广西刁江流域环境地质的遥感调查

【摘　要】　本文利用1998年ETM、TM卫星数据图像，开展广西刁江流域环境地质遥感调查①，根据环境地质的影像特征信息，勾划出实地分布现状，指出它们的危害性，提出了环境地质的防治对策与建议。为环境地质实地调查和环境地质综合整治提供可信的依据。

　　0、前言
　　为配合“广西区域地下水调查与环境地质综合整治示范工程”，考虑到常规地面调查经费严重不足，时间紧迫，调查面广内容较多，常规地面调查难以满足工作要求。决定对广西刁江流域开展环境地质遥感调查工作，工作比例尺为1：10万，利用1998年ETM、TM卫星数据图像作为调查的辅助手段，遥感解译调查的重点环境地质内容是：水土流失、石漠化（岩溶）、内涝与干旱缺水、矿山环境地质等的分布现状。
　　经遥感调查查明了广西河池市、宜州市、都安县、南丹县等地，环境地质对刁江（中上游）流域造成的危害及分布位置，为“广西区域地下水调查与环境地质综合整治示范工程”提供依据。
　　1、环境地质的影像特征
　　1.1 水土流失的影像特征
　　在TM、ETM影像图上，呈浅红、紫红色，局部夹少量的绿和翠绿色，色彩相对均匀，分布独特并集中，醒目；呈斑块和颗粒纹，以板根状、狭窄的长条状和不规则状为主；水系不甚发育，多以稀疏的单条溪沟为主；分布于峰丛、峰林洼地和硫酸盐岩与碎屑岩山体交换或衔接的部位。地表植被覆盖程度较差，裸露率为±80%。

　　1.2 石漠化（岩溶）的影像特征
　　在TM、ETM模拟真彩色图像和微机处理图像上，石漠化具有色彩丰富，形状、影纹、地貌等影像特征清晰。
　　模拟真彩色图像：石漠化呈灰红、暗灰色彩。分布形状呈不规则的棒状，分枝棒状、块体状、具花生壳纹或斑点影纹，以峰林、峰丛、峰丛洼地为主，与实地景观较为接近。
　　微机处理图像：呈暗红、绛红、大红色彩、分布形状不规则的短棒状，藕节状、块根状、条带状、具桔皮纹、短的垄脊、垄坎、点粒纹影。以峰林峰丛，洼地为主，图像上植被（绿）和石漠化（暗红、绛红）裸露现象反差明显，直观性更强。

　　1.3 内涝的影像特征
　　在TM、ETM影像图上，呈浅红、紫红色，带翠绿色彩；呈斑块和颗粒状影纹；水系不甚发育，以单条溪沟为主；形状呈狭窄的条带状和不规则状为主；地貌上多为峰丛、峰林洼地。其醒目的解译标志是：洼地周围多有岩溶高峰丛和碎屑岩高大山体环绕，而洼地中仅有一个狭窄的出水口，影像上反映为明显的聚水洼（盆）地。

　　1.4 干旱缺水的影像特征
　　在TM、ETM影像图上，呈浅红、紫红色，带绿、翠绿色；色彩分布相对均匀，呈斑点、斑块状影纹；水系不发育，局部地段可见单条溪沟；形状呈不规则的狭窄条带状；地貌上多为峰丛、峰林低缓的洼地。其醒目的解译标志是：低缓的洼地中周边多有岩溶峰丛和碎屑岩山体断续环绕，局部地段仅有一些“望天”水塘、水洼分布其中，影像上多数为明显的“田高水低”反映。

　　1.5 矿山环境地质的影像特征
　　在TM、ETM影像图上，呈浅紫、紫色，色彩分布不甚均匀，以斑块状影纹为主；水系相对发育，如：矿山区域内可见岩溶暗河、分支水系；其次呈不规则块体，长条状。地貌上以碎屑岩山体为主，岩溶地貌仅见于局部地带，其醒目的解译标志是：呈浅紫、紫色的色彩斑块即：“人为采掘痕迹”反映明显。

　　2、环境地质的遥感调查成果
　　根据环境地质TM、ETM数据影像特征进行人机交互解译，环境地质遥感调查成果及其分布现状如下。
　　2.1 水土流失的分布现状
　　针对刁江流域以上13个地段水土流失的情况，经环境地质遥感解译后，利用Mapgis软件进行了面积统计，其结果，见表1。

