第11卷第3期2009年6月
地球信息科学学报
J O URNAL OF GEO 2INFORMATI ON SC I ENCE
Vol 111,No 13
Jun 1,2009
收稿日期:2008-12-15；修回日期:2009-05-31.
基金项目：地理空间信息工程国家测绘局重点实验室经费资助项目(200813)。
作者简介：潘世兵(1965-)，男，水文水资源专业，博士，教授，研究方向为信息技术水利领域应用。
E 2m ai:l pansb @i w h r 1co m
四川汶川/51120地震滑坡堰塞湖遥感监测分析
潘世兵1
，
李小涛1
，宋小宁
2
(1中国水利水电科学研究院遥感中心，北京 100048;2中国科学院研究生院资源环境学院，北京 100049)摘要：运用可见光、雷达和航片等不同空间分辨率的多源遥感数据，对四川汶川/51120地震灾区因地震诱发形成的大型堰塞湖进行了遥感监测，对堰塞湖发生的地点、数量以及空间分布规律进行了讨论。重点对唐家山堰塞湖进行了动态监测，提取了其堰塞湖回水长度、水面面积与水量等信息，并对这一结果进行了详细分析，为地震滑坡堰塞湖科学处置与减灾决策提供了科学依据。关键词：汶川地震；滑坡堰塞湖；遥感监测
1 引言
2008年5月12日四川省汶川地区发生了强烈地震，地震诱发了众多崩滑流灾害。部分沿江河两岸分布的大型滑坡堵塞河道，形成堰塞湖。堰塞湖溃流可能形成的洪水灾害，威胁江河沿岸人们的生命和财产安全。遥感技术具有范围广、快速高效的特点[1,2]
，为滑坡、泥石流等涉水灾
害提供了有效监测手段[3,4]
。遥感工作主要任务是，监测地震影响带山区的大型崩塌、滑坡和泥石流灾害，以及滑坡堵塞河道形成的堰塞湖发展动态，监测分析堰塞湖溃流可能形成的洪水灾害，并开展洪水灾害灾情的评估工作
[5210]
。
运用多种卫星遥感数据开展了四川和甘肃省灾区主要滑坡监测和堰塞湖调查分析。本次调查范围以震中和外围人口密度大的的四川北部地区和甘肃南部地区，包括四川省的阿坝汶川县、茂县、德阳市绵竹和什邡、绵阳市北川和安县、广元青川县，以及甘肃省徽县。水系上划分，包括岷江干流和主要支流以及沱江和陪江上游、嘉陵江上游各支流地区。本文主要讨论运用遥感数据监测的堰塞湖空间分布规律以及唐家山堰塞湖遥感动态监测情况。
2 堰塞湖总体特征及其遥感分析
根据国家防办统计资料和国务院水利部新闻发布信息，截止到2008年5月25日，四川震区形成一定规模的堰塞湖共35处，分布在绵阳市(北川、安县、平武)、德阳市(绵竹、什邡)、广元市青川、成都市(彭州、崇州)、阿坝汶川县以及甘肃徽县等地(表1)，尤其是地震重灾区北川、安县、平武、绵竹、什
邡和青川等分布密集(图1)。截止到6月11日，对上述35个滑坡堰塞湖中的24个进行了遥感解译分析。采用的遥感数据主要为航片、福卫2、SPOT5、中巴资源卫星、北京1号小卫星、AL OS 、遥感1号、Envi S at 和R adarSat 等。震前数据为2006~2007年的SPOT5数据，基本覆盖主要地震灾区。
根据滑坡体岩性、堵塞河道规模、蓄水量和上游集水面积等因子，将35个滑坡堰塞湖按险情等级划分为5类，即溃堰型险情、高危险情、次高危险情、一般险情和无险情等。其中，溃堰型险情1处即唐家山堰塞湖；高危险情5处，即苦竹坝下游、肖家桥(茶坪乡)、南坝、黑洞崖和石板沟；次高危险情13处，其他为一般险情和已解除险情。对溃堰型险情堰塞湖进行了重点跟踪监测。
表1堰塞湖分布及遥感解译一览表
