地质灾害监测预警系统论文参考文献
❶ 地质灾害预警系统研发
3.1.1 总体思路
3.1.1.1 基本认识
中国地域广大，地质环境类型复杂多样，斜坡岩土体含水状态与滑坡泥石流事件发生的对应关系是复杂的，滑坡泥石流事件与降雨过程的关系具有离散性。因此，尽可能细化预警区域的划分，对每个预警区的斜坡坡角、坡积层工程地质特征、植被类型和人类活动方式进行系统研究，得出特定环境地质条件(地层岩性、地质结构、地貌形态、地表植被和人类工程经济活动等)下引发地质灾害的大气降雨量临界值，作为地质灾害区域预警判据是可行的。
3.1.1.2 预警对象与预警重点区
降雨引发的区域突发性群发型地质灾害:崩塌、滑坡、泥石流等。
预警重点区是:
1)威胁山区的乡镇、居民点，且无力搬迁的地区;
2)威胁重要工程如桥梁、水坝和电站等地区;
3)威胁线状工程如公路、铁路、输油(气)管线和输电线路以及水上交通线等地区;
4)重要经济区(发达经济区、工矿区和农业区等);
5)重要自然保护区、自然景观和人文景观地区;
6)区域生态地质环境脆弱，且又必须开发的地区。
3.1.1.3 预警类型
突发性地质灾害气象预警可分为时间预警和空间预警两种类型。
空间预警是比较明确地划定在一定条件下(如根据长期气象预报)，一定时间段内地质灾害将要发生的地域或地点，主要适用于群发型;
时间预警是在空间预警的基础上，针对某一具体地域或地点(单体)，给出地质灾害在某一时段内或某一时刻将要发生的可能性大小，主要适用于单体如大型滑坡，并有群测群防网络或专业监测网络相配合。
空间预警是减轻区域性、全局性地质灾害的有效手段。空间预警是基于地质灾害的主要控制因素(如地层岩性、地质结构、地貌形态、地层突变等)和引发因素(如降雨、地震、冰雪消融、人为活动)开展工作，控制因素是基本条件，引发因素在不同地区或同一地区的不同地段常常表现出极大差异。
3.1.1.4 预警等级
根据《国土资源部和中国气象局关于联合开展地质灾害气象预报预警工作协议》，地质灾害气象预报预警分为5个等级:
1级，可能性很小;
2级，可能性较小;
3级，可能性较大;
4级，可能性大;
5级，可能性很大;
国家层次发布地质灾害预警按以下考虑:
1～2级不发布预报，用绿色和蓝色表示;
3级发布预报，用黄色表示;
4级发布预警，用橙色表示;
5级发布警报，用红色表示。
3.1.1.5 预警时段与地域
预报预警时段是当日20时至次日20时。
预报预警地域是中华人民共和国领土范围，暂不包括香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾省。
3.1.1.6 技术路线
1)把全国划分为若干预警区域。
2)确定预警判据。对每个预警区的历史滑坡、泥石流事件和降雨过程的相关性进行统计分析，分别建立每个预警区的地质灾害事件与临界过程降雨量的统计关系图，确定滑坡泥石流事件在一定区域暴发的不同降雨过程临界值(低值、高值)，作为预警判据。
3)判定发生地质灾害的可能性。接收到国家气象中心发来的前期实际降雨量和次日预报降雨量数据后，对每个预警区叠加分析，根据判据图初步判定发生地质灾害的可能性。
4)判定预报预警等级。对判定发生地质灾害可能性较大或以上等级的地区，结合该预警区降雨量、地质环境、生态环境和人类活动方式、强度等指标进行综合判断，从而对次日的降雨过程引发地质灾害的空间分布进行预报或警报。
5)制作地质灾害预警产品。
6)发送预警产品。将预警产品报请有关领导签发后，发送国家气象中心。
7)发布预警产品。国家气象中心收到预警产品后，以国土资源部和中国气象局的名义在中央电视台播出。同时，地质灾害预警结果在中国地质环境网站上进行发布。
8)发布预警后，预警人员跟踪校验预警效果，总结提高预警准确率。
3.1.2 科学依据
根据1990～2002年对突发性地质灾害的分类统计，发现持续降雨引发者占总发生量的65%，其中，局地暴雨引发者约占总发生量的43%，占持续降雨引发者总量的66%。也就是说，约2/3的突发性地质灾害是由于大气降雨直接引发的或是与气象因素相关的，地质灾害气象预警工作是有科学依据的。
3.1.2.1 气象因素引发地质灾害的特点
1)区域性:一般在数百至数千平方公里内出现;单条泥石流的流域面积:≤0.6km2者11.9%;0.6～10km2者61.6%;10～50km2者22.4%。
2)群发性:崩塌、滑坡、泥石流等在某一区域多灾种呈群体出现。
3)同时性:巨大灾难在数十分钟—数小时内先后或同时出现。
4)暴发性:滑坡、特别是泥石流的发生具有突然暴发性，宏观上完好的坡体突然滑塌或“奔流”;当地人称为“涡旋炮”或“山扒皮”。如陕西省紫阳县同一地点伤亡人员最多的联合乡鱼泉村7组(瞬间造成37人遇难)是5个“涡旋炮”同时击中的结果。
5)后续性:大型滑坡一般出现在降雨过程后期，甚至降雨结束后数天。
6)成灾大:造成重大人员伤亡和各种财产损失。
3.1.2.2 气象因素引发地质灾害的成因
1)区域性持续降雨或暴雨使松散堆积层达到过饱和状态。
2)成灾地区地形陡峻，坡形变化复杂，坡度25°～70°。
3)地质上具备二元结构，上为松散堆积层，下为坚硬基岩，容易在二者的接触处形成强大渗流带。
4)松散堆积层厚度1～10m，一般1～4m。
5)一般植被覆盖率较高，在强烈暴雨持续作用下起到滞水作用。
6)居民防灾意识薄弱，房屋结构简易，抗灾强度低。房屋大多建在溪沟出山口地段，属于泥石流的流通路径。调查发现，虽然滑坡、泥石流灾害具有暴发性，但多数地点仍有数小时至数分钟的躲避时间，因防灾基本知识缺乏，以致有的村民在抢运财物过程中丧生。
7)对大型滑坡滞后于降雨过程的机理缺乏科学认识。
3.1.2.3 来自统计学的认识
地质灾害具有自然和社会的双重属性。理论研究与科学实践均证明，地质灾害具有可区划性、可监测预警性。
1)分析发现，滑坡的发生在过程降雨量和降雨强度两项参数中，存在着一个临界值，当一次降雨的过程降雨量或降雨强度达到或超过此临界值时，泥石流和滑坡等地质灾害即成群出现。
2)不同地区具体一条沟谷的泥石流始发雨量区间为10～300mm，差异之大反映了地质条件、气候条件等的差异。
3)在降雨过程的中后期或局地单点暴雨达到临界值时出现突发性群发型泥石流、滑坡等地质灾害，滑坡以小型者居多。
4)大型滑坡常在降雨过程后期或雨后数天内出现。
3.1.2.4 区域地质灾害的时空分布
据20世纪90年代的调查，我国泥石流的时空分布频率具有以下特点:
(1)泥石流频率与地貌
3500m以上的高山占9%;1000～3500m的中山占56%;小于1000m的低山占15%;黄土高原区占11%。
(2)泥石流频率与工程地质岩组
变质岩区占43%;碎屑岩区占32%;黄土区占11%;岩浆岩区占9%;碳酸盐岩区占7%。
(3)泥石流发生频率与年平均降雨量(mm/a)
＜400区域占10%;400～600区域占16%;600～800区域占18%;800～1000区域占24%;1000～1400区域占22%;＞1400区域占10%
(4)泥石流暴发时间(月份)分布频率
5月:9%;6月:18%;7月:34%;8月:24%;9月:10%
上述统计说明，泥石流主要分布在中低山地区;多出现在易于风化破碎的岩土分布区;年均降雨量过高或过低都不会暴发泥石流;发生时间主要出现在每年的6～8月。
3.1.3 中国地质灾害气象预警区划
基于我国地质灾害类型分布、全国气候区划和滑坡泥石流与区域降雨关系的各类研究文献，编制中国地质灾害气象预警区划图。
3.1.3.1 资料依据
基于气象因素的《中国地质灾害气象预警区划图(1∶500万)》的编制主要依据以下资料:
1)中国泥石流及其灾害危险区划图(1∶600万)，
中国科学院成都山地灾害与环境研究所，1991
2)中国滑坡灾害分布图(1∶600万)，
中国科学院成都山地灾害与环境研究所，1991
3)中国地质灾害类型图(1∶500万)，
地质矿产部成都水文地质工程地质中心，1991
4)中国泥石流灾害图(1∶600万)，
地质矿产部成都水文地质工程地质中心，1992
5)中国滑坡崩塌类型及分布图(1∶600万)，
地质矿产部环境地质研究所，1992
6)中国特殊类土及危害图(1∶600万)，
中国地质科学院水文地质工程地质研究所，1992
7)中国地形图(立体，1∶600万)，地图科学研究所，1999
8)中华人民共和国气候图集，气象出版社，2002
9)区域降雨资料与滑坡、泥石流关系的各类文献
3.1.3.2 预警区划分原则
根据研究需要，在此提出斜坡划分原理:
1)滑坡和泥石流是在斜坡地区发生的;
2)区域分水岭的两坡气象降雨条件和生态环境是不同的;
3)我国的最大斜坡是帕米尔高原—东海大陆架的多级多层次斜坡;
4)区域斜坡可分为三类:一类是分水岭到海滨，如后界燕山—鲁儿虎山，左界辽河，右界永定河/海河和前界渤海圈闭的区域;二类如大别山—淮河—黄河圈闭的区域;三类如四川盆地周缘区域。
一级区以全国性分水岭或雪线为界，考虑长时间周期、大空间尺度的气候区划和地质地貌环境条件;
二级区主要以重大水系、区域分水岭、区域气候、历史滑坡泥石流事件分布密度、地质环境条件、斜坡表层岩土性质和年均降雨量分布。
3.1.3.3 预警区域划分
本研究立足全国范围，暂时提出两级区划，共划分7个一级预警区，28个二级预警区，可以满足初步工作要求(图3.1)。
(1)预警区的地质灾害特征
A东北山地平原区
A1三江地区
图3.1 中国地质灾害气象预警区划图(28个区)(台湾省专题资料暂缺)
佳木斯/牡丹江地区，气象因素引发地质灾害微弱。
A2东北平原
桦甸/敦化地区以及大兴安岭东麓，气象因素引发地质灾害较弱。
B大华北地区
B1辽南地区
辽东半岛地区(千山)，气象因素引发地质灾害较严重。
B2京承地区
北京北部和河北承德地区，气象因素引发地质灾害严重。
B3晋冀地区
太行山东麓地区，气象因素引发地质灾害较严重。
B4山东丘陵
泰山和胶东地区，气象因素引发地质灾害在小范围较严重。
B5豫西地区
灵宝/许昌之间和伏牛山北麓地区，气象因素引发地质灾害较严重—轻微。
B6皖苏地区
大别山北麓和张八岭地区，气象因素引发地质灾害较严重—轻微。
B7江浙地区
临安/嵊州地区，气象因素引发地质灾害在小范围较严重。
C中南山地丘陵区
C1闽浙地区
武夷山/九连山以东地区，气象因素引发小规模地质灾害严重。
C2江西地区
九岭山和赣南地区，气象因素引发小规模地质灾害严重。
C3豫鄂地区
南阳、神农架、大洪山和大别山南麓地区，气象因素引发地质灾害较严重。
C4湖南地区
湘西和湘南(雪峰山)地区，气象因素引发地质灾害严重。
C5桂粤地区
桂西和两广北部地区，气象因素引发小规模地质灾害严重。
D西南中高山区
D1陕南地区
秦岭南麓和大巴山北麓地区，气象因素引发地质灾害严重。
D2四川盆地
成都平原外的其他地区，气象因素引发地质灾害严重。
D3黔渝地区
黔北和重庆地区，气象因素引发地质灾害严重。
D4滇南地区
滇南和黔南部分地区，气象因素引发地质灾害严重。
D5川滇地区
川西、滇西和滇中地区，气象因素(含高山融水)引发地质灾害极严重。
E黄土高原区
E1吕梁地区
大同—太原—临汾一线地区，气象因素引发地质灾害较严重—轻微。
E2陕北地区
陕北黄土高原地区，气象因素引发地质灾害严重。
E3陇西地区
陇西和海东地区，气象因素引发地质灾害极严重。
F北方干旱沙漠区
F1内蒙古东部地区
气象因素引发地质灾害轻微。
F2阿拉善地区
祁连山北麓、玉门/武威地区，气象因素(高山融水)引发地质灾害较严重。
F3南疆地区
天山南麓、阿尔金山北麓气象因素(高山融水)引发地质灾害较严重。
F4北疆地区
天山北麓气象因素(暴雨和高山融水)引发地质灾害严重。
G青藏高原区
G1藏北地区
气象因素引发地质灾害轻微。
G2藏南地区
雅鲁藏布江及支流流域气象因素(暴雨和高山融水)引发地质灾害较严重;藏东南
暴雨引发地质灾害严重。
(2)一级区域界线标志
A/F大兴安岭—七老图山
漠河—凤水山(1398)—古利牙山(1394)—太平岭(1712)—兴安岭(1397)—巴代艾来(1540)—罕山(1936)—黄岗梁(2029)—七老图山
A/B云雾山—长白山
小五台山(2882)—赤城—云雾山(2047)—七老图山—阜新—铁岭—莫日红山(1013)—白头山
B/E太行山—中条山
小五台山(2882)—恒山(2017)—北台顶(3058)—阳曲山(2059)—历山(2322)—华山(2160)
E/F毛毛山—靖边—东胜—小五台
海晏—仙密大山(4354)—毛毛山(4070)—景泰—定边—靖边—榆林—东胜—丰镇—小五台山(2882)
EB/DC秦岭—伏牛山—大别山—括苍山
海晏—龙羊峡—同仁—鸟鼠山(2609)—武山南—凤县—太白山(3767)—首阳山(2720)—秦岭—华山(2160)—全宝山(2094)—老君山(2192)—太白顶(1140)—鸡公山(744)—霍山(1774)—安庆—九华山(1342)—黄山(1873)—桐庐—括苍山(1382)—北雁荡山(1057)
F/G阿尔金山—祁连山
公格尔山(7649)—慕士塔格山(7509)—赛图拉—慕士山(6638)—乌孜塔格(6250)—九个达坂山(6303)—阿卡腾能山(4642)—阿尔金山(5798)—大雪山(5483)—祁连山(5547)—冷龙岭(4849)—毛毛山(4070)
C/D老君山—梵净山—岑王老山
老君山(2192)—武当山(1612)—大神农架(3053)—建始—来凤(＞1000)—酉阳—梵净山(2494)—佛顶山(1835)—雷公山(2179)—岑王老山(2062)—富宁
D/G九寨沟—察隅
武山—九寨沟—雪宝顶(5588)—马尔康—炉霍—新龙—巴塘—察隅
(3)二级区域界线
A1/A2小兴安岭—张广才岭—白头山
呼玛—大黑顶山(1047)—平顶山(1429)—大青山(944)—大秃顶子山(1690)—大石头(1194)—甑峰山(1677)—白头山
B1/B2下辽河
B2/B3永定河—海河
B3/B4黄河
B4/B5黄河故道
B5/B6淮河—黄河故道
B6/B7长江
C1/C2武夷山—九连山
