８２年、１９８９年航片，不仅判定其为一条老泥石流沟，
而且确认１ ９５９年、１９８９年发生两次泥石流及其规模。采用对比解译法，确认了部分沟谷泥 石流重现的时间，总结本地区泥石流重现特点为：就整个北京山区而言，泥石流活动周期 约五年左右；局限在１００￣５００平方千米流域内的泥石流，活动频率高低不均。相对活跃区， 泥石流间歇时段为二～十几年，其它则在十几～五十年，活动频率低。
２）掌握泥石流暴发前后的沟谷变化
泥石流发生后，原沟谷的冲刨、展宽及河道曲流变化是较明显的，比较泥石流发生前 后的航片．不仅可获得沟谷宽度与河道变化，也能了解泥石流发生前原沟谷的固体物处于 何种状态。如泥石流暴发之前，不少沟谷均是完好的梯级耕地，有多道拦砂坝阶或各坊工 程，但仍然避免不了泥石流的发生，有时反而促使或加重了泥石流灾害程度。
３）掌握泥石流灾害史
以往泥石流灾害记录常残缺不齐或不翔实，影响泥石流灾害史、灾害预测与防治的研 究。采用航片对比，掌握泥石流摧毁对象的类型及其被毁的状态与程度，对今后泥石流预
测防治方案的提出、区域性规划等将提供很好的参考与帮助。摧毁目标可分为民用建筑、道 路桥梁、水利工程设施，被毁状态与程度可分为全部与部分摧毁
４）了解人类活动对泥石流形成的影响
我们选择了延庆县二楼子北沟大规模扩建公路前后的航片进行解译对比。扩建前该路
只是窄小的山间土路，扩建后则是宽阔的柏油路。扩建公路时大量岩屑散落并堆积在沟坡 或沟道内，成为该沟重要的松散固体物质源。该沟公路扩展后于１ ９７２年发生泥石流。又如 １９９１年６月１０日怀柔西石门沟泥石流。发生泥石流前，沟道梯田几乎辟至分水岭，此时沟
道纵坡为１５。～１８。。由于人类开荒的影响，在大暴雨作用下，淘道梯田的松散碎屑物成为泥 石流的重要组成部分。为此，我们感到人类的不合理开挖与活动有使泥石流加重的趋势。
５）宏观评价１９９１年北山泥石流对密云水库的影响
１９９１年６月１０日，北部山区２０条沟谷暴发泥石流。大量泥沙石块通过白河、汤河、白 马关河不断输移到密云水库，其影响范围可通过５月２６日和６月１７日的１：ｌ０万ＳＰＯＴ卫
星像片进行对比了解。５月２６日卫星像片水库影像色调呈均匀的深蓝色，而６月１７日像片 水库影像色调不均匀的深蓝、蓝和浅蓝色。根据地物反射光学原理，混有大量泥沙的水体
色调较浅，呈蓝、浅蓝或蓝白色。密云水库在蓄积大量水体之时接纳了大量泥沙石块。经 解译，我们掌握了该次特大降雨后密云水库泥沙淤积情况。通过本次泥石流发生前后遥感 图像对比，可知北部山区泥石流除造成直接人员伤亡和经济损失外，对下游密云水库产生
一
定危害 由此可见・若不进行泥石流综合治理，密云水库使用寿命将受到一定影响。
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１．３不同比例尺航、卫片配台使用法
不同比例尺遥感图像具有不同的视域范围。大、小比倒尺航片相互配合使用，就是利 用遥感图像从宏观与微观两个角度进行泥石流调查 例如，应用大比例尺航空像片掌握泥
石流形成区及沿途坡面崩塌或滑塌的确切位置及体积；了解不同沟段弯曲、宽窄变化特点 及泥石流冲淤现象，清楚地掌握泥石流沿途冲毁房屋、桥梁坝体等灾害情况 应用小比例 尺遥感图像则能获悉某次泥石流主、支沟相互关系．还可直观地反映泥石流空间分布与断 裂构造的关系。例如，怀秉县沙河流域２９条泥石流沟中有２１条分布于青石岭断裂带上。又 如，通过小比例尺卫星像片才得以了解和评价一场山洪泥石流之后密云水库的混冲范围和
程度。
