地质灾害技术

A. 地质灾害的遥感技术在地质灾害中的应用

（一 ) 地质灾害分级
地质灾害按照人员伤亡、经济损失的大小,分为特大型、大型、中型和小型四个等级。具体标准如下 :
1. 特大型 :
因灾死亡和失踪30人以上或者直接经济损失1000万元以上的；
2. 大型 :
因灾死亡和失踪 10 人以上 30 人以下或者直接经济损失500万元以上 1000 万元以下的；
3. 中型 :
因灾死亡和失踪3人以上10人以下或者直接经济损失100万元以上 500 万元以下的 ;
4. 小型：
因灾死亡和失踪 3 人以下或者直接经济损失100万元以下的。
( 二)速报原则
情况准确,上报迅速,县为基础,续报完整。
( 三)速报程序
1. 发生特大型地质灾害后,灾害所在县(市)国土资源主管部门应于6小时内速报市 (地)级国土资源主管部门,同时越级速报省级国土资源主管部门和国土资源部,并根据灾情进展,随时续报,直至调查结束；
特大型地质灾害由国土资源部或委托省(区、市)国土资源主管部门及时组织调查和作出应急处理。委托省(区、市)国土资源主管部门进行调查处理的,最终形成的应急调查报告应尽快上报国土资源部。
2. 发生大型地质灾害后,灾害所在县(市)国土资源主管部门应于 12 小时内速报市 ( 地〉级国土资源主管部门,同时越级速报省级国土资源主管部门和国土资源部,并根据灾情进展,随时续报,直至调查结束。大型地质灾害由省级国土资源主管部门及时组织调查和作出应急处理,并将最终形成的应急调查报告上报国土资源部。
3. 发生中型地质灾害后,灾害所在县(市)国土资源主管部门应于24小时内速报市(地)级国土资源主管部门,同时越级速报省级国土资源主管部门。中型地质灾害由市(地)级国土资源主管部门及时组织调查和作出应急处理,并将应急调查报告上报省级国土资源主管部门。
4. 发生小型地质灾害后,灾害所在县(市)国土资源主管部门应及时向市 ( 地〉级国土资源主管部门报告,并负责组织调查和作出应急处理；
(四)速报内容
1.速报报告:负责报告的部门应根据已掌握的灾情信息,尽可能详细说明地质灾害发生的地点、时间、伤亡和失踪的人数、地质灾害类型、灾害体的规模、可能的诱发因素、地质成因和发展趋势等,同时提出主管部门采取的对策和措施。
2.应急调查报告:地质灾害应急调查结束后,有关部门应及时提交地质灾害应急调查报告。报告内容包括:
（1） 抢险救灾工作；
（2）基本灾情；
（3）地质灾害类型和规模；
（4）地质灾害成灾原因,包括地质条件和诱发因素(人为因素和自然因素)；
（5）发展趋势；
（6） 已经采取的防范对策、措施；
（7）今后的防治工作建议。 对于发现的直接受地质灾害威胁人数超过1000人或者潜在经济损失超过1亿元的特大型地质灾害隐患点,地方各级国土资源主管部门接报后,要在2日内将险情和采取的应急防治措施上报国土资源部,并根据地质灾害隐患变化情况,随时做好续报工作。

B. 地质灾害防治工程中监测新技术的开发应用与展望

季伟峰

（中国地质科学院探矿工艺研究所，四川成都，610081）

【摘要】地质灾害防治工程中对地质灾害体的监测十分必要。本文简要介绍了我国当前地质灾害监测的主要方法及新技术在工程实践中的应用，指出了地质灾害监测工程实践中存在的主要问题，展望了我国在本领域技术发展的趋势。

【关键词】地质灾害监测技术应用展望

自然地质环境和人为活动是引发地质灾害的两大主要原因。在最近的20多年时间里，随着我国人口的增加，经济建设的快速发展，特别是基础设施建设规模的扩大，建设与用地的矛盾十分突出。植被的破坏严重，使山体滑坡、泥石流、地面沉降等地质灾害在全国许多地区频繁发生，严重阻碍了灾害发生地的经济建设和社会发展。

1我国主要的地质灾害形式及危害

1.1地质灾害及常见形式

地质灾害是指由自然地质作用和人为活动作用形成的，对人类生存和工程建设可能构成危害的各种特有的自然环境灾害的总称。

常见的地质灾害形式主要有6种，它们是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降，简称为崩、滑、流、塌、裂、沉。

1.2三峡库区的主要地质灾害

三峡水利工程建成后将产生巨大的经济效益和社会效益。但它的建设对库区的自然环境也带来一定的直接或潜在影响。三峡工程的一期蓄水、二期蓄水和新城镇的建设已经给库区带来了不少地质灾害问题。在淹没区的新城镇建设中，由于在选址时考虑地质环境因素不够，使有些新城镇从建设一开始就与地质灾害结下了“不解之缘”。主要表现形式为人为高切坡和深基坑诱发的滑坡和崩塌。湖北的巴东、秭归，重庆的巫山、奉节、云阳、万县等地在新城镇的建设中都引发了大量的地质灾害，如何趋利避害是摆在我们面前的重大课题。

1.3地质灾害的主要危害

地质灾害的危害是显而易见的。我国幅员辽阔，地质构造复杂，地貌千姿百态，山地和丘陵面积占国土总面积的2/3以上。全国34个省、直辖市、自治区以及特别行政区均存在着不同形式和不同程度的地质灾害，每年都要造成惨重的人员伤亡和财产损失。其中滑坡、泥石流和山洪等突发性地质灾害被定为国际减灾10年的主要灾种，由于这些灾害具有潜在性和突发性，一旦发生，来势凶猛，常造成断道、断航、构筑物损毁、人员伤亡和财产损失。在我国，每年丧生地质灾害的总人数达800～1000人，经济损失超过100亿元人民币。

1.4地质灾害监测的特点

（1）滑坡等变形体分布通常较为分散，成因机制复杂。开展监测工作前，需有一定前期地质环境勘察、研究工作基础；

（2）地质灾害体大多位于交通、通讯十分不便地区，电源接入也很困难；

（3）目前大多数监测以手动为主，数据汇交速度相对较慢，人工劳务成本较高；

（4）与大坝、桥梁、隧道等固定建筑物、构筑物的安全监测相比，地质灾害监测具有开放的监测边界，条件复杂，自动化监测和遥测等监测手段、监测仪器的选择、固定安装、运行等须注意仪器设备的环境适应性和抗干扰性能，保证正常使用和安全运行。

2地质灾害防治工程中监测的必要性

地质灾害防治工程的监测根据工程所处的不同阶段，可分为施工安全监测、防治效果监测和长期稳定性监测，目前一般简单地统称为监测。在以往的工作实践中经常发现，除经济原因外，在地质灾害的治理过程中存在一定的盲目性。有些地质灾害进行了治理，理由是认为它不稳定。有些没有进行治理，理由是认为它是稳定的。除一些简单粗糙的勘察资料外，几乎没有充分的证据证明一个变形体稳定与否，是否需要进行工程治理。如果对滑坡等变形体进行必要的监测，将会减少这种盲目性，收到事半功倍的效果。

