地质灾害国外研究
A. 主要环境地质和地质灾害问题研究现状
从广义上讲，环境地质问题包括地质灾害在内。为了便于区分，把地质作用造成的灾害如火山活动、地震等作为自然地质灾害；而人类活动诱发的地质灾害，如地面沉降，地下水污染等则纳入狭义的环境地质问题的范畴。当然，自然规律是十分复杂的，有些地质灾害是两种作用，即地球的内、外动力作用，再加上人类活动的作用造成的。如地裂缝、滑坡等。因此这只是相对的区分，并不是在任何情况下都能截然分开的。
1）大江、大河开发中的环境地质问题
在大江、大河兴建水利枢纽工程，使地质环境（岩土体环境、地应力环境、水环境）发生变化，导致库岸崩塌、滑坡、浸没、水库渗漏、淤积甚至可能诱发水库地震等及其它次生地质灾害发生。目前世界上已有100余座水库发生了诱发地震。研究多围绕灾害的成因机制、预测评价进行。中国的长江、黄河，巴西的亚马逊河、美国密西西比河、俄罗斯伏尔加河等的开发中，都曾有各自不同的环境地质问题发生。近年来开始重视对工程兴建后造成流域内生态地质环境的变化。在第30届国际地质大会上交流了这方面的研究成果。中国学者提出在江湖整治和长江中下游防洪中一个重大的环境地质问题是：洞庭湖地质环境系统由于受到构造沉降、沉积物的淤积和人为围垦因素的相互作用，很可能湖区将会继续逐渐缩小，以致消失。黄河三门峡水库淤积造成环境恶化，无法达到原设计效益，虽然后来采取泄洪排沙等措施，但已造成很大的影响。这是个沉重的教训。
2）核废料处置的环境地质问题
核能的利用在各国能源结构中的比例近年来有所上升。现实的地质问题就是核电站的选址及核废料的处置库选址。对于后者，尤其是高水平放射性废物处置库的环境水文地质、工程地质条件要求很高。德国、中国、瑞士、日本等国都开展了这方面的研究工作。他们提出除了考虑场址的地壳构造稳定性，介质的低透水性和一定的对核素吸附滞留能力外，对地震的影响也要考虑。
高放核废物的泄漏主要原因是和地下水接触。在处置后长达104～106a内高放核废物仍保持其有害性质。在此期间北半球有可能经历几次冰河期，地表水、地下水及其物化性质都将发生变化，对此英国学者作了重要的探索。Boulton G.S利用过去几次冰河期的数据建立了冰河作用下岩石水力学和地球化学模式，重现了冰河期地表水加速入渗，地下水流速及物化性质的变化，并探讨了处置库主岩在冰河作用下的长期特性。King-ClaytonLouisa M等和瑞典合作，研究了今后100ka内北欧四次冰河对一个假设的瑞典南部深度为500m的核废料处置库的安全影响，进行了预测性的探讨。这里涉及到全球和当地的海平面变化，冰盖厚度、永久冻土厚度的变化以及地形变化等问题。美国新墨西哥州WIPP（Waste Isolation Pilot Plant）开展了军用超铀废物处置库的研究。处置库主岩为岩盐，深度300m左右，重点研究不同地质概念模式对处置库性能预测的影响。
低渗透性介质一般选择结晶岩、粘土和蒸发岩等。比利时、韩国学者对粘土的主要特性（如吸附性）以及处置的可行性和安全性进行了研究。中国从80年代中期开始研究高放核废物的处置。
3）地质资源、矿业开发的环境地质问题
采矿活动不仅造成地表破坏，引起地面沉降、塌陷或边坡崩塌、水土流失等灾害，还因废渣、尾矿堆放造成土壤和水以及大气的污染。捷克西部波希米亚地区因采矿引起土壤、水和空气的污染。从发电厂排出的废物酸化了土壤和地表水，每燃烧1t煤就会向大气释放60kg的SO2。1987年捷克全国就有2.9×106t排放物，此外还有各种痕量金属，结果之一是本地的云杉完全枯萎，另一结果是当地地表水中铍的含量增加。溶解法开采铀已引起了严重而复杂的环境问题。乌兹别克斯坦地质科学院开展了对KEMIN采矿联合体的多金属矿、稀有金属及稀土矿周围地区被重金属污染的研究。一些西方发达国家如加拿大80年代便开始重视矿业开发环境的研究，如减轻酸性排水和发展生物工程技术，从废水中除硒、铜等，取得成效。美国、加拿大、澳大利亚等国还制定了相应的矿业环境法规以加强环境管理。德国学者指出，当今采矿搬运量为17.8km3/a，远远超过先前全球河流搬运物4.5km3/a。这说明人类采矿活动对环境影响是原来风化作用的4倍。据不完全统计，中国因采矿塌陷造成环境破坏的城市近40个。因采矿产生的大量废水、废液未经处理自然排放，处理率不到5%。固体废物、尾矿的治理量也很低。矿山环境恶化趋势尚未得到有效遏制。
工业区排放的大量工业废气，尤其是SO2,NO2等与水汽结合，降落成为含硫酸、硝酸腐蚀性很强的“酸雨”（pH＜5）。它不仅使地表水水质变坏，土壤酸化，还渗入地下污染地下水。世界现有三大酸雨区：北美酸雨区、欧洲（北欧）酸雨区以及中国西南华南酸雨区。前两地区正在治理。中国SO2年排放量约1800×104t，超过美国现在水平（1600×104t），雨水中pH值已低于4.5。据1995年的分析观测资料，我国酸雨面积逐渐扩大，已占国土面积29%，出现频率也在上升，个别南方省市还有年平均pH＜4.0的地区。
4）城市建设的环境地质问题
城市建设牵涉到土地利用、地下资源开发、水资源（主要是地下水）利用和环境污染等环境地质问题。香港、加德满都和麦德林等城市，由于在不稳定斜坡上大量建筑，发生滑坡和其它块体运动，遭到很大损害。
现在世界各大城市如何安全处理大量的固体废弃物（垃圾）、有毒废液和工业废料已成为一个重要问题。一些主要城市每天垃圾产生量东京高达3×104t，纽约、巴黎也各有1.4×104t和0.9×104t，不过这些都经过处理。北京日产垃圾量1.2×104t，只有部分处理，这就成为污染水源、土壤和大气的重要来源。
当前侧重研究的问题有：垃圾填埋场的选址，垃圾淋滤液的控制与调查，污染水晕的阻渗墙设计，废液含水层注射以及废物综合利用等方面。国外在城市垃圾填坑设计和运转方面防治环境污染的对策，主要采取冲洗－减缓法和包容方法，即填坑顶底部有盖层和垫层。第30届国际地质大会交流了对地质环境污染指数因子的研究，如澳大利亚利用泻湖深部特殊沉积物（底栖有孔虫）查明了人为污染来源。日本学者利用地质污染单元的概念，将地质环境污染划分为地下空气污染、沉积介质污染和地下水污染。由于有机物污染在治理上难度较无机物更大，现研究重点已逐渐由“无机污染”转向“有机污染”，如研究地下水中非水相有机重液监控和有机物在含水层中的转化程式等问题。
城市水源污染问题也日益严重。墨西哥城、圣保罗的饮用水源面临工业废物的污染。第30届国际地质大会上，英、俄、南非、中国学者介绍了城市环境地质问题及评价方法，城市规划中的土地利用、评价、水资源开发、地震等方面的研究现状。会议认为目前大城市建设规划只注意了地表条件，对于深层次的地质环境问题和地质灾害问题重视不够，导致许多环境与灾害问题未能及早发现和治理。在城市地质研究中值得重视的是地质信息如何及时提取表述，以便规划和决策者使用。这方面荷兰De Mulder E.F.Jyz研制的“地下市政信息系统”（MUIS），存入了有关地质、环境及市政建设数据和图形信息，使用很方便。国际地科联地学环境委员会组织了国际城市地质工作组以推动城市地质学和城市地质工作的进展。
5）不合理的土地利用和水资源开发引起的环境地质问题
人类过度垦殖、放牧、砍伐森林、灌溉不善，造成土地荒漠化或水土流失的危害达到了惊人的程度。全球每年有600×104hm2土地变成沙漠，经济损失每年约423亿美元。中国荒漠化总面积已达国土总面积的8%。到80年代中国每年有2100km2沦为沙漠。据专家调查统计，中国北方土地沙漠化的成因类型中，有89.7%是由于过度放牧、开垦和樵采，有9.6%是由于水资源利用不当造成的。水土流失在欧洲各国中，以西班牙最严重，造成植被减少，农业产量降低，流入河中泥沙增多，导致洪水爆发频率及严重程度的增加。中国水土流失面积达179万km2，每年流失土壤总量达50×108t。黄河每年的泥沙携带量50年代为16×108t，实际上现已达到19.7×108t。这绝大部分是黄河上、中游水土流失造成的。
