遙感技術(shù)在中尼鐵路工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

陳富強(qiáng)， 劉亞林， 高 旭， 宋明輝， 張占忠

(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安 710043)

0 引言

遙感技術(shù)應(yīng)用于鐵路設(shè)計(jì)勘測主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 一是采用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)或航測遙感數(shù)據(jù)制作基礎(chǔ)測繪成果，如數(shù)字高程模型(digital elevation model，DEM)、數(shù)字正射影像(digital orthophoto map ，DOM)、數(shù)字線劃地圖(digital line graphic，DLG)、數(shù)字柵格地圖(digital raster graphic，DRG)，為前期路線設(shè)計(jì)調(diào)查提供基礎(chǔ)地形資料支持； 二是采用多源遙感影像，在鐵路設(shè)計(jì)可研、初測以及定測階段，開展遙感工程地質(zhì)解譯判讀，通過對(duì)地層巖性、構(gòu)造、不良地質(zhì)、水文地質(zhì)等要素的解譯分析，形成基礎(chǔ)的遙感解譯資料，指導(dǎo)外業(yè)開展工程地質(zhì)調(diào)查； 三是利用遙感數(shù)據(jù)開展多目標(biāo)信息自動(dòng)提取分析，獲取植被、水體、大氣等環(huán)境因子，開展不同階段鐵路沿線周邊生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)及評(píng)估[1-6]。

目前隨著航空器、遙感傳感器以及影像數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)的高速發(fā)展，無人機(jī)高清航攝、機(jī)載雷達(dá)測量、三維遙感可視化等新興手段逐漸應(yīng)用于鐵路工程地質(zhì)勘察中。劉桂衛(wèi)[7]在蒙華鐵路地質(zhì)勘察中，將高分辨率遙感和三維遙感相結(jié)合，開展不良地質(zhì)解譯圈定，為鐵路地質(zhì)選線提供了參考； 張占忠[8]通過制作大場景立體影像模型，恢復(fù)三維立體環(huán)境，有效減輕了外業(yè)調(diào)查工作量，為川藏鐵路選線及勘察設(shè)計(jì)提供了重要信息支持； 呂?？萚9]利用遙感技術(shù)和數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)建立三維真實(shí)地形及地理環(huán)境，虛擬鐵路選線，取得良好效果。遙感技術(shù)目前已成為鐵路選線及工程勘察設(shè)計(jì)的一種重要手段，尤其在切割強(qiáng)烈的復(fù)雜山區(qū)、人煙罕至的交通不便區(qū)、構(gòu)造發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜區(qū)以及我國西部的高海拔地區(qū)，利用遙感技術(shù)輔助工程地質(zhì)勘察，具有不可替代的作用。

1 工程概況和數(shù)據(jù)源

1.1 工程概況

新建中尼鐵路由我國西藏地區(qū)日喀則市延伸至尼泊爾首都加德滿都，全段路線長約600 km，其中日喀則至吉隆口岸段(國內(nèi)段)位于日喀則市西南部，線路東起拉日鐵路日喀則西站，經(jīng)拉孜縣、薩迦縣、定日縣、吉隆縣吉隆鎮(zhèn)后設(shè)鐵路口岸站，再取直至國界，預(yù)留向加德滿都延伸線[10-11]。本研究主要針對(duì)國境內(nèi)日喀則至波絨段，全長約380 km。線路由北(東)至南(西)依次位于岡底斯地塊內(nèi)日喀則弧前盆地、印度河-雅魯藏布江結(jié)合帶內(nèi)的雅魯藏布江蛇綠混雜巖帶、喜馬拉雅造山帶內(nèi)的特提斯喜馬拉雅北帶和南帶[12]。整體呈先東西后南北向特征，全線最高處為吉隆縣東側(cè)馬拉山一帶，吉隆縣以東地勢(shì)南高北低、西高東低，自西向東海拔呈階梯式遞減，波狀起伏，地形較復(fù)雜； 吉隆縣向南沿吉隆藏布海拔逐漸降低。