黄山(1873)—玉京峰(1817)—黄岗山(2158)—白石峰(1858)—木马山(1328)—九连山(1248)—龙门
C2/C34霍山—幕阜山—罗霄山脉
霍山(1774)—九江—九宫山(1543)—幕阜山(1596)—连云山(1600)—武功山(1918)—井冈山—八面山(2042)—石坑埪(1902)
C3/C4长江
C124/C5南岭山脉
雷公山(2179)—猫儿山(2142)—韭菜岭(2009)—石坑埪(1902)—雪山嶂(1379)—龙门—飞云顶(1282)—莲花山(1336)—神泉港
D1/D23米仓山—大巴山
九顶山(4984)—广元—米仓山—大巴山—大神农架(3053)
D2/D3长江—重庆—华蓥山—万源北
D123/D5夹金山—大凉山
雪宝顶(5588)—九顶山(4984)—二郎山(3437)—贡嘎山(7556)—铧头尖(4791)—大凉山(3962)—长江—五莲峰(2561)—陆家大营(2854)
D3/D4苗岭山脉
陆家大营(2854)—黄果树瀑布—惠水—雷公山(2179)
D4/D5乌蒙山—哀牢山—高黎贡山
陆家大营(2854)—黎山(2678)—马龙—玉溪—哀牢山(3166)—猫头山(3306)—高黎贡山—(3374)—尖高山(3302)
E1/E2吕梁山脉
岱海—管涔山—荷叶坪(2784)—黑茶山(2203)—关帝山(2831)—禹门口
E2/E3屈吴山—六盘山脉
景泰—屈吴山(2858)—六盘山(2928)—太白(2819)
F1/F2
古尔班乌兰井—呼和巴什格(2364)—贺兰山(3556)—香山
F2/F3
马鬃山(2583)—大雪山(5483)
F3/F4天山山脉
托木尔峰(7443)—比依克山(7443)—天格尔峰(4562)—博格达峰(5445)—巴里坤山—托木尔提(4886)
G1/G2冈底斯山—念青唐古拉山脉
扎西岗—冈仁波齐峰(6656)—冷布冈日(7095)—念青唐古拉峰(7111)—嘉黎—洛隆—邦达—巴塘。
3.1.4 地质灾害气象预警判据研究
3.1.4.1 判据确定原则与资料依据
根据有限研究积累和历史经验，滑坡、泥石流的发生不但与当日激发降雨量有关，而且与前期过程降雨量关系密切，本项研究选定1d，2d，4d，7d，10d和15d过程降雨量等6个数据进行统计分析，期望对一个地区气象因素引发滑坡、泥石流地质灾害的原因与临界雨量判据的确定具有全面认识。
本次研究的资料依据主要有两方面:
1)中国地质环境监测院建立的全国地质灾害调查数据库中气象因素引发的历史滑坡泥石流灾害数据(999个);
2)国家气象中心根据中国地质环境监测院提供的滑坡、泥石流数据，整理提供了731个相关站点15d内历史降雨量数据。
3.1.4.2 预警区的临界降雨量判据研究
(1)不同降雨过程代表数据的选定
中国气象局系统对日降雨量(Q)的预报是按当日20时到次日20时计算，而滑坡、泥石流事件可能发生在此24h的任一时段。
若灾害事件在接近24时发生，则基本可对应1d(即当日)过程降雨量;若灾害事件在次日0时以后的夜间发生，则对应前一日(2d)过程降雨量更符合实际。因此，本项研究选定的数据代表时段(日:24h)是:
1d过程降雨量:0≤Q1≤1
2d过程降雨量:1≤Q2≤2
4d过程降雨量:3≤Q4≤4
7d过程降雨量:6≤Q7≤7
10d过程降雨量:9≤Q10≤10
15d过程降雨量:14≤Q15≤15
(2)临界过程降雨量预警判据图的建立
根据滑坡泥石流与降雨关系的研究，制作滑坡泥石流与不同时段临界降雨量关系散点图，发现散点集中成带分布，其上界可用β线表示，下界可用α线表示。因此，利用1d，2d，4d，7d，10d和15d等过程降雨量，可以建立地质灾害预警判据模式图(图3.2)。
图中横轴是时间(1～15d)，纵轴是相应的过程降雨量(mm)。我们规定，α线和β线为两条滑坡、泥石流发生的临界降雨量线，α线以下的A区为不预报区(1，2级，可能性小、较小)，α～β线之间的B区为地质灾害预报区(3，4级，可能性较大、大)，β线以上的C区为地质灾害警报区(5级，可能性很大)。
(3)预警区临界降雨判据图研究
在28个气象预警区中，18个预警区可以形成完整的滑坡、泥石流发生的临界降雨预警判据图(上限值β线、下限值α线);10个预警区因缺乏资料尚不能形成判据图，其中，A1，B5，F1和G24个区完全缺数据;B4，B6，E1，E2，F3和F46个区数据不全(只能形成α线或β线，甚至散点)。这10个区主要为滑坡、泥石流不发育区或人口稀疏地区，暂时对全国的预警工作效果影响不大。
图3.2 预报判据模板图
代表性数据及曲线举例
A2东北平原
中国地质灾害区域预警方法与应用
*3个样本。
A2气象预警区判据图
B1辽南地区
中国地质灾害区域预警方法与应用
*9个样本。
B1气象预警区判据图
C1闽浙地区
中国地质灾害区域预警方法与应用
*50个样本。
C1气象预警区判据图
D1陕南地区
中国地质灾害区域预警方法与应用
*45个样本。
D1气象预警区判据图
D5川滇地区
中国地质灾害区域预警方法与应用
*60个样本。
D5气象预警区判据图
E3陇西地区
中国地质灾害区域预警方法与应用
*50个样本。
E3气象预警区判据图
F2阿拉善地区
中国地质灾害区域预警方法与应用
*8个样本。
F2气象预警区判据图
G1藏北地区
中国地质灾害区域预警方法与应用
*15个样本。
G1气象预警区判据图
3.1.4.3 预警判据校正
为了提高预警精度，依据以下资料对预警区判据图进行了校正:
1)中国大陆滑坡、泥石流与降雨关系的各类科技文献;
2)历年中国地质灾害公报;
3)部分省(区、市)的地质灾害年报;
4)全国县(市)地质灾害调查区划成果资料(主要是福建省);
5)重点地区地质灾害专项研究报告等。
检索发现有13个预警区具有部分滑坡、泥石流与临界过程降雨量研究资料，有15个预警区暂未收集到或完全缺乏研究资料。
13个具备部分研究资料的预警区分别整理成图、表，可供确定相应预警区预警级别时参考，或与预警判据图配合使用。
以C1区为例，见下表(图3.3):
图3.3 C1区地质灾害点分布与临界降雨量统计关系
3.1.5 预警尺度精度评价
3.1.5.1 预警尺度
(1)空间预警尺度
图面表示3000km2(基于1∶500万～1∶600万地质灾害预警区划图)。
(2)时间预警尺度
地灾预警与气象预警时间尺度同步。
3.1.5.2 预警精度评价
1)取决于气象预报精度。目前全国性的气象预报精度尚不高，特别是对引发泥石流影响明显的局地单点暴雨的预报有待加强。
2)雨量站点代表性精度。地质灾害气象预警判据图依赖于气象站点经(纬)度和地质灾害发生点的经(纬)度(距离)的接近程度。
本次资料地质灾害灾情点的经(纬)度与相邻气象站点的经(纬)度之差在0.3°～1.0°之内，也即相差40～50km，反映在平面上即存在约2000km2的误差。
3)地质环境-气象因素耦合机制的研究精度。地形坡度、植被、岩土类型、含水状态、地表入渗和产流等的研究尚很薄弱。
4)人类活动方式、强度与斜坡变形破坏模式尚缺乏科学界定。
3.1.6 地质灾害预警产品制作与发布
3.1.6.1 预警产品制作、签批与发布
1)国家气象中心提供全国每次降雨过程的天气预报资料，每天16:00通过适当方式(E-mail)发送前期实际降雨量和次日预报降雨量数据;
2)中国地质环境监测院接到降雨量数据后，根据此数据和预警判据图对各预警区发生地质灾害的等级进行逐个分析和判定;
3)专家会商、分析判定预报预警结果，根据会商后的结果，做出空间预警，在预警图上划出预报或警报区，此称预警产品;
4)领导审定、签批预警产品;
5)经签批的预警产品于当天16:30通过适当方式(E-mail)发回国家气象中心;
6)国家气象中心接收预警产品，并和天气预报产品统一制作，配音;
7)中央电视台在当天晚上19:30新闻联播后播出地质灾害气象预报或警报及等级;
8)预报或警报地区的有关省级地质环境监测总站应在预警发出24h至48h内，向中国地质环境监测院反馈预警效果校验结果;
9)中国地质环境监测院分析研究预警效果校验结果，改进预警判据，逐步提高预警精度。
3.1.6.2 预警产品发布形式
(1)中央电视台发布播出
预警产品署名:国土资源部
中国气象局
模拟预报词:
今天晚上到明天白天，××地区发生地质灾害的可能性较大，请注意防范。
(2)中国地质环境信息网站发布
主要供专业人士和政府管理部门参考，跟踪研究预警效果，讨论研究预警方法与对策。
设计制作了地质灾害气象预警预报专用“符号”(图3.4)。
图3.4 地质灾害气象预报预警专用“符号”
从2005年开始，在中央电视台发布地质灾害气象预警预报信息图片时，同时配发崩塌、滑坡和泥石流动画，增强了地质灾害预警信息的视觉冲击力，也提高了地质灾害气象预报预警的社会影响力。
3.1.7 地质灾害预警软件系统
3.1.7.1 基于C语言的预警预报软件
2004～2006年，模型采用第一代临界雨量判据法，基于C语言的预警预报软件。具备自动生成降雨等值线、雨量站点上自动计算预报等级、查看雨量站点雨量等功能(图3.5)。缺点是无法自动成区、不具备GIS图层操作功能。
图3.5 基于C语言的第1套预警软件Predmap抓图
3.1.7.2 基于ArcGIS开发了第2套预警预报软件
2007年，基于ArcGIS开发了第2套预警预报软件，模型仍采用第一代临界雨量判据法(图3.6)。主要改进在于将软件系统升级为基于GIS开发，且实现预警区的自动圈闭。缺点是ArcGIS软件庞大，软件操作、升级等方面不便。
图3.6 基于ArcGIS的第2套预警软件抓图
❷ 全国地质灾害监测预警体系建设规划的必要性、指导思想、基本原则和目标
7.2.1 必要性
《中国21世纪议程》提出了我国可持续发展的战略目标。在我国经济和社会快速发展的过程中，人类活动的强度和范围达到前所未有的程度，其对包括地质环境在内的人类生态环境的干扰与破坏也日益增强，在许多地区引发的不同程度的自然地质灾害造成了危害和损失成倍增加的现象，矿产资源和地下水资源等的开发利用以及各种工程活动诱发的地面沉降、崩塌、滑坡、泥石流等人为地质灾害也较为普遍，对城市、公共基础设施和广大人民群众的生命财产安全构成严重威胁。特别是地面沉降多发生在我国经济最发达、人口密度最大、公共基础设施最密集的东部地区，成为这些地区乃至国家可持续发展的重要制约因素。因此，保护生态环境、进行生态环境建设和防灾减灾，已经成为国家长期的目标和任务。为此，加强地质灾害监测，进行全国地质灾害监测与预警体系建设的规划，在监测基础上，实现对地质灾害的治理与对地质环境的保护，不仅是防灾减灾的需要，而且也是国家经济社会可持续发展、保护生态环境和进行生态环境建设的最基本的保障，是一项重要的基础性和公益性的国家地质工作。现就从我国社会经济的发展的几个重要方面，对地质环境与地质灾害监测的必要性，进行简要论述：
（1）保障国家重大工程建设安全与西部大开发战略的需求
全国有20余条铁路干线和所有山区公路不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流的危害或威胁。大型水库岸边，河流傍岸，尤其是峡谷段，常因发生滑坡、崩塌、泥石流而阻塞航道，并引起洪灾。中东部沿海平原和盆地地面沉降、地裂缝和地面塌陷等地质灾害严重威胁和破坏基础工程设施。加强这些基础工程设施和沿大江大河危险地段的地质环境监测，采取科学的分析方法进行预测预报，是一项长期的工作。
西部大开发战略把加快水利、交通、能源和通讯等基础设施建设放在首位，其中包括：长江三峡工程、南水北调工程、大江大河上中游干（支）流控制性水利枢纽工程、内河航运通道、青藏铁路、西电东送工程、西气东输工程等。这些重大工程地域跨度大，多处在或穿越地质灾害易发区，为保障上述工程安全施工和运营，必须加强地质环境监测工作。
（2）城市化发展对地质灾害监测的需求
目前，我国有城市668座。预计2020年左右，我国城镇化水平将提高到45%～50%，我国城市数将达到1000～1100座。城市是人类活动最集中，环境地质问题最突出的地区。为了保障城市化进程，指导城市规划，预防由于不合理的工程活动引发的地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害和其他环境地质问题，必须加强对城市地下水环境和地质灾害的监测。
（3）矿产资源开发对地质灾害监测的需求
我国矿产资源开发带来了很多环境地质问题，产生大量的地质灾害隐患。每年矿石开采量57亿～60亿t，矿山企业每年产生固体废弃物133.8亿t、产生尾矿26.5亿t，处置率仅为6.95%。矿山固体废弃物任意堆放形成了严重的滑坡、泥石流等地质灾害隐患，地下采矿活动诱发的滑坡、地面塌陷等地质灾害十分突出。矿山地质环境监测十分薄弱，矿山地质灾害防治工作任重道远。为了保障矿产资源的安全开发和矿山地质环境的有效治理，必须加强矿山地质环境监测。
7.2.2 指导思想
应坚持以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观和人口、资源、环境协调发展的一系列方针政策。紧密结合经济社会发展规划的总体目标和要求，充分认识地质灾害监测预警体系建设的重要性和紧迫性。动员社会各方面的力量，从我国地质灾害发生发育的实际出发，尊重自然规律和经济规律，正确处理长远与当前、整体与局部的关系，依靠科技进步，运用新思路、新理论、新技术、新方法，实现对地质灾害的有效监控和预报预警，为我国地质灾害防治、地质环境保护和资源环境的可持续利用提供有力支撑。
7.2.3 基本原则
（1）与国家国民经济社会发展进程相适应的原则
建立和完善与全面建设小康社会相适应的、符合可持续发展要求的地质灾害监测预警体系，为国家和地方宏观调控和指导国土资源开发与整治提供依据。
（2）突出“以人为本”
坚持按客观规律办事，从实际出发，讲求实效，山区、平原和不同灾种的监测重点各有侧重的原则。在以突发性地质灾害为重点的地区，应以最大限度地减少人员伤亡、保障社会稳定和人民生命财产安全作为主要目的；缓变性地质灾害应以专业监测为主要手段进行监测与规划。
（3）群、专结合的原则