由于人类对地表水与地下水资源开发缺乏统一协调和综合利用，使①有限的水资源严重浪费，大水漫灌，造成大面积的土壤盐碱化。如中国西北地区因此形成的土壤盐碱化面积达113×104hm2。新疆1/3以上耕地不同程度地发生盐碱化，宁夏灌区也存在类似问题。②流域上游大量消耗水资源、兴建水库等，造成下游水量减少，甚至河流断流、湖泊干涸、水质恶化、沙漠化、荒漠化现象扩展、地下水补给减少、泉水枯竭。如著名的黄河下游断流已由1995年的122天延至1997年的226天。新疆的罗布泊湖现已全部干涸，成为一片荒漠。据统计，近30年来全疆沙漠面积扩大了3.4万km2，使333×104hm2土地和草原被沙漠所吞没。
6）超采水资源（主要是地下水）造成的环境地质问题
超采地下水引起水位大幅度下降，导致水井变干，水质恶化，地面沉降，在沿海地区发生海水入侵等。中国长江三角洲平原及河北平原的区域性地面沉降就是由于大面积超采地下水造成的。前者在5000km2内的累计沉降量约1m。地处三角洲腹地的苏锡常地区已沿沪宁线形成沉降洼地，地面沉降量大于0.3m的面积超过1000km2。地面沉降发展过程与地下水开采强度有关，其沉降量与地下开采量大小呈同步变化趋势。河北平原以农业用水为主。70年代以来大量开发利用深层地下水，现累计沉降量超过0.1m的区域面积已达3.6万km2。城市地面沉降影响损失更为突出。上海地区已下沉1～2m，天津50年下降了2.7m。地面沉降造成地裂缝、洪涝积水、工程破坏等危害。世界上不少城市，如休斯敦、威尼斯、曼谷、雅加达和加尔各答等，位于河流三角洲和滨海平原，都有严重的地面沉降。
沿海城市由于超采地下水还受到海水入侵的灾害。主要表现在淡水资源日益短缺和地下水环境逐渐恶化。如中国，位于渤海的辽东湾、渤海湾、莱州湾，黄海的胶州湾、海州湾，都受到海水入侵的灾害。其中尤以山东莱州湾最为严重，入侵面积1995年已发展到970km2。研究的内容侧重海水入侵规律、水－岩作用及其数值模拟和水资源的开发、管理等。
7）主要地质灾害问题
地质灾害灾种繁多，危害严重且突发性强的有地震、火山喷发、岩崩、滑坡、泥石流、地面塌陷、岩溶灾害，还有煤矿突水、瓦斯爆炸等。
（1）地震灾害。从地质角度当前主要侧重研究其区域活动构造（特别是大陆内部的活断层），古地震，破坏性大地震的地震地质构造以及与地震危险性评价有关的地震地质问题等热点。在第30届国际地质大会上探讨了1995年日本阪神大地震的地震构造、地面断层、活动断裂、海下和城区活动层等问题，反映了在大城市附近的强破坏性地震的最新研究动向。
地震预报近期在国际上的新进展突出表现在空间技术的应用，从方法、机理到实际震例。地震前兆观测还引进了地热观测，地气（Hg、He等）观测等新技术方法，反映了在地球物理、深部气体地球化学等方面探索地震前兆的工作。地震预报的分析研究方法运用遗传算法、神经元方法、非线性理论等取得良好效果。俄罗斯提出多种前兆综合时空动态图像的分析方法，地下水应力场研究，以及地下水形变场的动力学研究都有较高的水平。
在地震灾害方面正在执行两个大型的国际合作计划：“全球地震危险性评估计划”（GSHAP）和“全球地震灾害图计划”（WSRM）。印度、尼泊尔、巴基斯坦、中国协调合作研究喜马拉雅地区地震灾害定量分析时，建立了跨国家的地区级数据库，并规划了方法，这在以往研究中是不多见的。据陈祺福研究，关于全球地震损失估计的研究在科学上的重要突破主要表现在：发展了地震危险性评价的面源、潜在震源模型；提出了估计面源模型参数及其不确定性的新方法；得到了地震发生概率和超越概率之间关系的公式；用GDP作为表示社会财富的宏观指标体系；首次得到了GDP－地震动－损失关系曲线；发展了估计未来地震灾害损失基于GIS的计算机算法。
（2）火山活动。第30届国际地质大会反映了以中国吉林长白山天池近代火山活动为例的最新研究进展，如该火山喷发的年代学，喷发的物理过程及动力学，深部岩浆囊探测及大喷发触发机制，火山喷发气候效应等。
（3）海平面上升。全球性气候变暖导致全球性海平面上升，而沿海地带首当其冲受害：低地淹没，风暴潮和海蚀加剧，咸水入侵，河口生态环境发生变化。如淤积、倒灌、污染程度加重，沿海防御工程抗灾能力降低，需要提高设计标准。经过实地考察及有关资料综合分析预测，中国学者对中国沿海三大三角洲地区，到2050年海平面可能上升的幅度作出评估：珠江三角洲地区50～60cm，长江三角洲地区60～80cm，天津地区70～90cm。沿海城市如上海、天津由于超采地下水形成的地面沉降幅度远大于海平面上升率，因此相对海平面的上升还要叠加上地壳下沉的幅度。
（4）滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。这类地质灾害突发性强，造成损失很大。据中国统计每年发生的滑坡数以万计，泥石流沟有一万多条，多集中在中部南北带。40年研究结果表明，在时间上1954～1960年，1963～1975年，1980～1985年均为频次高发期。泰国南部的山麓地带由于花岗岩岩石风化形成1～10m厚的砂砾质土，坡度达35°以上，1988年发生大规模滑坡及泥石流，损失达2.5亿美元。
当前在研究地区性滑坡及实例方面，对于其形成机制、稳定性分析、预测及控制措施问题，较广泛采用模型模拟及数值模拟的方法。在灾害区划方面运用了遥感及地理信息系统（GIS）。在空间预测方面有采用人工神经网络方法的。在滑坡发生时间预测方面不少研究论文采用离散元分析、离散元与时序分析相结合的方法。在滑坡发生时间预报方面有用滑坡变形功率的新理论准确（仅差22h）预报甘肃永登黄泗滑坡的实例。黄泗滑坡总体积近6×106m3，居民因预先撤离，无一伤亡。这在世界滑坡预报史上是一个极为罕见的成功实例。
B. 国外地质灾害风险评价方法怎么与中国国情相结合
一、中国地质灾害风险评价特点
①服务对象：地方各级人民政府。
②目的：为地方各级人民政府地质灾害减灾防灾，风险决策与风险管控提供科学依据。
③地质灾害减灾防灾、风险决策与风险管控需要什么样的成果资料？
一一地质灾害危险源在那里？
一一危险源危险区范围？
一一危险区内受威胁人数和财产=？
一一发生不同危险等级的概率？
二、国外地质灾害风险评价方法
①目的？
②服务对象？
③适用条件？
三、取长补短，强调实用性与可操作性。
C. 中国地质灾害风险性与国外地质灾害风险性有什么不同
中国有2/3的地域面积都处于山地或者是高原。因此地壳运动比较活跃。所以发生地质灾害的风险性很大。
D. 近十年国外主要的地质灾害监测系统有那些
四信地质灾害抄监测预警系统，通过野外监测站对降雨量、表面位移、泥水位、地声、次声、孔隙水压力、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。。
四信地质灾害监测预警系统，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。
系统由现场采集层、无线传输通信层、预警发布中心3部份组成。
实时监测地质灾害多发区的各维度数据，为科技决策提供依据
系统可快速采集、传输、计算、分析、存储各监测点的监测数据，包括雨量、泥水位、地声、次声、孔隙水压力、土体沉降、地表裂缝、深部位移、地下水、土压力、表面位移、土壤含水量、图像视频、电源电压和环境温度等，并对数据进行纠错处理，减少数据误码率、提高数据完整率。
E. 地质灾害易发区国内外研究现状
4.1.1 国外现状
由于研究的地域范围不同和对地质环境认识的差异，国内外研究者对地质灾害易发区的理解也有不同。
