商州区地质灾害调查技术与方法探讨

周　阳1，邓念东2，穆根胥1，刘建强1，侯　娟1

（1.陕西省地质调查中心，陕西西安　710016；2.西安科技大学地质与环境学院，陕西西安　710054）

摘　要：调查工作严格按照《陕西省地质灾害详细调查技术要求》执行，地质灾害详细调查是一项公益性、区域性、基础性和专业性较强的地质调查工作，有别于县（市）地质灾害调查，更加重视地质灾害形成的地质条件，地质灾害发育、分布规律及形成机理的调查和研究，工作重点是野外地质灾害点的实况观察与量测，其工作方法主要包括资料收集与数字化、遥感解译、野外调查、山地工程、取样以及现场、室内测试与试验等。在工作中要高度重视对当地干部群众进行地质灾害知识的宣传普及，对群测群防业务骨干的培训，协助商州区政府完善群测群防网络。在调查成果的分析与研究中重视新方法、新技术的应用。

关键词：商州区；地质灾害；调查；技术；方法

0　引　言

商洛市商州区位于陕西省东南部，秦岭南麓，丹江源头，东与丹凤、洛南为邻，西与蓝田、柞水交界，南与山阳毗邻，距西安市125km。区内秦岭山地坡陡沟深、地质构造复杂、断裂发育、岩体破碎，地质环境条件极差，为崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的发生提供了地形地貌条件，是陕西省地质灾害较严重的地区之一。

近年来，随着商州区经济社会的迅速发展，人口的增长与居住环境的迅速扩展也愈加显现，对秦岭山区自然资源的不合理开发等人类工程活动的规模与强度不断加大，加速了自然生态环境的急剧恶化，导致区内的滑坡、崩塌、泥石流及地面塌陷等地质灾害时有发生，造成了重大的人员伤亡和经济损失，地质灾害隐患对人民生命财产和生活构成严重威胁，并阻碍着全区经济可持续发展。因此，开展商州区地质灾害详细调查项目具有现实的减灾防灾意义。

1　工作思路

本次地质灾害详细调查的工作思路是：在充分搜集、研究已有资料的基础上，在“以人为本”和可持续发展思想指导下，区分重点调查区和一般调查区。紧密结合调查区人民群众生命财产安全及社会经济活动，以现代地质灾害理论为指导，按《陕西省地质灾害详细调查技术要求》（以下简称《技术要求》），开展商洛市商州区环境地质调查，分析地震、强降雨引发地质灾害发生的岩土体条件，阐明其发育、分布规律及形成机理，评价和预测其发展趋势。以地面调查、测绘和野外信息自动采集为主要手段，采用点、线、面结合，重点和一般调查结合，专业调查与地方政府部门参与相结合的方法，查明区内地质灾害分布、形成地质环境条件和发育特征，并对其危险性和危害性进行评价；结合商州区移民搬迁规划，推荐移民搬迁避让新址，并进行地质灾害危险性和建设适宜性初步评估；协助当地政府健全地质灾害群测群防网络，编制特大型、大型地质灾害隐患点防灾预案，健全地质灾害信息系统，完善群专结合的监测网络；充分利用新理论、新技术、新方法，保证详查成果质量，提高工作效率及重大地质灾害勘查、防灾预案的实用性和可操作性，指导当地政府地质灾害的防治工作，总结陕南地区地质灾害调查的工作方法和技术经验。

基金项目：陕西省地质调查院关于下达地质灾害详细调查任务的通知（陕地调院发［2013］16号）

作者简介：周 阳（1986—），男，汉族，陕西咸阳人，硕士，工程师，主要从事水工环地质工作与研究。E－mail：hero－zhouyang＠163.com

2　工作方法

2.1　资料收集与数字化

已有资料的收集是地质灾害调查的基础，开展工作前必须全面收集，系统整理，综合分析研究，数字化后作为数字地质灾害调查的平台。一般需收集如下资料。

（1）地质灾害形成的地质环境条件及主要诱发因素。包括气象、水文、地形地貌、地层岩性、地质构造、地震、岩土体工程地质、水文地质、环境地质和人类工程经济活动以及遥感资料等。

（2）地质灾害灾情和防治现状。包括历史上所发生的各类地质灾害的时间、类型、规模、灾情和地质灾害调查、勘查、监测、治理及抢险、救灾等工作的资料。

（3）移民搬迁规划，与地质灾害有关的社会、经济资料。包括人口与经济的现状、发展等基本数据，城镇、水利水电、交通、矿山等工农业建设工程分布状况和建设规划；各类自然、人文资源及其开发状况与规划等。