T ab11D istr i bu ti on of the landslide2damm ed lake s and r e m ote n si ng da ta u d for m on itor i ng
市地区县数量位置解译数量数据类型
绵阳市北川9唐家山、苦竹坝下游、新街村、白果村、岩羊滩、
孙家院子、罐子铺、唐家湾、治城
9F W2、SPOT5、BJ21、CB ERS
安县3肖家桥(茶坪乡)、雎水镇罐滩、老鹰岩电站*
(高川乡)
2S POT5、BJ21、CBERS
平武1南坝1SPOT5、BJ21
微软股份德阳市绵竹4黑洞崖、小岗剑电站上游、小岗剑电站下游*、一
把刀*
1航片、BJ21、CBERS、雷达
什邡7干河口、木瓜坪村、马槽滩(3处)燕子岩、红村
电站厂房
7航片、雷达
广元市青川3石板沟、红石河、东河口3SPOT5、BJ21
阿坝汶川1映秀湾与太平驿电站之间/F W2
成都市彭州2凤鸣桥、谢家店子*/航片崇州4鸡冠山乡六顶沟*、竹根顶桥*、火石沟*、海子
坪*
/航片、CBERS
甘肃徽县1嘉陵江上游1SPOT5、BJ21
合计3524*待遥感解译
从图1可以看出，堰塞湖分布与强震区分布区域十分一致，基本沿西南)))东北方向分布[9]，这为我们监测发现新的滑坡堰塞湖提供了依据。遥感发现了其他规模不等的新堰塞湖主要分布于北川县、平武县、青川、绵阳县、茂县和理县等地。根据滑坡堵塞河道的程度以及子流域的集水范围大小，圈定出5片具有重要影响的堰塞湖群，其分布情况如下:
(1)绵竹市绵远河清平乡-小岗剑之间的堰塞湖群，计有6处，严重堵塞河道和公路。区间堰塞湖集中，分布密度大。
金陵怀古
(2)汶川县岷江及其主要支流的严重滑坡区，共有22处滑坡，局部或严重堵塞河道，形成堰塞湖。岷江干流有局部堵塞河道，但未形成明显的雍水。其中支流二河头道桥-桃子坪一带有7处河道堵塞严重。该支流集水范围大(集水面积达到1600km2)，堰塞湖分布密集。在支流草坝河上也有2处滑坡堰塞湖。
(3)平武县南坝镇涪江支流洪溪沟马鞍石附近的堰塞湖群，文家坝(南坝镇)堰塞湖已经紧急疏通泄水。其上游马鞍石附近分布了6处滑坡，严重堵塞河道，溃流后可能对下游的文家坝(南坝镇)堰塞湖构成新的险情。另外，在涪江支流平武县东南部的平通镇石坎沟上发现3处滑坡，分别位于平通镇西、太平坝和林家坝。滑坡局部堵塞河道，水面明显增宽。
(4)青川县马公乡和江油市交界嘉陵江2级支流上的堰塞湖群，发现10余处滑坡，堵塞河道。该支流集水范围约89km2，河道堵塞严重。
(5)北川县东部桂溪乡杜家坝附近的堰塞湖群，多处滑坡堵塞湔江支流，河道水面明显增宽，严重堵塞。支流集水面积约116k m2，溃流后可能对位于下游湔江上的唐家湾等堰塞湖构成新的险情。
3唐家山堰塞湖遥感动态监测
311唐家山堰塞湖基本情况卖鞋子的销售技巧
北川县是/5#120汶川大地震的重灾区，地震诱发了涪江支流通口河大面积滑坡，并造成9处河道堵塞，
形成堰塞湖。滑坡位于北川县县城上游(5处)和下游(4处)。最大规模滑坡为唐家山滑坡，体长80314m、宽61118m，估算方量约2037万m3，唐家山堰塞湖水位超过坝顶高程时，相应容积将达到3102亿m3。地震诱发堰塞湖后，湖水不断积蓄，回水范围迅速向上游延伸，溃坝洪水
300地球信息科学学报2009年
图1 四川汶川地震主要堰塞湖分布图
F i g 11 D i str i buti on of the l a rge landsli de 2damm ed lakes dur i ng W enchuan Earthquake
风险增大。唐家山堰塞湖影响北川县、茅坝村、沙坝村、马滚岩村、桃树坪村、李家坪村、通口