国外对地质灾害敏感性评价类似我国的地质灾害易发程度评价。美国灾害敏感性评价以地质、地形条件和以往发生的灾害空间分布情况为依据进行评价（Nilsen，1977；Shek，1977；Carrara，1983，Brabb，1984，Brand，1988；Cross，1998等）。美国地质调查局在《美国国家滑坡减灾战略——减少损失的框架》（2003）中认为，可供规划和决策使用的滑坡编目和滑坡敏感度图对全国滑坡多发区是绝对必要的。
欧洲国家在阿尔卑斯山较多地开展了滑坡敏感度和危险性评价，并把评价结果应用于滑坡灾害的减灾管理。意大利P.Aleollt（2000）采用GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘的Piedmont地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的敏感性、危险性及总的风险进行了区划性制图研究。A.Car-rara，M.Cardinali和F.Guzzetti等（1991）利用GIS技术将统计模型应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡敏感性和危险性评估。亚洲国家，如日本、韩国在一些滑坡地质灾害多发区也开展了滑坡敏感度和危险性评价，H.Haruyama和H.Kawakami（1984）利用数学统计理论对日本活火山地区由降雨引起的滑坡灾害进行了敏感性和危险性评价，Saro Lee对韩国的一些地区分别应用多元统计和神经元网络模型进行了滑坡灾害敏感性和危险性评价。一些国家，如澳大利亚直接开展斜坡地质灾害风险评价，其中敏感性和危险性评价是其基础，如M.Michael-leiba等（2000）在澳大利亚的一项城市发展规划项目的斜坡地质灾害研究中，把斜坡灾害的敏感性、危险性、易损性、风险评价作为一体，以GIS软件为技术平台，分别采用平面和三维评价系统，对Cairns地区进行了斜坡地质灾害的敏感性、危险性和风险评价。Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在分析哥伦比亚的Medellin地区滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引起的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上，利用GIS技术将两者合成制作了风险评价分区图。
4.1.2 国内现状
进入21世纪以后，在原有研究的基础上，我国在全国范围内有计划地开展了全面的地质灾害调查与防治，积极吸取国际地质灾害防治研究的先进方法，并公布实施了《地质灾害防治条例》，将地质灾害易发区的研究纳入了国家法制的轨道。
1）1999年以来，在全国地质灾害严重区开展了以县（市）为单元的“县（市）地质灾害调查与区划”工作。调查灾种为崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等，截至2005年，共进行了700个县（市）地质灾害的调查与区划工作。中国地质环境监测院已完成545个县（市）信息系统的集成和综合研究。
在各调查县（市），根据野外调查的结果和地质环境资料，结合灾害点和灾害隐患点的密度，划分地质灾害易发区并编制“地质灾害分布与易发区图”是其主要任务之一。《县（市）地质灾害调查与区划实施细则》明确指出“地质灾害易发区”是指容易产生地质灾害的区域。基于地质灾害现状，地质灾害易发区可划分为高易发区、中易发区、低易发区和不易发区四类。
2）从2002年开始，各省陆续开展了分省地质灾害防治规划工作，主要依据1∶50万环境地质调查和县（市）地质灾害调查成果，对省内地质灾害易发区进行了初步划分，22个省编制了分省地质灾害易发区图（1∶50万～1∶200万）。
3）张梁等（2002）将地质灾害易发区表述为地质灾害危险性评估，并认为地质灾害危险性（易发程度）评估就是研究不同地层单元组合、区域地质构造单元特征、地形地貌条件下的区域地质灾害规律，以及气象、人类活动方式条件下的区域地质灾害诱发规律和时间活动规律。前三类因素是决定地质灾害区域分布规律的背景因素组合，这些因素具有空间上的分布规律，而且随时间的变化性极小，属于稳定型的控制因素，是地质灾害易发程度的背景条件。后两类因素属于地质灾害的触发因素，随时间的动态变化较大，它们与背景条件的组合状况决定了地质灾害的时空规律。
4）岑嘉法（2003）认为，地质灾害易发区是指地质环境条件脆弱，具备发生地质灾害条件，容易产生地质灾害的区域。如在地球内动力作用强烈地区（高地震烈度区、活动断裂区、区域构造交会处等）、地球外部营力作用强烈带（如暴雨中心区、河流侵蚀带、岩土体松散分布区等），以及人类工程经济活动剧烈地区（如人口密度大，工业、农业、城镇、交通建设强度大区）等。只要有触发因素，即可产生地质灾害。该区的确定，主要通过较大比例尺的环境地质与灾害综合调查后实际圈定，经济建设与工程安排应尽量避免在易发区内。如果需在易发区内建设，要进行工程项目地质灾害危险性评估工作。对工程建设作出地质灾害现状、工程建设可能诱发或加剧地质灾害的预测和综合评估，并提出地质灾害防治措施对策。现进行的县（市）地质灾害调查与区划，就是要实地圈定地质灾害易发区范围。
5）刘传正等（2003）提出的“潜势度”是某一地区在没有任何降雨、地震、人类活动等情况下发生地质灾害的潜在条件的量化指标，具体是指地质灾害基础因子（地形地貌、地表植被、地层岩性和地质构造）与响应因子的综合表现，并编制了三峡库区地质灾害潜势度、危险度等图。
6）全国山洪灾害防治规划编写组和水利部长江水利委员会进行的山洪灾害易发程度评价，是利用各省（区、市）1∶50万或1∶100万泥石流、滑坡分布图，以泥石流、滑坡的“线密度”和“规模”所反映的“可能成灾点”的多少进行评价，即“可能成灾点”越多，灾害易发程度越高；“可能成灾点”越少，灾害易发程度越低。在参考相关部门成果及进行实地调查的基础上，以小流域为单元，划分出了泥石流或滑坡灾害高易发区以及中易发区和低易发区。各区的划分具体指标如表4.1所示。
在上述工作的基础上，编制各省（区、市）1∶50万或1∶100万山洪诱发的泥石流、滑坡灾害易发程度分布图。该图除反映泥石流、滑坡灾害的易发程度以外，还通过编绘地形坡度分区和地层岩性分区，标示地貌区划和区域构造形迹，综合反映了由山洪诱发的泥石流、滑坡灾害易发程度区划与地形地貌、地层岩性及地质构造的相互关系。从而可以通过图件，分析出不同区域地质背景与地形地貌条件下，泥石流、滑坡灾害高、中、低易发区的分布规律。并以此进行逆向校核、修正，使泥石流、滑坡灾害易发程度区划图更为科学、合理、可靠。
表4.1 山洪诱发泥石流、滑坡灾害易发程度分区标准
7）2003年11月，我国国务院公布了《地质灾害防治条例》（中华人民共和国国务院令第394号），并规定2004年3月起施行。该条例要求“实行地质灾害调查制度”，并在此基础上编制地质灾害防治规划，规划所包括的5项内容之一就有“地质灾害易发区、重点防治区”。2004年颁布的《地质灾害防治条例释义》进一步明确指出，地质灾害易发区，是指具备地质灾害发生的地质构造、地形地貌和气候条件，容易或者可能发生地质灾害的区域。地质灾害易发区必须经过地质灾害基础调查才能划定。易发区是一个相对的概念，并且可按照灾害种类划定，不同灾种其易发区范围不同。
F. 当今地质灾害研究的重点与发展趋势
