地質災害國外研究
A. 主要環境地質和地質災害問題研究現狀
從廣義上講，環境地質問題包括地質災害在內。為了便於區分，把地質作用造成的災害如火山活動、地震等作為自然地質災害；而人類活動誘發的地質災害，如地面沉降，地下水污染等則納入狹義的環境地質問題的范疇。當然，自然規律是十分復雜的，有些地質災害是兩種作用，即地球的內、外動力作用，再加上人類活動的作用造成的。如地裂縫、滑坡等。因此這只是相對的區分，並不是在任何情況下都能截然分開的。
1）大江、大河開發中的環境地質問題
在大江、大河興建水利樞紐工程，使地質環境（岩土體環境、地應力環境、水環境）發生變化，導致庫岸崩塌、滑坡、浸沒、水庫滲漏、淤積甚至可能誘發水庫地震等及其它次生地質災害發生。目前世界上已有100餘座水庫發生了誘發地震。研究多圍繞災害的成因機制、預測評價進行。中國的長江、黃河，巴西的亞馬遜河、美國密西西比河、俄羅斯伏爾加河等的開發中，都曾有各自不同的環境地質問題發生。近年來開始重視對工程興建後造成流域內生態地質環境的變化。在第30屆國際地質大會上交流了這方面的研究成果。中國學者提出在江湖整治和長江中下游防洪中一個重大的環境地質問題是：洞庭湖地質環境系統由於受到構造沉降、沉積物的淤積和人為圍墾因素的相互作用，很可能湖區將會繼續逐漸縮小，以致消失。黃河三門峽水庫淤積造成環境惡化，無法達到原設計效益，雖然後來採取泄洪排沙等措施，但已造成很大的影響。這是個沉重的教訓。
2）核廢料處置的環境地質問題
核能的利用在各國能源結構中的比例近年來有所上升。現實的地質問題就是核電站的選址及核廢料的處置庫選址。對於後者，尤其是高水平放射性廢物處置庫的環境水文地質、工程地質條件要求很高。德國、中國、瑞士、日本等國都開展了這方面的研究工作。他們提出除了考慮場址的地殼構造穩定性，介質的低透水性和一定的對核素吸附滯留能力外，對地震的影響也要考慮。
高放核廢物的泄漏主要原因是和地下水接觸。在處置後長達104～106a內高放核廢物仍保持其有害性質。在此期間北半球有可能經歷幾次冰河期，地表水、地下水及其物化性質都將發生變化，對此英國學者作了重要的探索。Boulton G.S利用過去幾次冰河期的數據建立了冰河作用下岩石水力學和地球化學模式，重現了冰河期地表水加速入滲，地下水流速及物化性質的變化，並探討了處置庫主岩在冰河作用下的長期特性。King-ClaytonLouisa M等和瑞典合作，研究了今後100ka內北歐四次冰河對一個假設的瑞典南部深度為500m的核廢料處置庫的安全影響，進行了預測性的探討。這里涉及到全球和當地的海平面變化，冰蓋厚度、永久凍土厚度的變化以及地形變化等問題。美國新墨西哥州WIPP（Waste Isolation Pilot Plant）開展了軍用超鈾廢物處置庫的研究。處置庫主岩為岩鹽，深度300m左右，重點研究不同地質概念模式對處置庫性能預測的影響。
低滲透性介質一般選擇結晶岩、粘土和蒸發岩等。比利時、韓國學者對粘土的主要特性（如吸附性）以及處置的可行性和安全性進行了研究。中國從80年代中期開始研究高放核廢物的處置。
3）地質資源、礦業開發的環境地質問題
采礦活動不僅造成地表破壞，引起地面沉降、塌陷或邊坡崩塌、水土流失等災害，還因廢渣、尾礦堆放造成土壤和水以及大氣的污染。捷克西部波希米亞地區因采礦引起土壤、水和空氣的污染。從發電廠排出的廢物酸化了土壤和地表水，每燃燒1t煤就會向大氣釋放60kg的SO2。1987年捷克全國就有2.9×106t排放物，此外還有各種痕量金屬，結果之一是本地的雲杉完全枯萎，另一結果是當地地表水中鈹的含量增加。溶解法開采鈾已引起了嚴重而復雜的環境問題。烏茲別克地質科學院開展了對KEMIN采礦聯合體的多金屬礦、稀有金屬及稀土礦周圍地區被重金屬污染的研究。一些西方發達國家如加拿大80年代便開始重視礦業開發環境的研究，如減輕酸性排水和發展生物工程技術，從廢水中除硒、銅等，取得成效。美國、加拿大、澳大利亞等國還制定了相應的礦業環境法規以加強環境管理。德國學者指出，當今采礦搬運量為17.8km3/a，遠遠超過先前全球河流搬運物4.5km3/a。這說明人類采礦活動對環境影響是原來風化作用的4倍。據不完全統計，中國因采礦塌陷造成環境破壞的城市近40個。因采礦產生的大量廢水、廢液未經處理自然排放，處理率不到5%。固體廢物、尾礦的治理量也很低。礦山環境惡化趨勢尚未得到有效遏制。