镇、含增镇、将军石村，关帝庙村、青莲镇、大渡口村以及3个电站,7
万余人生命财产安全。
图2 震前唐家山SPOT 5遥感影像(2006年11月10日)F i g 12 SPOT 5i m age for Tangji ashan regi on be f ore t he
ea rt hquake(Nov 110th
2006)
312 唐家山堰塞湖遥感动态监测与分析
为及时了解唐家山堰塞湖的发展动态，及时
评估这一地震次生洪水灾害的风险，在对震前震
后多期遥感影像数据进行解译与对比分析基础上，获得了滑坡面积、堰塞湖回水长度、水面面积与水量。震前2006年11月10日的SPOT 5卫星数据见图2，影像上的苦竹水电站清晰可见，震后5月14日堰塞湖分布见图3
。
图3 唐家山滑坡分布遥感监测图(2008年5月14日)F i g 13 D istri buti on of landsli des at Tangjiashan region
(M ay 14th 2008)
利用5月14日、18日、19日、22日、23日和26日的福卫2和SPOT 5遥感影像数据对唐家山堰塞湖进行了动态监测，结果见表2和图3。从图
3013期潘世兵等：四川汶川/51120地震滑坡堰塞湖遥感监测分析
3可以看出：在北川县城附近，地震诱发了大量的滑坡体，这些滑坡堵塞了河道，致使河道水位上涨，特别是在距离北川县城约4km 的地方出现一个巨大的堰塞湖)))唐家山堰塞湖。通过分析可以看出，监测时间段内唐家山堰塞湖的变化状况。
表2 唐家山堰塞湖动态变化监测表Tab 12 V ar i a tion of the L andslide 2damm ed
Lak e a t T angjiashan
监测时间回水长度(k m )
人员招聘计划方案唐家山1#堰塞湖面积(km 2)
2008-05-14713911142008-05-181110121172008-05-191315121502008-05-221416431372008-05-231715831702008-05-26
17160
41
09
图5 唐家山堰塞湖动态变化遥感监测结果
F i g 15 Variatio n of the Landsli de 2da mm ed Lake a t Tangjiashan by usi ng re m ote nsi ng data
(1)5月22日唐家山堰塞湖上游回水点位置为东经104b 19c 24d ，北纬为31b 51c 34d ；库区干流回水长度达14164k m，比19日的回水长度增加了1113km，距治城1105km 。回水面积达3137k m 2
，比19日的回水面积增加了0187k m 2
。由于库区两个/S 0湾湮没，水面扩至枝杈，库区面积增大，在来流变化不大的情况下，水位上升速度将稍稍放慢。
(2)5月23日唐家山堰塞湖上游回水已过治城
县，进入治城上游，最高回水点位置为31b 52c 17d ，东经104b 18c 31d ；库区干流回水长度达17158km,
比22日的回水长度增加了2194km 。回水面积达3170km 2继续医学教育杂志
，比22日的回水面积增加了0133km 2
。
图4 唐家山堰塞湖动态变化图F i g 14 Var i a ti on of t he Landsli de 2da mm ed
Lake a t Tangjiashan
治城附近通口河河底高程约719m，治城镇高程也
只有约730m 。根据现场测量资料，唐家山堰塞湖埡口最低点的高程为750m 。从5月23日遥感影像看，治城沿河部分已经被淹没。