（4）地方政府有关部门对地质灾害防治的具体要求。

（5）调查区1∶50 000地形图。

对收集到的资料必须系统整理，综合分析，按照自然地理、社会经济、遥感、基础地质、水工环地质、地质灾害数据等进行数字化，作为数字地质灾害调查的平台。具体包括数字地形资料，前人地质、地质灾害资料的综合及数字化，遥感数据处理等。

2.2　遥感解译

遥感解译工作应先于地面调查，并贯穿于整个调查工作始终。遥感解译范围涵盖县区行政地域。遥感信息提取的主要方法技术是目视解译和人机交换解译，目视解译的原则是先“宏观”后“微观”，先“整体”后“局部”，先“已知”后“未知”，先“易”后“难”等。一般判读顺序为，在中小比例尺像片上通常首先判读水系，确定水系的位置和流向，再根据水系确定分水岭的位置，区分流域范围，然后再判读居民点的分布、交通道路及其他重要工程设施。在此基础上，再进行不良地质现象、地质环境背景等专门要素的判读。

遥感影像地质灾害解译遵循的基本程序是：了解掌握影像资料的辅助信息（熟悉获取影像的平台、遥感器、成像方式、成像日期、季节，影像比例尺、空间分辨率，彩色合成方案等）→分析已知专业资料（即已知的地面实况资料——地质构造、地质灾害、地理、生态、地貌等信息），将地面实况资料与影像资料对应分析，确认两者之间的关系→建立初步解译标志（依据影像特征——形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案等建立影像与实地目标物之间的对应关系）→预解译（依据建立的初步解译标志对影像进行解译，勾绘类型界线，标注地物类别，形成预解译图）→地面实地踏勘与解译标志初步验证（着重解决未知地区的解译成果是否正确）→详细解译与检查验证，建立准确的解译标志→遥感图像地质灾害解译成果（解译登记表和解译图）。

2.3　地面调查

2.3.1 地面调查的任务

野外地面调查是地质灾害调查工作中最基本最重要的方法，其任务是：

（1）查明各类地质灾害的数量、规模、分布规律及危害状况；

（2）调查潜在地质灾害的分布地段、灾害性质、规模及危害程度；

（3）调查地质灾害形成的地质环境条件和人类工程经济活动的影响；

（4）调查、分析地质灾害的发展趋势，提出防治对策建议。

2.3.2 地面调查的主要内容

1）滑坡（含不稳定斜坡）调查

调查滑坡区地质环境基本特征：滑坡所处的地貌部位、斜坡形态、地表水的汇聚及植被情况、易滑地层、褶皱、断裂、裂隙特征、斜坡的变形运动特征、地下水的补给、径流、排泄条件。调查滑坡体特征：滑体形态及规模、滑坡体边界特征、滑坡体的平面、剖面形状、后缘滑坡壁的位置，产状、高度及其壁面上擦痕方向，滑坡两侧界线的位置与性状，前缘出露位置、形态、临空面特征及剪出情况，以及露头上滑床的性状特征等。研究滑坡体内部特征：物质成分、物理力学性质及含水、隔水情况。根据边界、表部特征与活动情况以及山地工程揭露，取得有无贯通的滑动面及其层数、位置、埋深以及与其他结构面的关系；调查滑坡变形活动特征和诱发动力环境因素，了解滑坡危害或成灾情况；调查了解滑坡灾害的勘查、监测、工程治理措施等防治工作及其效果；对今后滑坡灾害可能成灾范围及危害性，进行预测分析，提出防治建议。

2）崩塌（含危岩体）调查

调查崩塌区的地质环境条件及诱发动力因素：查明崩塌区的地形地貌特征，查明崩塌区的地层岩性及地质构造特征，查明崩塌区的水文地质条件和地下水赋存特征，调查了解崩塌变形发育史和崩塌类型，查明人为孕灾因素（如切蚀、硐掘、爆破等）的强度、周期以及它们对崩塌变形破坏的作用和影响。调查先期崩塌体特征：包括已有崩塌的产出、运移、堆积特征及其灾害现状。调查潜在崩塌体（危岩体）：可能的变形破坏、运移、堆积特征及成灾情况（重点是软弱夹层的分布及特征）及含水情况。调查了解崩塌灾害的勘查、监测、工程治理措施等防治现状及效果，提出防治建议。