工業區排放的大量工業廢氣，尤其是SO2,NO2等與水汽結合，降落成為含硫酸、硝酸腐蝕性很強的「酸雨」（pH＜5）。它不僅使地表水水質變壞，土壤酸化，還滲入地下污染地下水。世界現有三大酸雨區：北美酸雨區、歐洲（北歐）酸雨區以及中國西南華南酸雨區。前兩地區正在治理。中國SO2年排放量約1800×104t，超過美國現在水平（1600×104t），雨水中pH值已低於4.5。據1995年的分析觀測資料，我國酸雨面積逐漸擴大，已佔國土面積29%，出現頻率也在上升，個別南方省市還有年平均pH＜4.0的地區。
4）城市建設的環境地質問題
城市建設牽涉到土地利用、地下資源開發、水資源（主要是地下水）利用和環境污染等環境地質問題。香港、加德滿都和麥德林等城市，由於在不穩定斜坡上大量建築，發生滑坡和其它塊體運動，遭到很大損害。
現在世界各大城市如何安全處理大量的固體廢棄物（垃圾）、有毒廢液和工業廢料已成為一個重要問題。一些主要城市每天垃圾產生量東京高達3×104t，紐約、巴黎也各有1.4×104t和0.9×104t，不過這些都經過處理。北京日產垃圾量1.2×104t，只有部分處理，這就成為污染水源、土壤和大氣的重要來源。
當前側重研究的問題有：垃圾填埋場的選址，垃圾淋濾液的控制與調查，污染水暈的阻滲牆設計，廢液含水層注射以及廢物綜合利用等方面。國外在城市垃圾填坑設計和運轉方面防治環境污染的對策，主要採取沖洗－減緩法和包容方法，即填坑頂底部有蓋層和墊層。第30屆國際地質大會交流了對地質環境污染指數因子的研究，如澳大利亞利用瀉湖深部特殊沉積物（底棲有孔蟲）查明了人為污染來源。日本學者利用地質污染單元的概念，將地質環境污染劃分為地下空氣污染、沉積介質污染和地下水污染。由於有機物污染在治理上難度較無機物更大，現研究重點已逐漸由「無機污染」轉向「有機污染」，如研究地下水中非水相有機重液監控和有機物在含水層中的轉化程式等問題。
城市水源污染問題也日益嚴重。墨西哥城、聖保羅的飲用水源面臨工業廢物的污染。第30屆國際地質大會上，英、俄、南非、中國學者介紹了城市環境地質問題及評價方法，城市規劃中的土地利用、評價、水資源開發、地震等方面的研究現狀。會議認為目前大城市建設規劃只注意了地表條件，對於深層次的地質環境問題和地質災害問題重視不夠，導致許多環境與災害問題未能及早發現和治理。在城市地質研究中值得重視的是地質信息如何及時提取表述，以便規劃和決策者使用。這方面荷蘭De Mulder E.F.Jyz研製的「地下市政信息系統」（MUIS），存入了有關地質、環境及市政建設數據和圖形信息，使用很方便。國際地科聯地學環境委員會組織了國際城市地質工作組以推動城市地質學和城市地質工作的進展。
5）不合理的土地利用和水資源開發引起的環境地質問題
人類過度墾殖、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達到了驚人的程度。全球每年有600×104hm2土地變成沙漠，經濟損失每年約423億美元。中國荒漠化總面積已達國土總面積的8%。到80年代中國每年有2100km2淪為沙漠。據專家調查統計，中國北方土地沙漠化的成因類型中，有89.7%是由於過度放牧、開墾和樵採，有9.6%是由於水資源利用不當造成的。水土流失在歐洲各國中，以西班牙最嚴重，造成植被減少，農業產量降低，流入河中泥沙增多，導致洪水爆發頻率及嚴重程度的增加。中國水土流失面積達179萬km2，每年流失土壤總量達50×108t。黃河每年的泥沙攜帶量50年代為16×108t，實際上現已達到19.7×108t。這絕大部分是黃河上、中游水土流失造成的。