2.1对于已采取工程措施的地质灾害体

对于已采取工程措施的地质灾害防治工程，在治理过程中，根据监测结果进行效果评价，指导施工，及时对设计进行修改；防治工程竣工后，随着周围环境条件的变化，约束条件也会发生变化。如锚索的腐蚀和松弛、地下水位变化、临空面加大、工程质量不高、巨大外力（如地震和大爆破）等，都有可能使一些已经治理过、暂时处于相对稳定的滑坡变形体重新失稳，如不进行持久的监测，它们具有更大的欺骗性和危险性，并非就可以高枕无忧，仍需通过必要的监测来评判它的治理效果和长期稳定性。

2.2对于未采取工程措施的地质灾害体

对于一些未经治理、而又具有潜在危害的地质灾害体，监测也是十分必要的。一些暂时没有资金进行工程整治但又对人民生命财产构成较大潜在威胁的大型滑坡变形体，以投资较小的监测工作来弥补是有效的方法和途径。通过有效的监测既可对其稳定性进行评价，监测结果又可为是否治理和如何治理提供设计依据。用监测的手段对滑坡等变形体进行有效的监控，是一项投资少、见效快的方法，目前已逐步被一些政府官员和业主所接受并推崇。他们也意识到用工程手段进行整治后应该用监测数据来验证，否则是盲目的。但目前仍有相当多的管理和设计部门只注重被动的治理和亡羊补牢，而不注重防患于未然。

3当前地质灾害监测的主要方法

以往作为监测工作的对象，主要是对一些重要的构筑物和大型建设工程的变形、位移、沉降等进行监测，如水利水电大坝、大型桥梁、重要厂房、大型地下隐蔽工程、矿山边坡和尾矿坝等。对复杂的地质灾害体进行监测，则是近些年才逐渐开始应用的，当前采用的主要监测方法有以下几种。

3.1地面绝对位移监测

绝对位移监测是最基本的常规监测方法，测量崩滑体测点的三维坐标，从而得出测点的三维变形位移量、位移方位与变形位移速率。主要使用经纬仪、水准仪、红外测距仪、激光准直仪、全站仪和GPS等，应用大地测量法来测得变形体上某点的三维坐标。

3.2地面相对位移监测

地面相对位移监测是量测崩滑体重点变形部位点与点之间相对位移变化（张开、闭合、下沉、抬升、错动等）的一种常用的变形监测方法。主要用于对裂缝、崩滑带、采空区顶底板等部位的监测、沉降观测等，是位移监测的重要内容之一。目前常用的监测仪器有振弦位移计、电阻式位移计、裂缝计、变位计、收敛计等。

3.3钻孔深部位移监测

对于滑坡等变形地质体来讲，不仅要监测其地表位移，也要监测其深部位移，这样才能对整体的位移进行判断监测。方法是先在滑坡等变形体上钻孔并穿过滑带以下至稳定段，定向下入专用测斜管，管孔间环状间隙用水泥砂浆（适于岩体钻孔）或砂、土石（适于松散堆积体钻孔）回填固结测斜管；下入钻孔倾斜仪，以孔底为零位移点，向上按一定间隔（一般为0.5m或1m）测量钻孔内各深度点相对于孔底的位移量。常用的监测仪器有钻孔倾斜仪、钻孔多点位移计等。

3.4应力监测

对于滑坡等变形体不仅要监测其位移的变化，还需要监测其内部应力的变化。因为在地质体变形（或称运动）的过程中必定伴随着变形体内部应力变化和调整，所以监测应力的变化是十分必要的。常用的仪器有锚杆应力计、锚索应力计、振弦式土压力计等。

3.5水环境监测

对于崩滑体来讲，除了自然地质条件和人为扰动外，水是对滑坡的稳定状态起直接作用的最主要因素，所以对水环境（含过程降雨及降雨强度、地表水的流量、地下水位、渗流量、渗流压、孔隙水压力、地下水温度等）进行监测十分重要。常用的监测仪器有量水堰、遥测雨量计、测钟、电测水位计、遥测水位计、渗压计、渗流计、电测温度计等。

3.6地震监测

地震监测适用于所有的崩滑监测。地震力是作用于崩滑体的特殊荷载之一，因此对崩滑体的稳定性起着重要作用。当地质灾害位于地震高发区时，应经常及时收集附近地震台站资料；必要且条件许可时，可采用地震仪等监测区内及外围发生的地震强度、发震时间等。分析震中位置、震源深度、地震烈度、评价地震作用对区内的崩滑体稳定性的影响。

3.7 人类相关活动监测

人类活动如掘洞采矿、削坡取土、爆破采石、加载及水利设施的运营等，往往造成人工型地质灾害或诱发产生地质灾害，在出现上述情况时，应予以监测并停止某项活动。对人类活动监测，应监测对崩滑体有影响的项目，监测其范围、强度、速度等。

3.8宏观地质调查监测

采用常规地质调查法，定期对崩滑体出现的宏观变形痕迹（如裂缝发生及发展、地面沉降、塌陷、坍塌、膨胀、隆起、建筑物变形等）和与变形有关的异常现象（如地声、地下水异常等）进行调查记录。该法具有直观性强、适应性强、可信程度高的特点，为崩滑监测的主要手段，也是群测群防的主要内容。适用于所有崩滑体，具有准确的预报功能。

4监测新技术的研究与工程实践

4.1国外监测新技术的研究与应用

发达国家在岩土工程及地质灾害监测领域不但有传统的监测方法和仪器，近年来已将高新技术应用于地质灾害预测、预警工程。美国的PDI公司、Geokon公司、意大利Sisgeo公司、瑞士Leica公司、瑞典Geotech公司、德国Zeiss公司、日本尼康公司等在监测方法的创新和新技术的应用方面都处于领先地位。红外技术、激光技术、微波技术、光纤技术、格区式光栅技术、机电一体化、自动化技术、卫星通讯技术、计算机及人工智能等高新技术在监测技术方法和仪器的开发研究中得到了广泛的应用。可以这样讲，作为岩土工程监测一个分支的地质灾害监测及监测仪器，已经不是传统意义上的大地测量仪器，而是实现了传统方法和仪器与现代高新技术的完美结合，把监测仪器的技术水平推到了一个崭新的阶段，并正在向更高层次发展。国外具有代表性的产品有 Leica公司的TCR1800全站仪、TCR2003测量机器人、Geomos系统、DNA电子水准仪、GPS,Zeiss公司的DiNi12系列电子水准仪、North America公司的钻孔多点位移计、Sicon公司的岩土工程监测系列仪器等。

4.2国内监测新技术的研究与应用

国内水电系统和国土资源部都开展了这方面的研究，如水利科学院、中科院有关院所、国土资源部技术方法研究所等。我所伴随着三峡工程的建设，在国土资源部的大力资助下，也开发了多种岩土工程及地质灾害防治监测仪器，如钻孔倾斜仪系列、应力测量系列、地面位移测量系列等监测仪器、多参数遥测系统等，还承担了科技部“崩滑地质灾害自动化监测系统”项目的研究，为测量仪器国产化做了大量的工作，产品在三峡库区和国家的重大工程中得到了较好的应用。我所近几年研究的成果并形成的产品主要有以下8项：