3）泥石流调查

调查泥石流沟流域自然地质环境条件：查明流域形态、流域面积、流域地形地貌、流域地层岩性、地质构造、流域气象水文特征；调查了解工程建设所产生的固体废弃物的分布、数量、特性，因暴雨、山洪可能引发泥石流的地段和参与泥石流的数量及一次性补给的可能数量；调查泥石流活动及危害情况；了解泥石流的勘查、监测、工程治理措施、生物治理措施等防治现状及效果，提出防治建议。

4）地面塌陷调查

地面塌陷主要调查岩溶地面塌陷和矿山采空地面塌陷。由于商州区矿山较多，地面塌陷调查以矿山采空地面塌陷调查为主；其调查内容主要包括采掘工程、采空区及周围地带地质环境条件、采空塌陷特征、采空塌陷危害、采空塌陷防治现状等。

采掘工程调查内容：矿区类型、展布特征、规模与深度，施工起止时间；地下采空区规模、空区填充情况、工程掘进过程中坑内变形情况；揭露的地层岩性、地质构造，重点是空区顶板地层的岩性、结构构造、厚度、风化与节理裂隙发育情况；采掘方式与施工工艺、采掘强度和顶板管理情况等。采空区及周围地带地质环境条件调查内容：重点是微地貌、地层岩性与产状、地质构造、岩土体结构与特征和地下水的赋存状态。采空塌陷特征调查内容：采空区塌陷分布范围，塌陷坑的数量、形态、规模与展布特征，发生时间、下陷速度与发展趋势；采空塌陷发生发展与地下采空区在时间、空间上的对应关系；与采空塌陷有关的地面沉陷、地面倾斜、地表弯曲、地面开裂、斜坡滑移、山体崩塌等地面与山体斜坡变形状况。采空塌陷危害调查内容：对地面各类建筑物、土地、水体等变形破坏和地下工程施工安全影响的现状，综合分析地质环境条件、采掘方式、强度与施工进度和变形破坏规律，对其发展与危害进行分析预测。采空塌陷防治现状调查内容：包括监测预警、防止或减少地面变形的采掘方式与施工工艺、地面塌陷回填与复垦等措施及效果，提出防治建议。

5）环境地质条件调查

在对各地质灾害点调查的同时对其形成的环境地质条件进行调查，并对沿途环境地质条件进行详细观察与描述。在地质灾害点较稀少的地段，应视情况定环境地质条件调查控制点。调查的内容主要包括地形地貌、气象与水文、岩土体工程地质、地质构造、水文地质、植被、人类工况等。

6）人口、工程、经济调查

以资料收集和核实方式调查为主。了解区域经济活动，包括城镇、乡村的人口、经济开发区、工矿区、自然保护区的经济发展规模、趋势及其与地质灾害的关系。了解大型工程活动及其地质环境效应，包括水电工程、矿业工程、铁路工程、公路工程、地下工程与地质灾害的关系等。

7）搬迁避让新址调查

在完成地质灾害和地质环境调查后，对受威胁的居民点进行地质灾害危险性初步评估，根据评估结果提出搬迁避让建议，推荐搬迁避让新址，并对推荐和政府规划的新址进行建设适宜性初步评价。调查的内容包括地质灾害特征、地形地貌、气象与水文、岩土体工程地质、地质构造、水文地质、植被、人类工程经济活动、规划设计方案、已有设施现状和人类活动历史等。

2.3.3 调查方法与野外记录

以遥感解译野外验证、地面调查、工程地质测绘和野外数字采集系统为主要手段，采用点、线、面相结合，以专业调查为主，并有地方领导及群众参与的调查方法。

为保证试点项目的顺利实施，既保障地质灾害野外数字采集系统的测试，又必须保证野外调查数据的有效保存，野外调查记录采用纸介质和电子介质两种形式平行作业。纸介质野外记录包括地形图上定点、填写调查卡片和沿途野外记录本描述记录。

2.3.4 地面调查精度要求

（1）地质灾害调查：采用实地调查量测的方法，对地质灾害体分布范围一般应采用手持GPS测量，相对高度一般测距仪丈量。对调查的每个地质灾害一般至少实测一条纵剖面，并行拍照、录像或绘制素描图。对其危害状况以调查访问资料为主，对少数因露头差而情况不清楚的重大地质灾害体，应布置一定的坑（槽）探加以揭露。对于规模不大，且危害小的滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷可视具体特征和分布位置做目估调查，但须填写调查卡片，绘制示意剖面图，并不得遗漏主要灾害要素。

