廣西刁江流域環境地質的遙感調查

論文類別:理學論文 > 地質學論文
論文作者: 楊傳明
上傳時間:2007/3/10 15:04:00

【摘 要】 本文利用1998年ETM、TM衛星數據圖像,開展廣西刁江流域環境地質遙感調查①,根據環境地质的影像特征信息,勾劃出實地分布現狀,指出它們的危害性,提出了環境地質的防治對策與建議。為環境地質實地調查和環境地質综合整治提供可信的依據。

  0、前言
  為配合“廣西區域地下水調查與环境地質綜合整治示范工程”,考慮到常規地面調查經费嚴重不足,時間緊迫,調查面广內容較多,常規地面调查難以滿足工作要求。決定對廣西刁江流域開展環境地質遙感調查工作,工作比例尺為1:10萬,利用1998年ETM、TM衛星數據图像作為調查的輔助手段,遙感解譯調查的重點环境地質內容是:水土流失、石漠化(巖溶)、內澇與干旱缺水、礦山環境地質等的分布現狀。
  经遙感調查查明了廣西河池市、宜州市、都安縣、南丹縣等地,環境地質對刁江(中上遊)流域造成的危害及分布位置,為“廣西區域地下水調查與環境地質綜合整治示範工程”提供依據。
  1、環境地質的影像特征
  1.1 水土流失的影像特征
  在TM、ETM影像圖上,呈淺紅、紫紅色,局部夾少量的綠和翠綠色,色彩相對均勻,分布獨特並集中,醒目;呈斑塊和顆粒紋,以板根狀、狹窄的長條狀和不规則狀為主;水系不甚發育,多以稀疏的單條溪溝為主;分布於峰叢、峰林窪地和硫酸鹽巖與碎屑巖山體交換或銜接的部位。地表植被覆蓋程度較差,裸露率为±80%。

广西刁江流域环境地质的遥感调查

  1.2 石漠化(巖溶)的影像特征
  在TM、ETM模擬真彩色圖像和微機處理圖像上,石漠化具有色彩豐富,形狀、影紋、地貌等影像特征清晰。
  模擬真彩色圖像:石漠化呈灰紅、暗灰色彩。分布形狀呈不規則的棒狀,分枝棒狀、块體狀、具花生殼紋或斑點影紋,以峰林、峰叢、峰丛窪地為主,與實地景观較為接近。
  微機處理圖像:呈暗紅、绛紅、大紅色彩、分布形狀不規則的短棒狀,藕節狀、塊根狀、條帶状、具桔皮紋、短的壟脊、壟坎、点粒紋影。以峰林峰叢,窪地为主,圖像上植被(綠)和石漠化(暗紅、絳紅)裸露現象反差明顯,直觀性更強。

广西刁江流域环境地质的遥感调查

  1.3 內澇的影像特征
  在TM、ETM影像圖上,呈浅紅、紫紅色,帶翠綠色彩;呈斑塊和顆粒狀影紋;水系不甚發育,以单條溪溝為主;形狀呈狹窄的條帶状和不規則狀為主;地貌上多为峰叢、峰林窪地。其醒目的解译標誌是:窪地周圍多有岩溶高峰叢和碎屑巖高大山體環繞,而窪地中僅有一個狭窄的出水口,影像上反映為明顯的聚水窪(盆)地。

广西刁江流域环境地质的遥感调查

  1.4 幹旱缺水的影像特征
  在TM、ETM影像圖上,呈淺紅、紫紅色,帶綠、翠綠色;色彩分布相對均勻,呈斑點、斑块狀影紋;水系不發育,局部地段可見單條溪溝;形狀呈不規則的狹窄條帶狀;地貌上多為峰叢、峰林低緩的窪地。其醒目的解譯標誌是:低缓的窪地中周邊多有巖溶峰叢和碎屑巖山體斷續環繞,局部地段僅有一些“望天”水塘、水窪分布其中,影像上多数為明顯的“田高水低”反映。

广西刁江流域环境地质的遥感调查

  1.5 礦山環境地質的影像特征
  在TM、ETM影像圖上,呈淺紫、紫色,色彩分布不甚均勻,以斑塊狀影紋為主;水系相對發育,如:礦山區域內可見巖溶暗河、分支水系;其次呈不規則块體,長條狀。地貌上以碎屑巖山體為主,巖溶地貌僅見於局部地带,其醒目的解譯標誌是:呈淺紫、紫色的色彩斑塊即:“人为采掘痕跡”反映明顯。