（1）DMY型激光隧道断面张敛测量系统；

（2）BYT型光纤崩滑体推力监测系统；

（3）DZQX新型多功能钻孔倾斜仪；

（4）崩塌无线自动化监测预报系统；

（5）PSD型微位移变形测量系统；

（6）MS型锚索（锚杆）测力系统；

（7）DHS型地层含水率仪；

（8）岩心定向与取心技术研究。

4.3工程监测实践

在研究开发的同时，我所用自己研究的成果积极参与国家重大基本建设工程的监测工作和三峡库区地质灾害防治的工程监测，取得了较好的经济效益和社会效益。最近几年承担的重大监测工程有：

（1）宝成复线清江大断面双线长隧道变形量测；

（2）成昆铁路电气化改造西昌南马鞍堡隧道变形量测；

（3）北京地铁复八线变形量测；

（4）上海地铁一号线人民广场站变形量测；

（5）青岛地铁试验段变形量测；

（6）成（都）—南（充）高速公路高陡边坡变形及量测；

（7）内（江）—宜（宾）高速公路高边坡变形量测；

（8）丹（东）—沈（阳）高速公路丹本（溪）段全线隧道验收工程；

（9）318国道二郎山—康定段 K2794+860～980滑坡的地面位移、深部位移及应力监测；

（10）奉节县、云阳县地质灾害监测工程。

5监测技术发展展望

（1）地质灾害的发生将更加频繁，危害程度更大，监测工作将受到更多的重视，监测成果应用将产生更大的社会效益。

（2）在我们的上级主管部门——中国地质调查局的支持下，我们的监测仪器研究及运行系统软件开发将会得到更多资助，并使我们的监测手段更加完备，登上一个新的台阶，具有更强的市场竞争能力。

（3）自动化监测和遥测是地质灾害监测的发展方向，但目前实施还有很多困难。

（4）地质灾害具有一定区域性，是一项公益性的事业，更需要政府的引导和支持。

6结语

通过几年的监测工程实践，目睹了不少由于忽视地质灾害的工程安全监测和失效工程而导致生命和财产的损失，也看到不少通过监测成功预报灾害而避免灾害发生的实例。在实行工程质量终生追究制的今天，对地质灾害及相关岩土工程的安全进行长期监测显得尤为重要和迫切。

监测工程是地质灾害防治工程体系的重要组成部分，不能重治轻防，应做到治理、防范、监测并重，有时甚至重于工程治理手段。

在一定时期内对滑坡变形体实施监测工程，可以节省大量的投资。

地质灾害防治工程应建立在科学监测的基础上，以监测指导设计、施工、工程效果评价，以科学的态度面对它，应从过去的凭经验和粗糙的勘察上升到定量阶段，只有这样，才能对滑坡变形体进行深入的认识和科学评价。

监测工作不是可有可无的，它是工程诊断的需要，是从事地质灾害研究和预测必不可少的一项工作。

防范重于救灾，监测胜于治理。

参考文献

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[4]唐邦兴主编.山洪泥石流滑坡灾害及防治.北京：科学出版社，1994

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[7]王永年，殷世华主编.岩土工程安全监测手册.北京：中国水利电力出版社，1999

[8]季伟峰主编.工程地质与地质工程.北京：地质出版社，1999.

C. 对重大地质灾害的早期识别研究 有什么技术和方法

各类地质灾害来指的是在自然源或者人为的因素条件下形成的,对于人民的生命财产安全造成了很大的损失,同时,各类地质灾害还会对我们的生存环境造成严重的破坏。最近几年,由于大自然的破坏,以至各类地质灾害屡屡发生,如滑坡、泥石流、崩塌等,到了夏季,暴雨频发,对于滑坡、泥石流等灾害更容易引发,这种灾害会导致水土流失人员伤亡、房屋倒塌、人员伤亡,给人民的生命财产安全造成极大损失。因此,对于滑坡、泥石流等地质灾害的的深入研究就成为了一项刻不容缓的而且具有重大社会意义的工作,这样,会在一定程度上减小这类地质灾害对于人类的损失。作为一项新的科研成果,物探技术成为了现代针对滑坡、泥石流等地质灾害的一项重大发明,作为一项新的现代化的勘探技术,它具备了准确、省时省力、经济、全面性的特点。因此,它在各类地质灾害的勘探与调查中起到了非常重要的作用。本文针对以滑坡为主的地质灾害所形成的原因,来分析物探技术,重点介绍高密度电阻率法和瑞雷波法在各类地质灾害中的实际应用

D. 全国地质灾害科技规划的指导思想与目标

10.3.1 指导思想

按照“有所为，有所不为”的方针，地质灾害防治技术的发展应力争在地质灾害防治工作的主要领域实现技术跨越，为地质灾害的调查、监测预警、治理和应急反应的现代化提供理论、技术和方法支撑。

10.3.2 基本原则

（1）突出国家目标，为地质灾害防治管理职能服务

围绕建设小康社会的发展目标，要解决我国地质灾害防治工作中的重大科学技术问题，为国家的地质灾害防治管理提供高效服务。

（2）加强学科交叉与融合、技术集成与整合，实现技术跨越发展

充分发挥全社会和各系统科技力量的作用，联合攻关，加强学科交叉与融合、技术集成与整合，发挥已有优势和积累，实现技术的跨越发展。

（3）统筹兼顾，突出重点，量力而行

统筹考虑地质灾害的调查、监测预警、治理、应急反应和防治管理对地质灾害防治技术的要求，在关键问题上重点突破，提高科技支撑能力。

（4）国家和地方相结合，推进科技成果的应用和转化

各级国土资源部门和科研院所要密切配合，协同攻关，并鼓励将先进的技术与方法理论运用到地质灾害防治工作实践中。

（5）科技项目实施要和基地建设、人才培养相结合

科技项目的完成，要与科技人才培养和基地建设相结合，努力造就一支德才兼备、结构合理的科技队伍，建设一批具有解决关键技术能力的创新基地。

（6）坚持扩大开发、自主开发与引进相结合

按照“以我为主、为我所用”的原则，扩大对外开放，全方位开展国际交流与合作，充分借鉴和吸收先进的科学技术，不断提高自主创新能力。

10.3.3 目标

（1）总体目标

建立反映我国地质灾害发育特点的地质灾害形成机理的理论，以3S系统为支撑的地质灾害调查、监测预报关键技术平台，建立完善的地质灾害防治标准体系，全面提升地质灾害调查、监测、预警预报、治理与防治决策的技术水平，形成比较完善的地质灾害防治技术支撑体系，为有效控制人为地质灾害、减轻地质灾害造成的生命财产损失、实现人与地质环境的协调共处提供坚强支撑。