（2）地质灾害测绘：可根据其规模、危害程度以及稳定程度采用3种不同的精度。对于危害县城或重要基础设施的较大规模且稳定程度差的灾害，采用高精度GPS、全站仪等的方法测制滑坡平、剖面图；对于危害集镇或较重要基础设施的较大规模且稳定程度较差的灾害，采用手持GPS结合高精度遥感的方法测制滑坡平、剖面图；对于危害乡村居民点或较重要基础设施的，采用手持GPS结合高精度遥感的方法测制滑体轮廓和1～3条纵横剖面图。

（3）观测路线与观测点的密度须根据地质条件的复杂程度、危害对象的重要性以及地质灾害点的密度合理布置。严格按《技术要求》执行，不得“漏查”地质灾害。一般调查区在遥感调查基础上进行野外核查。对于地质灾害点较稀少的区段，可视具体情况做地质环境条件控制性定点调查。对县城、集镇、矿山，无论有无地质灾害，均应布设控制性调查点；在地质条件复杂区，对于一般居民点均应布设控制性调查点。调查中不允许漏测规模中型及其以上级别的地质灾害体，危害程度达到中级及其以上的地质灾害体。

（4）对于同类群发地质灾害，都应1点1表，不得将相邻的灾害体合定为1个观测点。对于同一地点存在的不同类型地质灾害，以主要灾害类型为主可以只定1点，但应做好其他类型灾害的记录。

（5）图上观测点定位应符合下列规定：各种地质点位置的误差范围在相应比例尺的图上不应大于2mm。地质体或地质灾害体在1∶50 000手图上的直径大于2mm（面状）或长度大于2mm（线状），一般均应表示。对地质灾害体，凡能在图上表示出其面积和形状者，应按实际勾绘在图上，不能表示实际面积、形状者，用规定的符号表示。滑坡点定在滑坡后缘中部，泥石流点定在堆积区中部，崩塌点定在崩塌发生的前沿，不稳定斜坡点定在变形区中部。所有的调查点均采用GPS和微地貌相结合的方法定位，定位误差不得大于50m，也不得误跨沟谷。

（6）采用铅笔绘制工作手图上的各类观测点和地质界线，转绘到清图上后应及时上墨。

2.3.5 数字地质灾害调查要求

（1）全面实现野外数据采集、存储、管理、描述、分析和再现地质实体的计算机全程化，实现地学多源数据的整合，提高数字地质灾害调查的效率和质量。

（2）数字地质灾害调查应做好前期准备工作。主要包括：数字地形资料准备、前人地质、地质灾害资料的综合及数字化、遥感数据处理、野外数据采集字典建立等。

（3）野外数据采集装备要求：GPS、便携式计算机、数码伴侣、数码相机、数码摄像机。

（4）野外数字地质灾害调查的内容应按掌上机的提示逐一选择和填写，在GPS图层中，要求GPS点的位置与地理底图中地质点的实际位置误差小于1mm，从一个地质灾害点到下一个地质灾害点应进行必要的沿途地质描述、样品采集、产状测量及照片素描的获取。

（5）野外调查数据必须在当日进行质量检查和数据备份，每隔5个工作日之内，在桌面系统中对野外实测数据进行检查，检查内容包括野外录入数据的完整、准确程度和地质观查内容的齐全和正确程度。

2.4　山地工程

对危及县城、集镇、（乡镇）矿山、主要公共基础设施、主要居民点的地质灾害点，均应布置适量探槽和浅井工作量。山地工程应配合野外调查同时施工。探槽、浅井的深度应根据所要查明的地质灾害类型的目的和施工安全确定。施工浅井时，为保持井（硐）壁的稳定性，防范围岩应力集中或围岩垮塌，必须按有关规范、规程进行施工，确保安全。对揭露的地质现象都必须及时进行详细编录并制作大比例尺展视图或剖面图，以真实反映各壁及底板的地层岩性界线、结构、构造特征、水文地质与工程地质特征、取样位置等，对重要地段（滑面带等）必须进行拍照或录像。

2.5　摄像与照片拍摄

对在调查中发现的各类地质灾害典型点、各种特征性地貌、构造景观典型点，以及滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害和微观特征（如裂缝、鼓丘、堆积扇）、不合理的人类工程活动、地质灾害防治工程、有关座谈会、野外工作场景、宣传培训、工作实况、山地工程重要地段（滑面、滑带）等必须进行拍照或录像。并在室内对所拍摄的素材进行编辑、整理、制作多媒体演示片、照片分类成集，直观地反映商州区内的地质灾害现象。照片拍摄应遵循先全貌再细节的原则。

