四川丹巴县甲居滑坡GPS监测结果及分析

邓国仕，郑万模，杨桂花，刘宇平，张清志，陈启国，唐业旗

(成都地质矿产研究所，四川 成都 610081)

四川丹巴县甲居滑坡GPS监测结果及分析

邓国仕，郑万模，杨桂花，刘宇平，张清志，陈启国，唐业旗

(成都地质矿产研究所，四川 成都 610081)

对四川丹巴县甲居滑坡开展的GPS监测表明，甲居滑坡可以分为南北两个区域，其中北部区域滑动较为明显;滑坡体北部水平位移速度53mm/a～200mm/a，垂直位移速度-3 mm/a～-21mm/a;滑坡体南部水平位移速度12mm/a～36mm/a，垂直位移速度-1mm/a～-5mm/a。GPS提供的水平位移量趋势性较好，而垂向位移量结果异常较多，反映出GPS的水平监测优势。GPS监测精度达到毫米级，完全满足滑坡监测的精度要求。

丹巴县;甲居滑坡;GPS监测

GPS全球定位系统(Global Positioning System)是当今科学技术发展的一项重要成果。由于其具有高精度、实时性、连续性、全天候且能获得三维坐标等优点，已被广泛应用于变形监测领域。近年来，随着空间技术的发展，GPS技术精度越来越高，用于滑坡监测也越来越普遍［1～7］，精度己达毫米级，能够有效监测滑坡的变形量。

丹巴县位于四川省西部(图1)，处于我国第一阶梯向第二阶梯过渡地带，系典型高山峡谷区。研究区地层以云母片岩为主，是滑坡易发地层，降雨集中在6月至9月。丹巴县是我国闻名的风景旅游区，近年来，随着游人激增和城乡建设规模扩大，地质灾害频繁发生，已严重制约了丹巴县国民经济发展和社会稳定繁荣。

位于丹巴县聂呷乡的甲居村是一个典型的藏族风格的村寨，座落在古滑坡体上。近年来，由于人口的增加，房屋建筑增多，生活弃水随意排放，特别是在滑坡前缘随意开挖坡脚，促使古滑坡多处产生拉裂变形，有复活迹象(图2)。因此，我们于2006年在甲居滑坡体上开展了地表GPS监测，并对监测结果进行了分析，为甲居滑坡的研究工作提供

图1 丹巴县交通位置图Fig.1 Location of the study area

了定量的数据依据。

1 甲居滑坡概况

甲居滑坡总体平面形态呈“M”形，剖面形态近阶梯状，由两个次级滑坡汇合所成，东西向平均长约1200m，南北向平均宽约1000m，平均厚约22m，体积约2640×104m3，属特大型牵引式中深层土质滑坡。滑坡区无统一滑动面及统一主滑方向，主要表现为覆盖层内部的多级、多期次变形。

滑坡现状属于不稳定状态。由于此滑坡为牵引式滑坡，滑坡前缘蠕滑变形如向后缘继续发展，将威胁到甲居一村、二村和三村1000多人的生命财产安全。

图2 甲居滑坡全貌Fig.2 Full view of the Jiaju landslide

2 GPS监测网布设

GPS监测站不仅需要能够反映滑坡体整体的变形方向、变形量、滑坡体范围和变形速率，而且还必须考虑卫星信号接收情况，GPS监测站上空不能有大面积遮挡物［4，8］。

为了测定滑坡的变形，我们于2006年8月在甲居滑坡上建立了甲居滑坡GPS静态观测网，在甲居滑坡体外稳定的基岩上布设了两个GPS基准站，并根据该滑坡体的特点在滑坡体上布设了19个GPS流动站，在滑坡体后缘以外的斜坡上布设了一个GPS流动站(图3)。

3 GPS监测效果

3.1 GPS数据采集和处理

数据的采集采用Trimble 5700双频GPS接收机，采取定期、静态观测的方式，每年进行4期次。对滑坡的两个基准站进行3～6个观测时段(日)的观测，每个观测时段(日)为24小时 (从UTC时间00:00到23:59)连续观测，其余测站进行1个24h(从UTC时间的00:00到23:59)观测时段(日)的连续观测。卫星高度角限值为10°，数据采集间隔为15s。