（2）阶段目标

到2010年，力争在地质灾害防治工作的主要领域实现技术的跨越式发展，在地质灾害监测预报的基本理论和关键技术方面有所突破，提高地质灾害预警预报的准确率和技术水平。初步形成特色显著，优势明显，系统配套，能够满足新形势下地质灾害防治工作高效率、高水平、高精度的地质灾害防治技术支撑体系，使地质灾害防治的总体技术得到全面提升，在一些关键技术方面达到或接近发达国家的先进水平，显著提高地质灾害防治研究在国家社会生活与经济建设中的效率和作用。

到2020年，进一步全面提升地质灾害调查、监测、预警预报、治理与防治决策的技术水平，在地质灾害防治技术方面整体达到或接近发达国家的先进水平，形成比较完善的地质灾害防治技术体系，显著提高地质灾害防治领域高新技术含量；显著提高突发性地质灾害预测预报准确率；进一步提高地质灾害防治研究在国家社会生活与经济建设中的效率和作用。

E. 地质灾害调查评价的技术方法

地质灾害调查评价的方法有遥感解译、地面测绘、地球物理、地球化学、山地工程、钻探、试验等。这些方法各有特点。

1.主要技术方法

(1)遥感图像解译

遥感图像能直观地显示区内地形、地貌、地质和水文的整体轮廓与形态，可以宏观认识调查区的自然地理、地质环境，指导调查工作的整体部署，减少盲目性，节省人力、物力的投入。

(2)工程地质测绘

工程地质测绘是地质灾害调查评价最基本、最经济的手段。其成果有利于指导物探、钻探和山地工程及试验工作的部署，应首先开展。

(3)地球物理勘探

地质灾害调查评价中常用的物探方法有电法、弹性波法、放射性法、重力法、磁法、热测量法、扩散法、综合测井法等类型。物探方法设备轻便、成本低、速度快、覆盖面大，与钻探、山地工程、地面测绘相结合，既可以节约投资，又可取得有效的成果，但要注意物探结果具有多解性，并受应用前提和现场条件的制约。

(4)钻探

钻探方法用于获取深部地质资料，具有成果直观、准确并能长期保存等优点，可以进行综合测井、录像、跨孔探测、长观和变形监测。不足是受交通运输、地形和场地等条件的限制，耗资较大。

(5)山地工程

山地工程分为轻型山地工程(试坑、探槽、浅井)和重型山地工程(竖井、平斜硐、石门、平巷等)。山地工程是地质勘查的重要手段，技术人员可直接观测岩土体内部结构、构造、断层、软弱夹层、滑带、裂缝、变形和地压等重要地质现象，获取资料直观可靠。还可以进行采样、原位测试，为物探、监测乃至施工创造有利条件。山地工程施工受地层岩性和其他条件限制，为保证施工安全，要认真研究论证防范措施。

(6)试验

试验是研究地质体的材料特性，即物理性质、水理性质、力学性质及其赋存环境(如地下水、地应力、地温等)的重要手段，是地质灾害调查评价中复杂地质条件下地质参数选取的重要途径。

2.选择方法的原则

方法的选择应以调查工作的任务要求、阶段以及地质灾害的特征为依据，以期使用最基本、简便易行的方法，以最低的投入，取得有用且好用的资料，实现最好的减灾效益。

1)针对性:要根据现场踏勘和前人资料，初步判定地质灾害的性质，有针对性地选择勘探方法，避免盲目工作，做到事半功倍。

2)实用性:力求以最简单的方法解决最复杂的问题，不刻意追求新奇复杂的技术方法。

3)简单高效:尽可能采用操作简便、易于搬运、环境适应性强的设备。

4)经济合理:在能满足调查评价任务要求的前提下，尽可能降低工作量。

3.方法的配置

方法的配置要充分考虑调查工作的阶段性，方法自身的适用性，方法之间的互补性、互验性，技术和经费的可行性。

钻探和山地工程对物(化)探有很强的互补性和互验性。先用钻探对地面物化探结果进行验证，提高其成果的准确性和推广价值。再进行测井和跨孔探测，拓宽物探的勘测范围，以取得更好的成效。钻探要投入到关键部位，每个钻孔都应综合测井，进行变形监测等，发挥其较多的功能。

试验用于查明灾害体的地质特性和赋存环境，提供岩土体物理力学参数和水文地质参数，要结合其他工作统一部署。试验常常成为解决复杂地质问题的有效途径。

实践表明，如果地质测绘工作细致深入，轻型山地工程配合得当，物化探工作针对性强，就可以大大降低钻探工程量，少用甚至不用重型山地工程。

F. 地质灾害监测方法技术现状与发展趋势

【摘要】20世纪末期以来，监测理论和技术方法有长足发展，常规技术方法趋于成熟，设备精度、设备性能已具较高水平，并开发了部分高精度（微米级位移识别率）、自计、遥测、自动传输的监测设施。未来，将充分综合运用光学、电学、信息学、计算机和通信等技术（诸如光纤技术—BOTDR、时域反射技术—TDR、激光扫描技术、核磁共振技术、NUMIS、GPS技术、合成孔径干涉雷达技术—InSAR及互联网通讯技术等），进一步开发经济适用、有效可行的地质灾害监测新技术，提高精度、准确性和及时性，最大程度地减小地质灾害造成的损失。

【关键词】地质灾害监测技术方法新技术优化集成

20世纪80年代以来，我国地质灾害时空分布特点呈现新的变化。随着人类工程活动越来越强，人为地质灾害日趋严重，规模、数量和分布范围呈增加趋势；人口密集、经济发达地区地质灾害造成的损失越来越大。崩塌、滑坡和泥石流等突发性地质灾害发生频度和造成的损失不断加大，地面沉降、海水入侵等缓慢性地质灾害的范围逐渐增加。据相关统计资料显示，1995～2002年，地质灾害共造成9000多人失踪或死亡，突发性地质灾害共造成直接经济损失524亿元，缓慢性地质灾害造成直接经济损失590亿元，间接经济损失2700亿元。地质灾害已经成为严重制约我国经济发展的重要因素之一。

为了摸清我国地质灾害的分布情况，我国系统地开展了地质灾害调查工作，先后出台了《地质灾害防治管理办法》和《地质灾害防治条例》，明确指出：防治地质灾害，实行“以人为本，防治结合，统筹规划，突出重点，分期实施，逐步到位”的方针。并于2003年4月启动了全国性地质气象预报。对已经查明的地质灾害体，特别是对生产建设、人民生命财产安全构成严重威胁的地质灾害，若能运用适当、有效、经济可行的监测措施，作出科学的监测预报，则可最大程度地减小灾害损失。

滑坡监测在不同条件、不同时期其作用不同，总的来说有以下几个方面：

（1）通过综合分析多种监测方法的监测数据，确定地质灾害稳定状态及发展趋势，及时作出预测，防止或减轻灾害损失。

（2）研究导致灾害体变形破坏的主导因素、作用机理，为防治工程设计提供依据。

（3）在防治工程施工过程中，监测、分析灾害体变形发展趋势及工程施工的扰动，保障施工安全。

（4）施工结束后，进行工程效果监测。

（5）综合利用长观监测资料，分析灾害体变形破坏机制和规律，检验在防治工程设计中所采用的理论模型及岩土体性质指标值的准确性，对已有的监测预报理论及模型进行验证改进，改善、提高监测预测预报技术方法。