近十年来，地质灾害问题日益受到国际社会的广泛关注和高度重视。联合国已将地质灾害纳入了“国际减灾十年计划”，并成立了国际滑坡研究组等专门组织，实施了“全球滑坡灾害编图计划”。与此呼应，还提出了一些洲际或大区域的地质灾害编图计划。如由日本地调局组织的“东亚自然灾害编图计划”。国际地科联地质环境委员会目前则正在组织编制区域性和全球性地质灾害目录清单，尤其是影响城市地区的地质灾害目录清单，目的旨在帮助和指导主要由一些国际组织如联合国教科文组织等管理的地质灾害防治和减轻方面的特别援助项目计划。一些发达国家如美、英、日等早在70年代便开始了全国性的地质灾害调查与评价，其它一些国家如加拿大、澳大利亚、巴西、俄罗斯、意大利、西班牙、葡萄牙等，从80年代后期始，也分别开展了全国性或区域性的地质调查评价和研究工作。目前我国正在实施新一轮国土资源大调查工作，“地质灾害预警工程”是其中的一项重要内容。从国内外地质灾害研究和工作部署来看，总体呈现以下趋势：①建立地质灾害数据库及灾害风险填图；②地质灾害实时监控与定量评价及其灾害预警系统研究；③注重群发或诱发的灾害系统研究；④建立地质灾害快速反映部队；⑤工作部署重点包括快速发展地区、城市走廊带、工程和交通走廊的地质灾害主题填图及其监测研究计划。
G. 国内外地质灾害风险研究开展情况
一、国外地质灾害风险研究概述
区域地质灾害风险评估是以区域地质灾害为研究对象，以地质灾害的区域危险性空间分布规律和承灾体的易损性评估为主要研究内容，是建立地质灾害区域空间预警系统工程的必要环节，主要为制定合理的防灾减灾决策和区域土地规划政策及为减灾防灾管理服务。
自20世纪60年代末或70年代初就开始了以滑坡灾害为主体的地质灾害危险性区划研究，如：60年代末，美国西部多滑坡的加利福尼亚州的滑坡敏感性预测区划及县行政级别的斜坡土地使用立法研究；70年代法国提出的斜坡地质灾害危险性分区系统（ZERMOS）等。进入80年代，世界许多国家和地区都开始了区域地质灾害危险性分区及预测问题研究，如意大利、瑞士、美国、法国、澳大利亚、西班牙、新西兰、印度等。从90年代起，为了推进广泛的国际协调与合作，联合国在1987年通过决议，确定在20世纪最后十年开展“国际减轻自然灾害十年”活动。1991年，联合国国际减灾十年（IDNDR）科技委员会提出了《国际减轻自然灾害十年的灾害预防、减少、减轻和环境保护纲要方案与目标》（PREEMPT），在规划的三项任务中的第一项就是进行灾害评估，提出：“各个国家对自然灾害进行评估，即评估危险性和易损性。主要包括：①总体上哪些自然灾害具有易损性；②对每一种灾害威胁的地理分布和发生间隔及影响程度进行评估；③估计评估最重要的人口和资源集中点的易损性。”把自然灾害评估纳入实现减灾目标的重要措施。围绕国际减灾十年计划行动，北美及欧洲许多国家在已有地质灾害危险性分区研究基础上，开展了地质灾害危险性与土地使用立法的风险评估研究，把原来单纯的地质灾害危险性研究拓展到了综合减灾的系统研究。
美国于1970年开始，对加利福尼亚州的地震、滑坡等10种自然灾害进行了风险评估，1973年完成，得出1970～2000年加利福尼亚州10种自然灾害可能造成的损失为550亿美元。与此同时，由美国地调局和住房与城市发展部的政策发展与研究办公室，联合支持对洪水、地震、台风、风暴潮、海啸、龙卷风、滑坡、强风、膨胀土等9种自然灾害进行预测评估，对美国各县发生的灾害建立了一套预测模型，估算9种灾害到2000年的期望损失。美国组成了一个由10位成员组成的专门委员会，制定了减灾十年计划，把自然灾害评估列为研究的重要内容，要求开展单类的或者综合的灾害风险评估工作。日本、英国等一些国家近年来也陆续开展了地震、洪水、海啸、泥石流、滑坡等灾害风险分析或灾害评估，并把有关成果作为确定减灾责任与实施救助的重要依据。
瑞士是世界上开展地质灾害风险区划研究十分成功的国家之一。为了确保农业用地、建筑用地的安全，预防自然灾害的损失，瑞士联邦政府1979年从立法的高度提出：“在保障国家土地完整性和协调发展的前提下实现土地的合理使用”，并颁布了联邦政府土地管理法（Loi Fédéral sur l’Aménagement Territoire），该法律第22条规定：“各州需要调查并确定处于受自然动力严重威胁的土地范围”。以联邦政府法律为依据，各州政府制定了相应的州政府法律。如沃州（Vaud）1987年制定的土地管理法律第89条规定：“受自然灾害，如雪崩、滑坡、崩塌、洪水威胁的土地，在未得到专家评估、充分论证或危险排除之前，禁止在灾害危险区进行任何建筑活动”。随后制订计划并开展了1∶25000比例尺的斜坡地质灾害风险区划图和1∶10000比例尺危险性区划图的编制和研究工作。瑞士已形成了以国家宪法为指导、州制定具体法、县级政府必须实施的灾害风险评估与预防体系。灾害高危险区域内的建筑一方面属于违法，另一方面作为高风险财产范畴，保险公司绝对拒绝接纳灾害高危险区的财产保险业务，从而保证了瑞士全国范围内对自然灾害的最有效控制。瑞士灾害的风险区划不仅直接服务于建筑规划、政府决策，而且也间接服务于社会保障系统。虽然瑞士是世界上滑坡、崩塌等地质灾害最严重的国家之一，无论是最后一次冰川作用以来，还是近一、二百年以来，瑞士都发生过较为重大的滑坡灾害事件（Flims、Elm、Handa等特大滑坡事件），但由于得益于全国灾害风险区划体系，使其近二、三十年来的灾害损失却是世界上较少的国家之一。
法国是洪水、滑坡、崩塌、雪崩等灾害较为严重的国家之一，早在20世纪70年代就开始全国范围的自然灾害危险性区划研究，区划图直接服务于减灾和防灾工作，从而最大限度地减少了自然灾害的损失。法国在1977年制定的城市发展规划法（Code del’Urbanisme）规定：洪水、水土流失、滑坡、雪崩等灾害危险区的建筑必须受到严格限制。1981年该规划法对自然灾害易发区的土地使用方法又作了具体限制，例如，滑坡灾害危险区分为两类，一类是建筑活动必须禁止的严重危险区，另一类是必须经过充分论证方可从事建筑活动的较危险区。1982年，法国又颁布了自然灾害防治法，并制定了洪水、雪崩、滑坡和地震四种主要自然灾害防治计划。为了进一步预测和尽可能减少灾害所造成的损失，根据该防治计划编制了灾害易发区危险性区划图，包括红色区域（高危险性区）、白色区域（以一种灾害为主的危险区）、蓝色区域（虽然有灾害，但可以预防）。在红色区域，一切新开工的建筑活动是绝对禁止的，而在蓝色区域，进行建筑需要提供充分的论证及灾害后果可靠性评估报告，如果五年之内不采取相关防治措施，财产保险公司可以对建筑方因自然灾害所造成的人员伤亡和财产损失不予赔偿。到1989年，根据全法国的灾害危险性区划结果，法国共有 15600个乡镇受到洪水、雪崩、滑坡和地震四种主要自然灾害的威胁，约占全国乡镇总数的三分之一。由于采取了灾害区划及相应的防治措施，法国的灾害损失得到了有效的控制。
二、国内地质灾害风险研究概述
近20年来，国家十分重视减灾工作，如《中国21世纪议程》关于防灾减灾行动指出：“开展全国自然灾害的风险分析，包括风险辨识、风险估算、风险评估三个部分”。这表明我国已把灾害风险评估作为防灾减灾建设的重要内容，并将之纳入国家可持续发展体系。大多数地方的21世纪议程都把防灾减灾作为可持续发展能力建设的重要任务之一，提出了灾害风险评估行动方案。在我国研究比较系统深入的灾害风险评估是地震灾害。其代表性的工作成果是由国家地震局先后完成的三代《中国地震烈度区划图及使用规定》。该图在对全国区域地震危险性评估基础上，确定了不同地区一般场地条件下在未来一定期限内可能遭遇超越概率为10%的烈度值，即地震基本烈度。综合性自然灾害风险研究也取得了一些研究成果。例如，黄崇福等用模糊集方法建立了城市地震灾害风险评估的数学模型。水利、农林、气象等部门的一些专家分别开展了一些区域性的洪水灾害、森林火灾、台风灾害等风险分析或灾情预测评估研究，编制了风险图，提出了灾情评估或风险评估的方法和技术。虽然这些工作还不够深入和系统，但对指导行业减灾、提高灾害风险管理水平发挥了积极的作用。