广西刁江流域环境地质的遥感调查

  2、環境地質的遙感調查成果
  根據環境地質TM、ETM數據影像特征进行人機交互解譯,環境地质遙感調查成果及其分布現状如下。
  2.1 水土流失的分布现狀
  針對刁江流域以上13個地段水土流失的情況,經環境地質遙感解譯後,利用Mapgis软件進行了面積統計,其結果,見表1。

刁江流域水土流失的面積統計表   表1

序號
分布地段
面積(km2)
序號
分布地段
面積(km2)
1
都安縣拉仁
7.88
8
河池市九圩
10.31
2
都安县拉烈
36.19
9
河池市下考
9.83
3
都安縣板嶺
13.55
10
河池市保平
10.43
4
都安縣三只羊
6.82
11
河池市長老
11.32
5
都安縣百旺
11.57
12
河池市三旺
7.89
6
都安縣加貴
12.53
13
南丹縣甲塘~塘管
34.09
7
河池市五圩
9.20
總計
181.61km2

  2.2 石漠化的劃分標準及分布現状
  石漠化是指碳酸鹽巖地區由於人為作用而導致地表森林植被遭受破坏、土壤侵蝕、土層變薄,從而使基巖逐步裸露,地表呈現荒漠化景觀的過程,其結果是耕地土層喪失和基巖大面積的出露。根據《黔南~桂西巖溶石山地區地下水資源勘查與生態環境地質調查報告》和《1:50萬廣西环境地質調查》的石漠化程度劃分標準,見表2。

石漠化程度划分表   表2

石漠化程度
巖石裸露程度
裸巖結構
植被結構
無石漠化
<30
點狀+線狀
喬灌草
輕度石漠化
30~50
線狀+點狀
喬草+灌草
中度石漠化
50~70
線狀+面狀
疏草+疏灌
重度石漠化
>70
面狀
疏草

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  刁江流域裸露巖溶与碎屑巖石總面積3601.20km2。有巖溶面積:3051.20km2;石漠化總面積637.79km2。其中,重度石漠化面積:196.83km2、中度石漠化面積:149.93km2、輕度石漠化面積:291.03km2;河流水庫,水塘面積:約7.0km2;碎屑巖石面積:550km2。石漠化分布現狀和危害範围,見表3。

刁江流域裸露地區石漠化面積統計表   表3

序號
分布地段
重度石漠化
中度石漠化
輕度石漠化
出露面積(km2)
出露面積(km2)
出露面积(km2)
1
南丹縣甲坪
27.96
30.89
43.21
2
河池市五圩
41.95
17.93
27.36
3
河池市保平
30.59
12.94
52.72
4
都安縣板嶺
13.34
15.86
8.49
5
都安縣三只羊
37.85
32.00
14.71
6
都安县拉烈
13.45
8.31
40.05
7
都安縣下坳
12.36
9.80
54.85
8
宜州市龍头
25.40
22.20
49.64
合計
196.83
149.93
291.03

  2.3 內澇的分布現狀
  刁江流域都安縣拉烈、百旺、加貴、拉仁等地內澇的情況,經遙感解譯後,利用Mapgis软件進行了面積統計,其结果,見表4。

刁江流域內澇的面積統計表   表4

序號
分布地段
面積(km2)
序號
分布地段
面積(km2)
1
都安縣拉仁
10.41
3
都安縣加貴
7.09
2
都安县拉烈
3.20
4
都安縣百旺
2.15
總計
22.85km2

  2.4 幹旱缺水的分布現狀
  刁江流域宜州市北牙、龍头;都安縣拉烈、板嶺等地幹旱缺水的情況,經遙感解譯,利用Mapgis軟件進行了面積統計,其結果見表5。

刁江流域幹旱缺水的面積統計表   表5

序號
分布地段
面積(km2)
序號
分布地段
面積(km2)
1
宜州市北牙
51.03(14.04+36.99)
3
都安縣拉烈
40.86
2
宜州市龍頭
31.82
4
都安縣板嶺
9.89
總計
133.60km2

  2.5 礦山環境地質的分布現狀
  (1)TM、ETM影像特征解譯成果:刁江流域等地礦山環境地質的情況,经環境地質遙感解譯後,利用Mapgis軟件進行了面積统計,其結果見下表6。

刁江流域礦山环境地質的面積統計表   表6

序號
分布地段
面積(km2)
序號
分布地段
面积(km2)
1
1號礦山區域
13.57
3
3號礦山區域
7.09
2
2號礦山區域
5.45
合計
35.37km2