１．４综台判释法
遥感图像记录了大量的泥石流直接与间接信息。除降雨外，泥石流形成环境背景基本 被记录在影像内。泥石流形成发展过程是地质、地貌、植被、土壤、水文气象、人类活动 等各种因素相互作用的结果，因而进行泥石流遥感调查是一种综合分析的过程，我们可从 遥感图像中获得地形沟坡陡缓特点、流域切割发育程度、沟坡碎屑物质丰富程度、坡面植 被种类及覆盖情况、崩滑塌不良地质现象及人类话动状况，村镇、工矿、公路、道桥所处 位置等信息，依据这些信息确定出泥石流和潜在泥石流的危险程度、危害目标与危害程度。 １９９３年通过遥感调查与野外验证，在北部山区密云、怀秉、延庆县泥石流发育区，共确定 危害严重与较严重泥石流沟８２条，危险与较危险目标１４６处。进行泥石流综合判释需要有 足够的实地调查经验，具备较全面的遥感判释技能，二者缺一不可。
２泥石流遥感调查成果与认识
２．１基本查清泥石流时空分布规律
经遥感调查与实地验证・共查明泥石流沟５８４条，潜在泥石流沟２３２条。其分布有如
下规律：
１）分布广泛。涉及本市８个区县，特别集中发育在密云、怀柔、延庆县及房山、门头
沟区
２）与区域构造及山脉走向相一致，并集中于构造带附近或几组断裂构造交接部。如怀 柔县沙河流域２９条泥石流沟中的２１条分布于青石岭断裂带上（图１）。
３）集中于末级或二级支沟或河流蛱谷，流域面积通常不超过１０平方千米，一般多在 ０．５～２．５平方千米，即 Ｖ 型谷中最多。
４）分布于一定的地貌部位。主要围绕一定山脊线高度分布，如北部山区泥石流主要围 绕海拨为１２００￣１５００米的黑坨山、云蒙山、大洼尖、歪坨山等山体沟谷发育，西部境内泥 石流则在东灵山、自草畔、百花山、黄草梁、老龙窝、妙峰山、猫耳山、大洼尖等山体周
围的沟谷。
５）泥石流集中分布于汛期平均雨量及一日最大暴雨高值区。历次泥石流都集中发生在 日雨量超过２００毫米的笼罩区。 ２．２泥石流活动频率与重现特点
１）古泥石流发育，近代泥石流十分活跃。通过遥感解译，发现大量古老泥石流沟谷， 因而，确认古泥石流十分发育。有历史记载，自１８６７年以来本地区暴发泥石流２４次，总
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图１ 沙河流域断裂构造与泥石流分布关系图
ｌ一泥石舛Ｅ淘｝２一泥石舛Ｅ扇悼；３一主断驳构造；４一藏生的欢缎断裂构造。
体平均５年一次。１９５９年～１９９１年的３２年中，共发生８次泥石流灾害，约４～５年一次・ 泥石流活动十分活跃。
２）区域性泥石流暴发频率较高。就整个北京山区而言，泥石流活动间歇期约５年左右。
３）各支流泥石流活动频率不均。对于面积一般在１００￣５００平方千米的流域，混石流 活动频率高低不均。北部山区８－５关、琉璃河、沙河流域泥石流相对活跃，闻歇时段为二
～
十几年。其它流域则在十几～五十年，泥石流活动频率较低。
４）支沟混石流活动阃歇期长。对于流域面积在０．５～８平方千米的支沟，除极个别沟
谷在３年内重现两次泥石流外．一般重现期在２０年，很多在３０年以上。 ２．３泥石流强度与危害状况
根据遥感解译，ｌ９４９年以来共发生ｌ０次泥石流灾害。其中ｌ９５０年、ｌ９５９年、ｌ９７２年、
１９７６年、１９８９年、１９９１年泥石流发生范围较大．涉及掏谷较多（表１） 从单沟泥石流规 模来看，因其发生于几平方千米甚至更小的支沟内，物质冲出活动量多在ｌ～５万立方米，
表ｌ灾害性暴雨与泥石流暴发状况”
暴雨状况
泥石流状况（条）
暴发时间
１９５０．０８．９４
附近雨站
日雨量（ 