由於人類對地表水與地下水資源開發缺乏統一協調和綜合利用，使①有限的水資源嚴重浪費，大水漫灌，造成大面積的土壤鹽鹼化。如中國西北地區因此形成的土壤鹽鹼化面積達113×104hm2。新疆1/3以上耕地不同程度地發生鹽鹼化，寧夏灌區也存在類似問題。②流域上游大量消耗水資源、興建水庫等，造成下游水量減少，甚至河流斷流、湖泊乾涸、水質惡化、沙漠化、荒漠化現象擴展、地下水補給減少、泉水枯竭。如著名的黃河下游斷流已由1995年的122天延至1997年的226天。新疆的羅布泊湖現已全部乾涸，成為一片荒漠。據統計，近30年來全疆沙漠面積擴大了3.4萬km2，使333×104hm2土地和草原被沙漠所吞沒。
6）超采水資源（主要是地下水）造成的環境地質問題
超采地下水引起水位大幅度下降，導致水井變干，水質惡化，地面沉降，在沿海地區發生海水入侵等。中國長江三角洲平原及河北平原的區域性地面沉降就是由於大面積超采地下水造成的。前者在5000km2內的累計沉降量約1m。地處三角洲腹地的蘇錫常地區已沿滬寧線形成沉降窪地，地面沉降量大於0.3m的面積超過1000km2。地面沉降發展過程與地下水開采強度有關，其沉降量與地下開采量大小呈同步變化趨勢。河北平原以農業用水為主。70年代以來大量開發利用深層地下水，現累計沉降量超過0.1m的區域面積已達3.6萬km2。城市地面沉降影響損失更為突出。上海地區已下沉1～2m，天津50年下降了2.7m。地面沉降造成地裂縫、洪澇積水、工程破壞等危害。世界上不少城市，如休斯敦、威尼斯、曼谷、雅加達和加爾各答等，位於河流三角洲和濱海平原，都有嚴重的地面沉降。
沿海城市由於超采地下水還受到海水入侵的災害。主要表現在淡水資源日益短缺和地下水環境逐漸惡化。如中國，位於渤海的遼東灣、渤海灣、萊州灣，黃海的膠州灣、海州灣，都受到海水入侵的災害。其中尤以山東萊州灣最為嚴重，入侵面積1995年已發展到970km2。研究的內容側重海水入侵規律、水－岩作用及其數值模擬和水資源的開發、管理等。
7）主要地質災害問題
地質災害災種繁多，危害嚴重且突發性強的有地震、火山噴發、岩崩、滑坡、泥石流、地面塌陷、岩溶災害，還有煤礦突水、瓦斯爆炸等。
（1）地震災害。從地質角度當前主要側重研究其區域活動構造（特別是大陸內部的活斷層），古地震，破壞性大地震的地震地質構造以及與地震危險性評價有關的地震地質問題等熱點。在第30屆國際地質大會上探討了1995年日本阪神大地震的地震構造、地面斷層、活動斷裂、海下和城區活動層等問題，反映了在大城市附近的強破壞性地震的最新研究動向。
地震預報近期在國際上的新進展突出表現在空間技術的應用，從方法、機理到實際震例。地震前兆觀測還引進了地熱觀測，地氣（Hg、He等）觀測等新技術方法，反映了在地球物理、深部氣體地球化學等方面探索地震前兆的工作。地震預報的分析研究方法運用遺傳演算法、神經元方法、非線性理論等取得良好效果。俄羅斯提出多種前兆綜合時空動態圖像的分析方法，地下水應力場研究，以及地下水形變場的動力學研究都有較高的水平。
在地震災害方面正在執行兩個大型的國際合作計劃：「全球地震危險性評估計劃」（GSHAP）和「全球地震災害圖計劃」（WSRM）。印度、尼泊爾、巴基斯坦、中國協調合作研究喜馬拉雅地區地震災害定量分析時，建立了跨國家的地區級資料庫，並規劃了方法，這在以往研究中是不多見的。據陳祺福研究，關於全球地震損失估計的研究在科學上的重要突破主要表現在：發展了地震危險性評價的面源、潛在震源模型；提出了估計面源模型參數及其不確定性的新方法；得到了地震發生概率和超越概率之間關系的公式；用GDP作為表示社會財富的宏觀指標體系；首次得到了GDP－地震動－損失關系曲線；發展了估計未來地震災害損失基於GIS的計算機演算法。