1地质灾害监测技术综述

地质灾害监测的主要任务为监测地质灾害时空域演变信息（包括形变、地球物理场、化学场）、诱发因素等，最大程度获取连续的空间变形数据，应用于地质灾害的稳定性评价、预测预报和防治工程效果评估。

地质灾害监测是集地质灾害形成机理、监测仪器、时空技术和预测预报技术为一体的综合技术。地质灾害的形成机理是开展地质灾害监测工作的基础；监测仪器是开展工作的手段；更为重要的是只有充分利用时空技术，才能有效发挥地质监测的作用；预测预报是开展地质灾害监测的最终目的。

崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害，具有爆发周期短、威胁性及破坏性显著、成因复杂等特点，因此，当前地质灾害的监测技术方法的研究和应用多是围绕突发性地质灾害进行的。1.1监测方法

监测方法按监测参数的类型分为四大类：即变形、物理与化学场、地下水和诱发因素监测（见表1）。

表1主要地质灾害监测方法一览表

1.1.1 变形监测

主要包括以测量位移形变信息为主的监测方法，如地表相对位移监测、地表绝对位移监测（大地测量、GPS测量等）、深部位移监测。该类技术目前较为成熟，精度较高，常作为常规监测技术用于地质灾害监测。由于获得的是灾害体位移形变的直观信息，特别是位移形变信息，往往成为预测预报的主要依据之一。

1.1.2物理与化学场监测

监测灾害体物理场、化学场等场变化信息的监测技术方法主要有应力监测、地声监测、放射性元素（氡气、汞气）测量、地球化学方法以及地脉动测量等。目前多用于监测滑坡等地质灾害体所含放射性元素（铀、镭）衰变产物（如氡气）浓度、化学元素及其物理场的变化。地质灾害体的物理、化学场发生变化，往往同灾害体的变形破坏联系密切，相对于位移变形，具有超前性。

1.1.3地下水监测

地下水监测主要是以监测地质灾害地下水活动、富含特征、水质特征为主的监测方法。如地下水位（或地下水压力）监测、孔隙水压力监测和地下水水质监测等。大部分地质灾害的形成、发展均与灾害体内部或周围的地下水活动关系密切，同时在灾害生成的过程中，地下水的本身特征也相应发生变化。

1.1.4诱发因素监测

诱发因素类主要包括以监测地质灾害诱发因素为主的监测技术方法，如气象监测、地下水动态监测、地震监测、人类工程活动等。降水、地下水活动是地质灾害的主要诱发因素；降雨量的大小、时空分布特征是评价区域性地质灾害（特别是崩、滑、流三大地质灾害的判别）的主要判别指标之一；人类工程活动是现代地质灾害的主要诱发因素之一，因此地质灾害诱发因素监测是地质灾害监测技术的重要组成部分。

1.2监测仪器

1.2.1按从监测仪器同灾害体的相对空间关系分为接触类和非接触类

（1）接触类：是指必须安装于灾害体现场或进行现场施测的监测仪器系列。如滑坡地表或深部位移监测、物理和化学场监测等。该类仪器所获得的信息多为灾害体细部信息，信息量丰富。

（2）非接触类：是指于现场安装简易标志或直接于灾害体外围施测的监测仪器系列。该类监测方法多以获得灾害体地表的绝对变形信息为主，易采用网式施测；特别是突发性地质灾害的临灾前后，具有安全、快捷等特点。如激光微位移监测、测量机器人、遥感雷达监测等。

1.2.2按监测组织方式分为简易监测、仪表监测、控制网监测、自动遥测

（1）简易监测：采用简易的量测工具（皮尺、钢尺、卡尺）对灾害体地表的裂缝等部位进行监测。

（2）仪表监测：采用机测或电测仪表（安装、埋设传感器）对滑坡进行地表及深部的位移、应力、地声、水位、水压、含水量等信息监测。

（3）控制网监测：在滑坡变形破坏区及周边稳定地带，布设大地测量或GPS卫星定位测量控制点网，进行滑坡绝对位移三维监测。

（4）自动遥测：利用有线和无线传输技术，对仪表监测所得信息进行远距离遥控自动采集、传输，可实现全天候不间断监测。

2地质灾害监测方法技术现状

地质灾害监测技术是集多门技术学科为一体的综合技术应用，主要发展于20世纪末期。伴随着电子技术、计算机技术、信息技术和空间技术发展，国内外地质灾害调查与监测方法和相关理论得到长足发展，主要表现在：

（1）常规监测方法技术趋于成熟，设备精度、设备性能都具有很高水平。目前地质灾害的位移监测方法均可以进行毫米级监测，高精度位移监测方法可以识别0.1mm的位移变形。

（2）监测方法多样化、三维立体化。由于采用了多种有效方法结合对比校核以及从空中、地面到灾害体深部的立体化监测网络，使得综合判别能力加强，促进了地质灾害评价、预测能力的提高。

（3）其他领域的先进技术逐渐向地质灾害监测领域进行渗透。随着高新技术的发展和应用的深入，卫星遥感、航空遥感等空间技术的精度逐渐提高，一些高精度物探（如电法、核磁共振等技术）的发展，使得地质灾害的勘查技术与监测技术趋于融合，通过技术上的处理、提升，该类技术逐渐适用于区域性的地质灾害和单体灾害的监测工作。

“八五”以来，我国在地质灾害监测技术研究方面取得了丰硕的成果，并积累了丰富的经验，使我国的地质灾害监测预警水平得到很大程度的提高；但是还存在一定的局限性，主要表现在：

（1）地质灾害监测技术、仪器设施多种多样，应用重复性高，受适用程度、精度、设施集成化程度、自动化程度和造价等因素的制约，常造成设备资源浪费，效果不明显。

（2）所取得的研究成果多侧重于某一工程或某一应用角度，在地质灾害成灾机理、诱发因素研究的基础上，对各种监测技术方法优化集成的研究程度较低。

（3）监测仪器设施的研究开发、数据分析理论同相关地质灾害目标参数定性、定量关系的研究程度不足，造成监测数据的解释、分析出现较大的误差。

因此，要提高地质灾害预警技术水平，必须在地质灾害研究同开发监测技术方法相结合的基础上，进行地质灾害监测优化集成方案的研究。

3地质灾害监测技术方法发展趋势

3.1高精度、自动化、实时化的发展趋势

光学、电学、信息学及计算机技术和通信技术的发展，给地质灾害监测仪器的研究开发带来勃勃生机；能够监测的信息种类和监测手段将越来越丰富，同时某些监测方法的监测精度、采集信息的直观性和操作简便性有所提高；充分利用现代通讯技术提高远距离监测数据信息传输的速度、准确性、安全性和自动化程度；同时提高科技含量，降低成本，为地质灾害的经济型监测打下基础。

监测预测预报信息的公众化和政府化。随着互联网技术的发展普及，以及国家政府的地质灾害管理职能的加强，灾害信息将通过互联网进行实时发布，公众可通过互联网了解地质灾害信息，学习地质灾害的防灾减灾知识；各级政府职能部门可通过所发布信息，了解灾情的发展，及时做出决策。