刁江流域水土流失的面积统计表　　 表1

序号	分布地段	面积（km2）	序号	分布地段	面积（km2）
1	都安县拉仁	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	都安县板岭	13.55	10	河池市保平	10.43
4	都安县三只羊	6.82	11	河池市长老	11.32
5	都安县百旺	11.57	12	河池市三旺	7.89
6	都安县加贵	12.53	13	南丹县甲塘～塘管	34.09
7	河池市五圩	9.20	总计	181.61km2

　　2.2 石漠化的划分标准及分布现状
　　石漠化是指碳酸盐岩地区由于人为作用而导致地表森林植被遭受破坏、土壤侵蚀、土层变薄，从而使基岩逐步裸露，地表呈现荒漠化景观的过程，其结果是耕地土层丧失和基岩大面积的出露。根据《黔南～桂西岩溶石山地区地下水资源勘查与生态环境地质调查报告》和《1：50万广西环境地质调查》的石漠化程度划分标准，见表2。

石漠化程度划分表　　 表2

石漠化程度	岩石裸露程度	裸岩结构	植被结构
无石漠化	＜30	点状＋线状	乔灌草
轻度石漠化	30～50	线状＋点状	乔草＋灌草
中度石漠化	50～70	线状＋面状	疏草＋疏灌
重度石漠化	＞70	面状	疏草

刁江流域裸露岩溶与碎屑岩石总面积3601.20km2。有岩溶面积：3051.20km2；石漠化总面积637.79km2。其中，重度石漠化面积：196.83km2、中度石漠化面积：149.93km2、轻度石漠化面积：291.03km2；河流水库，水塘面积：约7.0km2；碎屑岩石面积：550km2。石漠化分布现状和危害范围，见表3。

刁江流域裸露地区石漠化面积统计表　　 表3

序号	分布地段	重度石漠化	中度石漠化	轻度石漠化
		出露面积（km2）	出露面积（km2）	出露面积（km2）
1	南丹县甲坪	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	都安县板岭	13.34	15.86	8.49
5	都安县三只羊	37.85	32.00	14.71
6	都安县拉烈	13.45	8.31	40.05
7	都安县下坳	12.36	9.80	54.85
8	宜州市龙头	25.40	22.20	49.64
合计		196.83	149.93	291.03

　　2.3 内涝的分布现状
　　刁江流域都安县拉烈、百旺、加贵、拉仁等地内涝的情况，经遥感解译后，利用Mapgis软件进行了面积统计，其结果，见表4。

刁江流域内涝的面积统计表　　 表4

序号	分布地段	面积（km2）	序号	分布地段	面积（km2）
1	都安县拉仁	10.41	3	都安县加贵	7.09
2	都安县拉烈	3.20	4	都安县百旺	2.15
总计	22.85km2

　　2.4 干旱缺水的分布现状
　　刁江流域宜州市北牙、龙头；都安县拉烈、板岭等地干旱缺水的情况，经遥感解译，利用Mapgis软件进行了面积统计，其结果见表5。

刁江流域干旱缺水的面积统计表　　 表5

序号	分布地段	面积（km2）	序号	分布地段	面积（km2）
1	宜州市北牙	51.03（14.04＋36.99）	3	都安县拉烈	40.86
2	宜州市龙头	31.82	4	都安县板岭	9.89
总计	133.60km2

　　2.5 矿山环境地质的分布现状
　　（1）TM、ETM影像特征解译成果：刁江流域等地矿山环境地质的情况，经环境地质遥感解译后，利用Mapgis软件进行了面积统计，其结果见下表6。

刁江流域矿山环境地质的面积统计表　　 表6

序号	分布地段	面积（km2）	序号	分布地段	面积（km2）
1	1号矿山区域	13.57	3	3号矿山区域	7.09
2	2号矿山区域	5.45	合计	35.37km2