（2）火山活動。第30屆國際地質大會反映了以中國吉林長白山天池近代火山活動為例的最新研究進展，如該火山噴發的年代學，噴發的物理過程及動力學，深部岩漿囊探測及大噴發觸發機制，火山噴發氣候效應等。
（3）海平面上升。全球性氣候變暖導致全球性海平面上升，而沿海地帶首當其沖受害：低地淹沒，風暴潮和海蝕加劇，鹹水入侵，河口生態環境發生變化。如淤積、倒灌、污染程度加重，沿海防禦工程抗災能力降低，需要提高設計標准。經過實地考察及有關資料綜合分析預測，中國學者對中國沿海三大三角洲地區，到2050年海平面可能上升的幅度作出評估：珠江三角洲地區50～60cm，長江三角洲地區60～80cm，天津地區70～90cm。沿海城市如上海、天津由於超采地下水形成的地面沉降幅度遠大於海平面上升率，因此相對海平面的上升還要疊加上地殼下沉的幅度。
（4）滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。這類地質災害突發性強，造成損失很大。據中國統計每年發生的滑坡數以萬計，泥石流溝有一萬多條，多集中在中部南北帶。40年研究結果表明，在時間上1954～1960年，1963～1975年，1980～1985年均為頻次高發期。泰國南部的山麓地帶由於花崗岩岩石風化形成1～10m厚的砂礫質土，坡度達35°以上，1988年發生大規模滑坡及泥石流，損失達2.5億美元。
當前在研究地區性滑坡及實例方面，對於其形成機制、穩定性分析、預測及控制措施問題，較廣泛採用模型模擬及數值模擬的方法。在災害區劃方面運用了遙感及地理信息系統（GIS）。在空間預測方面有採用人工神經網路方法的。在滑坡發生時間預測方面不少研究論文採用離散元分析、離散元與時序分析相結合的方法。在滑坡發生時間預報方面有用滑坡變形功率的新理論准確（僅差22h）預報甘肅永登黃泗滑坡的實例。黃泗滑坡總體積近6×106m3，居民因預先撤離，無一傷亡。這在世界滑坡預報史上是一個極為罕見的成功實例。
B. 國外地質災害風險評價方法怎麼與中國國情相結合
一、中國地質災害風險評價特點
①服務對象：地方各級人民政府。
②目的：為地方各級人民政府地質災害減災防災，風險決策與風險管控提供科學依據。
③地質災害減災防災、風險決策與風險管控需要什麼樣的成果資料？
一一地質災害危險源在那裡？
一一危險源危險區范圍？
一一危險區內受威脅人數和財產=？
一一發生不同危險等級的概率？
二、國外地質災害風險評價方法
①目的？
②服務對象？
③適用條件？
三、取長補短，強調實用性與可操作性。
C. 中國地質災害風險性與國外地質災害風險性有什麼不同
中國有2/3的地域面積都處於山地或者是高原。因此地殼運動比較活躍。所以發生地質災害的風險性很大。
D. 近十年國外主要的地質災害監測系統有那些
四信地質災害抄監測預警系統，通過野外監測站對降雨量、表面位移、泥水位、地聲、次聲、孔隙水壓力、視頻、深部位移、土壓力等要素進行實時監測，使用GPRS/LoRa/3G/4G等通信方式將數據傳輸到管理及監測預警雲平台，為防災減災提供實時信息服務。。
四信地質災害監測預警系統，廣泛應用於滑坡監測預警、泥石流監測預警、地面沉降監測預警、崩塌監測預警等，有效保障地質災害多發地區人民群眾的生命與財產安全。
系統由現場採集層、無線傳輸通信層、預警發布中心3部份組成。
實時監測地質災害多發區的各維度數據，為科技決策提供依據
系統可快速採集、傳輸、計算、分析、存儲各監測點的監測數據，包括雨量、泥水位、地聲、次聲、孔隙水壓力、土體沉降、地表裂縫、深部位移、地下水、土壓力、表面位移、土壤含水量、圖像視頻、電源電壓和環境溫度等，並對數據進行糾錯處理，減少數據誤碼率、提高數據完整率。
E. 地質災害易發區國內外研究現狀
4.1.1 國外現狀
由於研究的地域范圍不同和對地質環境認識的差異，國內外研究者對地質災害易發區的理解也有不同。