2.6　宣传培训

在野外调查过程中，要重视地质灾害知识的宣传、培训工作。宣传、培训对象定位为区内各乡镇国土所有关干部、地质灾害隐患点监测人以及受地质灾害威胁的群众等。采取现场讲解地质灾害点防治方法、发放宣传材料，在区电视台上播放地质灾害防治知识宣传片等多种手段进行宣传、培训工作。宣传培训内容包括：地质灾害常识、灾害发生前的判别认定与监测方法、确定灾害发生时如何进行撤离及撤离路线、联络信号、负责人等，做到多种形式、多种方法的宣传工作。

2.7　室内测试与试验

室内岩石（土）物理力学性质测试指标包括：密度、天然重度、天然含水量、干重度、孔隙率、孔隙比、吸水率、饱和吸水率、抗剪强度、弹性模量、泊松比、单轴抗压、颗粒成分、压缩系数、凝聚力、内摩擦角。黏性土应增测塑性指标（塑限、液限、计算塑性指数、液性指数和含水比）、无侧限抗压强度等。砂土应增测最大干密度、最小干密度、颗粒不均匀系数、相对密度、渗透系数等。

2.8　地质灾害监测网络的完善与建设

在野外调查期间，对于存在隐患的地质灾害点要及时建立标志，在地方政府部门的配合下确定监测人和联络方法，建立三级群测群防监测网（区级、乡镇级、村组级），传授简易的监测方法，使地质灾害监测点组成一个有效的监测网络。

2.8.1 工作内容

（1）地质灾害监测方式：以定期巡测和汛期强化监测相结合的方式进行。

（2）地质灾害监测手段：以简易的卷尺、钢直尺和游标卡尺为主，重点对滑坡地面裂缝和建筑物裂缝、地表排水等进行观测。

（3）地质灾害险情的应急处理：当滑坡体出现险情，在预警的同时，采取迅速有效的措施减缓滑坡体的破坏过程。

（4）地质灾害监测控制范围：群测群防重点防治对象以乡村，特别是农村居民点为主体。

（5）减灾知识的宣传：进行科普宣传和教育，编制出版教材、挂图、音像制品。

（6）编制地质灾害预警与防治预案，并填写地质灾害预防“明白卡”告知民众。

2.8.2 监测数据

（1）监测数据包括地质灾害点基本资料、动态变化数据、灾情等。

（2）所有监测数据均应以数字化形式储存在信息系统中，同时必须以纸介质形式备份保存。

（3）监测点必须进行简易定量监测，并须整理成有关曲线、图表等。应编制有关月报、季报和年报，同时对今后灾害发展趋势进行预测。

（4）监测数据应按有关程序逐级汇交。

2.9　大型、特大型地质灾害点防灾预案

在详查基础上，协助区政府编制大型、特大型地质灾害点防灾预案，对预警信号的发出时机、人员财产转移路线、应急抢险措施提出简单易懂和可行的方案，并建议临时的人员安置地点。

2.10　地质灾害信息系统建设

地质灾害信息系统建设按中国地质环境监测院2010年2月编制《1∶50 000地质灾害调查信息化成果技术要求》进行空间数据库系统建设。

（1）地理底图采用国家测绘局最新出版的地形图，进行矢量化，内容应与原图保持一致，并确保图幅空间位置的准确性。

（2）使用《地质灾害详细调查空间数据库系统》软件建立空间数据库。图形库中只包含图元赋属性的图层，系统信息录入完整且各项功能要求正常实现。

（3）成果图件使用《地质灾害详细调查图式图例》，采用点、线、面综合图层输出，要求线划圆滑、线型表示正确、符号图形完整、设色合理、压盖合理、图廓整饰符合规定，尽可能考虑到图件的美观、实用。

2.11　室内资料整理及成果报告编制

进入资料分析整理阶段，按照《陕西省地质灾害详细调查技术要求》及陕西省地质调查院规定的有关内容进行调查资料的汇总、整理。在此基础上进行成果报告、附图、附件的编制。

3　结 论

总结了一套地质灾害调查技术与方法，对陕南地区及全省的地质灾害调查防治工作具有一定的指导意义。

参考文献

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