3.2新技术方法的开发与应用

3.2.1调查与监测技术方法的融合

随着计算机的高速发展，地球物理勘探方法的数据采集、信号处理和资料处理能力大幅度提高，可以实现高分辨率、高采样技术的应用；地球物理技术将向二维、三维采集系统发展；通过加大测试频次，实现时间序列的地质灾害监测。

3.2.2 智能传感器的发展

集多种功能于一体、低造价的地质灾害监测智能传感技术的研究与开发，将逐渐改变传统的点线式空间布设模式；由于可以采用网式布设模式，且每个单元均可以采集多种信息，最终可以实现近似连续的三维地质灾害信息采集。

3.3新技术新方法

3.3.1光纤技术（BOTDR）

光导纤维监测技术又称布里渊散射光时域光纤监测技术（BOTDR），是国际上20世纪70年代后期才迅速发展起来的一种现代化监测技术，在航空、航天领域中已显示了其有效性。在土木、交通、地质工程及地质灾害防治等领域的应用才刚刚开始，并受到各发达国家研究机构的普遍重视，发展前景十分广阔。

通过合理的光纤敷设，可以监测整个灾害体（特别是滑坡）的应变信息。

3.3.2时间域反射技术（TDR）

时间域反射测试技术（Time Domain Reflectometry）是一种电子测量技术。许多年来，一直被用于各种物体形态特征的测量和空间定位。早在20世纪30年代，美国的研究人员开始运用时间域反射测试技术检测通讯电缆的通断情况。在80年代初期，国外的研究人员将时间域反射测试技术用于监测地下煤层和岩层的变形位移等。90年代中期，美国的研究人员将时间域反射测试技术开始用于滑坡等地质灾害变形监测的研究，针对岩石和土体滑坡曾经做过许多的试验研究，国内研究人员已经开始该方法的研究工作，并已经在三峡库区投入试验应用阶段，同时开展了与之相关的定量数据分析理论研究。

所埋设电缆即是传感器，又可传输测试信号；该方法相对于深部位移钻孔倾斜仪监测具有安装简单、使用安全和经济实用等特点。

3.3.3激光扫描技术

该技术在欧美等发达国家应用较早，我国近期开始逐渐引进。主要是用于建筑工程变形监测以及实景再现，随着扫描距离的加大，逐渐向地质灾害调查和监测方向发展。

该技术通过激光束扫描目标体表面，获得含有三维空间坐标信息的点云数据，精度较高。应用于地质灾害监测，可以进行灾害体测图工作，其点云数据可以作为地质灾害建模、地质灾害监测的基础数据。

3.3.4核磁共振技术（NUMIS）

核磁共振技术是国际上较为先进的一种用来直接找水的地球物理新方法。它应用核磁感应系统，通过从小到大地改变激发电流脉冲的幅值和持续时间，探测由浅到深的含水层的赋存状态。我国于近期开始引进和研究，目前已经在三峡库区的部分滑坡体进行了应用试验，效果较好。

应用于地质灾害监测，可以确定地下是否存在地下水、含水层位置以及每一含水层的含水量和平均孔隙度，进而可以获知如滑坡面的位置、深度、分布范围等信息，从而对滑坡体进行稳定性评价，并对滑坡体的治理提出科学依据。

3.3.5合成孔径干涉雷达技术（InSAR）

运用合成孔径雷达干涉及其差分技术（InSAR及D-InSAR）进行地面微位移监测，是20世纪90年代逐渐发展起来的新方法。该技术主要用于地形测量（建立数字化高程）、地面形变监测（如地震形变、地面沉降、活动构造、滑坡和冰川运动监测）及火山活动等方面。

同传统地质灾害监测方法相比，具有如下特点：

（1）覆盖范围大；

（2）不需要建立监测网；

（3）空间分辨率高，可以获得某一地区连续的地表形变信息；

（4）可以监测或识别出潜在或未知的地面形变信息；

（5）全天候，不受云层及昼夜影响。

但由于系统本身因素以及地面植被、湿度及大气条件变化的影响，精度及其适用性还不能满足高精度地质灾害监测。

为了克服该技术在地面形变监测方面的不足，并提高其精度，国内外技术人员先后引入了永久散射点（PS）的技术和GPS定位技术，使InSAR技术在城市及岩石出露较好地区地面形变监测精度大大提高，在一定的条件下精度可达到毫米级。永久散射（PS）技术通过选取一定时期内表现出稳定干涉行为的孤立点，克服了许多妨碍传统雷达干涉技术的分辨率、空间及时间上基线限制等问题。

随着卫星雷达系统资源的改进和发展，以及相应数据处理软件的提高，该技术在地质灾害监测领域的应用将趋于成熟。

3.4地质灾害监测技术的优化集成

3.4.1问题的提出

（1）监测方法的适应性。对于各种监测方法所使用的监测仪器设施，均有各自的应用方向和使用技术要求；针对不同地质灾害灾种、类型，其使用技术要求（包括测点布设模式、安装使用技术要求等）不同。

（2）地质灾害不同的发展阶段。对于崩塌、滑坡等突发性地质灾害，不同发展阶段所适用的监测方法和仪器设施各异，监测数据采集周期频度不同。

（3）监测参数与监测部位。实践证明，一方面，不同的监测参数（地表位移、深部位移、应力、地下水动态、地声等）在不同类型的灾害体监测中具有不同程度的表现优势；另一方面，同一灾害体不同部位的监测参数随时间变化趋势特点并不相同，即存在反映灾害体关键部位特征的监测点，又存在仅反映局部单元（不具有明显的代表性，甚至是孤立的）特征的监测点。因此，监测要素（监测参数、监测部位）的优化选择，是整个监测设计工作的基础。

（4）自动化程度。决定于设备的集成度、控制模式、数据标准化程度和信息发布方式。

（5）经济效益。决定于地质灾害的规模、危害程度、监测技术组合、设备选型等因素。

3.4.2设计原则

地质灾害监测技术优化集成方案遵循以下原则：

（1）监测技术优化原则：针对某一类型地质灾害，确定优势监测要素，进行监测内容、监测方法优化组合，使监测工作高效、实用。

（2）经济最优原则：首先，不过于追求高、精、尖的监测技术，而应选择发展最为成熟、应用程度较高的监测技术；其次，对于危害程度较大的大型地质灾害体，可选择专业化程度较高的监测技术方法，由专业人员进行操作、维护，对于危害程度低，规模小的灾害体，可选择操作简单、结果直观的宏观监测技术，由群测群防级人员进行操作。

3.4.3最终目标

根据不同种类地质灾害和不同类型地质灾害的物质组成、动力成因类型、变形破坏特征、外形特征、发育阶段等因素，研究适用于不同类型地质灾害的监测要素（监测参数、监测点位的集合）、监测方法、监测点网的时空布置模式、监测技术要求，建立典型地质灾害监测的优化集成方案。