建立以县、乡、村为基础，全民参与、群专结合的群策群防体系，是多年来地质灾害防治工作中总结出来的宝贵经验，也是避免人员伤亡，把灾害损失降到最低限度的重要保证。
（4）统筹规划、分步实施、分级管理
密切结合生产力布局和人口分布状况，对全国地质灾害监测预警体系建设工作进行统筹规划，制定切实可行的分阶段实施方案，明确各级政府和企（事）业单位在地质灾害监测中的责任和义务，建立统一管理和分级（国家、省、市、县）管理相结合，处理好全部与局部、长远与当前的关系，优先实施重点地区和重要经济区（带）的监测预警体系建设。
（5）监测网建设与保护并重
摈弃重建设、轻保护的观念，严禁边建设、边破坏，通过法律、经济等手段，明确保护责任，落实保护费用，切实保护监测仪器、设备、设施的建设成果。
（6）站网建设与能力建设并举
在不断完善地质灾害监测网基础硬件设施建设的同时，加强机构建设、法规制度建设、技术规范建设、信息系统建设、人力资源建设和研究能力建设。
（7）专业服务功能与公众服务功能并重
地质灾害监测信息既要为国家决策和专业调查评价提供支持，也要为社会公众提供地质灾害现状信息和防灾减灾信息。
（8）依靠科技创新、提高监测工作质量
加强科学研究，改进监测设施，依靠科技进步，全面提升监测能力和服务水平。
（9）建立多渠道筹资机制
各级地质灾害监测机构的监测经费要纳入同级政府财政预算。多渠道筹集监测资金，设立各级地质灾害监测专项经费，确保监测工作的顺利实施。
7.2.4 目标
地质灾害监测预警体系建设的目的是最大限度地减少人民群众的生命财产损失，以保障经济、社会的可持续发展；为国家及地方宏观调控和指导国土资源开发与整治提供依据；从地质环境可持续开发利用角度提出地区发展战略建议；为改善人居环境，保障交通大动脉安全畅通，水电工程正常运行等提供保障；为地区社会经济发展提供决策参考。在基本掌握全国地质灾害分布状况与危害程度的基础上，建立并逐步完善全国地质灾害的监测预警网络体系。
（1）总体目标
从现在起到2020年，在逐步查明我国地质灾害分布状况与危害程度的基础上，建成覆盖全国的较完善的突发性地质灾害群测群防网络体系；建成以省（区、市）及部分县（市）地质环境监测站为骨干的突发性地质灾害应急反应体系；建成我国较完善的地质灾害专业监测骨干网络，重点地区及重要经济区（带）达到监测数据的实时采集、分析、预警预报的水平。使地质灾害防治工作以被动救灾为主的局面得到根本性扭转，人为有效控制地质灾害，使损失逐年攀升的趋势得到有效控制。
（2）阶段目标
1）到2010年，地质灾害监测预警体系建设的目标如下：①群测群防监测网络覆盖到全国突发性地质灾害易发区的1400个县（市），形成县、乡、村三级监测体系。②初步建成由各级政府和有关部门参与的全国地质灾害专业监测骨干网络。③初步建成重要交通干线和水利工程区的专业监测预警系统。充分推广高新技术在地质灾害监测中的应用，利用计算机技术、3S技术等先进手段，提高监测预报的自动化水平。④在进一步完善群、专结合，群测群防监测网络的同时，完成分布在全国各省（区、市）重大突发性地质灾害隐患点的监测预警预报示范系统。⑤建成较完善的地质灾害监测信息网络系统，重点地区及重要经济区（带）的专业监测要初步达到监测数据的实时采集、自动分析、自动预警预报的水平。⑥初步建成重点地区及重要经济区（带）地面沉降等缓变性地质灾害监测网络系统。力争使我国地质灾害监测预警预报的仪器、设备达到国际水平。
2）到2020年，在地质灾害监测管理法规、规章的支持下，要使国土资源部门对地质灾害监测监督管理的职能全面到位，并逐步纳入科学化、规范化和法制化的轨道；使地质灾害监测体系的科学理论与技术方法达到国际先进水平，建成覆盖全国的较完善的地质灾害重点防治区突发性地质灾害群专结合的监测预警预报网络；建成全国地面沉降、地裂缝等缓变性地质灾害的实时监控体系；建成完善的地质灾害监测信息网络，实现地质灾害监测数据的自动化采集、传输、存储和信息的实时发布。建成比较完善的地质灾害防灾预警指挥系统。
❸ 地质灾害调查与预警
一、部署重点
开展我国西南山区、黄土高原、湘鄂桂山区等主要地质灾害高易发区地质灾害详细调查，建立典型地质灾害监测预警区；完善长江三角洲、华北平原和汾渭盆地地面沉降监测网，开展珠江三角洲、东北平原等地区地面沉降调查，开展京沪、大同—西安等高速铁路沿线地面沉降与地裂缝详细调查。
二、部署建议
（一）全国地质灾害调查监测综合评价
1.工作现状
完成了全国1:50万以地质灾害为主的环境地质调查与综合研究，完成了700个县（市）的县市地质灾害调查成果集成，正在开展1640个县（市）的县市地质灾害调查成果集成。2005年起，开展1:5万地质灾害详细调查数据库建设及成果初步梳理工作。开展地质灾害气象预警技术方法研究，逐步提高我国区域地质灾害预警预报技术水平。
但随着详细调查与监测预警示范的大规模铺开，需要进一步进行数据的整理、分析与综合集成，并在研究基础上编制满足国家层面需求的系列图系。
2.工作目标
总体目标：整合地质灾害详细调查成果，分析地质灾害发育分布规律，划定地质灾害易发区，搭建综合研究技术平台和信息化平台，建立全国地质灾害数据库。整合监测预警示范区成果，研究监测预警网络建设模式，形成全国地质灾害监测预警信息平台。完善地质灾害调查与监测技术规程与技术要求，综合研究并编制满足国家需要的地质灾害系列图系。
“十二五”期间：建立地质灾害调查与地质灾害监测预警成果集成体系。总结地质灾害调查成果，开展区域地质灾害易发区综合评价和易发程度区划。总结地质灾害监测预警示范区建设成果，搭建地质灾害监测预警信息平台。
“十三五”期间：完善地质灾害调查与地质灾害监测预警成果集成体系。进一步总结地质灾害调查成果，形成全国和省级地质灾害易发区综合评价和易发程度区划。系统总结地质灾害调查与地质灾害监测成果，形成全国地质灾害早期预警区划。
3.工作任务
完成全国1:5万地质灾害调查与典型预警示范区建设成果的汇总、集成与综合研究。搭建1:5万地质灾害调查综合研究技术平台和信息化平台，建立全国地质灾害数据库。搭建全国地质灾害监测预警信息平台，完善早期预警产品发布体系。总结修订《崩塌、滑坡、泥石流1:50000调查规范》，完成全国地质灾害早期预警区划，编制全国及分省地质灾害与地质灾害早期预警综合图系。
“十二五”期间：对西北黄土高原区、西南山区、湘鄂桂山区、东南沿海地区地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查成果进行集成，建立1:5万地质灾害调查信息化成果技术要求；完成11个地质灾害监测预警示范区成果综合研究，搭建全国地质灾害监测预警信息平台，初步建立全国地质灾害早期预警区划。
“十三五”期间：完成西北黄土高原区、西南山区、湘鄂桂山区、东南沿海地区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查成果集成，完善1:5万地质灾害调查信息化成果技术要求。完成全国30个地质灾害监测预警示范区成果综合研究，形成建立全国地质灾害早期预警区划。编制完成全国及分省地质灾害与地质灾害早期预警综合图系。
（二）西北黄土高原区1:5万地质灾害调查
1.工作现状
完成了以省（区、市）为单元的西北省区1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、263个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起，在46个县近10万平方千米范围内开展了1:5万地质灾害调查。
通过开展1:5万地质灾害调查，基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律，有力地支持了完善地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果，在西北黄土高原区及秦巴山区中，仍有处于地质灾害高、中易发区的191个县近54万平方千米需要尽快开展1:5万地质灾害调查工作。
2.工作目标
以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段，以县（区）级行政区划为基本单元，开展西北黄土高原区及秦巴山区20万平方千米（191个县）的1:5万地质灾害调查，基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征，并对其危害程度进行评价，圈定地质灾害易发区和危险区，建立地质灾害信息预警系统，建立健全群专结合的监测网络，为减灾防灾提供基础地质依据。
“十二五”期间：开展西北地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查，基本查清区内地质灾害分布发育规律，逐步建立地质灾害风险控制管理工作体系。
“十三五”期间：继续开展地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查，查清区内地质灾害分布发育规律，形成西北地区地质灾害易发区区划和重点区域地质灾害风险管理区划，显著提高我国地质灾害防治水平。
3.工作任务
开展西北地区地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查；完善地质灾害易发性和危险性区划；健全完善地质灾害群测群防体系，建立地质灾害空间数据库。
在已经圈定的地质灾害易发区内，以县为单位采用点、线、面结合，重点和一般调查结合的方式开展1:5万地质灾害调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查，基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前，逐步推进，最终完成西北地区高、中易发区调查。在调查基础上，完善地质灾害易发性和危险性区划，健全完善地质灾害群测群防体系，探索建立地质灾害风险评价与风险控制管理工作体系。
“十二五”期间：开展西北黄土高原区地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查。
“十三五”期间：继续开展西北黄土高原区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查。
（三）西南山区1:5万地质灾害调查
1.工作现状
完成了以省（区、市）为单元的西南山区1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、423个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起，在29个县（近10万平方千米）开展了1:5万地质灾害调查。
通过开展1:5万地质灾害调查，基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律，有力支持并完善了地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果，在西南山区，仍有处于地质灾害高、中易发区的190个县近75万平方千米需要尽快开展地质灾害详细调查工作。
2.工作目标
总体目标：以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段，以县（区）级行政区划为基本单元，开展西南山区、藏东地区75万平方千米，1:5万地质灾害调查，基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征，并对其危害程度进行评价，圈定地质灾害易发区和危险区，建立地质灾害信息预警系统，建立健全群专结合的监测网络，为减灾防灾提供基础地质依据。
“十二五”期间：开展西南川滇山区、藏东地区等地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查，基本查清区内地质灾害分布发育规律，逐步建立地质灾害风险控制管理工作体系。
“十三五”期间：继续开展西南川滇山区、藏东地区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查，查清区内地质灾害分布发育规律，形成全国地质灾害易发区区划和重点区域地质灾害风险管理区划。显著提高我国地质灾害防治水平。
3.工作任务
开展西南川滇山区、藏东地区滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查；健全完善覆盖地质灾害中、高易发区的群测群防网络，完善地质灾害易发性和危险性区划。建立地质灾害空间数据库。
在已经圈定的地质灾害易发区内，以县为单位采用点、线、面结合，重点和一般调查结合的方式开展1:5万地质灾害调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查，基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前，逐步推进，最终完成西南山区高、中易发区调查。在调查基础上，建立完善群测群防体系，完善地质灾害易发性和危险性区划，探索建立区域风险评价与风险控制管理工作体系。
“十二五”期间：开展西南山区高易发区1:5万地质灾害调查工作。
“十三五”期间：继续开展西南山区高、中易发区1:5万地质灾害调查工作。
（四）湘鄂桂山区地质灾害详细调查
1.工作现状
完成了以省（区、市）为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、287个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起，在14个县近4万平方千米范围内开展了1:5万地质灾害调查。
通过开展1:5万地质灾害调查，基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律，有力地支持了完善地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果，在湘鄂桂山区，仍有处于地质灾害高、中易发区的82个县近20万平方千米需要尽快开展1:5万地质灾害详细调查工作。