我国地质灾害管理工作，自1999年国土资源部发布《地质灾害防治管理办法》，标志着我国地质灾害防治工作逐步走向法制化轨道，为进一步贯彻落实好《地质灾害防治管理办法》，从源头上抓好地质灾害防治，国土资源部发布了《关于实行建设用地地质灾害危险性评估的通知》。通过几年的管理实践，以及适应全社会减灾防灾的需要，2004年3月1日，国务院正式发布《地质灾害防治条例》，使我国地质灾害防治工作有了法律保证。该《条例》规定，在地质灾害易发区内进行工程建设应当在可行性研究阶段进行地质灾害危险性评估，并将评估结果作为可行性研究报告的组成部分；明确要求“在编制地质灾害易发区内的城市总体规划、村庄和集镇规划时，应当对规划区进行地质灾害危险性评估”。明确了评估的主要地质灾害种类，包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降。随着我国地质灾害风险评估和灾害防治管理向科学化、法制化方向的逐步发展，我国土地资源的合理与安全使用得到进一步优化，为控制和减少人为诱发的地质灾害起到了重要的作用。
我国地质灾害的风险评估（价）研究工作自20世纪90年代开始兴起，在这一领域的研究中，已经取得了较为丰富的成果，为减灾管理发挥了重要作用。例如，苏经宇（1993）提出了判别泥石流危险性分布的标志和方法。刘希林等（1988）对区域泥石流风险评估进行了研究，给出了区域泥石流危险性评估的8个指标和人与财产的易损性计算公式，并提出了判断泥石流危险性程度和评估泥石流泛滥堆积范围的统计模型，对云南和四川省泥石流灾害风险进行了评估。张梁（1994）等根据环境经济学理论，初步论证了地质灾害的属性特征和风险评估的经济分析方法。张业成（1995）对云南省东川市泥石流灾害进行了风险分析。张梁、张业成、罗元华及殷坤龙、晏同珍等对滑坡灾害危险性和斜坡不稳定性的空间预测与区划进行了系统研究，先后提出了定量评估的信息分析模型、多因素回归分析模型、判别分析模型等，并对秦巴山区和三峡库区滑坡灾害进行了危险性分析与区划。朱良峰（2002）等研究开发了基于GIS的区域地质灾害风险分析系统，对全国范围的滑坡泥石流灾害进行了危险性分析、易损性分析和最终的风险分析。殷坤龙等经过多年研究，开发出MapGIS的滑坡灾害风险分析系统（IASLH）。在该系统中，提出了滑坡灾害危险性分析的信息量模型。该模型根据滑坡分布信息与各滑坡影响因素之间的关系，计算出产生滑坡的信息量，据此，进行滑坡危险性区划，并应用IASLH系统对中国汉江流域旬阳地区的滑坡灾害以及中国滑坡灾害进行了评估。
当前，地质灾害风险研究正处于方兴未艾之时，今后将得到更加迅速的发展，其研究内容将更加广泛，理论方法更加丰富、先进。可以预见，不久的将来，它将成为一项具有完善理论和技术方法的新兴领域。其基本趋势是：向着评估定量化、综合化、管理空间化的方向发展。主要表现为：
（1）从历史与现状分析趋向预测与研究相结合；
（2）从个体分析趋向个体与区域研究相结合；
（3）从定性分析趋向定量化评估；
（4）从单项要素分析趋向综合要素评估；
（5）从单纯的风险评估理论研究发展为风险评估与减灾管理相结合，风险评估与防治相结合，风险评估的目的是为了服务于社会经济建设和减灾管理；
（6）以GIS空间化技术为支撑的多因素信息模型化评估与空间化管理空前发展，将逐步取代传统的调查统计和手工制图，并向网络技术化发展；
（7）研究理论与方法趋向于内容更丰富，形成多学科的融合与交叉，特别是与社会学紧密相结合。
尽管经过20多年的发展，国内外的地质灾害风险研究与评估在理论和实践方面都取得了较为丰富的成果，然而还未形成系统完善的理论与方法体系，也没有统一的评估标准，国内在这一领域的研究还很薄弱,地质灾害的各专业灾害评估仍处于日益深入的探讨和总结过程。主要存在的问题包括：
（1）目前滑坡泥石流灾害破坏损失只考虑了直接的经济损失，对其间接经济损失评估方法的研究很少；
（2）现有的滑坡泥石流灾害风险评估框架与指标体系的目标和构成都不够明确，指标体系不够完整，各分析层面之间的逻辑关系，不同的学者有不同的表述，缺乏普遍共识的评估框架体系；
（3）对于滑坡泥石流灾害的风险可接受水平的研究非常薄弱，没有令人信服的标准体系；
（4）滑坡泥石流灾害风险评估理论和方法还不完善；
（5）滑坡泥石流灾害风险评估中的易损性分析还是一个相当薄弱的环节。在易损性分析中，一般仅考虑了滑坡泥石流灾害的历史灾情中的人员伤亡，而对历史灾情中的经济财产和资源环境的损失很少予以考虑。
H. 地质灾害防治效益分析的国内外研究现状
12.1.1 国际研究现状
美国是自然灾害比较严重的国家之一，面临的灾害主要包括洪水、风暴潮、海啸、地震、膨胀土、滑坡、强风、台风、龙卷风等。为减轻这些灾害的损失，开发了很多减灾技术，并通过联邦、州和地方的公共政策付诸实施。保险机构和其他团体的资助，使灾区人们的生产和生活得以维持和恢复。现以美国为例说明地质灾害效益分析研究现状。
美国由联邦应急管理局（FEMA）和保险业牵头，汇编并评估滑坡灾害对经济影响的信息。虽然滑坡和其他自然灾害造成的损失是经常的、广泛的，但并未经常汇总，很难查到。每逢发生滑坡或其他自然灾害之后，不同的机构和组织都可以提出灾情评估，但这些评估差异很大，统计的损失范围不同，而且随着时间不同而有变化。美国国家研究理事会在其1999年提交的《自然灾害的影响：损失评估框架》中得出结论说，目前还没有一个被广泛接受的评估自然灾害，包括滑坡和其他地面滑动灾害损失的框架。由于缺乏这种信息，所以很难制定应对这些灾害的政策，也很难衡量决策的成本-效益以及减灾措施的效果。灾害损失数据库对于帮助政府机构掌握趋势和查明滑坡减灾的进展，是十分必要的。
现介绍Petak和Atkisson根据美国各州的统计数据建立的一套评估方法：针对以上所列9种自然灾害，主要采取5类减灾方法，分别为避灾、区域防护、建筑物加固、建筑物搬迁和场地处理，每一措施都可通过制定或修改公共投资、土地利用、灾害救济、建筑规范等政策予以实施。然而，对任何人、任何地方、任何情况下采取的任何措施都需要有相应的投入，所以必须对每一策略进行减灾效益和费用分析，以评价其综合效果。
具体做法是对每一种灾害选择一组减灾措施，估算可能的减灾效果和费用，即可计算出减灾率（采取措施后减少的损失值与期望损失值之比），其中损失值是指不采取任何减灾措施时估算的损失值。洛杉矶市的经验表明，推行场地平整和土壤分析规范收到了较满意的效果（表12.1）。
表12.1 美国洛杉矶市减灾率估算举例
12.1.2 国内研究现状
我国在一些领域进行的灾害评估，已经在减灾、防灾中发挥了重要作用。例如，我国在一些区域或城市完成的洪水灾害评估、地震灾害评估等，不但为国家经济规划和工程建设提供了重要的依据，而且直接指导了减灾工作。然而，在地质灾害领域，20世纪80年代以前，地质灾害研究主要局限于对灾害分布规律、形成机理、趋势预测等方面的研究，基本依附于水文地质、工程地质和有关的研究工作。20世纪80年代以后，地质灾害风险评估才开始起步，而防治效益评估正是地质灾害风险评估的一部分。经过20多年的发展，我国地质灾害防治效益评估工作在理论和实践方面都取得了一定的成果，但还存在以下几方面问题：
1）没有形成一套完善的效益评估指标体系。
2）由于我国各地区地质灾害特征不同，经济发达程度存在差异，造成经济效益统计标准不同，很难统一。
3）对已经完成的治理工程没有很好地进行总结分析，很难对今后的规划和防治工作起指导作用。
由此，应该说我国地质灾害防治效益评估工作还处于探索阶段。
I. 国际地质灾害防治科技研究现状与发展趋势
10.1.1 地质灾害形成机理与调查评价科技研究
（1）降雨诱发型滑坡和泥石流的形成机理