G. 　地质灾害防治工程评价的基本方法

一、地质灾害防治工程评价的基本目的与内容

地质灾害防治工程有两种解释。从广义上看，地质灾害防治既包括：区域地质自然环境治理；直接性地质灾害的监测、预测、预报、预防和治理；还包括地质灾害救灾以及减灾宣传、减灾法规等减灾管理工作。从这个意义上说，地质灾害防治是一项内容十分广泛的系统工程。与此相区别的是狭义的地质灾害防治工程。狭义的防治是针对某一个地质灾害体或某一个较小范围内的某种地质灾害——如一个危岩、滑坡、泥石流或一个地区的岩溶塌陷、地面沉降、地裂缝等所实施的以限制地质灾害活动和保护受灾体为目的的直接性防治措施。这些措施主要包括上面已经介绍的工程措施，以及监测、预测、预报等措施。

广义的地质灾害防治工程不但包括的内容十分广泛，而且还常常涉及广泛的地区。为了更有效地减灾、防灾，促进地区经济或区域经济与资源、环境的协调发展，对此进行全面的分析评价，使其充分发挥作用，这无疑是非常必要的。但这种分析评价一般都需要结合地区或区域环境整治和经济发展进行综合研究。这种研究属于区域环境－经济研究范畴，不是本课题研究任务。这里所指的防治工程评价是对狭义的地质灾害防治工程的分析评价，是针对某一具体灾害对象防治措施的减灾效果和经济合理性进行分析评价。

地质灾害防治工程评价的目的就是实现地质灾害防治的最优化原则。如前所述，地质灾害防治具有相对性特点。特别是对于我们这样一个面积辽阔的大国，地质灾害分布十分广泛，不可能、也没必要对所有的地质灾害都进行全面的预防和治理；尤其是在国家和社会财力还非常有限的情况下，只能选择少部分重点灾害进行专门防治。因此，这就需要通过防治工程评价，对比不同灾害防治项目的可能效益，在此基础上规划安排防治顺序，确定优先防治项目，以便使有限的防治资金最充分的发挥作用。

地质灾害防治工程评价除了为确定防治项目提供直接依据外，对于已经选定的防治项目要取得充分的防治效果，同样有许多经济问题和技术问题需要进一步地分析、评定。对于某一地区的地质灾害可能有多种防治方法。因而首先应研究哪种或哪些方法最符合实际。它不但在措施上最为得力，而且经济效益最佳。这就需要进行技术分析和经济评价。此外，即使已经选择了防治措施，但是在工程设计中，按照哪一级设防标准设计工程规模，既能够有效地防治灾害，保护受灾体，又不致浪费资金，这也需要进行技术分析和经济评价。例如，不同情况下泥石流灾害的防治措施可以有很大不同。如果泥石流活动非常频繁，而危害对象仅仅是少数散居在山区的农户时，就不一定进行专门的工程防治，只需将这些农户搬迁，安置到安全地区即可；然后结合植树造林、水土保持进行环境治理，就可以收到既实现减灾，又避免花费大量资金的效果。如果泥石流危害铁路、公路安全，则应要根据实际情况采取不同的防治措施。如：局部改线，避开灾害威胁；实施防护工程，保护铁路、公路安全；治理泥石流，削弱其强度或导流至无交通设施分布地带。如果泥石流危害重要企业或城镇安全，就要实行包括生物工程、防护工程、治理工程在内的综合防治措施。各种工程的设计标准，既要安全有效，又要经济合理。因此，地质灾害防治工程评价不仅是选择防治项目的直接依据，而且也是项目防治方案优选的重要依据。

综合上述，地质灾害防治工程评价的基本内容和目的是：分析地质灾害防治工程的科学性，评估地质灾害防治工程的经济效益，评价地质灾害防治工程的可行性和合理性，为地质灾害防治项目优选和方案优选提供依据。

二、地质灾害防治工程评价方法

（一）地质灾害防治工程的技术评价与经济评价

根据地质灾害防治工程评价内容，把它的评价方法相应地划分为两类。一类是技术评价，即：分析评价防治工程能否按照设计目标有效地扼制灾害活动或者保护受灾体；分析防治工程本身的结构、强度等是否符合规范或实际要求。技术评价主要是从自然科学角度综合分析防治工程的可靠程度，评价它的功能或效果。第二类是经济评价，即分析防治工程的经济效益，从经济学角度评价防治工程的合理性。技术评价和经济评价虽然都是防治工程评价的不可缺少的方法，但由于不同地质灾害技术评价的方法相差较大，而且在已有的勘查和研究工作中，对大部分地质灾害防治工程已经形成了比较成熟的理论和方法，所以本课题仅进行防治工程的经济评价分析。

（二）地质灾害防治工程经济评价核心指标及其特点

地质灾害防治工程经济评价的核心指标是防灾经济效益F（X）。效益是指某种经济活动所获得的成效与所付出的代价之比。生产产品的产业活动（如工业、农业）的效益是指产品的价值或利润与产品成本的比值。房屋等工程建筑效益指的是这些建筑的价值与建筑成本的比值。地质灾害防治工程既不是生产性工程，也不是商品性工程。它的价值和经济效益与一般工程具有不同的特点。主要有下列几点：

1.间接性特点

在多种地质灾害防治工程中，只有少数措施能产生直接效益。如为了治理泥石流灾害实施生物工程，植树造林，在一定时期后可得到一定收益。但这种收益只是一种附带性的“副产品”。其主要效益是体现在保护了人民生命财产，减少了灾害损失。所以，灾害经济学属于守业经济学。防灾效益是通过“以负换正，减负为正、负负得正”的方式间接地反现出来。

2.潜在性特点

一般产品在投入使用以后，就为消费者所连续使用，其价值不间断地发挥作用。但地质灾害，特别是突发性地质灾害，并不是每时每刻都在进行。所以，一般地质灾害防治工程往往长时间地处于“待命”状态，只有灾害发生时，它才显出“英雄本色”，发挥其“养兵千日，用兵一时”的功能。

3.长远性特点

地质灾害防治工程一般具有较长的使用期限，少则几年，多则几十年或上百年。除了在工程寿命期内产生效益外，有的地质灾害经过一段时间的防治可基本消除。有的虽然没能完全根治，但通过一定防治后，使地质灾害防治地区的环境得到改善，走上了良性循环发展道路，逐步增强了防治地区自身的“免疫”功能，使地质灾害不断缓解，并最终消除。因此，其效益更是长远无期的。

（三）地质灾害防治工程经济评价的基本要素

地质灾害防治工程经济评价的基本要素包括：灾害危害强度（W（q）），即地质灾害对受灾体的威胁破坏程度；防灾度（F（s）），即防治工程对灾害的可能防御程度；设防标准（F（b），即防治工程的设计防灾能力；防灾功能（F（g）），即防治工程可能实现的消灾能力、对受灾体的防护能力以及可能产生的其它作用；防灾收益（F（y）），即用货币形式反映的防灾功能；防灾成本（F（c）），即亦称防灾投入，指防治工程所需要的材料、劳动等投入，在核算时可用货币反映。