2.工作目标
总体目标：以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段，以县（区）级行政区划为基本单元，开展西南山区、藏东地区1:5万地质灾害调查，基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征，并对其危害程度进行评价，圈定地质灾害易发区和危险区，建立地质灾害信息预警系统，建立健全群专结合的监测网络，为减灾防灾提供基础地质依据。
“十二五”期间：完成湘鄂桂山地丘陵区20个县（市）1:5万地质灾害调查，基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征，并对其危害程度进行评价，为制定防灾规划和减灾提供技术支撑。
“十三五”期间：全面完成湘鄂桂山地丘陵区40个县（市）1:5万地质灾害调查，基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征，并对其危害程度进行评价，为制定防灾规划和减灾提供技术支撑。
3.工作任务
开展湘鄂黔山地区滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查；健全完善覆盖地质灾害中、高易发区的群测群防网络，完善地质灾害易发性和危险性区划。建立地质灾害空间数据库。
在已经圈定的地质灾害易发区内，以县为单位采用点、线、面结合，重点和一般调查结合的方式开展地质灾害1:5万调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查，基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前，逐步推进，最终完成湘鄂黔山地区高、中易发区调查。在调查基础上，建立完善群测群防体系，完善地质灾害易发性和危险性区划，探索建立区域风险评价与风险控制管理工作体系。
“十二五”期间：开展高易发区1:5万地质灾害调查。
“十三五”期间：继续开展高、中易发区1:5万地质灾害调查。
（五）东南沿海山区1:5万地质灾害调查
调查区主要包括浙江、福建、安徽、江西四省常年遭受台风袭击的地质灾害高风险区及中低山丘陵区，总面积约12万平方千米。该区域人口密度高、经济发达，地质条件复杂，台风和降雨频繁，地质灾害影响严重。
1.工作现状
完成了以省（区、市）为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查，以县（市）为单元的1:10万丘陵山区地质灾害调查约271个县（市），浙江省开展了小流域1:1万地质灾害调查。初步查明了崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害分布情况、发育特征、发育强度及其形成条件和发生规律，对地质灾害发生的环境地质条件和发展趋势进行了区划及预测评价，调查成果及时为重点县（市）及区域地质灾害防治提供了技术支撑。
虽然浙江开展小流域1:1万地质灾害调查调查，尚未系统开展1:5万地质灾害调查，缺少区域1:5万地质灾害调查资料，目前地质灾害防治依靠的是以往1:10万县市地质调查资料，地质灾害防灾工作能力和水平亟待提升。
2.工作目标
总体目标：全面完成地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查工作，查明崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害分布情况、发育特征、发育强度及其形成条件和发生规律，对地质灾害发生的环境地质条件和发展趋势进行了区划及预测评价，调查成果及时为重点县（市）及区域地质灾害防治提供了技术支撑。
“十二五”期间：完成地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查工作，选择25处重大地质灾害高易发区开展风险管理。
“十三五”期间：完成地质灾害中易发区1:5万地质灾害调查工作，选择15处重大地质灾害中易发区开展风险管理。
3.工作任务
以保护人民生命财产和生存环境、保障重大建设工程、重要矿山、国家级或省级旅游景区建设为目标，开展1:5万地质灾害调查，基本查明地质灾害发育及危害现状、形成条件和形成机理，进行地质灾害危险性评价和风险评估；开展区域地质灾害监测预警网络建设，建立典型区地质灾害监测预警示范；开展重大地质灾害调查与风险管理选区及评估；建立区域地质灾害数据共享平台。
（六）汶川地震地质灾害调查评价
1.工作现状
开展了工作区在内的青藏高原东南缘的地壳变形、断裂运动、地震活动研究、活动断裂和古地震研究、区内区域地壳稳定性研究及一系列的深部地球物理探测研究。从1991年到2006年已在青藏高原东部及邻区开展了十多年地壳形变监测。震后完成了地震灾区地质灾害应急调查、详细调查及对重大灾害体的勘察。
但震后地质环境、地应力场及位移场均发生了较大变化，需尽快完成调查。震后地震灾区地质灾害应急调查、详细调查及对重大灾害体的勘察资料亟待整理。灾后恢复重建迫切需要区域稳定性评价及地质灾害防治区划。与地震及地震地质灾害相关的关键科学问题亟待解决。
2.工作目标
总体目标：以汶川地震为契机，全面开展龙门山地区地震与地质灾害详细调查工作，结合综合地球物理勘查，摸清龙门山断裂带主要特征；系统总结工作区现代构造运动的地质灾害效应规律及地质灾害链形成机理；揭示龙门山及邻近构造带未来地震活动趋势；了解龙门山及邻近构造带的地震工程地质条件；开展区域地壳稳定性和重要场地工程地质稳定性评价；为龙门山地震重灾区恢复重建及邻区重要工程规划提供地质依据；建设地震地质灾害信息系统，为地震灾区防灾减灾和重建规划服务。
“十二五”期间：完成龙门山地区地震地质灾害调查，确定汶川地震发震断裂和同震断裂的地表变形特征，确定活动断裂深部结构，初步完成青藏高原东缘地壳形变和斜坡动力响应综合监测及汶川地震灾区地脉动测试，建立极震区滑坡形成机理模式及汶川地震区工程岩体稳定性评价与地质灾害填图技术方法，完成地质灾害相应成果建设，为汶川地震灾后重建提供相关地震地质灾害资料和必要的技术支撑。
“十三五”期间：深入研究地震地质灾害链的形成机理和演化过程，开展区域地壳稳定性评价，总结提升各种地震地质灾害调查、监测和评价的技术水平，并促进相关技术方法的推广应用。
3.工作任务
在广泛收集利用前期已有相关地质研究资料的基础上，利用遥感解译与野外地面调查、深部探测相结合，线路地质调查与重点地段大比例尺填图调查相结合，新构造运动特征定性分析与断裂活动时域及强度定量测试分析相结合，内动力与外动力地质作用调查相结合，物理仿真模拟与数值模拟相结合，对工作区活动断裂特别是发震断裂及其灾害效应进行定量—半定量评价；基于青藏高原东缘地壳形变和斜坡动力响应综合监测，以及对地震动力与地质灾害相关性的多方位综合调查和研究（模拟试验、常规和非常规岩土工程特性试验等），分析龙门山及邻近构造带未来新构造运动趋势及其灾害效应，开展汶川地震地质灾害关键科学问题的深入研究，力图在典型地震地质灾害的成灾机理和评价技术方面有所突破。
“十二五”期间：开展汶川地震灾区以滑坡、崩塌、泥石流灾害为主要内容的1:5万地质灾害调查与测绘；进行龙门山及邻近构造带地震工程地质调查评价；开展龙门山及邻近构造带活动断裂调查；开展区域地壳稳定性综合评价；在龙门山及其邻近地区开展综合地球物理探测，取得地震活动带较详细的岩石圈结构模型；在青藏高原东缘开展系统的高精度GPS测量与监测，重点开展对龙门山断裂带、鲜水河—安宁河—小江断裂带及其附近区域的监测。
开展川西地区地震地质及区域构造稳定性研究，研究更加符合斜坡地震动响应客观实际的地震动稳定性评价方法；通过大型振动台试验，揭示不同地震波下边坡的动力响应规律；通过开展汶川地震灾区地脉动测试及研究分析，提升对地震及余震有关的地质灾害问题更深层次的研究；在先期地震灾区地质灾害隐患巡排查工作的基础上，建立地震滑坡稳定性评价及失稳概率的定量评价模型，对地震滑坡危险程度进行分级，并对其危险性进行分区，形成地震滑坡灾害编图的一套技术方法体系。
“十三五”期间：地震灾区地质灾害调查和研究成果进行综合分析研究。
（七）西部复杂山体地质灾害成灾模式与风险评价
1.工作现状
西部地区复杂山体区已开展过不同程度的调查工作。其中包括基础性的1:20万区域地质图和1:20万水文地质图，及部分区域完成了1:5万地质填图。专业性的包括以省（区、市）为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起，部分地区开展了1:5万地质灾害调查。
但由于西部大型山体滑坡成因复杂，只依靠地表普查很难认清成灾模式，更难以掌握灾害的多米诺效应。如武隆鸡尾山滑坡，前期工作已将滑坡区圈定为危险区，但调查成果并没能对滑坡破坏机理与成灾模式作出正确的判断。武隆鸡尾山滑坡、宣汉天台乡滑坡、冯店垮梁子滑坡多起灾难性滑坡灾害的发生，表明在西部山区复杂斜坡地带，存在隐蔽性极高、突发性强、成因机理复杂、灾害隐患极大的特殊类型滑坡。这些滑坡成灾机理、致灾模式亟待研究。
2.工作目标
总体目标：以西部复杂山体为研究对象，依托已有调查成果，全面开展西部复杂山体成灾机理研究。开展地质灾害成灾模式调查、成灾条件与机理研究、致灾模式与机理研究、重大灾害防治对策研究。初步摸清西部地区地质灾害成因机制，建立西部复杂山体灾害识辨方法、完善灾害评价体系、提出区划防治建议，为主动防灾服务。
“十二五”期间：完成乌江流域、清江流域、三峡库区等西南山区复杂山体滑坡和黄土地区灌溉型滑坡、秦巴山区浅表层滑坡的形成机理和成灾模式研究；完成西部复杂山体特大地震滑坡的致灾范围预测研究；完成复杂山体滑坡的快速加固技术及复杂山体滑坡的遥感早期识别技术研究；建立融合重大地质灾害识别、稳定性判定、致灾模式判别、监测防治措施的防灾体系。
“十三五”期间：深入研究复杂山体地质灾害链的形成机理和演化过程，完善融合重大地质灾害识别、稳定性判定、致灾模式判别、监测防治措施的防灾体系，总结提升各种地质灾害调查、评价、监测和防治的技术，并促进相关技术方法的推广应用。
3.工作任务
“十二五”期间：在重大地质灾害易发的乌江流域、清江流域、三峡库区、西部山区、秦巴山区和黄土地区选择有代表性的滑坡，通过调查、勘察及试验，深入研究这些地区滑坡形成原因、运动机理及致灾模式，完善灾害发育特征认识，构建主动防灾体系。
通过对西部复杂山体地震滑坡三维物理模拟、多种三维数值模拟、变形破坏过程分析以及滑坡动力学分析等分析手段，对滑坡的影响范围进行深入探讨。开展微型组合抗滑桩、土工合成挡墙、快速注浆、预制格构等地质灾害快速加固技术的研究，并开展快速加固技术应用示范及加固效果监测分析，开展遥感早期识别技术研究等关键问题研究，提升主动防灾能力。
“十三五”期间：开展西部复杂山体地质灾害成灾模式与风险评价综合研究。
（八）典型地质灾害监测预警与示范推广
1.工作现状
完成了长江三峡库区滑坡等地质灾害GPS控制监测网建设。初步建立四川雅安、重庆巫山、云南哀牢山等8个代表不同突发性地质灾害类型的监测预警示范区。解决了地质灾害实时监测、实时传输、预警产品快速发布等多项关键技术。2003年开始，开展了全国和省级尺度的汛期地质灾害气象预警，取得了良好的效果。研制了三维激光微位移监测系统、滑坡微震自动连续观测系统、滑坡监测多媒体网络远程监控技术、FBG滑坡监测解调设备、地质灾害光导监测仪等多项技术与设备。研制了适用于地质灾害群测群防的系列仪器，已推广20万套，并在“5·12”抗震救灾工作中发挥了重要作用。
健全监测预警网络，形成覆盖我国主要灾害类型的国家级地质灾害监测工程示范区，进一步开发实用监测预警设备是下一步工作的重点。
2.工作目标
建立30个国家级地质灾害监测工程示范区，对地质灾害高风险区的重点区域实施专业监控，不断提高预测预警水平，推动区域地质灾害监测工作，为全国地质灾害综合预警提供依据。研制系列监测预警仪器和防治技术设备，不断完善突发性地质灾害监测数据采集、传输与分析管理技术，为突发性地质灾害监测和减灾防灾提供技术支持。
“十二五”期间：完成11个典型地质灾害监测预警示范区建设，建立区内有效的地质灾害预警系统。
“十三五”期间：全面完成地质灾害高易发区30个典型区域国家级专业监测工程示范区建设。
3.工作任务
以地质构造背景、气候条件和地质灾害发育规律为基础，选择典型地质灾害区域建设地质灾害监测预警示范区，研究探索不同地质灾害区地质灾害监测预警技术工作方法，为减灾防灾提供技术支持。根据1:5万地质灾害调查成果，优先考虑有代表性、工作基础较好、示范作用明显的区域开展工作。协助地方开展全国山地丘陵区县（市）地质灾害群测群防早期预警能力建设。
在地质灾害高易发区30个典型区域建立国家级专业监测工程示范区，完善监测内容、建立监测网络。开展全国山地丘陵区县（市）地质灾害群测群防早期预警能力建设，为已经确认的5万余处群测群防地质灾害隐患点，安装自动监测报警仪器。
开展简易监测仪器研发与示范、实时监测新技术研究与示范、监测技术平台建设。
“十二五”期间：在突发性地质灾害高易发区，根据不同地质灾害类型，选择建设完善燕山山地滑坡泥石流监测预警区、辽东南中低山泥石流区等11个典型区域地质灾害监测预警区。
建设区域地质灾害群测群防网络，对2万处隐患点进行简易仪器自动观测。
“十三五”期间：继续加强突发性地质灾害高易发区专业监测示范工程建设，完成长白山崩塌滑坡、天山谷地降雨—融雪型滑坡泥石流等19个区域突发性地质灾害监测预警区建设。
建设区域地质灾害群测群防网络，对1万处隐患点进行简易仪器自动观测。
（九）全国地面沉降调查与监测
1.工作现状