1.2 數(shù)據(jù)及應(yīng)用

針對(duì)中尼鐵路日喀則至波絨段地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、不良地質(zhì)類型多樣且集中發(fā)育的特征，采用由粗到細(xì)、由宏觀到局部的原則，利用多層次、多尺度、多類型遙感數(shù)據(jù)影像，參與遙感地質(zhì)解譯分析研究： 以空間分辨率為15 m的Landsat OLI影像為基礎(chǔ)，對(duì)區(qū)內(nèi)控制性的斷層、褶皺、特殊的巖組等開展解譯分析，掌握區(qū)域內(nèi)主要構(gòu)造展布特征； 以空間分辨率為5.8 m的資源三號(hào)(ZY-3)影像為基礎(chǔ)，對(duì)區(qū)內(nèi)地層巖性、構(gòu)造、大型的不良地質(zhì)等開展解譯分析； 以0.5 m空間分辨率的WorldView-2彩色影像以及立體相對(duì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)線路方案周邊巖性組合、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)、特殊巖土、地下水出露點(diǎn)等開展詳細(xì)的解譯分析，并充分利用奧維互動(dòng)地圖、谷歌地球等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)數(shù)據(jù)，通過其三維影像觀測環(huán)境以及歷史影像資料，開展多方位、多時(shí)相解譯，為線路方案布設(shè)、優(yōu)選提供依據(jù)。

2 工程地質(zhì)遙感調(diào)查分析

2.1 地層巖性判讀

結(jié)合已有地質(zhì)資料，采用OLI，ZY-3以及WorldView-2彩色影像，在區(qū)分細(xì)微紋型結(jié)構(gòu)、影像色彩差異以及野外實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，建立各地層巖性單元解譯標(biāo)志，通過調(diào)查分析，日喀則—波榮段沿線第四系至元古界地層均有出露，具有時(shí)代跨度大，巖性復(fù)雜變化快、構(gòu)造控制地層巖性展布的基本特征。其中以拉孜縣柳鄉(xiāng)至熱薩鄉(xiāng)一帶為典型，該區(qū)域出露有古近系柳區(qū)群(E1-2Lq)礫巖、侏羅-白堊系昂仁蛇綠巖群橄欖巖(J3K1A∑)以及二疊系浪措巖塊(P2l)灰?guī)r等(圖1)。

(a) 古近系柳區(qū)群(E1-2Lq)礫巖影像(b) 昂仁蛇綠巖群橄欖巖(J3K1A∑)影像(c) 浪措巖塊(P2l)灰?guī)r影像

(d) 古近系柳區(qū)群(E1-2Lq)礫巖現(xiàn)場照片(e) 昂仁蛇綠巖群橄欖巖(J3K1A∑)現(xiàn)場照片(f) 浪措巖塊(P2l)灰?guī)r現(xiàn)場照片圖1 部分地層巖性單元影像特征及現(xiàn)場照片(圖1(a)，(b)，(c)為WorldView-2 B3(R),B2(G),B1(B)波段合成影像)Fig.1 Image featuresand photos of some formation lithologic units

柳區(qū)群(E1-2Lq)礫巖影像色彩標(biāo)志典型，在OLI B7(R)，B5(G)，B2(B)波段合成影像中呈灰綠色、ZY-3 B1(R)，B2(G)，B3(B)影像中呈磚紅-暗紅色、WorldView-2 B3(R)，B2(G)，B1(B)影像中呈暗紫灰色-灰黃色，次渾圓山脊、次級(jí)沖溝發(fā)育，呈樹枝狀水系，其與蛇綠巖、混雜巖界線清晰，現(xiàn)場調(diào)查顯示，其巖性為一套紫紅色、灰黃色復(fù)成分礫巖、砂礫巖，礫巖膠結(jié)差，地表風(fēng)化較強(qiáng)，錘擊聲啞易碎(圖1(a)和(d))； 昂仁蛇綠巖群橄欖巖(J3K1A∑)，整體在雅魯藏布江結(jié)合帶內(nèi)部呈NWW-近EW向帶狀展布，與兩側(cè)白堊系、古近系呈斷層接觸，邊界清晰，其影像呈深灰綠色-灰綠色，次渾圓-次尖棱狀粗大山脊影紋，次級(jí)沖溝不發(fā)育，主溝多呈“V”型，巖石以蛇紋石化橄欖巖為主，呈深灰綠色-灰褐色，地表風(fēng)化成深灰色，新鮮面為灰綠色，巖石礦物成分主要為橄欖石、輝石、角閃石等(圖1(b)和(e))； 浪措巖塊(P2l)主要分布在拉孜縣熱薩鄉(xiāng)一帶，多呈彼此獨(dú)立的“飛來峰”覆蓋在相對(duì)較新的地層之上，影像中多呈近似圓形、橢圓形、長條形等不規(guī)則形淺色影像斑塊，地形中多形成正凸起地貌，其邊界可見較清晰的基巖陡坎或溝槽，巖性主要為灰?guī)r夾泥灰?guī)r，巖質(zhì)硬，各“飛來峰”巖塊產(chǎn)狀無明顯規(guī)律，變化較大，巖石表層可見溶蝕凹槽和不均勻刀砍紋，局部已白云巖化，多形成凸起山脊地貌，與周邊混雜巖地層界線清晰，為斷層接觸(圖1(c)和(f))。