（四）地质灾害防治工程经济效益核算方法

1.地质灾害防治工程功能函数模型

如前所述，地质灾害防治工程效益主要体现在减损作用，少数工程具有社会经济增殖功能。因此，分别用损失函数（L（s））和增殖函数（I（s））来反映：

地质灾害灾情评估理论与实践

（1）式表明，灾害损失（L）随防灾度（S）的增大而减小。它在对灾害无任何防治能力时，即S趋于0时，理论上灾害破坏作用将无限延长，灾害损失趋于极大值（无穷大）；当防灾度趋于100%（或实际应用中出现S＞1的高冗余度，即防治力度超过发灾潜力）时，灾害损失趋于零。

（2）式表明，防治工程的增殖作用（I）随防灾度（S）的增在而增大。但它并不是无限的，其最大值取决于防治工程所具有的最大增殖可容度。

L（S）和I（S）的代数和构成防治工程的防灾功能函数。即：

地质灾害灾情评估理论与实践

式中L（S）为负值。

图8-1和8-2反映了上述各种关系。

图8-1地质灾害防治工程投入与灾害损失关系

图8-2地质灾害防治工程投入与效益关系

2.地质灾害防治工程经济效益评价模型

地质灾害防治效益采用投入产出法进行计算。

一是纯收益法。即以产出与投入的差值反映防治工程的经济效益：

地质灾害灾情评估理论与实践

二是相对收益法。即以投入产出的比值（简称产投比）反映防治工程的经济效益：

地质灾害灾情评估理论与实践

式中：F（x）₁和F（x）₂——防治工程在有效期内获得的防治效益；

F（y）——防治工程在有效期内获得的各种收益；

F（c）——按一定防灾度和设防标准，规划设计的防治工程的成本投入。

3.地质灾害防治工程收益核算

如前所述，地质灾害防治工程收益主要表现为减灾收益，即实施防治工程后可能减少的灾害损失。采用下列几种方法进行核算。

（1）期望损失法减灾收益等于无防治条件下的灾害期望损失与防治条件下的期望损失之差。即：

地质灾害灾情评估理论与实践

式中：F（g）_s——减灾收益；

S（Z）——无防治条件下灾害的期望损失；

S（F）——设计防治工程条件下灾害的期望损失。

其评价核算方法见本报告第七章。S（F）与S（Z）所不同的是在期望损失评价模型中，灾害活动概率（速率）、危害强度、危害范围等要素值需根据防治工程的设计目标确定。

（2）防灾度法根据防治工程设计目标所要达到的防灾度计算减灾收益。即

地质灾害灾情评估理论与实践

式中F（S）为防灾度。在这里指的是实施防治工程后使灾害经济损失减少的幅度（%）。

（3）比拟法同已经运行的同类防治工程进行比拟，概略地确定减灾收益。即：

地质灾害灾情评估理论与实践

式中：k为修正系数；F（y）_s´为同类工程的减灾收益。

少数防治工程除主要取得减灾收益外，还附带有一定的增殖收益。对此，需根据收益性质进行核算。如农林牧产品收益可根据单位产品市场价核算。

防治工程的总收益为减灾收益与增殖收益的总和。

4.地质灾害防治工程成本核算

基本途径是采用影子工程方法全成本核算防治工程的投入。

需要注意的是，防治工程投入是一种动态投入。所以，简单地根据工程设计方案一次性地核算静态投入就不能与以期望损失为基础的减灾收益相匹配，因而得不到合理的防治效益。

防治工程的动态投入首先表现在防治工程投入运行后，会随着使用年限的延长而折旧坏损。因此，要么降低效能，影响防灾度；要么需要维修，以基本保持其功能。在通常情况下，防治工程要进行经常性维修，因而要将维修费用连同初始成本一并计入工程投入。即防治工程投入等于初始成本加上维修费用。维修费用除了采用影子工程法进行测算外，还可以按照初始成本的一定比例进行核算。其比例数值可根据防治工程的使用年限，大致按折旧率的50%确定。

在核算防治工程投入时，除了需要考虑运行中的维修费用外，还需要考虑防治费用的折现情况。之所以如此，是因为我们在核算防治效益时，可能出现有关的不同要素（期望损失减少值、初始成本、防治费用等）的预测时间年份不同，那么由于物价因素的影响，这些要素就不是“站在同一水平线上”，因而它们的可比性就将打折扣。基于这种情况，在核算防治工程投入时，需要根据利率变化进行贴现计算。其函数模型为：

地质灾害灾情评估理论与实践

式中：PV_r——防治工程投入费用的贴现值；

r——年名义利率；

t——时间（a）。

在离散的情况下，上式为：

地质灾害灾情评估理论与实践

式中：i为年贴现利率。

（五）地质灾害防治工程优化分析

如前所述，为了使有限的防治资金发挥最充分的减灾效果，需根据最优化原则选择防治项目和确定防治方案。所谓最优化原则，主要体现在三个方面，即：具有充分的科学性，符合地质灾害防治特点和有关的规范、标准要求；在技术方法、财力、物力以及施工条件等方面切实可行；获得最佳经济效益。

防治工程的科学性、可行性主要通过技术分析进行评价。防治工程的经济效益则是根据以上提供的方法进行分析评价。为了根据防治工程经济评价结果，做好防治工程优选，对最优化理论和优选的基本方法进一步分析如下。

通常情况下，防治费用和防灾度（或减灾效果）互为消长关系。即防治投资增加，防治工程规模加大，防灾度提高，灾害损失下降。基于这种关系，为了有效地保护人民生命财产安全，当然是实施的防治工程越多、越可靠，减灾效果越充分。但这显然是不科学的，对于绝大多数地质灾害防治工程来说，不可能片面追求防治效果，而不顾防治投入的多少。在这一矛盾面前最科学的选择是实现防治效果与防治投入的最佳结合。

前面的图8-1和图8-2是根据多数实践结果绘制的地质灾害防治工程投入与灾害损失和防治收益的一般变化关系。它表明，随着防治工程投入的增加，虽然灾害损失减少，收益增加，但它们都不是线性关系。当防治投入达到一定规模后，灾害损失减少的幅度和防治收益增加的幅度会明显降低，这意味着在此之前所进行的防治投入获得的收益（产投差或产投比）明显，而后的防治投入获得的收益变小。因此，我们可以在对不同投资力度下防治工程经济效益分析的基础上，选择预期损失或防治效益转折部位O’的“临界”投入F（c）’作为最佳投入。依此确定相应的防灾度F（s）’及工程方案（图8-3）。

图8-3地质灾害防治工程优化投入示意图

当然，图8-3显示的是最理想的情况，实践中的情况可能要复杂得多。有时所谓“临界值”并不是一个点，而是一个区间，在这种情况下可采用该“临界段”的平均值或最高值选择防治方案。有时可能不存在“临界点”或“临界段”，在这种情况下只能根据不同设计方案的预期收益，直接分析对比后选择最优防治方案。

在分析评价同一项目最优防治工程的基础上，进一步对不同项目的最优方案进行分析对比，本着优中选优的原则，进行项目优选，编制防治规划，排列防治顺序。