初步完成长江三角洲地区、华北平原、汾渭盆地等重点地区地面沉降和地裂缝调查10万平方千米，基本查明该地区发生的地质背景和地面沉降分布规律，基本建立以基岩标、分层标和GPS、水准测量为主的区域地面沉降立体监测网络，在上海、江苏和北京地面监测站，实现了监测数据自动采集、传输，初步建成地面沉降地理信息系统，为制定科学的地面沉降防治措施打下了良好的基础。
存在问题主要包括：地面沉降发展的趋势加剧，防治任务艰巨；地面沉降调查工作程度不平衡；监测网络需要进一步完善，监测技术有待进一步提升；重大工程面临地面沉降的威胁。
2.工作目标
建成平面以GPS监测和水准测量为主，垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主，以及空间遥感观测技术（In SAR）监测为主的地面沉降立体综合监测体系，实现对地面沉降的有效监控。
“十二五”期间：完成我国所有地面沉降区、城市及重要交通干线地面沉降调查。在主要地面沉降区建成平面以GPS监测和水准测量为主，垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主，以及空间遥感观测技术（In SAR）监测为主的地面沉降立体综合监测体系，基本实现对主要沉降区地面沉降的有效监控。
“十三五”期间：在所有地面沉降区建成平面以GPS监测和水准测量为主，垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主，以及空间遥感观测技术（In SAR）监测为主的地面沉降综合监测体系，实现对所有地面沉降区地面沉降的有效监控。完成所有地面沉降区地面沉降风险管理与区划，为制定科学的地面沉降防治措施打下坚实的基础。
3.工作任务
利用In SAR等现代化监测技术，完善长江三角洲、华北平原、汾渭盆地地面沉降监测网，并继续进行监测；开展珠江三角洲、东北平原等地面沉降工作空白区地面沉降调查，建立地面沉降监测网络；和铁道部、交通部等部门密切合作开展重大工程区地面沉降调查与监测；结合区域地质环境背景和区域经济发展布局，开展地面沉降灾害风险评估，制定分区地面沉降控制目标和管理措施。
“十二五”期间：开展安徽阜阳、松嫩平原、珠江三角洲、江汉—洞庭湖平原等一般地面沉降区1:10万的地面沉降调查5000平方千米；继续对长三角、华北平原、汾渭盆地等主要沉降区进行地面沉降监测。
长江三角洲地区：开展江浙两省沿海平原等以往工作较薄弱地区包括淮安、扬州、泰州、南通、绍兴、台州地区的1:25万地面沉降灾害调查，重点城市1:5万地面沉降灾害调查。
华北平原：对前期工作薄弱的地区开展1:5万地面沉降调查工作；基本覆盖以开采地下水为主要水源的平原地区。
汾渭盆地：开展汾渭盆地陕西咸阳、渭南和榆次、临汾及运城等重点城市的地面沉降地裂缝灾害调查。
继续对长三角、华北平原、汾渭盆地等主要沉降区进行地面沉降监测与风险管理。
“十三五”期间：重要地面沉降区监测。
长江三角洲地区：完善地面沉降监测网络，每年定期开展In SAR地面沉降监测。
华北平原：完善地面沉降监测网络，每年定期开展In SAR地面沉降监测。
汾渭盆地：完善地面沉降地裂缝监测网络，每年定期开展山西地面沉降监测。每年定期开展In SAR地面沉降监测。
一般沉降区地面沉降监测。即安徽阜阳、松嫩平原、珠江三角洲、江汉—洞庭湖平原等一般地面沉降区地面沉降In SAR监测。
重大工程地面沉降调查与监测。主要开展涉及华北平原、汾渭盆地和长三角地区三个地面沉降防治规划区的主要高速铁路建设项目的地面沉降灾害防治工作，包括：全线位于汾渭盆地的大同—西安高速铁路、跨华北平原和长三角地区的京沪高速铁路。
❹ 四信地质灾害监测预警系统主要功能有哪些
主要作用是：通过野外监测站对降雨量、表面位移、泥水位、地声、次声内、孔隙水压力容、视频、深部位移、土压力等要素进行实时监测，使用GPRS/LoRa/3G/4G等通信方式将数据传输到管理及监测预警云平台，为防灾减灾提供实时信息服务。
广泛应用于滑坡监测预警、泥石流监测预警、地面沉降监测预警、崩塌监测预警等，有效保障地质灾害多发地区人民群众的生命与财产安全。
❺ 什么是地质灾害监测预警
地质灾害来源于自然和人为地质作用对地质环境的灾难性破坏，主要包括崩塌内、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂容缝等。我国是世界上地质灾害频发的地区之一，近年来，关于滑坡、泥石流类灾害的研究是行业研究的重点。地质灾害的防治常常因为工作的分散，造成标准化程度较差，资源共享较难的问题。
❻ 开放式地质灾害监测系统的研究
史彦新
（中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所，河北保定，071051）
【摘要】本文介绍了一种开放式地质灾害监测系统的构建方案。首先简要叙述了开放式监测系统的概念，随后从监测系统的形成、硬件组成和软件设计3个方面进行了阐述，突出了监测系统开放、灵活的特点。
【关键词】开放式系统地质灾害监测地质灾害预警
1前言
地质灾害监测预警是一项复杂的系统工程，具有多学科交叉、应用性强、不断发展变化等诸多特点，随着高新技术和计算机网络技术的迅速发展，地质灾害监测预警技术也有了很大发展，系统化、网络化的开放式地质灾害监测系统成为地质灾害监测发展的必然趋势。
所谓开放式监测系统，即采用开放的结构模式，采用统一标准或协议的一种软件或硬件的平台。在硬件方面，只要符合统一标准的模块，都可以接入该系统；在软件方面，运用模块化编程技术，结合模糊数学、专家系统、人工神经网络、小波分析等先进理论，根据不同的监测模型，采取不同的算法，并制定统一的通讯协议，实现对各监测模块的管理、监测数据的采集、监测信息的远程传输、系统通讯等功能[1]。
最近在地质灾害预警关键技术方法研究与示范项目中，项目组在构建地质灾害监测系统时进行了大胆的尝试，在巫山地质灾害监测预警示范站建立了基于钻孔倾斜仪深部位移监测、GPS地表变形监测、TDR滑坡位移监测、孔隙水压力监测等手段的开放式地质灾害监测系统。该监测系统可实现一天24小时连续监测，监测数据可以从现场发送到数据处理中心，及时获得监测结果，并实时发布[2]。
2监测系统的形成
目前常用的地质灾害（滑坡）预报方法，多为对位移监测数据序列进行数学方法处理，作趋势性外推，这种处理方法受监测点选择的随机性和多种相关因素的综合影响，准确性较低，在实际应用中往往不能达到预期效果。为了提高地质灾害预测预报的准确性，必须对灾害体进行多手段、全方位的监测，对监测信息进行综合分析处理。
随着科学技术的发展及对地质灾害机理的深入研究，国内外地质灾害监测技术方法已逐渐向系统化、智能化方向发展，监测内容、方法、设备日趋多样化，不只局限于对位移的监测，且已涉及地质灾害诱发因素的监测及地温、地声、射气浓度等地质灾害间接因素类的监测。只有对灾害体进行全方位的监测，并对监测信息进行综合分析，才能极大地提高监测的有效性与准确性，为地质灾害的预警预报提供坚实的数据基础。
因此，为了全面了解灾害体的位移变化情况及其他特征值，如孔隙水压力等，在巫山监测预警示范站构建了一套开放式地质灾害监测系统，该系统对几种监测仪器进行集成，从地表位移、地下位移、孔隙水压力3个方面对灾害体进行监测，完成各监测模块的管理、监测数据的采集、传输，为综合分析处理及实时发布监测结果奠定了基础。
3监测系统的硬件组成
该监测系统在巫山监测现场安装有4种传感仪器，4个监测模块分别是：
（1）固定式钻孔倾斜仪，监测钻孔内地下形变位移；
（2)TDR滑坡位移监测仪，该仪器由自行研制，监测钻孔内形变位置与位移；
（3）孔隙水压力监测仪，该仪器由自行研制，监测钻孔内土体的孔隙水压力；
（4）高精度GPS，监测地表相对位移。
用于数据存储、仪器管理及信息传输的是我们自行研制的TDR滑坡位移监测仪。该仪器既完成本模块的监测任务，又兼当整个监测系统的数据采集装置。其采用开放式工业控制的设计思想，以Windows作为操作系统，采用RS-232进行数据通讯，对各监测模块进行管理，完成数据的采集、存储，最后利用GPRS无线传输技术，将监测信息远距离传送到数据处理中心，存入上位计算机中，在数据处理中心完成监测数据的综合分析处理，并实时发布监测结果。
该监测系统的硬件结构如图1所示。
图1开放式地质灾害监测系统硬件结构示意图
4监测系统软件设计
4.1各监测传感模块自控软件设计
各模块自控软件将控制模块的定时工作和通讯协议的建立。各模块自控软件相对独立，分头设计，根据监测对象的不同，采用不同的算法，完成监测、采集任务，同时负责本模块通讯协议的建立。
4.2制定标准的通讯协议和特定的数据格式
通讯协议是现场监测传感仪与数据采集装置及数据采集装置与数据处理中心沟通的桥梁，当数据处理中心需要查看各模块的监测数据及设定监测参数时，均需通过数据采集装置，按照通讯协议上传下达。
针对地质灾害监测的实际情况，采用了主从机通讯方式，将数据处理中心计算机作为主机，监测系统的数据采集装置作为从机，实现一发一收联机通讯。在设定协议中，制定了4个字节的控制状态字，其中第一个字节是前端站点呼叫控制字，保证每个站点上数据的独立性；第二个字节是设备号控制字，能准确地调用各个监测模块的监测数据；第三个字节是读写控制字；第四个字节是握手应答控制字，呼叫并握手成功后，主从机之间即能相互传送或接收数据。传送数据过程中，设定一个表头文件。在表头文件中，首先用1个字节表示仪器设备号，再用5个字节表示数据时间，然后用3个字节代表点号、孔号和孔深，最后用8个字节存放监测数据。另外在修改各监测传感模块的参数时，可以通过主机发送一个配置文件（*.dat）到从机，从机（数据采集装置）接到这个配置文件，就会自动地去修改仪器参数，使各监测传感模块按设定方式采集监测数据。
通讯协议简述如下：
当监测系统启动通讯程序后，接收数据处理中心的命令并按以下格式进行数据字头文件的上传。
地质灾害调查与监测技术方法论文集
当数据处理中心下传监测参数时，以配置文件的方式进行通讯，系统接收命令后，按数据字头文件格式下传给各监测传感模块。其中的第2、3项改为下次监测的启动时间，第7项改为时间间隔，各监测传感模块接到指令后，其自控软件会控制监测仪按设定方式进行工作。
5结束语
以上所述的开放式地质灾害监测系统已在巫山地质灾害监测预警示范站项目中得以实现，运行效果良好，并且随着示范站的建设，基于其开放式的结构模式，会有更多的监测模块接入到该监测系统中，使其技术更加成熟，功能更加完善。
参考文献
[1]张青，史彦新.三峡库区地质灾害监测仪器的前景展望.环境与工程地球物理国际学术会议，2004,6
[2]中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所.地质灾害预警关键技术方法研究与示范项目设计书，2002,11
❼ 实施地质灾害监测预警体系建设规划的保障措施
（1）建立健全地质灾害监测的法规、制度和规范体系
建立和完善地质灾害监测管理办法、监测设施保护规定、监测资料共享、监测资料汇交制度。大力宣传《地质灾害防治条例》、《全国生态环境建设规划》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水土保持法》；积极推进《地质环境监测法》、《地质环境保护条例》和《矿山环境保护条例》等的立法进程。
修改完善地下水环境监测技术规范；做好矿山地质环境监测技术要求、地质灾害监测技术要求、地质灾害预报预警技术要求、地面沉降、地裂缝监测规范、地质环境监测数据采集、录入等一系列规程规范和技术标准的编制或修订工作。使地质灾害监测工作走上法制化、规范化的道路。
（2）建立健全地质灾害监测机构、理顺体制关系
建立由中央到地方专门领导机构和专业组织实体，形成覆盖全国的专业与群众相结合的地质灾害监测实体网络（图）。国务院国土资源主管部门负责全国地质灾害防治的组织、协调、指导和监督工作，其他部门按照各自职责负责相关部门的防治工作。县级以上人民政府灾害防治小组应会同水利、交通、城建和气象等部门加强配合对地质灾害险情的实时动态监测，形成既有各专业独立性，又有统一领导的监测预警体系。
建立健全国家、省（市、区）、市（地、州）和县（市）四级地质环境监测机构，明确各级监测机构作为国土资源管理部门的公益性事业单位。按照“站网管理，业务联系，技术指导，资料汇交，成果集成”的原则，理顺各级关系，加强内部机构建设，使其真正承担起各类地质环境监测和地质灾害群测群防的技术指导工作。
（3）健全监测经费保障体系
监测经费实行分级分责任承担。国家、省、地和县等不同级别的监测网点建设、维护、运行和基本建设经费，应纳入各级政府的财政预算，建立地质环境专项经费；由采矿、开采地下水、工程建设等人为因素诱发的地质灾害、环境地质问题等的专门监测网点建设、维护和监测的日常运行以及试验研究经费，应由责任人承担；各类建设项目，建设单位应承担《建设用地地质灾害危险性评估》中所要求的地质环境监测研究经费。
（4）把科技进步放在突出位置，大力推广先进实用的监测设备
重视高素质人才的培养，引进先进的技术设备，加快地质环境监测的自动化进程，推广规范化的技术规程，建设和完善地质环境信息网络，改进监测成果的发布形式，提高监测工作为社会公众服务为政府决策服务的能力。
（5）加强国际交流与合作
加强国际交流与合作，学习和借鉴国外先进技术和经验，提高我国地质环境监测水平和国际影响
总结地质灾害预报预警成功的经验，进一步尝试和推进与其他公益网的合作，实现信息资源共享互为补充和促进，不断拓展监测领域，提高为政府、为社会服务的水平。
（6）加强宣传教育，提高全社会地质灾害防治和地质环境保护意识
利用电视、广播和报纸等多种宣传媒体，结合“世界地球日”、“土地日”、“水日”等社会活动大力宣传我国人口、环境与资源的基本国策，宣传生态环境建设、地质灾害防治、地质环境保护的重要性和迫切性，提高全社会对保护地质环境的重视程度，普及地质环境保护和地质灾害防治知识，提高全民的防灾减灾意识。
❽ 浅议三峡库区地质灾害预警工程常用监测方法及应用
王爱军1,2薛星桥1,2
(1中国地质大学（武汉），湖北武汉，430074；
2中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所，河北保定，071051）