近30年来，降雨型滑坡研究是滑坡研究中的热点课题之一，其核心是通过研究降雨与滑坡的各种关系，预测可能的滑坡状态。据初步统计，全球至少有23个国家的学者对降雨型滑坡进行了不同程度的研究，美国、意大利、日本、英国、澳大利亚、新西兰以及中国香港和内地学者发表的研究论文较多。1984年后，中国香港政府加大了对降雨型滑坡的研究力度。除每年进行降雨滑坡的调查外，特别加强从更深层次上研究滑坡与降雨的关系，降雨滑坡分布发育规律，降雨入渗的水文地质模型，以及应用概率统计和其他数学方法建立更精确的滑坡—降雨关系。随着研究程度的深入，研究者一致认为香港火成岩风化层的非饱和土和残积土特有的性质控制着浅层降雨型滑坡的形成机理。研究结果表明，降雨型滑坡形成机理的本质在于雨水入渗斜坡后破坏了斜坡的应力平衡。因而，从理论上解释雨水入渗后斜坡应力的变化过程，以及雨水在斜坡中的渗透特性和渗透过程，是降雨型滑坡成因机理研究的关键。
（2）岩溶塌陷发育机理和判据研究
日本学者Nogushi（1970）、苏联学者Xоменко（1986）、美国学者Ralphj Hodek（1984）和Thom-as M.Tharp（1995）、俄罗斯学者Anikeev（1999）等，先后采用物理模型试验或数值分析的方法，系统研究了非黏性土潜蚀塌陷的过程。国外一些学者还尝试采用岩土工程离心机进行塌陷试验，如：Borms和Bennermark（1967），Marir（1984），Bertin（1978），Howell和Jenkins（1984），Sterling和Ronayne（1984），Craig（1990），Ablla和Goodings（1996），运用离心机模拟塌陷破坏机理和导致塌陷的临界组合条件，重点研究了上覆在洞穴上方的弱固结砂层的塌陷破坏与洞穴开口大小、洞穴自身强度、弱固结砂层强度和厚度、上覆砂层的厚度，以及地表荷载的关系。
美国、意大利、英国开展的基于GIS技术的地质灾害的风险评价工作中，包含了岩溶塌陷危险性评价。
（3）区域滑坡和泥石流调查与危险性评价
早期的地质灾害空间预测主要依据野外调查与航空相片解译情况，由专家进行地质灾害敏感性判断和评价，故称之为专家评价法（Aleotti和Chowdhury，1999）。该方法评价结果精度取决于野外调查的详细程度和专家的知识与经验，评价中运用的隐含规则使结果分析与更新困难，而且不同调查者与专家得出的结果无法进行比较。
20世纪70年代，以美国加利福尼亚旧金山地区圣马提俄郡的滑坡敏感性图为代表，利用多参数图的加权（或不加权）叠加得到区域滑坡灾害预测图的方法得到大力推广。该方法的优点是克服了使用隐含规则的问题；缺点是权重的确定仍保持主观性，模型的推广应用有一定困难。
20世纪80年代，受统计回归分析和判别分析在石油运移与矿床预测中应用的启发，Carrara（1983）将多元统计分析预测方法引用到区域滑坡空间预测中，并使该技术在世界各国得到迅速发展与推广。如Haruyama和Kawakami（1984）利用数学统计理论对日本活火山地区降雨引发的滑坡灾害进行了危险度评价。Baeza和Corominas（1996）利用统计判别分析模型进行了浅层滑坡敏感性评估，其斜坡破坏的正确预测率达到96.4%，说明了统计预测的适用性。Carrara，Cardinali和Guzzetti等（1991）将统计模型与GIS结合，应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡危险性评估，结果证明统计分析与GIS的综合使用是一种快速、可行、费用低的区域滑坡危险性评价与制图方法。
20世纪90年代以来，随着计算机技术和信息科学的高速发展，以处理和分析地理空间数据为主要特点，具有属性数据库与图形库动态连接功能的地理信息系统（GIS）技术得到了空前发展，其与定量化的地质灾害空间预测模型方法的结合也成为地质灾害研究的新领域。
Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在哥伦比亚的麦德林（Medellin）地区分析滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引起的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上，利用GIS技术将两者合成产生了风险评价分区图。Anbalagan和Bhawani Singh（1996）在Anbalagan（1992）关于山区滑坡灾害评估和区划制图研究的基础上，提出了风险评价制图的新方法——风险评价矩阵（RAM）。
Aleollt（2000）采用GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘的皮埃德蒙特（Piedmont）地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的危险性及综合风险进行了区划性制图研究。Michael-Leiba等（2000）在澳大利亚的一项城市发展规划项目的斜坡地质灾害研究中，把斜坡灾害的危险性、易损性、风险评价作为一体，以GIS软件为技术平台，分别采用平面和三维评价系统，对凯恩斯（Cairns）地区进行了斜坡地质灾害的危险性和风险区划研究。Ragozin（2000）从理论上研究了滑坡灾害风险评价中的危险性、易损性和风险性。提出了考虑危险性评估目标有效期限在内的单个滑坡灾害危险性指标，并用其主要控制因素的概率乘积表示；对于区域性滑坡灾害评估，用给定地区的面积、滑坡发生面积、滑坡数量和时间之间的关系建立定量模型。
10.1.2 监测预报技术方法研究
（1）诱发滑坡和泥石流的临界降雨量与气象预警研究
在诱发地质灾害的降雨临界值研究方面，各国学者用来确定降雨诱发滑坡临界值的方法很多，其不同点在于考虑的因素不同。Glade（1997）建立了确定诱发滑坡的降雨临界值的三个模型，并在新西兰的惠灵顿地区进行了验证。三个模型要求的基本数据为：日降雨量、滑坡发生日期和土体潜在日蒸发量（通过Thornthwaite method方法计算得到）。模型建立的前提是：①假设最大日降雨量的地区，蒸发量最小；②滑坡由最大降雨量诱发。这三个模型基本概括了当前确定诱发滑坡的降雨临界值的方法。
在对美国旧金山湾地区1986年2月12～21日的滑坡和泥石流灾害预警工作中，首先由美国地质调查局分析确定，通过当地电台、电视台以及美国国家气象中心的特别预报方式来进行预警。这次滑坡泥石流灾害的预警分为两个阶段：第一次是2月14日的6个小时灾害危险期，另一次是17～19日之间的60小时的灾害危险期。由于地质条件的复杂性和地形条件的变化，这两次预报主要是针对整个旧金山海湾地区，而不是某一个特定的滑坡灾害地点。根据滑坡泥石流灾害发生后的调查，10处滑坡泥石流灾害发生点有目击者能提供精确的时间，其中有8处滑坡泥石流所发生的时间与预警的时间段一致。
据研究，旧金山湾地区的6小时降雨量达到4英时（即101.6mm）时，就可能引发大面积泥石流。为了监测降雨期间地下水位的变化，他们还设置了若干个孔隙水压力计以观测斜坡中地下水位变化。旧金山海湾地区实时区域滑坡预警系统包括降雨与滑坡发生的经验和分析关系式，实时雨量监测数据，国家气象服务中心降雨预报以及滑坡易发区略图。
1984年开始，香港地区采用雷达图像解译小范围地质构造，用于确定滑坡发生的潜在区域。进而建立了用于滑坡灾害的降雨量监测网络，其中自动雨量计1999年由48个扩展为86个。将雨量资料定时传给管理部门。如预测24小时内降雨量达到175mm或60分钟内市区内雨量超过70mm，即认为达到滑坡预报阈值，即由政府发出通报。香港平均每年约发出三次山洪滑坡暴发警报。
（2）滑坡和泥石流灾害监测技术方法研究
对于滑坡和泥石流的监测，在美国、瑞士、意大利、日本、韩国等发达国家已经做了很多工作，特别是单体滑坡已经达到真正实时监测的阶段。监测内容包括地面位移、地裂缝、地下位移、地下水位（水压力）和水温、地声等。监测技术采用常规监测、自动观测、GPS和卫星通信等相结合（图10.1，10.2）。在我国的香港特别行政区，也建立了比较完善的基于降雨监测的地质灾害监测网络。