2.2 斷裂構(gòu)造判讀分析

線路方案所經(jīng)過的雅魯藏布江結(jié)合帶及喜馬拉雅造山帶受板塊擠壓抬升運(yùn)動(dòng)影響，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，斷裂構(gòu)造發(fā)育。根據(jù)區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造規(guī)模、展布形態(tài)、活動(dòng)性等特征，將其分為區(qū)域性斷裂、一般性斷裂和活動(dòng)斷裂3類。

1)區(qū)域性斷裂。線路沿線依次穿越“達(dá)吉嶺—昂仁—仁布斷裂”、“札達(dá)—拉孜—邛多江斷裂”、“吉隆—定日—崗巴斷裂”3組區(qū)域性斷裂構(gòu)造，均呈NWW-近EW向展布，且以逆沖推覆斷層為主。各區(qū)域性斷裂線性影像特征清晰，以達(dá)吉嶺—昂仁—仁布斷裂為典型，其在薩迦縣吉定鎮(zhèn)西側(cè)區(qū)域與線路方案呈大角度斜交。斷裂兩側(cè)色調(diào)差異明顯，北側(cè)昂仁組呈淺灰黃色-淺灰色調(diào)、低緩渾圓山包影紋，南側(cè)蛇綠巖群呈深灰黃色和深灰綠色相間的暗色調(diào)、次尖棱-尖棱狀山脊影紋，斷裂帶通過處地形上多呈現(xiàn)為溝谷、山凹、鞍部、陡坎等負(fù)地形，可精確圈定斷裂所處位置及延伸方向(圖2(a))； 現(xiàn)場調(diào)查驗(yàn)證，斷裂位置解譯準(zhǔn)確，斷層為一逆斷層，主斷層帶寬約150～200 m，斷層產(chǎn)狀N55°～75°W/45°～80°N(圖2(b)和(c))。

(a) 斷裂影像(b) 斷層破碎帶照片(c) 斷層擦痕圖2 達(dá)吉嶺—昂仁—仁布斷裂影像特征及現(xiàn)場照片F(xiàn)ig.2 Image features and photos of Dagiring-Nangren-Renbu fault

2)一般性斷裂。受區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)影響，沿線一般性次級(jí)斷裂較為發(fā)育，主要包括NWW-近EW向、NNE-近SN向以及穹隆邊部環(huán)狀拆離斷裂等。線性影像特征較清晰，沿?cái)嗔讯嗫梢娺B續(xù)的沖溝、陡坎、溝谷出現(xiàn)分叉、水系轉(zhuǎn)彎等典型影像標(biāo)志，地貌上表現(xiàn)為連續(xù)或斷續(xù)的負(fù)地形，部分?jǐn)嗔褍蓚?cè)影像特征存在較明顯差異。NWW-近EW向斷裂多為區(qū)域性斷裂旁側(cè)次級(jí)斷裂，其活動(dòng)期次多同期或稍晚于區(qū)域性斷裂，斷裂產(chǎn)狀陡緩不一，傾角變化較大，以北傾逆斷層為主，該方向斷裂在走向上多被一系列NNE向平移斷層截切錯(cuò)移，以致沿走向分布極不連續(xù)，其在南北向剖面上常構(gòu)成疊瓦狀逆沖斷層系或走向背沖斷層組合； NNE-近SN向斷裂活動(dòng)期次晚于前者，以高角度平移斷層為主，部分兼有正斷層特征，部分貫穿各亞構(gòu)造帶，造成地質(zhì)體及前期構(gòu)造形跡出現(xiàn)南北錯(cuò)移，并伴生牽引小褶曲，地形多呈溝谷負(fù)地形(圖3(a))； 環(huán)狀拆離斷層主要分布在拉軌崗日變質(zhì)核外圍，以低角度正斷層為主，多以上陡下緩呈鏟式。