【摘要】长江三峡库区地质灾害预警监测是服务于地质灾害防治、保障三峡工程建设安全的主要基础工作。开县、万州区、巫山县的38个滑坡灾害专业监测点，采用大地形变监测、深部位移钻孔倾斜仪监测、地下水动态监测、滑坡推力监测、地表裂缝相对位移监测、GPS全球卫星定位系统监测、TDR时间域反射监测和宏观监测等综合系列监测方法。每个滑坡灾害点，采用2种以上监测方法，分别监测滑坡体地表内部变形或受力变化；重要灾害点采用4～5种方法同时进行监测，以便进行对比和综合分析。对滑坡监测及监测成果统计分析，多种监测数据成果具有明显的一致性和相关性，反映了滑坡体的变形情况和特征，证实监测方法合理有效，监测成果将为地质灾害预警工程和地质灾害防治工程提供可靠依据。
【关键词】三峡库区地质灾害预警工程监测方法应用
1前言
长江三峡库区自然地质条件复杂，是地质灾害的多发区和重灾区。三峡工程的兴建和百万移民工程，在一定程度上改变了原有地质环境的平衡状态，加剧了地质灾害的发生。随着三峡工程建设的不断推进，库区地质灾害对三峡工程和库区人民生命财产安全的影响日益增加，及时有效地防治库区地质灾害已成为三峡工程建设的重要任务之一。地质灾害预警监测工作是实现地质灾害防治的主要基础工作。
三峡库区共有38个滑坡灾害专业监测点在进行专业监测工作，其中重庆市开县14个、万州区14个、巫山县10个。
2监测方法
2.1大地形变监测
采用全站仪监测。在滑坡体外选取地质条件较好、基础相对稳定的点位作为监测基准点，在滑坡体上选择有代表性的点位作为监测点，标志点全部采用混凝土强制对中监测墩。
2.2深部位移监测
采用钻孔倾斜仪进行监测。在滑坡体上选择有代表性的点位布置测斜钻孔，分别在其主滑方向和垂直主滑方向上进行正反两回次自下而上的测读，监测点间距0.5m，使用移动式“CX-01型重力加速度计式钻孔测斜仪”，监测数据稳定后自动记录，每期监测共记录4组数据。
2.3滑坡推力监测
在滑坡体上选择有代表性的点位布置钻孔，在钻孔中选择适当的深度部位，预置一系列滑坡推力传感器，用传导光纤连接至地面，每次监测采用“BHT－Ⅱ型崩塌滑坡推力监测系统”测量记录各点数据。
2.4地表裂缝相对位移监测
在裂缝的两侧适当部位安置数套裂缝计，进行原位裂缝相对位移监测。机械式监测具有干扰少、可信度高、性能稳定特点，监测记录数据可直接做出时间—位移曲线，测量结果直观性强。仪器一般量程范围在25～100mm间，读数器的分辨率为0.01mm，操作温度在－40℃～＋105℃之间。
2.5地下水动态监测
在滑坡体上选择有代表性的点位布置钻孔，对地下水水位，孔隙水压力、土体含水率、温度等参数监测，采用自动水位记录仪、孔隙水压力监测仪等仪器监测。其中孔隙水压力监测仪的孔隙水压力量程为－80kPa～200kPa，分辨率0.1kPa，精度0.5%F·S；土体含水率量程为0至饱和含水率，分辨率1%；温度量程为0～70℃，分辨率0.1℃，精度1%F·S。
2.6GPS全球卫星定位系统监测
在滑坡体外选取地质条件较好，基础相对稳定的点位，作为监测基准点；在滑坡体上选择有代表性的点位作为监测点，标志点全部采用混凝土强制对中监测墩，观测时采取多点联测。GPS监测方法，可进行全天候监测，不受通视条件限制，同时监测 X、Y、Z三维方向位移量，方便灵活，并可监测灾害体所处地带的区域地壳变形情况。采用的美国 Ashtech公司生产的UZ CGRS型GPS，最小采样间隔1s，最少跟踪和接收12颗卫星，使用Ashtech Solution 2.6软件解算，精度可达水平3mm+1ppm，垂直6mm+2ppm。
2.7时间域反射测试技术（TDR）监测
即采用电缆中的“雷达”测试技术，在电缆中发射脉冲信号，同时进行反射信号监测。在滑坡体上选择有代表性的点位布置监测钻孔，将同轴电缆埋入监测孔，地表与 TDR监测仪相连接，把测试信号与反射信号相比较，根据其异常情况判断同轴电缆的断路、短路、变形状态，推断出电缆的变形部位，进而推算滑坡体地层的变形部位和位移量。TDR监测采用了固定式预置同轴电缆，成本低，可进行自上而下的全断面连续监测，量程范围大。
2.8宏观监测
以定期巡查方法为主，对变形较大的滑坡体，据其变形特征布置一定数量的简易观测点进行定期观测，及时掌握其变形动态。
对于每个滑坡灾害点，采用2种以上监测方法，分别监测滑坡体地表变形和滑坡体内部变形或受力变化，重要灾害点采用4～5种方法同时进行监测，以便进行对比和综合分析。监测点的布置应重点突出，控制滑坡的重点部位；照顾全面，力求能反映滑坡体整体变形情况。钻孔孔口周围用混凝土浇筑，布置精确监测点位。
3监测效果分析
根据2003年7月至12月滑坡灾害专业监测数据资料，初步分析三峡库区地质灾害预警工程监测方法及应用效果。
3.1大地形变监测
大地形变监测，开展了开县大丘九社和巨坪九社滑坡、巫山县狗子包滑坡和板壁塘滑坡，共4个滑坡的监测。以下以开县大丘九社滑坡为例简述监测效果。
大丘九社滑坡位于开县镇东镇大丘九社斜坡上，滑坡平面形态近似矩形，剖面上呈凹型；分布高程205～300m，滑体长约250m、宽约300m，面积710万m2，估计厚度20m，体积约140万m3。滑坡发育于侏罗系中统沙溪庙组（J2s）紫红色泥岩及砂岩互层组成的平缓层状斜坡中，滑坡体的物质组成主要为砂岩及砂岩碎块石土，表层为松散土壤，局部出露砂岩碎块石，为崩滑堆积体滑坡。
图1开县大丘九社滑坡累计位移量曲线图
（a）X方向（b）Y方向（c）H方向 D1——监测点编号
大丘九社滑坡体上布置了3排监测点，每排3个共计9个监测点，滑坡体对面斜坡上布置了2个基准点，分别在2个基准点进行监测。监测网布置既控制了整体滑坡体又突出重点，采用前方交汇法施测。
8月5日进行了首次测量，9月21日进行D1第二次测量成果与之对比，表明变形趋势明显，滑体向 NEE向滑移。10月24日监测成果表明各监测点的变形趋于缓和。11月和12月监测成果表明各监测点无明显变化（见图1）。监测数据与宏观调查定性分析相一致。
利用全站仪进行大地形变监测，其特点为监测方便，可随时对一些危险滑坡监测，既可以在滑坡体上设置永久性监测桩，又可以设置临时性监测桩；监测精度高，测点中误差可达到3.5mm；不仅能测定相对位移，而且能监测绝对位移；在满足测量条件下可进行连续监测，监测滑坡滑移的全过程，不存在量程限制。但该仪器监测受天气因素和光线条件制约，难以在雨雾条件和夜间实施监测，且受地形和通视条件制约，施测以人工操作为主，不易实现自动化监测。
3.2深部位移钻孔倾斜仪监测
深部位移钻孔倾斜仪监测点为开县6个滑坡、16个钻孔，巫山县5个滑坡、19个钻孔，万州区8个滑坡、24个钻孔，共计19个滑坡、59个钻孔。以下以开县虎城村滑坡为例简述监测效果。
虎城村滑坡为堆积层滑坡，位于开县长沙镇虎城村斜坡。该滑坡在平面近似矩形，剖面为凹形，分布高程330～400m，纵长约300m，横宽约500m，滑体估计平均厚度12m，面积15万m2，体积180万m3。滑坡发育于侏罗系中统沙溪庙组（J2s）紫红色泥岩及泥质粉砂岩组成的水平层状岩层斜坡上，滑体上部为崩坡积紫红色碎石土层。滑坡威胁居民400余人及其财产安全。该滑坡布置了3个深部位移钻孔倾斜仪监测钻孔。
Kx-162钻孔位于滑体的中部。2004年10月，在9.5～10.5m测试深度处发生明显的位移变形，本月变形量5.56mm，变形方向247°。11月，没有增大趋势，累积形变4.58mm，略小于10月份累积变形量，变形方向253°（见图2）。
Kx-165钻孔位于滑体的下部。2004年10月，在15.0～16.5m测试深度处发生明显的位移变形（见图3），本月变形量5.45mm，变形方向241°。11月，没有明显的增大趋势，累积变形5.39mm，同10月份累积变形量相近，变形方向240°。
地质灾害调查与监测技术方法论文集
图2开县虎城村滑坡 Kx-162钻孔位移随深度变化曲线
（a）EW方向（b）SN方向
图3开县虎城村滑坡Kx-165钻孔位移随深度变化曲线
（a）EW方向（b）SN方向
深部位移钻孔倾斜仪监测方法，可在滑坡体上一定部位布置的钻孔中，监测滑坡体内垂直方向上的浅层、中层、深层、滑动带等滑移方向和相对滑动位移量；但在滑坡发生较大或急剧加速的位移变形时，由于钻孔和孔内测斜管变形、破坏，测斜仪探头不能送入钻孔之内，可能使钻孔失去监测价值。
3.3 滑坡推力监测
滑坡推力监测共设有2个测点、4个钻孔：巫山县淌里滑坡钻孔2个，曹家沱滑坡钻孔2个。以下以淌里滑坡为例简述监测方法与效果。
淌里滑坡位于巫山县曲尺乡长江干流左岸斜坡上，滑坡在平面形态上呈不规则的圈椅状，前缘分布高程90m，后缘高程400m，平均坡度约30°～40°，纵长约800m，横宽150～250m，滑体厚20m，面积24万m2，体积490万m3。滑坡发育于三叠系巴东组（T2b）灰岩、泥灰岩、泥岩中，滑体物质主要为泥灰岩及泥岩碎块石土，表层多为松散土层，下部碎块石土结构密实。
Ws-t-tzk1推力孔位于滑体的下部，Ws-t-tzk2推力孔位于滑体的中部。其滑坡推力监测成果数据见图4、图5。推力监测曲线图表明，各次监测数据规律性强，基本一致，传感器没有发现明显的数值变化。滑坡推力监测结果与宏观监测结果和同时进行的钻孔倾斜仪监测结果相一致，说明此阶段滑坡暂时处于相对稳定的微变形状态。
图4巫山县淌里滑坡 Ws-t-tzk1钻孔滑坡推力监测曲线图
图5巫山县淌里滑坡 Ws-t-tzk2钻孔滑坡推力监测曲线图
滑坡推力监测方法属于固定点式监测，在钻孔中预置传感器，用传感光纤连接，在地面用滑坡推力监测系统采集传感信息，可在滑坡体上一定部位布置的钻孔中，自上至下监测滑坡体内垂直方向上的浅层、中层、深层、滑动带等滑坡推力变化量，可定期进行数据采集监测；在对采集和传输处理系统进行改进的基础上，可实现无值守自动化连续监测。
4结论
（1）通过多手段的综合监测，掌握了被监测滑坡体的表面、内部自上至下滑移带的变形及受力情况，数据综合分析表明其反映了滑坡位移变化及动态特征，取得了进行灾害预警的重要基础数据资料，说明采用的监测方法合理有效。
（2）钻孔倾斜仪深部位移监测方法，当滑坡体发生一定量缓变位移后，部分钻孔不能再进行全孔施测，造成勘察监测资金浪费和滑坡体监测点及监测部位减少。
（3）目前一月一次的监测周期，难以保证在滑坡发生滑移险情时能进行有效监测。为此应在进行专业监测的同时，进行群测群防监测。特殊情况下，对危险滑坡灾害点，调整监测方案，进行加密监测或连续监测，使监测满足预警预报要求。
（4）从长远发展考虑，监测应以免值守、易维护、低成本、固定式、自动化快速连续采集传输和半自动化监测及人工监测相结合为方向，以建立起高效的地质灾害监测网络与地质灾害预警系统。
参考文献
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❾ 全国地质灾害监测预警体系建设的主要任务
全国地质灾害监测预警体系建设的总体规划如图7.1所示。
7.3.1 国家、省、市、县级地质灾害监测预警站网建设
县级以上国土资源行政主管部门建立地质灾害监测预警体系，会同建设、水利、交通等部门承担地质灾害监测任务，负责业务技术管理，并可受政府委托行使部分地质灾害监测管理职能，发布地质灾害监测预警信息。地质灾害监测机构是公益性事业单位。
（1）国家级地质灾害监测站
国家级地质灾害监测站负责全国性地质灾害专业监测网、信息网的建设与运行工作，并承担国家级地质环境监测任务；承担全国地质灾害预警预报和相关的调查研究工作；拟编全国地质灾害监测规划、计划、工作规范和技术标准；开展科技交流与合作，研究和推广新技术、新方法；承担全国地质灾害监测数据、成果报告的汇总、分析、处理和综合研究，为政府决策部门和社会公众提供信息服务；负责对省（区、市）级地质灾害监测业务的指导、协调和技术服务。
（3）地质灾害监测预警研究试验区
针对我国突发性地质灾害具有区域性、同时性、突然性、暴发性和危害大等特点，结合国土整治规划和资源能源开发，在代表性地区开展地质灾害监测预警示范。在试验区建立自动遥测雨量观测站网，逐步建立试验区滑坡、崩塌和泥石流区域爆发的降雨临界值，为突发性灾害的区域预警提供依据。同时，在试验区开展降雨期斜坡岩土体渗流观测，研究降雨诱发滑坡、崩塌和泥石流的机理。
2010年前，进一步完善和建设三峡库区立体式监测预警示范区。完成三峡库区滑坡、崩塌、泥石流灾害的立体监测网建设，在库区60处地质灾害点实现监测数据的自动采集、实时传输和自动分析；完善库区20个县级监测点建设；完成1∶1万航摄飞行；建立全库区的遥感（RS）监测系统，完成全球定位系统（GPS）控制网、基准网建设。
2010年以前重点在重庆市区、北京市、甘肃兰州市、陕西安康市、四川雅安、云南新平、云南东川、浙江金华市、江西宜春市等地区开展突发性地质灾害监测预警试验研究。
（4）地面沉降和地裂缝监测网
1）国家级地面沉降监测网选址原则：①跨省区的地面沉降灾害区域；②有一定的监测工作和设施基础；③地方政府有积极性，并提供配套资金；④具有较为完善的法规和管理体系。
2）工作部署：2010年之前，重点开展长江三角洲、华北平原、关中平原、淮北平原和松嫩平原地面沉降和地裂缝监测网的建设；2010年以后逐步开展汾河谷地、辽河盆地、珠江三角洲以及全国其他主要城市地面沉降和地裂缝的调查及监测网的建设。
长江三角洲地面沉降和地裂缝监测网包括上海市全部，江苏的苏锡常地区、南通地区和盐城地区南部的三个县（市），浙江的杭嘉湖平原，控制面积近5万km2。
华北平原地面沉降和地裂缝监测网包括北京、天津市的平原区，河北省的环渤海平原区和山东的鲁西北平原，控制面积5万多km2。
关中平原和汾河谷地地面沉降和地裂缝监测网的覆盖范围自六盘山南麓的宝鸡，沿渭河向东，经西安到风陵渡转向北东，沿汾河经临汾、太原到大同，宽近100km，长近1000km，包括渭河盆地、运城盆地、临汾盆地、太原盆地、大同盆地等，涉及近50个（县）市。
7.3.3 群测群防体系建设