数据处理采用美国麻省理工学院GAMITGLOBK软件(2007年10.03版)，每一期均采用以WGS84坐标系统为基准。首先利用GAMIT软件进行单日解算，得到测站坐标的松弛解;然后用GLOBK在无基准松弛约束条件下进行多时段综合解算，获得网平差，并进行重复度计算和评估数据质量;最终估算各测站速度矢量［9］。

图3 甲居滑坡GPS监测网图1.滑坡周界;2.变形陡坎;3.GPS 监测点Fig.3 GPS monitoring network of the Jiaju landslide1=landslide boundary;2=deformational steep ridge;3=GPS monitoring site

3.2 GPS数据处理结果及分析

通过2006年8月至2008年9月共9期次的GPS观测，并用GAMIT-GLOBK进行数据解算和分析处理，获得了甲居滑坡各GPS监测站的位移量和方向(表1)及年位移量变化情况(图4)。结果显示甲居滑坡可明显分为北部和南部两个变形差异区，其中，北部位移量相对较大(图3)，其中JJ17监测站2006年8月～2008年9月累计水平位移量达414.53mm。

1.基岩地表位移监测

在滑坡体外稳定的基岩上建立了两个GPS基准站，即西北部的JJB1监测站和东南部的JJB2监测站，2006年8月～2008年9月水平位移量分别为2.55 mm 和9.56mm，垂直位移量分别为 －0.11mm和 －0.89mm(图5)。

从图5可以看出，2年来，基准站位移量较小，可以满足该区滑坡变形监测的精度要求。另外，2008年5月12日后一段时间内两个基准站位移量变化曲线均出现异常，初步估计因四川汶川大地震而致。

2.滑坡体北部地表位移监测

在滑坡体北部建立了11处监测点，即 JJ05、JJ08、JJ09、JJ10、JJ13、JJ14、JJ16、JJ17、JJ18、JJ21 和 JJ22。监测结果表明，滑坡体北部变形非常明显，且水平位移量趋势性很好(图6)。

表1 甲居滑坡GPS监测站位移量和方向(2006-08～2008-09)Table 1 Displacement and direction of the Jiaju landslide based on theGPS measurements(August2006 to September 2008)

图4 甲居滑坡GPS监测站速度矢量图1.滑坡周界;2.变形陡坎;3.变形区界线;4.GPS 监测点Fig.4 Velocity vector diagram of the Jiaju landslide1=landslide boundary;2.deformational steep ridge;3=boundary of deformational area;4=GPS monitoring site

从图6可以看出，两年来，滑坡体北部水平位移量110.34mm ～414.53mm，水平位移速度 53mm/a～200mm/a;垂直位移量 －11.90mm ～ －45.04mm，以下降为主，且异常较大，如JJ08、JJ17和JJ18监测站，垂直位移量变化为上升趋势，分别达 +17.35mm、+3.35mm 和 +4.98mm，反映出局部的变形特征或观测异常，垂直位移速度 －3mm/a～－21mm/a。

另外，由于受2008年5月12日汶川大地震的影响，垂直位移量数据曲线呈现出在地震当日前后时段异常较大，即垂直位移量先出现急剧增加甚至达到正值，然后减小，最终在震后的一段时间内慢慢趋于平稳的趋势。

3.滑坡体南部地表位移监测

在滑坡体南部建立了8处监测点，即JJ 03、JJ06、JJ07、JJ11、JJ12、JJ15、JJ19 和 JJ20。监测结果表明，滑坡体南部变形较为明显，且水平位移量趋势性很好(图7)。

