本文是地质工程专业工程硕士论文，主要研究蒙西至华中铁路煤运通道工程黄土滑坡3S技术应用。

第1章绪论

1.1选题背景及研究意义

随着社会经济的快速发展和人类改造自然步伐的加快，加之全球环境和气候条件的恶化，自然灾害的发生频度和规模都在不断增加，严重阻碍了我国经济的健康发展与铁路建设事业的稳步推进。不良地质灾害是自然灾害中较为严重的灾害之一，国家在灾害预防和治理方面投入很多人力和财力，并产生了可喜的成果。然而，由于地质灾害自身的复杂性和研究手段的滞后性，致使很多工程地质问题并未得到较好的解决。黄土滑坡是黄土地区主要的不良地质现象，当这种现象发生在人类活动的范围之内就会成为一种巨大的灾害，它的产生决定于特定的自然环境和社会环境，并具有发生、发展、变化以及消亡的内在规律。作为一种地质灾害，它与地震、崩塌、泥石流、洪水等自然灾害一样，可中断交通、堵塞河流、掩埋村庄、厂房、农田等⑴，给国家和人民的生命财产和经济建设带来巨大的损失。据报道，2007年11月6日，辜兰县什川镇下泥湾村112号、114号院后发生山体滑坡[54]，约2000rn3的黄土瞬时将山下两户人家的九间房屋夷为平地，造成5人死亡；2009年5月16日，甘肃省兰州市九州石峡口小区西侧发生山体滑坡[55]，造成7人死亡，1人受伤，直接经济损失达2060万元；2011年9月17日，陕西省西安市灞桥区白鹿原北坡发生黄土滑坡[57]，造成19人死亡，13人失踪；2012年7月31日，山西省析州市保德县孙家沟乡牧塔村发生的一起黄土滑坡自然灾害事故，滑坡山体长度约30m，高度约30m,滑落土方约2300m3，造成2人死亡。诸如此类的滑坡灾害在我国时有发生，并有愈演愈烈的趋势，图1-1和图1-2反映了近年我国滑坡的危害程度和分布范围。

黄土滑坡对人类生存环境和经济活动产生的危害显而易见，在铁路建设和运营中的危害也不容忽视。1955年8月18日在陕西宝鸡发生的卧龙寺黄土滑坡[56]，规模达3350万方，将跪海铁路向南推移llOm，毁坏两个村庄，致死牲畜数十头；1963年9月17日在甘肃天水发生的黄龙西村、葡萄园车站东K1358+150~350黄土滑坡，规模达40万方，导致行车中断十余天；1963年9月27日在甘肃天水发生的黄龙西村黄土滑坡，规模达39万方，直接中断陳海铁路运输；1985年9月15日在甘肃天水发生的葡萄园1号滑坡[74]，规模达30万方，导致铁路破坏，行车中断；包西线神延段DK422+930DK423+010段右侧黄土路堑边坡，在施工过程中，于2000年6月2日产生了黄土工程滑坡，造成施工中断[36]。类似的黄土滑坡灾害在铁路沿线不胜枚举，可见，研究黄土滑坡对铁路选线和工程建设具有重要的实际意义和经济价值。本文依托国家重点建设项目蒙西至华中地区铁路煤运通道工程(浩勒报吉至三门峡至荆门段)勘察阶段对黄土地区滑坡的调查研究。蒙西线北起东乌铁路浩勒报吉站，往南途径内蒙古自治区的乌审旗、鄂托克前旗，陕西的靖边县、安塞县、延安市宝塔区、宜川县、商南县，山西的河津市、万荣县、运城市、平陆县，河南的三门峡市、灵宝市、卢氏县，河南的西峡县、淅川县，湖北的老河口市、襄阳市、南漳县，引入荆门地区子陵站，线路全长约1860km.线路自北向南分别为横穿毛乌苏沙漠，穿越黄土高原，横穿秦岭山脉东段伏牛山山脉，穿越南阳盆地，沿大巴山东部余脉至荆门。三门峡以北的黄土高原地区，地形起伏，沟深坡陆，湿陷黄土地基、黄土滑坡为主要不良地质灾害，对站位的设置、线路走向的影响较大。图1-3反映了我国黄土的空间分布情况以及黄土集中分布区内拟选线位的大致走向。对研究区滑坡的空间位置以及规模进行初步判定，并确定其滑动方向、影响范围、稳定性以及发展趋势等是滑坡预防和治理的第一步，也是铁路选线勘察与方案比选的重要任务和依据。过去调查滑坡主要依靠勘察人员通过地形图和记载的历史滑坡资料到现场逐一调查，然后将调查结果记录在纸质介质上，或者将滑坡周界勾绘到地形图上，最后将调查的结果带回室内整理。显然，在野外从事滑坡调查不但工作人员视线相对局限，而且效率低，周期长，成本高，同时还具有一定的盲目性和被动性。