國外對地質災害敏感性評價類似我國的地質災害易發程度評價。美國災害敏感性評價以地質、地形條件和以往發生的災害空間分布情況為依據進行評價（Nilsen，1977；Shek，1977；Carrara，1983，Brabb，1984，Brand，1988；Cross，1998等）。美國地質調查局在《美國國家滑坡減災戰略——減少損失的框架》（2003）中認為，可供規劃和決策使用的滑坡編目和滑坡敏感度圖對全國滑坡多發區是絕對必要的。
歐洲國家在阿爾卑斯山較多地開展了滑坡敏感度和危險性評價，並把評價結果應用於滑坡災害的減災管理。義大利P.Aleollt（2000）採用GIS技術對義大利北部阿爾卑斯山前緣的Piedmont地區的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆積等災害的敏感性、危險性及總的風險進行了區劃性制圖研究。A.Car-rara，M.Cardinali和F.Guzzetti等（1991）利用GIS技術將統計模型應用於義大利中部某小型匯水盆地的滑坡敏感性和危險性評估。亞洲國家，如日本、韓國在一些滑坡地質災害多發區也開展了滑坡敏感度和危險性評價，H.Haruyama和H.Kawakami（1984）利用數學統計理論對日本活火山地區由降雨引起的滑坡災害進行了敏感性和危險性評價，Saro Lee對韓國的一些地區分別應用多元統計和神經元網路模型進行了滑坡災害敏感性和危險性評價。一些國家，如澳大利亞直接開展斜坡地質災害風險評價，其中敏感性和危險性評價是其基礎，如M.Michael-leiba等（2000）在澳大利亞的一項城市發展規劃項目的斜坡地質災害研究中，把斜坡災害的敏感性、危險性、易損性、風險評價作為一體，以GIS軟體為技術平台，分別採用平面和三維評價系統，對Cairns地區進行了斜坡地質災害的敏感性、危險性和風險評價。Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在分析哥倫比亞的Medellin地區滑坡、泥石流等斜坡不穩定性引起的區域地質災害敏感性和土地及生命易損性的基礎上，利用GIS技術將兩者合成製作了風險評價分區圖。
4.1.2 國內現狀
進入21世紀以後，在原有研究的基礎上，我國在全國范圍內有計劃地開展了全面的地質災害調查與防治，積極吸取國際地質災害防治研究的先進方法，並公布實施了《地質災害防治條例》，將地質災害易發區的研究納入了國家法制的軌道。
1）1999年以來，在全國地質災害嚴重區開展了以縣（市）為單元的「縣（市）地質災害調查與區劃」工作。調查災種為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等，截至2005年，共進行了700個縣（市）地質災害的調查與區劃工作。中國地質環境監測院已完成545個縣（市）信息系統的集成和綜合研究。
在各調查縣（市），根據野外調查的結果和地質環境資料，結合災害點和災害隱患點的密度，劃分地質災害易發區並編制「地質災害分布與易發區圖」是其主要任務之一。《縣（市）地質災害調查與區劃實施細則》明確指出「地質災害易發區」是指容易產生地質災害的區域。基於地質災害現狀，地質災害易發區可劃分為高易發區、中易發區、低易發區和不易發區四類。
2）從2002年開始，各省陸續開展了分省地質災害防治規劃工作，主要依據1∶50萬環境地質調查和縣（市）地質災害調查成果，對省內地質災害易發區進行了初步劃分，22個省編制了分省地質災害易發區圖（1∶50萬～1∶200萬）。
3）張梁等（2002）將地質災害易發區表述為地質災害危險性評估，並認為地質災害危險性（易發程度）評估就是研究不同地層單元組合、區域地質構造單元特徵、地形地貌條件下的區域地質災害規律，以及氣象、人類活動方式條件下的區域地質災害誘發規律和時間活動規律。前三類因素是決定地質災害區域分布規律的背景因素組合，這些因素具有空間上的分布規律，而且隨時間的變化性極小，屬於穩定型的控制因素，是地質災害易發程度的背景條件。後兩類因素屬於地質災害的觸發因素，隨時間的動態變化較大，它們與背景條件的組合狀況決定了地質災害的時空規律。