　　刁江流域的矿山环境地质，经环境地质遥感解译发现，相对严重的地段主要分布于矿山区域1－3号等地段。
　　（2）黑白航片影像特征解译成果：经遥感解译和微机面积统计。遥感解译出：露天开采场（坑）6处，占地499.50亩；废矿（石）堆8处，占地72亩；尾矿（砂）池12处，占地531.00亩；污水池2处，占地18.5亩，开采矿垌8处。
　　3、环境地质造成的危害
　　据广西《1：50万广西环境地质调查》及其有关调查资料表明并证实，不同的环境地质问题（或种类）造成的危害是有所不同的，下面将不同的环境地质造成的危害简述如下。
　　3.1 水土流失的危害
　　水土流失的危害来自：土层减薄，肥力下降，产量降低；毁坏耕地、淹没农田、弃耕减产；淤积河道，缩短通航里程；淤积塘库，降低灌溉效益；水源枯竭，人畜饮水困难等5个方面。
　　南丹县的甲坪一塘管的水土流失较严重。河池市的五圩、下考、九圩、保平、长老、三旺等乡镇因水土流失而形成的荒山总面积达53万余亩，大于1500亩的成片荒山地百49片。宜州市有崩岭210处、崩沟42条，造成水土流失面积6.9万余亩，泥沙淹埋耕地2000余亩；都安县拉仁、拉烈、板岭。三只羊、百旺、加贵等是水土流失较严重的乡镇，其面积达92480亩。
　　3.2 石漠化（岩溶）的危害
　　恶化环境：造成石山区生态系统的破坏，生态失衡。由于土层浅薄、保水、保肥能力差、草土生长缓慢、植被稀薄、生态环境十分脆弱，使石山区人民的生存环境变得恶劣。造成石山区生态系统的破坏，生态失衡。
　　可耕土地锐减： 地区水土流失严重，植被覆盖率降低，水土流失后形成的石质山、石质地、人为恢复困难，破坏土地的生产能力。
　　水源枯竭：石漠化严重地段，因无植被保水。河溪、库、塘水源枯竭。往往是雨季易内涝，旱季滴水贵如油。
　　库塘淤积：石漠化区，因水土容易流失，岩土体被流水携带到洼地、水库、坑塘处堆积。淤积造成水库、水塘底部抬高，失去蓄水功能。
　　3.3 内涝的危害
　　主要造成低洼处耕地或河岸两侧农田被淹，农作物、粮食颗粒无收，甚至严重威胁人民群众生命财产的安全。同时局部地区破坏耕地和农田，使河堤岸崩塌、库坝垮塌。
　　内涝是流域内的生态环境地质问题，特别是在连片的峰丛洼地区。一般是5天内降雨量达500mm以上，或24小时内降雨量在150mm以上就发生大涝。拉烈、百旺、加贵、拉仁等乡是大涝重灾区。
　　3.4 干旱缺水的危害
　　干旱缺水主要造成的后果是：人、畜饮水困难。农作物、粮食因缺水减产或颗粒无收。并且，恶化自然生态环境。
　　刁江流域在秋旱期内，部分地区一般连续30天无降雨或降水量小于15mm就发生大旱，多年干旱为63%。如：宜州市的龙头、北牙两乡是秋旱重灾区；都安县两年出现一次中旱，3～4年发生一次大旱，多年干旱频率为45～62%，最大是板岭达62%，拉烈为45%。