(3)5月26日唐家山堰塞湖上游最高回水点位
302
地球信息科学学报 2009年
置为北纬31b52c17d，东经104b18c31d；库区干流回水长度17160km，回水面积4109k m2，比23日增加了0121km2。上游治城附近，治城南部桥体和对岸道路已全部被水淹没；部分河段有河流溢流现象，如治城南部河段。
4结论与建议
(1)堰塞湖动态遥感监测成果为堰塞湖处置提供了科学依据。尤其是在地面交通被严重破坏和广大偏远山区，遥感发挥了不可替代的作用。运用遥感手段获取的唐家山堰塞湖回水范围动态信息，为制定堰塞湖工程排险方案提供了基础数据。
(2)由于四川省地处西南盆地，天气多为阴雨天气，云层覆盖范围广、厚度大，给光学遥感的应用带来困难。另一方面，由于地震区地形起伏较大，雷达遥感影像存在严重畸变，部分河流完全被山体阴影所覆盖，不易区分水体和山体阴影。山区峡谷特殊地形给应用雷达卫星数据分析堰塞湖范围变化带来难度。今后需要进一步研究山区应用雷达影像处理技术问题。
(3)由堰塞湖遥感监测工作表明，对于山区滑坡堰塞湖尺度的分析，影像的空间分辨率应在10m以内。航拍图像、台湾的福卫2和法国SPOT5数据的应用效果十分理想。尤其是福卫2空间分辨率高，同时由于侧摆幅度大，基本可以1~2天得到1幅影像，为动态跟踪监测提供了可能。相比较，中巴资源卫星和北京1号小卫星，在监测中小型堰塞湖时，效果不是十分理想。
建议后续开展工作如下:(1)随着时间推移，滑坡堰塞湖的威胁日益严重，需要继续跟踪监测已查明的滑坡堰塞湖动态变化，尤其是高危而未经工程处置的堰塞湖。重点监测岷江干流及其主要支流的滑坡体与发展，及时发现新出现的滑坡堵塞河道情况。(2)跟踪监测重点大型水库水面变化情况，并分析可能
出现的安全隐患。(3)后期工作应考虑地震灾害对震区生态环境的影响分析评价，主要是崩滑流等地质灾害引起的植被生态变化与水土流失强度评价等内容。(4)建立面向次生灾害的遥感影像数据库和快速查询系统，以便为后期堰塞湖、大型水利工程动态监测提供基础平台。
参考文献
[1]赵英时.遥感应用分析原理和方法.北京：科学出版表达感谢的句子
毛尖是绿茶吗社,2003.
[2]潘世兵，李纪人.遥感技术在水利领域的应用.中国
水利,2008,(21):63265.
[3]范建容，田兵伟，程根伟等.基于多源遥感数据的
5#12汶川地震诱发堰塞体信息提取.山地学报,
2008,26(3):2572262.
[4]贾海峰，刘雪华等编著.环境遥感原理与应用，北
京：清华大学出版社,2006.
[5]路京选.建立中国水资源信息学学科体系的刍议.地
土克火吗
球信息科学,2004,6(1):11213.
[6]Eng m an E T,Gurney R J.R emote Sens i ng in H y drol ogy.
Chap m an and H al,l1991.
[7]李纪人，潘世兵.信息技术在水利领域应用与展望,
中国水利,2004,22.
[8]水利部国际合作与科技司.当代水利科技前沿.北
京：中国水利水电出版社,2006.
[9]Gert A S,Edwi n T E.R emote Sensi ng i n H ydrol ogy and
W ater M anage m ent.Spri nger,2000.
[10]毛锋，马金锋，周文生.北京防震历史经验与汶川
地震灾后城镇选址重建.地球信息科学,2008,10
(4):5032510.
303
3期潘世兵等：四川汶川/51120地震滑坡堰塞湖遥感监测分析
