本书以三峡库首秭归向斜盆地典型顺层岸坡段为工作区，按照以孕灾环境与模式分析为基础、以综合遥感隐患识别技术为支撑的思路与方案，开展典型顺层岩质水库滑坡隐患的综合遥感识别方法与实践研究。首先通过归纳区域地质环境与地质灾害发育概况以掌握孕灾背景；再对地形地貌、地质构造、斜坡结构等进行调查分析以查明孕灾环境；同时重点通过地质结构条件分析与总结来揭示典型孕灾模式，继而建立综合遥感判识标志；以此为基础，采用定量易发分区评价与定性目视解译相结合的方法，圈定易发靶区并将其作为识别重点区；接着，综合采用高分光学卫星遥感、合成孔径雷达干涉、无人机摄影测量等技术方法，开展隐患探测与识别；最后，通过地面核查判识最终实现隐患识别，并提出管控建议。 本书可供灾害地质、工程地质、遥感地质等相关领域的生产、科研人员及相关专业本科生与研究生参考和使用。

第一章绪论
　　1.1 三峡库首顺层岩质水库滑坡发育现状
　　顺层岩质水库滑坡灾害一般前兆不甚明显，但通常规模较大、突发性强、破坏性强，因此容易造成重大损失，典型的有1961年3月6日我国湖南省柘溪水库发生的塘岩光滑坡（金德镰和王耕夫，1986）、1963年10月9日发生的意大利瓦依昂水库滑坡（Müller-Salzburg，1987）及2003年7月13日我国三峡水库发生的千将坪滑坡（Wang et al.，2004）等。因此，顺层岩质水库滑坡灾害始终是大型水利水电枢纽工程建设与运营过程中的重大隐患。
　　三峡库区坝首区域，地质灾害密集频发，尤其是距三峡大坝上游*近仅30km的秭归向斜盆地，属扬子准地台（I）上扬子台褶带（II）鄂中褶断区（III）秭归台褶束（IV）的主体（王治华等，2003），发育一套由侏罗系—三叠系砂岩、泥岩“软硬相间”互层组合构成的内陆湖相“红层”碎屑岩沉积地层，而且长江自西向东从其南端穿过且伴多条支流。构造强烈、地层易滑、水库蓄水、集中降雨等，使该区域成为三峡库首顺层岩质水库滑坡发育的“重灾区”（图1.1）。
　　据不完全统计，从2003年三峡水库首次蓄水至今，在该区域实施监测预警的灾害体就超过20处，其中专业监测至少8处、群测群防至少16处。与此同时，仍然至少发生了4次突发失稳破坏事件（图1.2），包括2003年7月13日的千将坪滑坡（Wang et al.，2004）、2008年11月5日的泥儿湾滑坡（赵能浩和易庆林，2016；田正国和卢书强，2012）、2014年9月2日的杉树槽滑坡（Huang et al.，2019；Xu et al.，2015）、2019年12月10日的卡门子湾滑坡（Yin et al.，2020）等。
　　这些顺层岩质水库滑坡的破坏轻则严重影响当地人民的正常生产生活，重则造成重大经济损失，其中千将坪滑坡还造成14人死亡、10人失踪的重大人员伤亡（Wang et al.，2004）。总之，这些集中发育于秭归向斜盆地且极具隐蔽性、突发性与危害性的顺层岩质水库滑坡灾害，仍持续性地严重威胁着三峡工程与库区人民生命财产安全及当地社会经济发展。
　　1.2顺层岩质滑坡隐患早期识别研究现状
　　根据我国地质灾害防治经验及在三峡库区的成功实践，将处于变形阶段的灾害体纳入监测预警范围或采取工程治理等措施，无疑仍是破解顺层岩质水库滑坡防治难题的有效手段，但这首先依赖于对灾害体的有效识别。然而，不同于伴有显著变形迹象的临滑状态识别或已滑的破坏状态识别，对隐患体实施从孕灾启动到突发破坏之前的“早期识别”更为关键（许强等，2022；许强，2020；Ouyang et al.，2019；葛大庆等，2019；殷跃平，2018）。
　　从1963年意大利瓦依昂水库滑坡发生开启对顺层岩质滑坡的相关研究以来，获得了一些重要认识。
　　（1）灾害体破坏、失稳突发且快速，但整个变形演化是一个渐进破坏过程（Müller-Salzburg，1987；BelloniandStefani，1987），通常会表现出渐进蠕变特性（唐朝晖等，2021；刘新荣等，2020；邹宗兴等，2012），而这一过程可达数年至数十年，甚至更长（李为乐等，2019）。