(a) 一般性斷裂影像(b) 登么措活動(dòng)斷裂影像(c) 登么措活動(dòng)斷裂局部特征圖3 一般性斷裂影像及登么措活動(dòng)斷裂影像及照片F(xiàn)ig.3 Images and photo of the general faults and Dengmocuo active fault

3)活動(dòng)斷裂。區(qū)內(nèi)沿線活動(dòng)斷裂較為發(fā)育，主要呈SN向延伸，尤其在定日縣東部登么措兩側(cè)發(fā)育多組近SN活動(dòng)斷裂，包括登么措斷裂及普色茶中斷裂等，高清影像中，前者在新生代沖洪積堆積區(qū)前緣可見清晰錯(cuò)落臺(tái)坎痕跡(圖3(b)和(c))； 后者對(duì)阿馬穹隆南部山體形成明顯錯(cuò)斷，影像中呈深切“V”型峽谷，向北可見串珠狀湖泊，顯示其曾經(jīng)強(qiáng)烈的南北向活動(dòng)性。綜合已有資料，表明本次線路方案沿線近EW向區(qū)域性斷裂及其兩側(cè)次級(jí)斷裂，為早期板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后的產(chǎn)物，已基本處于“穩(wěn)定”狀態(tài)，其活動(dòng)性對(duì)線路工程影響較小，向南靠近尼泊爾方向斷裂活動(dòng)性逐漸增強(qiáng)，區(qū)內(nèi)沿線第四紀(jì)以來的近SN向活動(dòng)斷裂，為SN向板塊運(yùn)動(dòng)后的地形地貌特殊“痕跡”，部分仍存在可能活動(dòng)跡象，線路方案設(shè)計(jì)中，需采用短橋或路基工程降低風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 水文地質(zhì)解譯分析

2.3.1 地下水出露點(diǎn)

區(qū)內(nèi)地下水露頭主要通過泉以及溢出帶體現(xiàn)，其解譯標(biāo)志包括植被異常聚集發(fā)育區(qū)、單獨(dú)民居村莊分布區(qū)、溪流源頭區(qū)、含水?dāng)嗔蜒由靺^(qū)等，多呈深色影像斑塊，并可見溪流的線狀深色影像條紋。通過解譯判讀，區(qū)內(nèi)薩迦縣城周邊，定日縣尼轄鄉(xiāng)、長所鄉(xiāng)，以及朋曲河谷河岸兩側(cè)為地下水出露點(diǎn)密集發(fā)育區(qū)，主要分布在溝谷底部、山坡坡腳處、斷層帶延伸區(qū)等區(qū)域(圖4(a)和(b))。區(qū)內(nèi)地下水出露點(diǎn)(泉點(diǎn))，可分為侵蝕泉、斷層泉、巖溶泉等，侵蝕泉區(qū)內(nèi)廣泛分布，多出露于溝谷或山坡坡腳處及洪積扇前緣，影像特征較為明顯，多形成小河源頭，呈影像色彩異常條帶或蝌蚪狀深色影紋； 斷層泉多沿近EW向斷裂呈線性展布，分布于斷裂形成的瀉出帶上，部分區(qū)域可見小規(guī)模的垮塌及滑坡，影像上呈淺色斑點(diǎn)狀影紋(圖4(c))； 巖溶泉主要發(fā)育于崗嘎鎮(zhèn)以西的碳酸鹽巖分布地區(qū)，規(guī)模較小。

(a) 定日縣尼轄鄉(xiāng)泉點(diǎn)影像(b) 定日縣尼轄鄉(xiāng)泉點(diǎn)照片(c) 沿?cái)嗔逊植嫉娜c(diǎn)影像圖4 泉點(diǎn)影像及照片F(xiàn)ig.4 Image features and photos of springs