  刁江流域的礦山环境地質,經環境地质遙感解譯發現,相對严重的地段主要分布於礦山區域1-3號等地段。
  (2)黑白航片影像特征解譯成果:經遙感解譯和微機面積统計。遙感解譯出:露天開采场(坑)6處,占地499.50畝;廢礦(石)堆8處,占地72畝;尾礦(砂)池12處,占地531.00畝;汙水池2處,占地18.5畝,開采礦垌8處。
  3、環境地質造成的危害
  據廣西《1:50萬廣西環境地質調查》及其有關調查資料表明并證實,不同的環境地質問題(或種類)造成的危害是有所不同的,下面將不同的环境地質造成的危害簡述如下。
  3.1 水土流失的危害
  水土流失的危害來自:土层減薄,肥力下降,產量降低;毀壞耕地、淹沒農田、棄耕減產;淤積河道,縮短通航裏程;淤積塘库,降低灌溉效益;水源枯竭,人畜飲水困難等5個方面。
  南丹縣的甲坪一塘管的水土流失較嚴重。河池市的五圩、下考、九圩、保平、長老、三旺等鄉镇因水土流失而形成的荒山總面積達53萬余亩,大於1500畝的成片荒山地百49片。宜州市有崩嶺210處、崩溝42條,造成水土流失面積6.9萬余畝,泥沙淹埋耕地2000余畝;都安縣拉仁、拉烈、板岭。三只羊、百旺、加貴等是水土流失較嚴重的乡鎮,其面積達92480畝。
  3.2 石漠化(巖溶)的危害
  惡化環境:造成石山區生態系統的破壞,生態失衡。由于土層淺薄、保水、保肥能力差、草土生長緩慢、植被稀薄、生態环境十分脆弱,使石山區人民的生存環境變得惡劣。造成石山區生态系統的破壞,生態失衡。
  可耕土地锐減: 地区水土流失嚴重,植被覆蓋率降低,水土流失後形成的石質山、石質地、人為恢復困难,破壞土地的生產能力。
  水源枯竭:石漠化嚴重地段,因無植被保水。河溪、庫、塘水源枯竭。往往是雨季易內涝,旱季滴水貴如油。
  庫塘淤積:石漠化區,因水土容易流失,岩土體被流水攜帶到窪地、水庫、坑塘處堆積。淤積造成水庫、水塘底部擡高,失去蓄水功能。
  3.3 內澇的危害
  主要造成低窪處耕地或河岸兩側農田被淹,農作物、糧食顆粒無收,甚至嚴重威脅人民群眾生命財產的安全。同時局部地區破壞耕地和農田,使河堤岸崩塌、庫坝垮塌。
  内澇是流域內的生態環境地質問題,特別是在連片的峰丛窪地區。一般是5天內降雨量達500mm以上,或24小時內降雨量在150mm以上就發生大涝。拉烈、百旺、加貴、拉仁等鄉是大澇重災區。
  3.4 幹旱缺水的危害
  幹旱缺水主要造成的后果是:人、畜飲水困難。农作物、糧食因缺水減產或顆粒無收。並且,惡化自然生态環境。
  刁江流域在秋旱期內,部分地區一般連續30天無降雨或降水量小於15mm就發生大旱,多年幹旱為63%。如:宜州市的龍頭、北牙两鄉是秋旱重災區;都安縣两年出現一次中旱,3~4年發生一次大旱,多年幹旱頻率为45~62%,最大是板嶺達62%,拉烈為45%。
  流域內的峰叢窪地是易旱區。都安縣約有275萬人飲水困难,其大部分分布在峰叢窪地區。
  3.5 礦山環境地質的危害
  由於矿產資源開發利用,引起的礦山環境地質問題日顯突出,廢棄礦渣,矸石無序堆放;采空區引起的地面塌陷、滑坡、坑道突水;選冶过程中尾礦(砂)、廢液、廢水、廢氣的排放汙染等等一系列惡化環境,破壞生態平衡,造成地表環境被汙染,侵占和破壞土地,擠占人類生存空間,危害人類生命财產安全。
  4、環境地质的防治對策與建議
  刁江流域環境地質遥感解譯調查發現水土流失、內澇與幹旱缺水明显是以自然因素影響為主;而石漠化和礦山環境地質是以人為破壞自然環境為主要原因。因此,針對環境地質內容,我們提出一些防治對策與建議供有關部門,進行環境地質综合整治時參考。
  4.1 封山育林,保持水土
  (1)明確封山育林,退耕还林是防止水土流失,保護生態環境、造福子孫後代的一項偉業。提高全社會封山育林和退耕還林的意識。政府部門要繼續利用多種形式,大張旗鼓地宣傳,喚起全社會對封山育林退耕還林工作的高度重視。