　　流域内的峰丛洼地是易旱区。都安县约有275万人饮水困难，其大部分分布在峰丛洼地区。
　　3.5 矿山环境地质的危害
　　由于矿产资源开发利用，引起的矿山环境地质问题日显突出，废弃矿渣，矸石无序堆放；采空区引起的地面塌陷、滑坡、坑道突水；选冶过程中尾矿（砂）、废液、废水、废气的排放污染等等一系列恶化环境，破坏生态平衡，造成地表环境被污染，侵占和破坏土地，挤占人类生存空间，危害人类生命财产安全。
　　4、环境地质的防治对策与建议
　　刁江流域环境地质遥感解译调查发现水土流失、内涝与干旱缺水明显是以自然因素影响为主；而石漠化和矿山环境地质是以人为破坏自然环境为主要原因。因此，针对环境地质内容，我们提出一些防治对策与建议供有关部门，进行环境地质综合整治时参考。
　　4.1 封山育林，保持水土
　　（1）明确封山育林，退耕还林是防止水土流失，保护生态环境、造福子孙后代的一项伟业。提高全社会封山育林和退耕还林的意识。政府部门要继续利用多种形式，大张旗鼓地宣传，唤起全社会对封山育林退耕还林工作的高度重视。
　　（2）为了加快石山地区的绿化步伐，各地在实施绿色工程中搞好四个结合。一是石山造林与封山育林相结合，在封山育林的基础上进行人工补植，加快石山植被恢复速度。二是石山造林与扶贫工程相结合，利用扶贫资金增加石山造林的投入。三是石山造林与改燃节柴、沼气池建设等农村能源建设相结合，减少薪柴消耗，保护石山林木植被。四是石山造林与退耕还林相结合，立足当前，着眼长远，标本兼治，综合开发，力争从根本上改善生态环境。
　　（3）各地应继续坚持“谁造谁有，合造共有”的原则，鼓励广大群众和个体工商户投资退耕还林。同时，要按照国务院的要求，谁批准、谁负责，谁破坏、谁恢复的原则，投入资金，加大退耕还林的步伐，保持水土不再流失。
　　4.2 异地安置人口、减轻人口压力
　　各级政府应继续加大宣传教育力度，帮助群众提高认识，强调在人多地少裸岩山区，人争口粮和土地是恶化生态环境之跟班，其结果是剥夺自身的生存条件，并妥善有计划的安排贫困群众下山，集中安置帮助他们脱贫。反复做好异地安置贫困群众思想工作，教育他们正确处理好发展地方经济与环境保护、短期利益与长远利益，局部利益和全局利益的关系。
　　4.3 调整产业结构
　　（1）抓好粮食生产，提高自给水平。引导裸露石山区贫困群众转向种养业，以林为主，林牧并举，利用山地资源，生物资源丰富，土特产品多的优势，因地制宜建设一批板栗、油菜、油桐、山葡萄、八角、玉桂、桑蚕和山羊生产基地；利用天然的自然资源，开发旅游业。
　　（2）大力发展“猪—沼—果”三位一体的生态农业模式。使用沼气，解决了农村能源，减少对林木砍伐，为石山区恢复生态环境创造基本条件。
　　（3）退耕还林，还林的地方，要帮助山区群众寻找新的增长点，努力开展竹编工艺和具地方特色的土特产品，共谋生活新出路。
　　4.4 矿山环境地质综合治理的建设
　　（1）加强《矿产资源法》和有关环保政策宣传教育，进一步提高矿山所在地群众和各级政府部门特别是领导干部的环保意识，使保护环境这项基本国策深入人心。
　　（2）依法把好矿业开采登记关，完善矿业项目开发审批制度。矿山生产与环境保护及土地复垦应同步进行，坚决执行谁开发谁保护、谁污染谁治理、谁破坏谁恢复的原则。
　　（3）应加强资源再生产技术研究，提高资源回收率和资源再生量是避免资源流失，变废为宝的重要途径。
　　（4）尽快充实完善各级矿山环保管理机构，努力提高矿山环保监督人员政策水平和业务素质。对正在开采或准备开采的矿山各级政府部门应加强矿山环境的监督管理。对矿山环境地质状况做出定期定时报告制度。
　　（5）增加矿山环保投入，各级政府部门在人、财、物方面要优先保证。随着国民经济的发展，矿山环保投入应逐年有所增加，矿山环保科研和监测的经费要有正常的渠道，并予以保证，以便从物质上确保矿山环保技术政策的实施。
　　5、结论
　　广西刁江流域环境地质问题：水土流失、石漠化、内涝与干旱缺水、矿山环境地质，用遥感技术方法调查尚属首次。遥感技术方法的优势有如下三点。
　　（1）遥感图像是地物的一种缩影。地物的色、彩、影纹、形状、地貌特征等都是以不同波谱特征形态记录在图像上。因此，图像上地物信息量丰富、直观性强、时相多。
　　（2）根据工作目的和要求的不同，采用目视解译为主，人机交互解译为辅，为提高解译精度和效率，遥感解译过程是在MAPGIS系统中完成，并提取了水土流失、石漠化、内涝与干旱缺水、矿山环境地质等所需信息。
　　（3）在获取信息和提高遥感解译成果质量方面，从遥感解译与实地查证相结合的原则出发，解决了解译过程中发现的问题，验证解译标志，并对解译成果进行必要的修改和补充。遥感技术方法对环境地质的调查具有效率高，速度快，精度高，成本低廉等优势。
　　本次的刁江流域的环境地质遥感调查，结合野外验证，遥感解译准确率经统计在88～95%，误解率在5～12%。其中的石漠化，矿山环境地质经地面调查单位证实，遥感解译准确率95%以上，调查结果基本满足了刁江流域环境地质调查要求。