2.3.2 現(xiàn)代冰川及冰湖

研究區(qū)南部喜馬拉雅山脈北麓分布有絨布冰川、北峰冰川、前進(jìn)冰川等多個(gè)著名冰川，構(gòu)成了稀有的“高山+冰川+峽谷”獨(dú)特景觀。線路方案距冰川較遠(yuǎn)，對(duì)線路無直接威脅，在定日縣東北部阿馬穹隆頂部溝谷及緩坡處可見小型冰川發(fā)育，在定日縣崗嘎鎮(zhèn)南側(cè)卓奧友峰、藏普峰北麓，聶拉木縣波絨鄉(xiāng)南部希夏邦馬峰北麓均可見大量冰川發(fā)育，其在影像中極易識(shí)別，呈亮白色影像斑塊，在溝谷內(nèi)呈帶狀、舌狀伸出。區(qū)內(nèi)波絨鄉(xiāng)西南部，希夏邦馬峰東南側(cè)冰川下部發(fā)育有多個(gè)冰湖，為冰川泥石流堵塞河道形成的堰塞湖，呈橢圓形、條帶狀藍(lán)灰色影像斑塊，其中郭強(qiáng)措(5.4 km2)、郭如措(4.9 km2)規(guī)模最大，冰湖其所處海拔多在5 200～5 400 m之間，距離線路約30 km，其北側(cè)線路所處海拔4 600～4 700 m之間，冰湖距線路方案較遠(yuǎn)，若冰湖潰決后引發(fā)洪水及泥石流，對(duì)線路威脅較小。

通過對(duì)線路方案沿線地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)等開展詳細(xì)的解譯圈定，發(fā)現(xiàn)沿線地層巖性復(fù)雜、構(gòu)造形式多樣，工程地質(zhì)環(huán)境極不穩(wěn)定。線路設(shè)計(jì)中需通過拔高線位海拔或通過傍山隧道降低隧道埋深，且線路走向盡量與區(qū)域最大主應(yīng)力方向平行或呈小角度相交，以減小隧道洞室開挖后的切向應(yīng)力，同時(shí)在軟質(zhì)巖地區(qū)隧道需盡量選擇構(gòu)造不發(fā)育或發(fā)育較弱、地下水不發(fā)育的地段通過。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，線路在穿越褶皺及斷層構(gòu)造時(shí)，需采用繞避優(yōu)先、大角度短距離穿越的原則，以垂直或大角度斜交方式通過褶皺核部及斷層帶，降低垂直地應(yīng)力對(duì)工程施工帶來的影響，同時(shí)需盡量繞避活動(dòng)斷裂，或采用簡單路基、橋梁形式垂直通過，降低影響并減小修復(fù)難度。

3 不良地質(zhì)解譯分析

3.1 滑坡

沿線滑坡主要集中分布在下布曲以西、登么措以東地區(qū)。在區(qū)域強(qiáng)烈構(gòu)造活動(dòng)的地質(zhì)背景下，形成河谷下切，山勢(shì)陡峭的地形地貌，侏羅系與三疊系軟巖及軟硬相間地層，受降雨、地震、風(fēng)化、構(gòu)造等綜合因素影響，部分陡坡、凸出巖塊應(yīng)力平衡被破壞，順地層軟弱層、斷層及節(jié)理裂隙面等滑脫面向下滑落，堆積于坡地，形成與周邊原地圍巖及地貌形態(tài)“截然不符”的滑坡體。滑坡體在影像中多呈順下坡方向展布的簸箕形、鍋鏟狀、舌形影像斑塊，可清晰識(shí)別其淺色滑坡后壁，壟狀、渾圓狀的滑坡鼓丘，舌狀、帶狀的滑坡舌以及垂直滑動(dòng)方向展布的條紋狀滑坡臺(tái)坎，線狀、細(xì)條紋狀的滑坡裂縫等影像痕跡，部分滑坡體可見“雙溝同源”、“前緣凸出”等典型影像特征(圖5)。區(qū)內(nèi)共解譯滑坡170余處，以巖質(zhì)滑坡為主，具有規(guī)模大、破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)，如吉堆滑坡、麻布加滑坡、薩迦北滑坡群等，對(duì)線路方案和工程設(shè)置影響重大，具明顯制約作用。

(a) 正射影像(b) 三維側(cè)視影像(c) 現(xiàn)場照片圖5 吉堆滑坡影像及照片F(xiàn)ig.5 Images and photo of Jidui landslide