突发性地质灾害群测群防网主要针对地质灾害较严重的山区农村，以县为单位，在专业队伍指导下，建立由当地政府领导下的县、乡、村三级群测群防体系。在各级地方政府的组织和领导下，充分发挥各级监测站的技术优势，提高群众的防灾意识和参与程度，完善监测预报制度，到2010年，建成1400个县（市）突发性地质灾害易发区的群测群防网络体系。
（1）群众监测网络建设
1）监测点选定原则：①危险性大、稳定性差、成灾概率高，会造成严重灾情的地质灾害隐患体；②对集镇、村庄、工矿及重要居民点人民生命安全构成威胁的地质灾害隐患体；③一旦发生将会造成严重经济损失的地质灾害隐患体；④威胁公路、铁路、航道等重要生命线工程的地质灾害隐患体；⑤威胁重大基础建设工程的地质灾害隐患体。
2）监测点的建设：根据上述原则确定需要监测的地质灾害隐患点后，由专业调查组及时向当地政府提出监测方案，同时协助搞好监测点的建设工作。①监测范围的确定：除对地质灾害隐患点和不稳定斜坡本身的变形迹象进行监测外，还应把该灾害点威胁的对象和可能成灾的范围，纳入监测范围。②监测方法与要求：对当前不宜进行治理或暂时不能进行治理的隐患点，危害大的应建立简易监测点，同时要对宏观地面变形、滑坡体内的微地貌、地表植物和建筑物标志等进行观察。以定期巡测和汛期强化监测相结合的方式进行。定期巡测一般为半月或每月一次，汛期强化监测将根据降雨强度，每天或24小时值班监测。③监测点的设置：简易监测点一般采用设桩、设砂浆贴片和固定标尺，对滑坡体地面裂缝相对位移进行监测，对危害大的隐患点，如有条件也可用视准线法测量监测点的位移。
3）监测网点的管理与运行：①监测责任落实到具体的单位与个人。被监测的地质灾害隐患点所在的乡（镇）、村和有关单位为监测责任人，在其领导下，成立监测组，监测组由受危害、威胁的居民点或有关单位的群测人员组成。②建立岗位责任制，县、乡（镇）、村应逐级签订责任书。调查过程中，采取多种方式进行宣传与培训，教会监测责任人、监测组成员和群众，如何监测、如何判断灾害可能发生的各种迹象和灾情速报及有关应急防灾救灾的方法。③信息反馈与处理。县（市）国土资源主管行政部门负责监测资料与信息反馈的收集汇总，上报到市（地、州）国土资源行政部门（或地质环境监测站）进行综合整理与分析，省国土资源厅地质环境处（或省地质环境总站）将上报的资料与信息录入省地质灾害空间数据库，进行趋势分析，同时对下一步监测工作提出指导性意见。④预测有重大险情发生时，当地政府和有关单位应立即采取应急防灾减灾措施，同时应立即报告省、市、县政府和国土资源主管部门，派出专业人员赴现场协助监测和指导防灾救灾。⑤建立地质灾害速报制度，按国土资发[1998]15号文附件执行。
4）资料的收集与监测数据的整理：①监测数据包括地质灾害点基本资料、动态变化数据、灾情等。②所有监测数据均应以数字化形式储存在信息系统中，同时，必须以纸介质形式备份保存。③监测点必须进行简易定量监测，并须整理成有关曲线、图表等。应编制有关月报、季报和年报，同时，对今后灾害发展趋势进行预测。④监测数据应按有关程序逐级汇交。
（2）群专结合的预报预警系统建设
1）县（市）国土资源行政主管部门归口管理和指导群众监测网络，负责监测资料与信息反馈的收集汇总。
2）县（市）国土资源行政主管部门的地质环境职能部门应根据气象、水文预报和监测资料进行综合分析，预测地质灾害危险点，并及时向有关乡（镇）、村和矿山及负有对重要设施管理的有关部门发出预警通知。
3）县（市）国土资源行政主管部门负责组织各乡（镇）、矿山、重要设施主管部门编制汛期地质灾害防灾预案。编制全县（市）汛期地质灾害防灾预案，并负责组织实施。
4）县（市）国土资源行政主管部门负责组织地质灾害防治科普宣传活动和基层干部培训工作。
7.3.4 地质灾害监测预警信息网建设
地质灾害监测预警与防治数据是国家与地方进行地质灾害防治，保障社会与经济建设的重要信息，具有数量大、更新快、用途广等特点。通过信息网的建设，实现数据的采集、存储、分析和发布，切实做到为政府、研究人员和社会提供所需的地质灾害信息，为国家经济建设宏观决策提供基础的科学依据。
到2010年，在完善中国地质灾害信息网与各省地质灾害信息网及部分地（市）地质灾害信息网的同时，建成集地质灾害监测、地下水环境监测等为一体的全国地质灾害监测信息系统，实现地质灾害监测数据的自动采集、传输、存储、数据管理、查询、应用和信息实时发布系统。
到2020年，以科学技术为先导，不断完善全国地质灾害监测信息系统，结合气象、水文、地震等相关因素，建成多专业领域、多信息处理技术的信息系统；全面提升我国地质灾害监测信息水平，满足社会和民众对地质灾害信息的需求，实现远程会商、应急指挥等重要决策功能。
地质灾害监测预警信息系统建设依托于各级地质灾害监测机构，具有统一要求、统一流程、分级管理等特点，是一个与现代计算机技术紧密结合的系统工程。本书在第11章（全国地质灾害防治信息系统建设规划研究）全面讨论了包括地质灾害监测预警信息系统在内的整个地质灾害防治信息系统的建设问题，本节不再赘述。
7.3.5 突发性重大地质灾害应急反应机制建设与远程会商应急指挥系统建设
（1）应急反应机制建设
从现在（2004年）起，国家、各省（区、市）要组建以省国土资源行政主管部门为指挥中心，以地质环境监测总站（院、中心）为主体，地（市、州）、县（市、区）国土资源行政主管部门和地方专业队伍协同作战的地质灾害监测预警应急反应系统。
1）应急反应系统要配置必备的应急设备，每年汛前对防灾预案中地质灾害隐患点的主要县（市）进行险情巡查，重点检查防灾减灾措施、群测群防网络、监测责任制是否落实到位，并对主要灾害隐患点进行险情巡查，汛中加强监测，汛后进行复查。
2）发现险情和接到险情报告能在最短的时间内赶到现场，进行险情鉴定，同时能够及时对灾害进行动态监测、分析，预测灾害发展趋势，根据灾害成因、类型、规模、影响范围和发展趋势，划定灾害危险区，设置危险区警示标志，确定预警信号和撤离路线，组织危险区内人员和重要财产撤离，情况危急时，强制组织避灾疏散。
3）接到特大型和大型地质灾害隐患临灾报告，指挥部办公室会同相关部门，迅速组织应急调查组赶赴现场，调查、核实险情，提出应急抢险措施建议。
（2）突发性重大地质灾害远程会商与应急指挥系统建设
随着国家经济建设规模的日益扩大和人民生活水平的不断提高，地质灾害造成的损失日趋突出，地质灾害的防治工作必须针对重大地质灾害及时作出反应，提出科学的决策意见，及时指挥应急处理工作。
突发性重大地质灾害远程会商及应急指挥系统，是针对突发重大地质灾害的预报和应急指挥，在建立地质灾害综合数据库的基础上，构建连接国务院国土资源主管部门、地质灾害数据中心与重点地质灾害发生区的远程会商和应急指挥网络化多媒体环境及地质灾害应急数据传输环境，形成一套信息化的地质灾害远程会商和应急指挥工作流程。
其主要工作内容如下：
1）对重大地质灾害预报和应急指挥相关的信息进行提取、加工、整理、集成与分析，建立地质灾害综合数据库。信息内容包括地理、地质背景数据；气象分析数据；地质灾害调查与监测数据；地质灾害情况资料；救灾条件信息等。
2）建立地质灾害信息发布平台。开发和建设重大地质灾害信息预报与应急指挥相关的动态信息发布系统、空间信息提取与发布系统、多媒体信息发布系统。
3）构建地质灾害远程会商和应急指挥的网络和多媒体运行环境。包括多点、多级视频会议系统、大屏幕显示系统及有关音像、电话系统；国家与重点地质灾害区域之间的网络信息传输系统；构建地质灾害重点区域应急调查数据快速传输环境。
4）研究与制定形成一套地质灾害远程会商和应急指挥系统工作规范。分析地质灾害远程会商和应急指挥工作的特点，提出地质灾害远程会商和应急指挥系统工作的模式，建立一套相关的工作规范。
❿ 三峡库区万州—巫山段地质灾害监测预警研究
欧阳祖熙张宗润陈明金师洁珊陈征韩文心
（中国地震局地壳应力研究所，北京，100085）
【摘要】为了较好地解决滑坡监测中高度的不确定性问题，需要配合使用多种类型的监测系统。本文系统介绍了三峡库区万州、奉节、巫山等地开展的地质灾害监测预警研究工作，包括基于3S技术和地面变形监测台网建立的研究区典型地段滑坡监测网、研制的新型滑坡无线遥测台网，以及流动倾斜仪、激光测距仪等专用设备。通过近年来获得的一些典型监测结果剖析了不同技术和方法在地质灾害监测预警相关方面应用的有效性。
【关键词】三峡库区滑坡监测预警系统3S技术
1引言
自1998年以来，中国地震局地壳应力研究所（以下简称地壳所）三峡库区地质灾害项目组依托国务院三峡建设委员会移民局“三峡工程万州库区GPS滑坡监测示范研究”，科技部“十五”攻关项目“示范区新型、高效地质灾害遥测台网技术系统研究”，重庆市政府和移民局下达的“奉节、巫山高边坡与高挡墙稳定性监测”，以及地壳所与德国地球科学研究中心和英国伦敦大学学院关于“应用PSInSAR遥感技术监测三峡库区滑坡及库岸变形”等项目的支持，在万州、巫山、奉节三地移民局和国土局的配合下，广泛深入地开展了库区地质灾害监测预警系统的研究。监测的对象由滑坡、危岩与库岸变形，扩展到高挡墙、高边坡和移民楼房基础的稳定性，监测技术体现了多学科的融合。
几年来，在进行地质调查的基础上，项目组运用3S技术，建立地质灾害地理信息系统（GIS）；开展全球卫星定位（GPS）滑坡变形监测及多手段仪器监测；并整合现今成熟的、先进的传感器与测量技术、计算机信息处理技术与通讯技术，以 GSM/GPRS为通讯平台的无线遥测台网，可以选择连接不同的传感器来监测崩、滑体地表变形、深部位移、地下水动态、声发射、裂缝变化、雨量，以及库岸及抗滑桩等工程构筑物内部应力及所受的推力等；在遥感（RS）技术应用方面，将国际上新近提出的角反射器技术用以辅助进行InSAR信号处理，建立了试验台网。迄今，项目组在库区库岸与滑坡变形监测及灾害预警系统的工作中已获得了多项阶段性成果，一些典型地区的监测成果为政府减灾决策提供了重要依据。
2库区地质灾害监测网设计的指导思想
库区崩塌、滑坡监测的主要目的是：全面了解和掌握崩、滑体的演变过程，及时捕捉崩、滑体灾变的特征信息，为崩塌、滑坡灾害的正确评价分析、预测预报及治理工程等提供可靠的资料和科学依据。同时，监测结果也是检验崩塌、滑坡分析评价及滑坡工程治理效果的尺度。
为了达到上述目的，库区地质灾害监测系统总体设计思想为：
（1）针对不同崩、滑体的地质构造与变形阶段特征，应采用不同的方案、手段进行监测；
（2）鉴于崩、滑体变形破坏过程的高度不确定性，同一崩滑体上宜采用多种手段监测，形成点、线、面、地表与地下相结合的立体监测网，使其互相补充、检核；
（3）在群测群防工作的基础上，发展常规人工仪器观测与无线自动遥测的技术、建立静态和动态监测相结合的监测预警网络，分别服务于地质灾害的长期、中期预测和短期预警。
3地质灾害监测方法与技术
依据崩、滑体变形监测的物理量，兼顾变形测量对精度的要求和监测工作的效率，结合当前国内外监测技术和方法的发展水平，在实际应用中采用GPS、InSAR、激光测距、流动倾斜、裂缝监测技术测量地表形变，一些地段也采用了传统方法如全站仪和水准测量；钻孔测斜仪监测深部位移；孔隙水压力计监测地下水动态变化；钢筋应力计与锚索（杆）应力计，分别用于监测抗滑桩内部钢筋和锚索、锚杆的受力变化；同时，采用遥测台网技术采集包括地表变形、深部位移、地下水、钢筋计、危岩声发射等在内的各种动态监测数据。下面简要评述这些方法的特点与适用领域。
3.1GPS（全球卫星定位系统）大地测量网
全球卫星定位系统（GPS）是美国国防部研制的导航定位授时系统，由24颗等间隔分布在6个轨道面上、大约20000km高度的卫星组成。在地球上任何地点、任何时刻，在高度角15。以上天空至少能同时观测到4颗以上的卫星。用户在地面用接收机接收这些卫星发射来的信号，测定接收机天线到卫星的距离，就可以计算出接收点的三维坐标。近年来，我国开发和应用GPS定位技术的发展速度很快，如在长江三峡工程坝区已建立了GPS监测网，实践证实，高性能配置的GPS水平定位精度可达毫米级，完全可用于崩塌、滑坡的位移监测。
相对于传统的大地测量方法，GPS测量技术应用于滑坡监测有以下优点：①观测点之间无需通视，选点方便；②不受天气条件限制，可以进行全天候的观测；③观测点的三维坐标可以同时测定；④新一代 GPS接收机具有操作简便、体积小，耗电少的特点。所以，这种方法已广泛运用于滑坡变形监测、施工安全监测以及滑坡工程治理效果监测之中。但是，由于监测站建设和获取数据周期较长，在灾害的短期预警中该方法用得较少。
3.2专用仪器监测网
在此类测量方法中，有多种传统的测量仪器目前仍在广泛使用，如经纬仪、全站仪、水准仪和钻孔测斜仪等，它们主要用于各种工程治理项目的施工安全监测中。除了前述的仪器外，我们还从三峡库区的具体环境条件出发，结合地质灾害其他方面监测工作的需要，开发了便携式倾斜仪、流动激光测距仪等设备，弥补GPS观测受房屋、山坡遮挡而不便施测的不足，以便对位于河谷斜坡地形上的库区移民新城镇的滑坡地表变形、房屋及地基基础变形进行全面监测。在一些经过工程治理的重点滑坡、变形体上，结合治理效果监测，还大量运用了钢筋计和锚杆（索）计以监测抗滑桩内部应力及滑坡的推力。
在地表开展各种流动仪器观测具有监测参量多，灵敏度高，测量范围较大，效率高，成本低，操作简单等特点，因此这类测量方法适用于滑坡治理施工安全监测和效果监测，与前一种GPS流动站观测法相同，也大量应用于多种地质灾害的中、长期监测预报中。
3.3地质灾害无线遥测台网
目前，国外崩塌、滑坡监测预警技术已发展到一个较高的水平。首先是较普遍采用了全自动、多参数监测的遥测台网；其次，在地质灾害模型预报和预警系统方面，已运用3S(GPS、GIS和RS）技术进行地质灾害空间分析、模型预报和预警系统研究。国内在上述方面尽管还存在较大的差距，但近年来，铁道部、交通部等个别研究所及少数矿区已尝试采用小型遥测台网进行滑坡灾害的监测预报；2002年，中国地震局地壳所在三峡库区又率先建立了用于地质灾害监测预警的多参数无线遥测台网。
“RDA型地质灾害无线遥测台网”系地壳所开发的基于GSM/GPRS技术的新型无线遥测台网。该系统主要由监测子站群、监测预警数据中心和GPRS数据通讯公网等三部分组成（系统构成见图1）。GPRS是在GSM基础上发展起来的一种无线分组交换的数据承载业务。相对于GSM/SMS的电路交换数据传送方式，GSM/GPRS采用分组交换数据传送方式，提高了传输速率，有效利用无线网络信道资源，全面实现了移动Internet功能，对于每个用户永远在线等方面具有非常明显的优势。