图10.1 使用太阳能无线遥控系统（左图）和变形计（右图）
图10.3 分层标自动监测系统及原理示意图（据Amelung等，1999）
在美国加利福尼亚州萨克拉门托，GPS测量已经取代了区域性的地面标高的水准测量。1986年在该区建了38个GPS监测站，1989年后达到了68个。采用严格的测量程序，其大地高程的精度可达到毫米级。我国上海经过近两年应用Ashtech Z12双频GPS信号接收机测定大地高程，于1999年也取得了大地高程精度达3mm的好成果。其优点是对于区域性地面沉降的大范围监测具有事半功倍的效果。
根据美国地调局资料，美国用于探测地面沉降的干涉合成孔径雷达（InSAR）技术还处于开发和试验之中（图10.4）。Gabriel等率先于1989年发表了《测绘大区微小高程变化：雷达干扰测量法》的文章。1993年，Massonet等利用雷达干扰测量法测绘了着陆器地震的地面形变场区。Van der Kooij等用太空飞船干涉卫星孔径雷达资料调查研究了荷兰格洛宁根（Groningen）天然气开采区的地面沉降问题。Marco等利用美国实验研究学会干涉卫星孔径雷达资料对美国贝尔瑞吉（Belridge）油田1992～1996年的地面沉降进行了详细的研究。由于这种探测技术的使用，地面沉降测量的精度已达毫米级，其探测结果能很好地处理成平面二维沉降等值线图。而且该方法可以省去常规水准标石测量的许多人力和物力的投入。因此，不能低估这一新技术的开发应用前景，在目前情况下可以参照国外成功的经验在我国进行试验。
（4）岩溶塌陷监测技术研究
美国学者Benson（1987）提出利用地质雷达进行监测预报的方法，并在美国北卡罗来纳州威尔明顿（Wilmington）西南部的一条军用铁路进行了试验，监测周期为半年，取得了良好的效果。2002年，在国土资源大调查项目的支持下，中国地质科学院岩溶地质研究所在广西桂林柘木镇建立了我国第一个岩溶塌陷灾害监测站，为深入系统地研究岩溶塌陷预测预报方法提供了良好的条件。
图10.4 合成孔径雷达干涉测量获得的内华达州拉斯维加斯谷地
（5）地质灾害监测预警信息传输处理与发布系统研究
发达国家和地区已经越来越重视地质灾害监测的信息化工作。例如美国、日本、意大利、法国和韩国等建立了地质灾害实时监测系统，在实际应用中可以做到实时预警。针对单种地质灾害开展监测预警方面的研究工作较多，多灾种的集成系统尚不多见。
10.1.3 地质灾害治理工程技术研究
（1）地质灾害防治理论
重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究。如日本针对温泉地区的滑坡特点，研究采用排气工程和地下水截水工程进行滑坡综合防护；法国针对降雨诱发的粘土滑坡采用虹吸排水技术；美国和日本在研究植被覆盖好的地区发生的浅层滑坡，开展采用调整植物类型的生物措施研究等。在地质灾害的防治工程中，普遍采用生物防护系统，注重生态环境保护，日本在滑坡治理中，抗滑桩和建筑地基结合，实现防治工程与土地开发利用相结合。
（2）地质灾害防治工程设计技术方法
国外对于复杂支挡结构设计技术、地下水排水技术设计，基于环境和景观设计的技术规程和实用的计算机软件开发等方面，都进行了大量研究，形成了比较配套的设计计算理论方法和产业化软件。如：美国开发了三维连续体的快速拉格朗日分析软件——FLAC3D，三维模拟离散元程序——3DEC；加拿大开发的地质工程问题和地质环境模拟分析的软件包——GEO-SLOPE Office（GEO-SLOPE Office 5.0 for Windows），已经广泛应用于世界上许多国家的滑坡等地质灾害防治工程设计，形成了模块化的设计软件和方法。
（3）地质灾害治理工程技术
在治理技术上，广泛应用土工织物、预应力复杂支挡结构、地下水排水技术。尤其以美国、西欧、日本和我国的香港特别行政区在地质灾害治理方面投入大，成就显著。如日本地附山滑坡治理工程，耗资达150亿日元（约15亿人民币），可算得上地质灾害防治工程的博物馆。
国外对崩塌和滑坡灾害治理的常见技术工程包括：①冲刷防护工程：防冲坝、沉积坝、护岸、防波坝、丁坝；②减重和反压工程；③地面排水工程：地面排水沟、防渗工程；④地下排水工程：地下排水沟、泄水洞、水平钻孔、集水井和虹吸排水工程；⑤地下截水工程：隔渗芯墙截水，灌浆截水，化学固化法截水；⑥支挡工程：挡土墙、格栅墙、抗滑桩、岩石锚杆；⑦排气工程：用于治理温泉地区的滑坡；⑧生物护坡技术和轻型网状防护系统结合用于崩塌和小型滑坡灾害的治理。
由于水是形成滑坡的重要诱发因素，地面排水工程和地下排水工程总是被首先考虑的治理技术，也是在大型滑坡防治中首选采用的治理技术。美国、日本、新西兰等国在滑坡治理中广泛应用地下排水工程技术，采用水平钻孔排水和排水井、排水隧洞联合排水技术治理滑坡。法国采用虹吸排水技术治理100多处降雨诱发的粘土滑坡。它是一个密封的聚氯乙烯管系统。该技术的最大优点是可以自流排水，降低滑坡的地下水位。
在支挡工程技术应用方面，研究应用大截面抗滑桩、锚索抗滑桩、锚索、小型钢架桩加锚索、微型桩群等多种支挡结构，并在锚索防腐技术、通用的计算方法、设计软件和技术标准方面取得明显进展。减重和反压工程是经济有效的防治滑坡的工程措施。英国Huchinson提出的“中性线”方法为减重和反压计算提供了理论依据。
近年来，发达国家在地质灾害防治工程实践中，在崩塌和小型滑坡灾害治理中应用轻型网状防护系统与生物护坡系统的配合技术，使防治工程进一步向轻型化和美观化方向发展。如SNS柔性支护系统和生物护坡系统，在欧洲许多国家应用比较普遍。
10.1.4 国际地质灾害防治科技研究发展趋势分析
地质灾害防治科技未来总体发展趋势是：重视地质灾害早期预测、预警能力建设，提高地质灾害领域防灾减灾科技水平和能力，建立3S（即：RS——遥感，GPS——全球定位系统和GIS——地理信息系统）技术平台，发展和建立区域地质灾害动态实时监测网站和预测预警信息系统，建立地质灾害信息系统平台和共享通道，提高地质灾害减灾防灾技术的支撑能力。
对地质灾害形成机理的深入研究一直是国际地质灾害研究的难点，而降雨型滑坡研究是滑坡研究中的热点课题之一，重点是研究诱发泥石流、浅层滑坡的临界降雨量随区域和气候变化而变化，揭示降雨与滑坡的各种关系，预测可能的滑坡状态。
应用GIS技术开展地质灾害的区域特征分析和灾情空间制图正成为热点。通过计算机高技术手段（GIS，GPS，RS等）将灾情分析与危险性评价、风险性预测有机结合起来，形成实时预警决策体系将成为灾害地质研究的一个重要趋势。
在各种监测技术方面，发达国家在加强各类地质灾害实时监测台站建设的同时，均十分重视高新技术的应用，高科技空间对地观测技术在地质灾害方面的应用研究也是发达国家的重要研究方向。各种更为先进的遥感探测系统的应用逐步深入，美国、法国、意大利和日本等国都将GPS、干涉雷达遥感在滑坡、地面沉降等动态调查和监测中的应用作为重点研究方向。
近年来，发达国家在地质灾害治理工程技术方面具有如下特点和发展趋势。
在防治理论上：重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究；注重防治工程与生态环境保护和土地利用结合；形成模块化的设计软件和方法，研究开发新的治理技术方法。
在灾害信息处理方面：各种高速的数值预报已逐步实现；高速、智能化、综合化的通信网络技术、分布式数据库技术和海量数据操作技术的发展，又使灾害通信、计算机网络和信息开发处理融为一体，形成了综合的灾害信息网络系统，使各种分散的灾害信息真正做到资源共享；人工智能、多媒体和三维模拟技术的发展，推动了灾害信息产品的应用和再加工。