3.2 泥石流

區(qū)內(nèi)泥石流溝全線均有分布，對(duì)線路方案、工程設(shè)置影響重大。薩迦沖曲、下布曲、熱曲流域以及朋曲河谷參木達(dá)至乃龍段及門布一帶兩岸地形起伏較大，溝谷深切、狹窄，軟巖分布較多，表層風(fēng)化破碎，兩岸山坡及支溝內(nèi)殘坡積物、古沖洪積堆積物發(fā)育，具有發(fā)生泥石流災(zāi)害良好的“孕災(zāi)背景”。通過遙感解譯及現(xiàn)場調(diào)查，區(qū)內(nèi)共解譯判定泥石流溝逾200條，具有成群發(fā)育的特征，泥石流溝影像特征典型，較易識(shí)別，形成區(qū)多見密集次級(jí)沖溝、溝槽，流通區(qū)多為淺色長條狀、帶狀影紋，堆積區(qū)多呈淺色調(diào)扇形區(qū)，部分扇面上見有固定溝槽、導(dǎo)流堤及漫流狀溝槽，堆積區(qū)前緣多對(duì)主溝或河道進(jìn)行擠壓推移、擠壓，線路通過此類泥石流溝區(qū)，首選采用繞避原則，或預(yù)留充足的凈空高度后，以橋梁+路基方式穿過泥石流溝(圖6)。

(a) 吉定鎮(zhèn)西側(cè)熱曲兩岸泥石流影像(b) a處泥石流照片(c) b處泥石流照片圖6 泥石流影像及現(xiàn)場照片F(xiàn)ig.6 Image and photos of mudslides

3.3 風(fēng)沙

風(fēng)沙區(qū)主要分布于雄麥鄉(xiāng)、尼轄鄉(xiāng)、曲洛鄉(xiāng)、登么措及其以西朋曲河谷兩側(cè)部分地區(qū)，參考區(qū)域地貌影像特征，可知雄麥鄉(xiāng)、尼轄鄉(xiāng)南部、登么措至措果鄉(xiāng)、曲洛鄉(xiāng)區(qū)域曾為2～3處古堰塞湖，為古冰川泥石流或滑坡造成西部朋曲、東部協(xié)林藏布河道堵塞而形成，決堤湖水下降后，湖積物曝露，形成現(xiàn)代的風(fēng)沙區(qū)，曲洛鄉(xiāng)以西朋曲河谷兩側(cè)風(fēng)沙則主要分布于原河谷沖積、淤積層上部。結(jié)合影像及區(qū)內(nèi)植被覆蓋情況，將區(qū)內(nèi)風(fēng)沙區(qū)分為流動(dòng)沙丘、半固定沙丘、固定沙丘，屬嚴(yán)重-中等沙漠化土地，其中流動(dòng)沙丘對(duì)鐵路工程施工及后期維護(hù)影響較大，主要分布于尼轄鄉(xiāng)南部協(xié)林藏布兩岸，整體呈N20°E帶狀展布，影像特征清晰，沙丘平面形如新月，可見沙丘兩側(cè)順風(fēng)向延伸的兩翼，即典型“新月形沙丘”(圖7)。利用Google Earth平臺(tái)獲取歷史影像，對(duì)比區(qū)內(nèi)新月形流動(dòng)山丘的移動(dòng)速率，得出： ①沙丘整體向N20°E“蠕動(dòng)”，隊(duì)列整齊； ②沙丘移動(dòng)速率與其大小有關(guān)，沙丘越大，整體順風(fēng)向移動(dòng)速度越小，反之越大； ③不同位置沙丘移動(dòng)速率差距較大，該區(qū)域移動(dòng)速率在10～50 m/a之間； ④流動(dòng)沙丘形態(tài)隨時(shí)間存在輕微變化，小型沙丘存在“消失再現(xiàn)”特征。馬建軍等[13]基于1996—2016年定結(jié)地區(qū)遙感數(shù)據(jù)影像，對(duì)包含區(qū)內(nèi)風(fēng)沙區(qū)在內(nèi)的定結(jié)地區(qū)風(fēng)沙地貌分布特征及20 a來動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了分析研究，得出定結(jié)地區(qū)風(fēng)沙地貌總面積呈現(xiàn)出先擴(kuò)張后縮減的特征，其與自然環(huán)境因素(大氣環(huán)流、局地氣流、風(fēng)況等)以及人為治理因素密切相關(guān)，間接反映青藏高原南部氣候暖濕性愈加顯著的特征。

(a) 流動(dòng)沙丘影像及局部照片(b) 流動(dòng)沙丘移動(dòng)示意圖(c) 流動(dòng)沙丘移動(dòng)示意圖圖7 流動(dòng)沙丘影像Fig.7 Images of migratory dune