图1GPRS滑坡无线遥测系统构成
根据单体滑坡监测的需要，可以确定所需遥测子站的个数，各遥测子站可以选择连接不同的传感器来监测滑坡地表位移、深部位移，或者地表倾斜、裂缝变化、雨量，以及监测护岸、抗滑桩等工程构筑物内部应力和所受的推力等。监测预警数据中心系统软件功能包括接收各地质灾害点遥测子站的数据、数据入库、显示变形趋势曲线和超限自动报警等功能。同时，数据中心站可对各遥测子站发出指令，改变其工作参数，如数据采样间隔（5分钟、1小时、24小时等）。系统可接入地区监测预警中心微机局域网，支持运行基于GIS的减灾决策支持系统。市、县级地质灾害监测指挥中心的计算机屏幕上可以准实时地密切监视滑坡加速变形趋势，支持对库岸和滑坡破坏事件进行短期及临滑预报，也可以对发生的地质灾害事件进行现场监测和救助指挥。从2002年我们在万州WJW滑坡建成第一个遥测台网以来，在万州和巫山运用“RDA型地质灾害无线遥测台网”监测的崩、滑体已有近20处，积累了丰富的数据。该地质灾害无线遥测系统主要具有以下特点：
（1）监测参量多，精度高
系统集成了包括：滑坡地表变形（位移、沉降）、倾斜变形测量仪、裂缝测量仪、崩滑体微破裂声发射信号记录仪、钻内地层滑移变形测斜仪、孔隙水压测量仪、钢筋测力计、锚索（杆）拉力计等8种滑坡监测仪器。这些测量仪器均具有较高的测量精度和较大的动态范围。
（2）自动遥测，无人值守
遥测仪器均内置微处理器和无线数据传输模块，动态范围大，全自动监测，无线传输，可用交流电源或太阳能电池供电。
（3）无障碍设计
所研制的仪器在测量、数据传输等方面均符合无障碍设计要求，因而有安装方便，环境适应性好等优点。
（4）依托先进的通讯技术
本遥测台网综合运用了最新发展的GSM/GPRS通讯技术，既适应三峡库区的地形条件，便于安装和维护，又具有高容量、覆盖范围广以及成本较低等特点。
3.4崩塌滑坡应急监测系统
以往，无论在三峡库区还是我国其他地方，发现有崩塌滑坡迹象时，常因缺乏应急监测手段，未能详细积累数据，错失研究的机会且不论，有时终因措施不力造成人民生命的损失。我们在RDA型遥测台网的基础上，将通讯改为GSM/SMS，即短信息方式，目的是使系统对通信公网的适应能力更强，架设更简便可靠。在监测环境偏远以及应急监测的场合，这一点显得尤为重要。
应急监测系统优选了地表倾斜、激光测距、裂缝测量仪等手段。一旦有群众报告或者通过仪器监测发现某地滑坡有加速变形迹象，便能急速赶赴现场，及时安装台网，实施24小时连续监测。既能有效避免不测事件的发生，还可积累研究滑坡变形破坏阶段的宝贵资料。2003年，应万州地方政府的要求对公路、桥梁开展的应急监测便收到了良好的效果。
3.5合成孔径干涉雷达InSAR测量技术
合成孔径雷达干涉（InSAR InSAR—Interferometry Synthetic Aperture Radar的缩写。
干涉雷达优点较多：具全天候工作能力，发射的微波对地物有一定穿透能力，能提供光学遥感所不能提供的信息，且为主动式工作方式。对于欧洲雷达卫星 ERS-1/2和加拿大雷达卫星RADRSAT-1，采用干涉技术来产生 DEM，监测地面位移变化，精度可以达到毫米量级。因此，该技术手段特别适用于大面积的滑坡、崩塌、泥石流以及地裂缝、地面沉降等地质灾害的监测预报，是一项快速、经济的空间探测高新技术。
三峡地区植被茂盛，雨水充沛，地貌差异较大，不利于干涉雷达信号的处理，曾有人在该地区做过尝试未获成功。为此，地壳应力研究所与德国地球科学研究中心（GFZ）合作，采用了国际上新推出的角反射器技术以辅助进行 InSAR信号处理。角反射器是用三块角形金属板制作的一种装置，它对照射其内的雷达波可按原方向反射回去，反射信号相对于周围环境有显著的增强。通过在工作区范围内均匀布设人工角反射器，并确定一些稳定的点作为天然反射点，便于图像的配准和精确计算角反射器的位移。对于三峡库区如此大的范围，仅仅利用有限的点位进行 GPS或其他仪器设备测量滑坡体形变是有局限的，因此，探索利用InSAR技术开展三峡库区滑坡监测，具有重要的意义。2003年，我们已经在万州和巫山两地安装了14个角反射器，进行试验监测和研究，同时还联合进行 GPS变形监测作为对比。
4用于地质灾害监测预警的GIS系统
地质灾害监测地理信息系统是一个能够有效管理各种四维空间（含地理坐标和时间变化）数据的信息系统。它以崩滑体等监测对象为基础，把地形、城市规划、监测点分布等空间数据，按其空间位置存入计算机；通过数据库模块、曲线显示模块与数据分析模块，实现监测数据的存储、更新、查询、趋势分析、绘图显示及图、表输出等功能。
系统主要由四部分组成：地理信息子系统、地质基础资料文献管理子系统、地质灾害监测数据库子系统和监测数据分析子系统。
地壳所自1998年在重庆市万州区开展地质灾害的监测与研究工作以来，首先致力于建立基于GIS的地质灾害数据和资料管理平台，在2000年研制成功“万州库区移民工作地理信息系统”。之后，又逐步完善相关的数据库管理系统，充实数据分析模块，增加自动报警功能，实现了含数据管理、分析于一体的滑坡监测预警GIS系统，并相继推广到巫山、奉节两县。
系统采用面向对象的编程语言Visual C++6.0为开发工具，以MapInfo为基本开发平台；地质灾害监测数据库利用Microsoft SQL Server 2000创建，通过ADO技术进行数据库连接、访问。地质灾害监测预警GIS系统以大比例尺电子地图作为工作用图，可以任意缩放、漫游、能够自动查找地图目标，并与数据库相关联。该系统为管理各种工程地质、水文地质资料，为管理上述几类地质灾害监测网和监测数据，为数据的分析与结果显示，包括为群测群防工作的管理均提供了一个有效的平台，进而为滑坡稳定性的研究打下了很好的基础（系统总体结构如图2）。
图2地质灾害监测预警GIS系统总体结构框图
根据前述功能的要求，该系统可以输出多种表达数据处理及空间分析结果的图形、图表与三维模拟图等可视化形式。图3显示了巫山县GIS系统的一个界面，显示出滑坡、道路及四类监测站的分布，即为一例。
图3巫山GIS系统显示的GPS和倾斜监测站分布图
1.GPS静态监测站；2.GPS动态监测站；3.流动倾斜监测站；4.GPS坐标控制点
数据分析流程基本上有如下的3个方面：
（1）整个监测系统获得的数据，包括自动传输与流动观测的，经过校核确认无误后，即可存入当地地质环境监测站基础数据库。
（2）基于地理信息系统的地质灾害趋势分析及预警技术研究，包括进行监测结果的统计分析、时间序列分析、地表位移矢量图分析、滑坡的深度—位移曲线分析、位移—降雨量分析等，并进而确定在不同的地质环境下滑坡预警的阈值。
（3）所获得的滑坡变形时间变化曲线及其二维平面分布图像的结果，可用于做进一步的滑坡稳定性分析研究。
5各类监测技术的应用与典型监测结果
5.1GPS技术用于滑坡变形监测
自1999年底万州库区建成含120余个流动站的GPS滑坡变形监测网，到2002年底，共完成了8期测量。结果显示，多数滑坡近期变形速率较低，在5mm/a以下；但半边石坝与实验小学等少数滑坡年变形速率分别达84mm和49mm；关塘口、青草背等滑坡也有明显变形。图4显示了万州城区滑坡现今变形的分区特点：变形大的地区多为陡坡，有的是古滑坡分布地区；近期的变形主要和人类工程活动以及强降雨等因素有关。
图4万州城区滑坡变形分布示意图
1.GPS滑坡监测点；2.滑坡；3.滑移矢量；4.变形较小的稳定地区
上述结果对于库区城镇的建设规划有指导意义。据了解，有的基础设施项目选在上述变形区域内，自2002年初开工，场平屡屡受阻，历时3年无法开展基本建设，付出了沉重的代价。对这几处稳定性差的滑坡体，加强了跟踪监测和研究。例如万州 SMB滑坡2003年继续发生变形垮塌，其北部区域5月以来曾发生严重变形。图5给出了3条有代表性的基线变化情况，纵坐标表示日降雨量以及GPS基线长度变化，单位为mm。由图中可以看到，2003年一季度该区变形速率不高，4月18日（即图中第108日）降大雨84mm后，滑坡变形明显加速。G123-134是接近主滑方向的测量基线，到6月累计变形量达到400m左右。除了该区是因人类工程活动触发滑坡变形因素外，强降雨的影响不可低估。
又如奉节新县城地区有大小崩塌、滑坡50余处，其中以三马山、宝塔坪、白衣庵、南竹园等大型滑坡对新建县城的影响最大。由于新县城地处复杂的地质构造部位，岩层较为破碎，冲沟发育，高阶地较窄，且连续性差。新建移民区大多分布在地势较陡的沟、谷坡上，人工开挖的高陡边坡随处可见，并以高度大、连续分布长为特点，边坡高度可达30～40m，长度数百米。高边坡的稳定性问题是奉节县城最大的潜在地质灾害问题之一。
2002年我们在奉节建立了含290个监测桩的GPS和地表倾斜变形监测网。到2003年中，整个县城近8km2范围的变形分布如图6所示，发生最大变形的地区是西部朱衣河谷坡一带的高边坡。这些地带大多是高阶地、陡坡，表现的主要地质灾害问题是建筑载荷导致的自然高、陡边坡、古滑坡失稳；因平整建筑场地而切削边坡，填平坡脚、沟谷，产生的高边坡与回填边坡的失稳等。
图5SMB滑坡地表变形 GPS测量成果
图62003年奉节新县城变形等值线图
5.2在滑坡工程治理安全施工阶段运用的监测技术
本阶段的监测工作主要用于评价滑坡（危岩）治理施工过程中滑坡的稳定程度，及时反馈、跟踪和控制施工进程，对原有的设计与施工组织的改进提供最直接的依据，对可能出现的险情及时发出报警信号，以便调整有关施工工艺和步骤，避免恶性事故的发生。做到信息化施工，以期取得最佳的经济效益。目前，在安全监测中使用了大量的专用仪器布设监测网，这已为广大工程技术人员所熟悉，这里仅举一例说明“RDA型地质灾害无线遥测台网”的应用成果。从2002年5月起在万州 WJW滑坡建立了无线遥测台网。该滑坡为三峡库区二期地质灾害工程治理计划项目，从2002年11月开始施工，2003年2月完成。图7所示为沿滑坡主滑方向激光测距遥测仪获得的结果。尽管施工包括59个抗滑桩的开挖与浇注，但由于设计与施工合理，整个施工期间滑坡体位移仅几个毫米，可见通过遥测台网连续监测，可以及时准确掌握滑坡变形动态，确保施工安全。
5.3 工程治理效果监测
仍以万州WJW滑坡为例。该滑坡治理工程采取以预应力锚拉抗滑桩为主，地表排水及生物工程为辅的综合治理方案。治理效果监测网采用了GPS、深部位移、孔隙水压力测量和钢筋应力计等仪器监测方法，在关键部位还设置了遥测台网进行连续监测。
图7万州 WJW滑坡工程治理施工安全监测位移曲线
图8 为A2号抗滑桩上3002遥测子站2003年8月到12月观测结果的日变化曲线。由图可见：锚拉抗滑桩内力（钢筋计、锚杆计观测）和滑坡深部位移的变化与地下水孔隙压力（渗压计观测）的变化呈明显的相关关系；根据气象资料，滑坡孔隙水压力的变化与降雨亦有直接关系。但是从总趋势看，抗滑桩内力、深部位移变化不大，说明 WJW滑坡经过治理后基本上处于稳定状态，这与其他监测点仪器巡测的结果基本一致。
图83002遥测子站观测结果曲线显示
图9 为巫山GIS系统上分析、显示的WZB边坡倾斜变形矢量图，是使用仪器监测网进行工程治理效果监测的实例。如矢量图所示，4个测点的倾向均与坡向大体一致，2003年累计角变量≤0.02°，说明经过治理后的边坡稳定性良好。
5.4滑坡变形应急监测
巫山县残联滑坡位于巫山新县城中心地带，滑坡区内高程在278～492m之间，为河流谷坡地形，坡角在10°～30°之间。滑坡体为第四纪坡积物，含碎石、粉质粘土，厚度0～12m，总体积约15万m3。由于本区域为斜坡区，公路及房屋等建设须对原始边坡不同程度的开挖、切坡，2001年已发现有变形发生。地勘资料表明残联滑坡周界明显，滑面渐趋形成，属推移式滑坡。2002年虽经两度治理，其西区在2003年仍有明显变形，危及其下的公路和移民楼房的安全。
图9巫山县 WZB边坡倾斜变形矢量图
图10巫山残联滑坡激光测距曲线（2003年9月～2004年2月）
应巫山县国土局要求，2003年9月安装了遥测台网。残联滑坡遥测台网安装在最能反映滑体变形特征的部位，四台遥测子站沿主滑方向形成一条测线。
激光测距的监测数据随时间的变化如图10所示。上条曲线为测距结果，测线长51.3m，滑坡向下滑移对应测线缩短，单位为mm；下条为环境温度曲线，单位为℃，横坐标为测量时间，按－年－月－日时：分格式显示。
从2003年9月12日至2004年2月3日，可大体分为两个阶段：
第一阶段：9月12日到9月27日为滑坡体中部抗滑桩完工之前，由于开挖引起边坡内部应力调整。受滑坡体上部载荷的影响，土体向前挤压。滑坡体中、下部向临空面的蠕滑变形明显，下滑速率大致均匀，约2mm/d,16天总计变化量达30mm。
第二阶段：在滑体中部的部分抗滑桩竣工后，位移速率变缓，降至0.5～1mm/d；到2004年2月上旬，变化量仅0.1mm/d。这说明抗滑治理工程对滑体变形起到了遏制作用，达到了抢险治理的目的。
6结论
（1）基于3S技术和地面变形监测台网，基本建立了研究区典型地段滑坡监测系统。运用GPS等空间技术可以获得滑坡变形区域分布状况，不但有利于确定需要重点监测的滑坡，而且对库区城镇改造规划有指导意义。遥测台网可快速测定变形速率，是掌握滑坡动态变形趋势与开展应急监测的有效工具。
（2）为了较好地解决滑坡监测中高度的不确定性问题，需要配合使用多种类型的仪器。作者等为此研制的新型滑坡无线遥测台网和流动倾斜仪、激光测距仪，精度高，性能稳定，有较大的推广价值。
（3）由于滑坡、高边坡所处地质环境差异以及影响因素的不同，其破坏机理和危险性程度也不尽相同。正确认识、区分滑坡与高边坡的地质环景，合理布置稳定性监测点位，对其稳定性监测、分析及评价具有十分重要的意义。
在此，对参加过此项工作的杨旭东、陈诚、范国胜、李涛等同志表示感谢。
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