  (2)為了加快石山地區的綠化步伐,各地在實施綠色工程中搞好四個结合。一是石山造林與封山育林相結合,在封山育林的基礎上進行人工補植,加快石山植被恢復速度。二是石山造林與扶貧工程相結合,利用扶貧資金增加石山造林的投入。三是石山造林與改燃節柴、沼氣池建設等農村能源建設相結合,減少薪柴消耗,保護石山林木植被。四是石山造林與退耕還林相結合,立足當前,著眼長远,標本兼治,綜合開發,力爭從根本上改善生態環境。
  (3)各地應繼續堅持“誰造誰有,合造共有”的原則,鼓勵廣大群众和個體工商戶投資退耕还林。同時,要按照國務院的要求,誰批準、誰負責,誰破壞、誰恢復的原則,投入資金,加大退耕還林的步伐,保持水土不再流失。
  4.2 異地安置人口、减輕人口壓力
  各級政府應繼續加大宣傳教育力度,幫助群眾提高認識,強調在人多地少裸巖山區,人爭口糧和土地是惡化生態環境之跟班,其結果是剝奪自身的生存條件,並妥善有計劃的安排貧困群眾下山,集中安置幫助他們脫貧。反復做好異地安置貧困群眾思想工作,教育他們正確處理好發展地方經濟與環境保護、短期利益與長遠利益,局部利益和全局利益的關系。
  4.3 調整產業结構
  (1)抓好糧食生產,提高自给水平。引導裸露石山區貧困群眾轉向種養業,以林為主,林牧並舉,利用山地資源,生物資源豐富,土特產品多的優勢,因地制宜建設一批板栗、油菜、油桐、山葡萄、八角、玉桂、桑蠶和山羊生產基地;利用天然的自然資源,開發旅遊业。
  (2)大力發展“豬—沼—果”三位一體的生态農業模式。使用沼氣,解決了農村能源,減少對林木砍伐,為石山區恢复生態環境創造基本條件。
  (3)退耕還林,還林的地方,要幫助山區群眾尋找新的增長點,努力開展竹編工藝和具地方特色的土特產品,共謀生活新出路。
  4.4 礦山環境地質綜合治理的建設
  (1)加強《礦產資源法》和有關環保政策宣傳教育,進一步提高礦山所在地群眾和各级政府部門特別是領導幹部的環保意識,使保護環境這項基本國策深入人心。
  (2)依法把好礦業開采登記關,完善礦業項目開發审批制度。礦山生產與環境保護及土地復墾應同步進行,堅決執行誰開發誰保護、谁汙染誰治理、誰破壞誰恢復的原則。
  (3)應加強資源再生產技術研究,提高資源回收率和資源再生量是避免資源流失,變废為寶的重要途徑。
  (4)盡快充實完善各級矿山環保管理機構,努力提高礦山環保監督人員政策水平和业務素質。對正在開采或準備開采的礦山各級政府部門应加強礦山環境的監督管理。對礦山環境地質狀況做出定期定時報告制度。
  (5)增加礦山環保投入,各級政府部門在人、财、物方面要優先保證。隨着國民經濟的發展,礦山環保投入應逐年有所增加,礦山环保科研和監測的經費要有正常的渠道,並予以保證,以便從物質上確保礦山環保技術政策的實施。
  5、結論
  廣西刁江流域環境地質问題:水土流失、石漠化、內涝與幹旱缺水、礦山環境地質,用遥感技術方法調查尚屬首次。遙感技術方法的優勢有如下三點。
  (1)遙感圖像是地物的一種縮影。地物的色、彩、影紋、形狀、地貌特征等都是以不同波譜特征形態記錄在圖像上。因此,圖像上地物信息量豐富、直觀性強、時相多。
  (2)根据工作目的和要求的不同,采用目視解譯為主,人機交互解譯為輔,為提高解譯精度和效率,遙感解譯過程是在MAPGIS系統中完成,並提取了水土流失、石漠化、內澇與幹旱缺水、礦山環境地质等所需信息。
  (3)在獲取信息和提高遥感解譯成果質量方面,從遙感解譯與實地查證相結合的原則出發,解決了解譯過程中发現的問題,驗證解譯標誌,並對解譯成果進行必要的修改和補充。遥感技術方法對環境地質的調查具有效率高,速度快,精度高,成本低廉等優勢。
  本次的刁江流域的环境地質遙感調查,結合野外验證,遙感解譯準確率經統計在88~95%,誤解率在5~12%。其中的石漠化,礦山環境地质經地面調查單位證實,遙感解譯準確率95%以上,調查結果基本滿足了刁江流域環境地質调查要求。

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