3.4 地震砂土液化

朋曲河谷區(qū)兩岸局部分布飽和松散粉、細(xì)砂，一般埋深1～3 m，局部埋深5 m，層厚一般0.5～1 m，靠近河谷區(qū)地下水位較淺，且位于高地震烈度區(qū)，在地震循環(huán)荷載作用下，處于地下水位以下砂質(zhì)粉土及部分黏質(zhì)粉土(即粉細(xì)砂)失去其原有的固結(jié)屬性，像流體一樣運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)“噴水冒砂”的地震砂土液化現(xiàn)象。在朋曲河谷右岸地表可見兩處砂土液化引發(fā)的滑坡，其與周邊正常洪積堆積區(qū)光滑影像界線清晰，液化區(qū)內(nèi)部可見多組呈弧狀展布的層狀錯(cuò)落影紋，整體較雜亂，且砂土液化區(qū)滑坡內(nèi)部可見地下水出露痕跡，表明其地下水水位較淺，在目前已知兩處滑坡兩側(cè)區(qū)域仍存在發(fā)生砂土液化的可能(圖8)。

(a) 左措村西砂土液化影像(b) 左措村砂土液化影像(c) 左措村砂土液化照片圖8 砂土液化影像及現(xiàn)場照片F(xiàn)ig.8 Images and photo of sand liquefaction

通過對(duì)區(qū)內(nèi)沿線開展不良地質(zhì)遙感解譯及現(xiàn)場調(diào)查，識(shí)別圈定了大量與線路方案有關(guān)的滑坡、泥石流、風(fēng)沙等不良地質(zhì)體，為外業(yè)地質(zhì)調(diào)查以及線路設(shè)計(jì)提供了重要的信息參考。線路方案的設(shè)計(jì)展線需充分考慮區(qū)內(nèi)不良地質(zhì)發(fā)育及分布情況，對(duì)于影響較大的不良地質(zhì)，如大型滑坡、泥石流溝區(qū)域需提前繞避，對(duì)于部分可控的不良地質(zhì)，需采用盡量繞避+工程控制方式通過，同時(shí)需結(jié)合已有資料，提前預(yù)防潛在不良地質(zhì)發(fā)生的可能，確保鐵路工程在后期施工及運(yùn)營階段的安全穩(wěn)定。

4 結(jié)論及展望

1)本研究利用遙感技術(shù)輔助中尼鐵路沿線工程地質(zhì)調(diào)查，利用不同分辨率遙感影像開展了地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等基礎(chǔ)地質(zhì)要素，地下水出露點(diǎn)、現(xiàn)代冰川及冰湖等水文地質(zhì)要素，滑坡、泥石流、風(fēng)沙、地震沙土液化等不良地質(zhì)要素的詳細(xì)解譯圈定。

2)中尼鐵路沿線地層巖性復(fù)雜、構(gòu)造形式多樣，活動(dòng)斷裂發(fā)育，工程地質(zhì)環(huán)境極不穩(wěn)定，存在多處滑坡、泥石流、風(fēng)沙等不良地質(zhì)威脅，線路方案設(shè)計(jì)需遵從“地質(zhì)選線”前提，選擇地質(zhì)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定、地形條件允許的地區(qū)設(shè)計(jì)展線。

3)本次解譯成果有效地解決了外業(yè)現(xiàn)場視野局限性問題，減輕了外業(yè)調(diào)查的工作負(fù)荷，提高了外業(yè)調(diào)查工作效率，充分發(fā)揮了遙感技術(shù)在鐵路工程地質(zhì)勘察中的優(yōu)勢(shì)，實(shí)用性強(qiáng)，可為鐵路、公路、管廊建設(shè)等工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查提供技術(shù)應(yīng)用參考，尤其在高海拔、復(fù)雜山區(qū)起到不可替代的作用。

隨著我國綜合實(shí)力的不斷提升，“一帶一路”倡議經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展，國內(nèi)“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)建設(shè)如火如荼，一大批我國中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃的鐵路線逐步納入設(shè)計(jì)建設(shè)中，新藏鐵路、甘藏鐵路、跨國“中亞鐵路”等一批我國西部鐵路干線將逐漸進(jìn)入設(shè)計(jì)實(shí)施階段，在此類高海拔、復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路設(shè)計(jì)勘察中，遙感技術(shù)將扮演重要的“天眼”角色。未來，多光譜、高光譜、高精度熱紅外、干涉雷達(dá)、無人機(jī)三維傾斜攝影、三維激光掃描等多源遙感技術(shù)配合地面調(diào)查，形成多層次、多尺度、全方位的“空天地”一體化綜合勘察技術(shù)體系，將為鐵路勘測設(shè)計(jì)提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。