　　（2）孕灾体地形地貌特征不明显，早期变形迹象也不显著，而且极具隐蔽性（董秀军等，2020；李为乐等，2019；张永双等，2018；黄润秋等，2017）。
　　（3）具有显著区域性特点，与孕灾（地质）环境密切相关（邹宗兴等，2012；李守定等，2007），具有特定孕灾结构与对应的孕灾（动态演化）模式（王兰生，2004）。认识和掌握这些特征与规律，是有效识别的前提和基础（许强等，2019；黄润秋等，2017）。
　　（4）仅靠人工地面排查识别远远不够，必须充分利用现代遥感技术，并将其作为有效识别的重要技术支撑（许强等，2022；许强，2020；许强等，2019；葛大庆等，2019；张勤等，2017；范一大等，2016；Tofani et al.，2013；童立强和郭兆成，2013）。
　　因此，要实现对三峡库区秭归向斜盆地顺层岩质水库滑坡的早期识别是可能的，但需要解决两个关键问题：①从理论上厘清灾害成因机理与变形机制，进而了解特定孕灾环境，掌握特定孕灾结构及其对应的特定孕灾模式与规律；②从技术上发掘能够探测到不显著渐进蠕变特征并可有效识别的遥感手段与分析方法。
　　对于①，研究成果丰富，集中体现在从地质特征和力学机制出发建立的各类斜坡岩体变形破坏模式（黄润秋，2007；晏鄂川和刘广润，2004；王兰生，2004；刘广润等2002；晏同珍等，2000；崔政权和李宁，1999；佴磊和汪发武，1991；孙玉科和姚宝魁，1983），其中尤以张倬元等（1994）、王兰生（2004）提出的6类模式*具代表性。对于三峡库区的顺层边坡，长期以来也较广泛、深入地开展了以滑移（弯曲）-剪断型（黄润秋，2007）[或称拱溃型（陈自生，1991）、溃曲型（佴磊和汪发武，1991）等]为典型代表的各类模式研究（邓永煌等，2018；汤明高等，2016；肖诗荣等，2013；柴波和殷坤龙，2009；李远耀，2007；刘广润等，2002）；对于与秭归向斜盆地砂泥岩物质组成相同的“红层”顺层岩质滑坡也有大量研究成果（吴琼等，2019；张涛等，2017；卢远航，2016；易靖松，2015）。无疑，这些成果可以直接为早期识别提供重要理论基础和实施依据。但近年来，具有“新”结构和“新”模式的杉树槽滑坡（Huang et al.，2019；Xu et al.，2015）、卡门子湾滑坡（Yin et al.，2020；何钰铭等，2020）等顺层岩质水库滑坡灾害的相继发生，说明对秭归向斜盆地这一特定区域内的顺层岩质水库滑坡模式的认识和总结还不全面。
　　对于②，近年来在基于天—空—地一体化综合遥感的重大地质灾害隐患早期识别技术思路下（许强等，2022；许强，2020；许强等，2019；刘传正，2018；殷跃平，2018；范一大等，2016），高分光学卫星遥感（陆会燕等，2019；李为乐等，2019；Yang et al.，2019；Lacroix et al.，2018；Ma et al.，2016）、合成孔径雷达干涉测量（interferometricsyntheticapertureradar，InSAR）（周定义等，2021；李梦华等，2021；Notti et al.，2021；冯文凯等，2020；陆会燕等，2019；李振洪等，2019；Intrieri et al.，2018；张路等，2018；王桂杰等，2011）、激光雷达（light detection and ranging，LiDAR）探测与测量（佘金星等，2021；董秀军等，2020；Mezaal and Pradhan，2018；Ró.ycka et al.，2015；谢谟文等，2014；Jaboyedoff et al.，2012）、无人机摄影测量（吕权儒等，2021；黄海峰等，2020，2017a，2017b；Huang et al.，2017a，2017b；Al-Rawabdeh et al.，2016；Turner et al.，2015；李德仁和李明，2014；Niethammer et al.，2012）等丰富的技术手段开始被大量应用于地质灾害识别。