从图7可以看出，两年来，滑坡体南部水平位移量24.1mm ～68.37mm，水平位移速度 12mm/a～36mm/a;垂直位移量 －9.42mm ～ －23.11mm，以下降为主，且异常较大，如JJ03监测站，垂直位移量变化为上升趋势，达+22.1mm，反映出局部的变形特征或观测异常，垂直位移速度－1mm/a～－5mm/a。

同样，受2008年5月12日汶川大地震的影响，垂直位移量数据曲线呈现出在地震当日前后时段异常较大，即垂直位移量先出现急剧增加甚至达到正值，然后减小，最终在震后的一段时间内慢慢趋于平稳的趋势。

4.滑坡体后缘以外斜坡地表位移监测

在滑坡体外西部斜坡体上建立了1处监测点，即 JJ04(图8)。

从图8可以看出，两年来，滑坡体外西部斜坡水平位移量为26.34mm，水平位移速度为17mm/a;垂直位移量为－1.36mm，垂直位移速度－1mm/a。反映了由于滑坡体发生滑动后引起滑坡体外斜坡体的局部浅表层滑塌。

4 结论

(1)甲居滑坡可以分为南北两个区域，其中北部区域滑动较为明显。滑坡体北部水平位移速度53mm/a～200mm/a，垂直位移速度－3mm/a～ －21mm/a;滑坡体南部水平位移速度12mm/a～36mm/a，垂直位移速度－1mm/a～－5mm/a。

图5 GPS基准站－水平和垂直位移量随时间变化图(a)水平位移量;(b)垂直位移量Fig.5 Horizontal and vertical displacement of GPS base station as a function of timea.Horizontal displacement;b.Vertical displacement

图6 滑坡体北部GPS监测站－水平和垂直位移量随时间变化图(a)水平位移量;(b)垂直位移量Fig.6 Horizontal and vertical displacement of GPS monitoring station in the northern part of the Jiaju landslide as a function of timea.Horizontal displacement;b.Vertical displacement

图7 滑坡体南部GPS监测站－水平和垂直位移量随时间变化图(a)水平位移量;(b)垂直位移量Fig.7 Horizontal and vertical displacement of GPS monitoring station in the southern part of the Jiaju landslide as a function of timea.Horizontal displacement;b.Vertical displacement

图8 GPS监测点JJ04－水平和垂直位移量随时间变化图(a)水平位移量;(b)垂直位移量Fig.8 Horizontal and vertical displacement of the GPS monitoring site JJ04 as a function of timea.Horizontal displacement;b.Vertical displacement

(2)GPS监测精度达到毫米级，完全可以满足甲居滑坡监测的精度要求。

(3)甲居滑坡GPS地表位移监测中，水平位移量趋势性较好，垂直位移量异常较多，反映出GPS的水平监测优势。

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GPS monitoring of the Jiaju landslide in Danba，Sichuan

DENG Guo-shi，ZHENG Wan-mo，YANG Gui-hua，LIU Yu-ping，ZHANG Qing-zhi，CHEN Qiguo，TANG Ye-qi
(Chengdu Institute of Geology and Mineral Resources，Chengdu 610081，Sichuan，China)

The GPS monitoring has been conducted on the Jiaju landslide in Danba，Sichuan.The Jiaju landslide may be separated into the northern and southern parts.In the northern part of the landslide，the horizontal displacement velocities range from 53 mm/a to 200 mm/a，and vertical displacement velocities range from-3 mm/a to-21 mm/a.In the southern part of the landslide，the horizontal displacement velocities range from 12 mm/a to 36 mm/a，and vertical displacement velocities range from-1 mm/a to-5 mm/a.By and large，the GPS measurements of horizontal displacement are better than those of vertical displacement.Furthermore，the mm-sized precision of GPS monitoring may be sufficient enough to be used in the landslide surveys.

Danba;Jiaju landslide;GPS monitoring

1009-3850(2011)02-0099-06

2010-04-19;改回日期2011-03-05

邓国仕(1981－)，男，工程师，主要从事水文地质、环境地质调查与评价工作

中国地质调查局项目“滑坡灾害GPS和InSAR综合监测技术示范(1212010740910)

P642.22

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