第2章研究区自然环境及黄土滑坡基本特征

根据蒙西线拟选线位的走向以及我国黄土空间分布情况(图1-3)将研究范围确定为陕西省延安地区的子长县、安塞县、延安市(宝塔区）、延川县、延长县以及宜川县共六个县(市)(图2-1)。研究区位于我国典型的黄土地貌陕北黄土高原之上，自然环境恶劣，不良地质发育，对铁路选线具有重大影响。

2.1研究区自然环境特征

区内交通条件较为便利，公路网密集。铁路有包西线，公路有国道G309、G210，省道S201、S205、S206、S214、S303、S308、黄延高速等主干线以及县一镇一村公路。其中，包西线由揪沿山附近入境至苗家沟村附近出境，穿越延安市宝塔区和子长县；国道G309由上白家庄附近入境至壶口瀑布出境，横穿区内宜川县；国道G210由湫沿山附近入境至杨家沟附近出境，经过宝塔区和延长县；省道S214由前滩附近入境北上与国道G309交汇于宜川县职业教育中心附近；省道S201由宜川境内下阳湾附近北上进入延川县，并在延川县内大禹广场附近与国道G210相接；省道S205在延长县内沿延河展布，分别交汇于省道S201(延长县内白家川村附近)和国道G210(宝塔区内东镇村)，再次从宝塔区内姚店镇分路北上，出市区后朝北东向进入延川县西部地区，到县内永坪镇转为北西向，在子长县秀延小学与包西线交叉，并沿包西线至苗家沟村出境；省道S206由宝塔区胜利广场附近沿西北方向至安塞县内桥儿台附近出境，经过宝塔区和安塞县；省道S303在宜川县谷堆坪村与S210交汇，由西至宝塔区内三十铺村与国道G210相接，横穿延安市区南部。研究区内各乡镇皆通公路，乡村间多为简易公路，区内整个交通网络较为密集(图2-1)，为这次黄土滑坡判释结果的现场验证提供了便利。

第3章RS与GIS在黄土滑坡空间数据.......... 27

3.1 3S技术的基本特点......... 27

3.2遥感（RS)技术的应用......... 27

3.3地理信息系统（GIS)技术的应用......... 32

第4章研究区黄土滑坡遥感判释......... 45

4.1黄土滑坡遥感判释的步骤.........  45

4.2黄土滑坡遥感判释标志的建立......... 46

4.3判释方法......... 54

4.4初步判释......... 55

4.4.1判释环境......... 55

4.4.2判释过程及原则......... 57

4.5现场验证及二次判释......... 57

4.5.1现场验证 .........57

4.5.2 二次判释 .........59

4.6滑坡编录及滑坡实例分析......... 60

第5章研究区黄土滑坡分析评价.........66

5.1研究区滑坡因子统计分析......... 66

5.1.1滑坡因子基本统计量分析......... 66

5.1.2滑坡因子相关性分析.........68

5.1.3滑坡聚类分析 .........70

5.2滑坡危险性区划模型......... 72

5.2.1信息量模型及其应用......... 72

5.2.2权重叠加模型及其应用......... 76

5.3研究区滑坡危险性区划与评价......... 83

5.4蒙西线选线分析与评价......... 85

结论

本文以3S技术为主要手段对研究区黄土滑坡区域危险性进行了分析，并根据区划结果评价了蒙西线拟选线位的可行性，本文的主要成果和创新点如下：1主要成果和结论：

1)运用GIS制图技术对研究区自然环境(如地理交通、地形地貌、地质、水文、地震等信息)进行了可视化表达。

2)运用RS和GIS技术对研究区的空间数据进行了相关处理，提取了 18个滑坡因子，并建立了研究区滑坡分析空间数据库。3)建立了研究区黄土滑坡判释标志，判释环境以及判释辅助信息，在ArcGIS平台下运用直接判释法、邻比法等多种方法综合判释滑坡2343个，现场验证154个，判释精度达93%。

4)对滑坡因子的数据特征进行了统计分析，对存在一定相关性的滑坡因子进行了去相关处理和加权叠加模型因子权重的修正计算，并采用聚类分析法揭示了滑坡空间分布与影响因子的稱合关系。

5)基于信息量模型和加权叠加模型对研究区滑坡危险程度进行了分级分区和对比分析，结合两种模型对研究区滑坡危险性进行了综合分区和评价。

6)基于研究区滑坡危险性区划结果对蒙西线拟选线位不同方案的可行性进行了分析和评价，提出的最优方案与现场实施的方案一致。

参考文献

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