但目前以灾后（知道了灾害体的具体位置和范围之后）进行的技术可行性验证为主，距离落地实用尚远，针对顺层岩质滑坡的早期识别尤甚，原因在于：作为以地表识别为主的遥感方法，首先必须具备对地表覆盖和地表形态两方面表征（包括静态特征与动态变化）进行有效探测的数据支撑与分析方法，然后还要有从探测结果中对真实孕灾体进行有效识别的判识标志。然而对处于孕灾早期还未发育完全的孕灾体（边界未完全形成，不能成为区别于周边斜坡环境的独立表面）来说，其两方面表征均极不显著，标志更不明确。换言之，面临两个突出矛盾：①缺乏足够精细化、多类型遥感数据及综合分析手段，无法对不显著表征进行有效探测；②缺乏具有普遍性的遥感统一判识标志，无法对早期孕灾体进行有效识别（G.rüm，2019；童立强和郭兆成，2013）。
　　当前，面临新的地质灾害防控形势，我国地质灾害防治工作模式也正在发生转换。
　　2016年7月28日，习近平总书记在视察唐山市时就防灾减灾救灾工作做出重要指示，提出了“坚持以防为主、防抗救相结合，坚持常态减灾和非常态救灾相统一，努力实现从注重灾后救助向注重灾前预防转变，从应对单一灾种向综合减灾转变，从减少灾害损失向减轻灾害风险转变，全面提升全社会抵御自然灾害的综合防范能力”的“两个坚持、三个转变”重要要求。2016年12月19日，中共中央、国务院下发并实施了《关于推进防灾减灾救灾体制机制改革的意见》。2018年10月10日，习近平总书记又在中央财经委员会第三次会议上发表重要讲话，指出要“坚持预防为主，努力把自然灾害风险和损失降至*低”，“要建立高效科学的自然灾害防治体系，提高全社会自然灾害防治能力”，并提出针对关键领域和薄弱环节，推动建设若干重大工程，其中就包括“实施灾害风险调查和重点隐患排查工程，掌握风险隐患底数； ；实施自然灾害监测预警信息化工程，提高多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力”。
　　2018年，新组建的自然资源部和应急管理部先后多次召开专题会议，讨论了地质灾害防治问题。自然资源部陆昊部长提出地质灾害防治的“四步”工作方案，即研究原理、发现隐患、监测隐患、发布预警。同时强调，当前防范地质灾害的核心需求是要搞清楚“隐患点在哪里”“什么时候可能发生”。之后，从2018年开始至2021年，自然资源部在每年发布的关于做好地质灾害防治工作的通知中，均重点强调了要做好隐患识别工作，而且目标越来越明确、力度越来越大。例如，在《自然资源部办公厅关于做好2018年地质灾害防治工作的通知》（自然资办发〔2018〕2号）中提出，“要大力提升地质灾害隐患排查技术水平，破解地质灾害隐患发现难、认识难的问题”。在《自然资源部办公厅关于做好2019年地质灾害防治工作的通知》（自然资办函〔2019〕547号）中提出，要“深入推进地质灾害风险调查与隐患排查”，“力争通过三年工程实施，显著提高地质灾害隐患识别与风险调查科技水平，实现我国地质灾害风险调查和隐患排查全覆盖”。在《自然资源部关于做好2020年地质灾害防治工作的通知》（自然资发〔2020〕62号）中进一步明确提出，要“以隐患识别和风险评价为重点，以实施地质灾害风险管控、减轻灾害风险为目标，充分利用高分辨率光学和干涉雷达（InSAR）卫星遥感、航空遥感、无人机和激光（LiDAR）观测等先进适用技术手段和高精度定位服务网、数字高程模型（DEM）等地理信息资源，全面开展地质灾害隐患识别与1︰5万调查和风险评价，对重点地区开展1︰1万精细化调查，查明风险底数，夯实防治工作基础”。在《自然资源部关于做好2021年地质灾害防治工作的通知》（自然资发〔2021〕44号）中进一步强调要“狠抓隐患排查”，在“聚焦关键重点，集中发力落实”任务中，首先就是要继续“加强隐患识别，突出解决‘隐患在哪里’问题。充分利用基于星载平台、航空平台、地面平台的天—空—地一体化多源立体观测体系，开展多方法、分层次、多尺度综合遥感调查，全面开展高、中易发区地质灾害隐患早期识别和地面验证，解决地质灾害隐患发现不够的问题。”“二是加快风险评价，推动‘隐患点+风险区双控’。 ，开展新一轮区域性1︰5万地质灾害详细调查和人口聚集或风险较大的重点区域1︰1万大比例尺高精度调查评价及风险区划工作，加强地质结构分析和致灾机理研究，把那些目前没有变形迹象但是具有成灾风险的地区划分为不同程度的风险地区管控起来，既要管住已有隐患点，又要管住风险区，推进防控方式由‘隐患点防控’逐步向‘隐患点+风险区双控