J. 全球地质灾害态势及防治趋势
随着全球气候变暖，地壳活动进入一个相对活跃期，再加上重大工程的开工建设等人类活动的影响，世界各国正在遭受前所未有的地质灾害威胁。崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害日益增加。地质灾害已经成为当代地球科学的热点领域。本届大会除了在“每日主题”报告会中专门设立地质灾害专题外，还有多个讨论会涉及地震、火山活动、海啸（风暴潮）、滑坡、崩塌、泥石流等主要地质灾害类型，其他灾害如暴雨、洪水等气象灾害也被纳入到地质灾害专题。
纵观本届国际地质大会，与地质灾害专题有关的地球科学热点领域包括以下几个方面。
一、地质灾害调查检测新技术和新方法
干涉雷达测量和差分干涉雷达测量技术作为快速、精确（毫米级）的获取地形数据的技术，日益受到重视，有很多的研究都是利用这两种技术开展滑坡监测和制图。随着GIS制图和数据分析处理能力的日益增强，有限元理论的2D或3D模型应用于滑坡、崩塌等的稳定性计算和评价已经很普遍。安吉·梅瑞（Andrea Merri）等采用Flac3D软件对意大利思特朗博利火山进行3D地质建模，从而分析不同岩浆构造状态下应力—应变状态的变化，并对岩浆流动状态进行预测。英国地质调查局已将3D地质建模纳入战略科学计划（2005～2010年），与1999年出台的战略科学计划相比，最重要的变化就是从2D地质调查技术向3D地质调查技术转变，例如“英国大陆的3D地学框架”和“海岸、大陆架和大陆边缘的3D表征”等研究计划。随着地理信息系统的发展，目前甚至已经出现了4D理论。
二、地质灾害监测预警
地质灾害早期预警系统不仅是一套技术设备，人类因素、社会元素和信息通信也是重要的组成部分。挪威是崩塌、滑坡和泥石流等突发性地质灾害频发的国家（地区），于2005年成立Geo Extreme研究计划，拟用4年时间对挪威今后50年地质灾害情况进行评估。这个课题共包含4个研究模块：模块A主要目标是进行气象参数与滑坡和崩塌之间的耦合性研究，为了进行这方面的研究，已经建立了包含滑坡和崩塌事件的数据库；模块B主要进行区域气候前景预测，重点是进行降水和飓风等极端气候事件研究；模块C利用模块A和B研究结果生成关于挪威将来可能发生地质灾害的分布图，这项模块主要研究4个能代表不同气候区域的关键区域；模块D研究过去和预测将来由地质灾害引起的经济损失情况，主要因素有由自然灾害引起的破坏和减灾措施所需要的费用、经验能力培训、预案方面的变化以及对于政策制定者的影响。
三、地质灾害风险管理
地质灾害风险评估与管理一直是国际上倡导和推广的减灾防灾有效途径之一。“降低风险、增加防御”是本次大会地质灾害的主题，也是2008国际地球年的十个主要研究课题之一。本主题集中讨论了4方面问题：①人类是如何改变了岩石圈、生物圈和自然景观，并因此产生对人类生命和环境有害的变化并诱发地质灾害，同时增加了社会对地球（地质、地貌和水文气象）适应的脆弱性？②我们应该采取什么样的方法和技术来评估人类和场地对灾害的适应性，以及在全球范围内我们该如何采用这些方法和技术？③在目前监测、预测和减灾能力条件下，各地质灾害类型之间相对比是什么样一种状态，以及我们要采取什么措施才能够在短期内改变这种状态？④在风险运用与政府（以及其他机构）掌握的对于每一种地质灾害的风险、降低脆弱性措施及计划（包括减灾）之间存在什么障碍？为了解决这些问题，本主题致力于与其他国际组织中的各研究项目达到一个整体平衡，主要焦点在这些问题怎样与联合国国际减灾战略兵库行动框架的五个行动主题相衔接。
四、重大地质灾害应急系统
尽管本届大会很少有地质灾害应急系统研究方面的论文，但是在专题讨论过程中，不少研究者都提及了这一问题。地质灾害应急系统的建设主要是根据各地区地质灾害发育特征，开展地质灾害信息系统建设、防灾减灾演习和制定应急救灾预案等。目前各国都有不同的地质灾害应急办法，但是在推广应用方面还存在一定差距。西尔弗斯特·哥利姆斯达尔（Sylfest Glimsdal）等对挪威西部Akneset地区的一个斜坡体进行研究后发现该斜坡体有一块很大的不稳定块体，如果这些不稳定块体整体滑动，这个滑坡将会诱发海啸，并会对这个海湾上的多个建筑物造成破坏性损失，通过对斜坡体数字建模、波浪数字建模和进行2D和3D数字建模对斜坡体稳定性、海啸的产生和传播过程进行模拟分析，最终预测了海啸。在2008年的四川汶川大地震中，桑枣中学在地震发生后，只用了1分36秒，就组织2000多名学生下楼，全校师生无一人伤亡，创造了该次地震中的一个奇迹，这个奇迹的创造归功于该校平时进行的消防防灾演习和对建筑物的修缮、加固。对于地震、海啸等破坏力强的地质灾害，也可以通过先进的地震、海啸预警系统，提前发出警报，让人员和车辆在海啸到达之前转移到安全地带，是最有效的方法之一。
五、把地质灾害风险性评估纳入城市规划和管理
随着世界人口的增加和城市化进程的加快，各种地质灾害成为制约城市发展规划的消极因素，在城市规划和管理中加强地质灾害危险性评估工作是一项具有重要意义的工作。在本次大会上，有关学者介绍了所在国家（地区）的一些做法。英国是一个国土面积较小、海岸线狭长的国家，却有非常多和正在增长的人口，对于土地利用方面的竞争一直很激烈，因此在一些可能遭受地面沉降、滑坡和洪水的地区进行土地利用和开发就有相当大的压力，此外，还有一些被工业污染的土地需要进行改良和开发，在这些地区进行土地开发和建设时需要对这个地区的地质灾害发育情况有较深入的了解。维克托·奥斯波夫（Victor Osipov）主要考虑莫斯科地质灾害类型有滑坡、喀斯特、岩溶侵蚀过程和地下水洪流等，在地质灾害发生过程评估的基础上，绘制了莫斯科1∶5万的地质环境现状图，并分析了根据市政规划和职能分区的不同地质环境现状的区域分布状况，把莫斯科地区划分为了非常不适宜地区、不适宜地区、较适宜地区和适宜地区等4类。
六、地质灾害国际合作
尽管全球地质工作者开展了大量的工作，但地质灾害仍然呈现大量增长趋势。气候的变化让事态变得更加糟糕。2005年1月，由联合国发起和建议在日本神户通过了“2005～2025兵库行动框架”。这项计划有165个成员国讨论通过，并且是截至目前在全球范围内减少灾难性自然灾害最重要的文件之一。这项计划明确了在世界各国及各国际组织应该采取什么积极措施来达到较好的减灾效果，另外，还阐明了世界减灾委员会应该承担的责任与义务。总之，这项行动计划的基本观点就是国际社会应该承担起保护市民避免遭受灾害的威胁。行动框架按地震、海啸、滑坡和火山爆发等对地质灾害进行了划分，并且每类地质灾害都有灾难性事件的例子以及死亡率和经济损失统计数据。在本项行动框架中，对合适的判别方法的重要性、风险减少措施（包括早期预警系统）、加强制度管理（包括建筑物容纳能力）等3个主要内容进行了更加详细的讨论。
由于国际科学理事会亚太地区办公室所负责的地区人口占世界大多数，并且因地质灾害死亡的人数占全球总死亡人数的80%，因此该办公室决定创建一个关于地质灾害和灾难的科学计划，该计划初步考虑地震、洪水和滑坡等3种主要地质灾害，目标是减轻自然灾害。2002年提出了实施方案，后来这个方案发展成为全球观测战略8个主题之一，并由欧洲空间机构对外发布。2007年这项计划又由法国地质矿产局改进。兵库行动框架提出后，意大利、中国、日本等国家进行了相关的工作，2005年9月在北京召开的亚洲减灾大会上，落实了兵库行动框架，讨论了十年内亚洲地区减灾重点领域和区域合作内容。2007年第六届亚洲工程地质灾害区域会议在韩国首尔举行，中韩之间签订了合作协议，对亚洲地区的地质灾害合作研究进行了深入探讨。2008年11月还将在日本东京召开国际滑坡会议，对相关问题开展进一步的探讨。
（张永双吴树仁郭长宝张岳桥执笔）