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研究区位于鄂州-大冶一带,鄂东南多金属矿区,在大地构造上处于扬子准地台下扬子台地带咸宁--大冶凹褶断束中,地质条件复杂,不良地质结构分布较广[1]。特殊的地理与地质背景造就了研究区秀丽的自然山水与丰富的矿产资源优势,同时也为地质灾害的发生提供了基础条件。
研究区铁、铜、煤、石灰石等储量丰富,开采历史悠久,地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害越来越多,严重威胁到矿区的安全和当地的和谐发展。对研究区进行地质灾害进行遥感调查,掌握该地区地质灾害的分布规律,对其进行地质灾害危险性评价研究是非常有理论和现实意义的。
随着遥感技术的快速发展,高空间分辨率和光谱分辨率影像的出现,打破了从宏观上进行地质灾害的微观调查的局限。GIS技术强大的属性数据与空间数据的管理、处理、分析功能,为灾害信息的处理提供了必要手段。
论文以RS和GIS为技术手段,以SPOT5、QuickBird的全色和多光谱影像为数据源,通过目视解译和野外验证对研究区的地质灾害点进行解译统计。基于灾害统计结果,结合研究区的地质背景和收集到得相关资料,分析了研究区地质灾害的主要类型和地质灾害的发生机理,基于层次分析的方法建立了地质灾害危险性评价的指标体系,对研究区进行了危险性评价。得到如下成果或结论:
1、研究区的地质灾害有地面塌陷、崩塌、滑坡、地裂缝等,其中以地面塌陷、崩塌为主,地面塌陷的发生常常伴随有地裂缝,有时诱发崩塌、滑坡。
2、矿区的地面塌陷包括采空塌陷和岩溶塌陷两种类型。采空塌陷主要是煤、铁、铜的长期地下开采形成采空区引起,采空区是引起地面塌陷的根本。岩溶塌陷是由于开采存在岩溶洞隙的可溶岩(碳酸岩等)而产生的。开矿不仅形成采空区,还产生大量的废石堆、固体废弃物,形成不稳定边坡,为崩塌、滑坡的发生提供物质基础。
3、通过对研究区的遥感解译和野外调查,建立了研究区地质灾害点的分布图,构建了研究区地质灾害点属性数据和空间数据库。研究区共有地面塌陷38处,面积已达1.66k㎡,影响对象有居民地、林地、耕地、矿坑;崩塌14处,影响面积达0.18k㎡,影响对象都是林地;滑坡4处,影响面积达0.06k㎡,影响对象有尾矿库、矿坑。
4、根据研究区地面塌陷和发生的原因和数据的可获得性,本文对地面塌陷和崩塌两种灾害类型建立了评价指标,地面塌陷主要包括开采规模、开采深度、开采上限、开采方法、矿山经济类型、灾害点密度、地层岩性为评价指标,崩塌的评价指标包括矿山的占地类型和矿山经济类型,坡度、相对高度、地层岩性、植被因子、灾害点密度作为评价指标。
5、结合标准分幅地形图、湖北规划数据、影像数据等基础资料,采用32m*32m的栅格单元,提取了植被指数、坡度、相对高度、地层岩性、灾害点密度图、开采状况因子的信息图。
6、依据层次分析获得的权重和评价指标的量化取值,基于GIS和RS提取的各指标的信息,根据综合评价模型,运用ARCGIS的叠加分析,得出了两类灾害的危险性分区图和综合评价图。根据评价结果,将研究区分为极危险区、较危险区、一般危险区、稳定区。极危险和较危险区面积占研究区总面积9%,主要分布在程潮铁矿、大冶铁矿、灵乡铁矿、铜山口铜矿、金山店铁矿、大广山铁矿、松屏煤矿、秀山煤矿、刘雁翅煤矿、大冶市桐梓沟煤矿陈盛铜铁矿、韩信铁矿、狮子山铁矿、志德铁矿、松山煤矿、铁山石灰石矿和其他碳酸盐开采区。