目录
第一章　绪论　1
1.1　三峡库首顺层岩质水库滑坡发育现状　2
1.2　顺层岩质滑坡隐患早期识别研究现状　3
1.3　典型工作区与实施过程　6
1.4　本章小结　9
第2章　区域地质环境概况与地质灾害现状　11
2.1　区域地质环境概况　12
2.1.1　气象水文　12
2.1.2　地形地貌　14
2.1.3　地层岩性　15
2.1.4　地质构造　17
2.1.5　新构造运动及地震　19
2.1.6　工程地质条件　19
2.1.7　水文地质条件　20
2.1.8　人类工程活动　21
2.2　地质灾害现状　23
2.2.1　地质灾害发育概况　23
2.2.2　地质灾害防治现状　30
2.3　本章小结　31
第3章　顺层岩质水库滑坡孕灾环境分析　33
3.1　概念与方法　34
3.2　沙镇溪镇周边岸坡段（I区）　34
3.2.1　地形地貌特征　34
3.2.2　地层岩性与工程地质岩组特征　40
3.2.3　地质构造背景　41
3.2.4　斜坡结构特征　42
3.3　吒溪河左岸段（II区）　46
3.3.1　地形地貌特征　46
3.3.2　地层岩性与工程地质岩组特征　50
3.3.3　地质构造背景　52
3.3.4　斜坡结构特征　52
3.4　泄滩河左岸段（III区）　56
3.4.1　地形地貌特征　56
3.4.2　地层岩性与工程地质岩组特征　60
3.4.3　地质构造背景　63
3.4.4　斜坡结构特征　63
3.5　孕灾环境特征总结　66
3.6　本章小结　68
第4章　顺层岩质水库滑坡典型孕灾模式及其综合遥感判识标志　69
4.1　工作区孕灾模式分析　70
4.1.1　沙镇溪镇周边岸坡段（I区）　70
4.1.2　吒溪河左岸段（II区）　80
4.1.3　泄滩河左岸段（III区）　91
4.2　孕灾模式特征总结　98
4.3　综合遥感判识标志建立及数据源　101
4.3.1　综合遥感判识标志建立　101
4.3.2　遥感判识数据源　103
4.4　本章小结　104
第5章　顺层岩质水库滑坡隐患易发靶区圈定　105
5.1　流程与方法　106
5.2　基于地质灾害易发分区评价的靶区圈定　106
5.2.1　评价方法　107
5.2.2　评价模型　109
5.2.3　评价结果　112
5.3　基于精细地形与实景三维模型的靶区圈定　115
5.4　易发IE区综合圈定　125
5.5　本章小结　126
第6章　地质灾害隐患综合遥感探测与识别　127
6.1　思路与方案　128
6.2　基于髙分光学卫星遥感影像的隐患探测与识别　129
6.2.1　基本原理与主要步骤　129
6.2.2　迭代加权多元变化检测方法　130
6.2.3　数据源　131
6.2.4　流程方法　132
6.2.5　变化检测识别结果　132
6.3　基于InSAR的隐患探测与识别　135
6.3.1　InSAR技术简介　135
6.3.2　数据源　136
6.3.3　SBAS-InSAR技术流程　138
6.3.4　结果分析　139
6.4　基于无人机摄影测量的隐患探测与识别　145
6.4.1　现场作业与室内单期成果处理　145
6.4.2　基于DOM变化检测的隐患识别　147
6.4.3　基于DSM形变探测的隐患识别　158
6.5　本章小结　165
第7章　地质灾害隐患综合识别与管控建议　167
7.1　地面核查判识　168
7.2　工作区隐患识别结果及管控建议　172
7.2.1　沙镇溪镇周边岸坡段（I区）　172
7.2.2　吒溪河左岸段（II区）　173
7.2.3　泄滩河左岸段（III区）　175
7.3　普适型专业监测预警设计　176
7.3.1　基本情况　176
7.3.2　监测网点布置　177
7.4　本章小结　178
参考文献　179