4）岑嘉法（2003）認為，地質災害易發區是指地質環境條件脆弱，具備發生地質災害條件，容易產生地質災害的區域。如在地球內動力作用強烈地區（高地震烈度區、活動斷裂區、區域構造交會處等）、地球外部營力作用強烈帶（如暴雨中心區、河流侵蝕帶、岩土體鬆散分布區等），以及人類工程經濟活動劇烈地區（如人口密度大，工業、農業、城鎮、交通建設強度大區）等。只要有觸發因素，即可產生地質災害。該區的確定，主要通過較大比例尺的環境地質與災害綜合調查後實際圈定，經濟建設與工程安排應盡量避免在易發區內。如果需在易發區內建設，要進行工程項目地質災害危險性評估工作。對工程建設作出地質災害現狀、工程建設可能誘發或加劇地質災害的預測和綜合評估，並提出地質災害防治措施對策。現進行的縣（市）地質災害調查與區劃，就是要實地圈定地質災害易發區范圍。
5）劉傳正等（2003）提出的「潛勢度」是某一地區在沒有任何降雨、地震、人類活動等情況下發生地質災害的潛在條件的量化指標，具體是指地質災害基礎因子（地形地貌、地表植被、地層岩性和地質構造）與響應因子的綜合表現，並編制了三峽庫區地質災害潛勢度、危險度等圖。
6）全國山洪災害防治規劃編寫組和水利部長江水利委員會進行的山洪災害易發程度評價，是利用各省（區、市）1∶50萬或1∶100萬泥石流、滑坡分布圖，以泥石流、滑坡的「線密度」和「規模」所反映的「可能成災點」的多少進行評價，即「可能成災點」越多，災害易發程度越高；「可能成災點」越少，災害易發程度越低。在參考相關部門成果及進行實地調查的基礎上，以小流域為單元，劃分出了泥石流或滑坡災害高易發區以及中易發區和低易發區。各區的劃分具體指標如表4.1所示。
在上述工作的基礎上，編制各省（區、市）1∶50萬或1∶100萬山洪誘發的泥石流、滑坡災害易發程度分布圖。該圖除反映泥石流、滑坡災害的易發程度以外，還通過編繪地形坡度分區和地層岩性分區，標示地貌區劃和區域構造形跡，綜合反映了由山洪誘發的泥石流、滑坡災害易發程度區劃與地形地貌、地層岩性及地質構造的相互關系。從而可以通過圖件，分析出不同區域地質背景與地形地貌條件下，泥石流、滑坡災害高、中、低易發區的分布規律。並以此進行逆向校核、修正，使泥石流、滑坡災害易發程度區劃圖更為科學、合理、可靠。
表4.1 山洪誘發泥石流、滑坡災害易發程度分區標准
7）2003年11月，我國國務院公布了《地質災害防治條例》（中華人民共和國國務院令第394號），並規定2004年3月起施行。該條例要求「實行地質災害調查制度」，並在此基礎上編制地質災害防治規劃，規劃所包括的5項內容之一就有「地質災害易發區、重點防治區」。2004年頒布的《地質災害防治條例釋義》進一步明確指出，地質災害易發區，是指具備地質災害發生的地質構造、地形地貌和氣候條件，容易或者可能發生地質災害的區域。地質災害易發區必須經過地質災害基礎調查才能劃定。易發區是一個相對的概念，並且可按照災害種類劃定，不同災種其易發區范圍不同。
F. 當今地質災害研究的重點與發展趨勢
近十年來，地質災害問題日益受到國際社會的廣泛關注和高度重視。聯合國已將地質災害納入了「國際減災十年計劃」，並成立了國際滑坡研究組等專門組織，實施了「全球滑坡災害編圖計劃」。與此呼應，還提出了一些洲際或大區域的地質災害編圖計劃。如由日本地調局組織的「東亞自然災害編圖計劃」。國際地科聯地質環境委員會目前則正在組織編制區域性和全球性地質災害目錄清單，尤其是影響城市地區的地質災害目錄清單，目的旨在幫助和指導主要由一些國際組織如聯合國教科文組織等管理的地質災害防治和減輕方面的特別援助項目計劃。一些發達國家如美、英、日等早在70年代便開始了全國性的地質災害調查與評價，其它一些國家如加拿大、澳大利亞、巴西、俄羅斯、義大利、西班牙、葡萄牙等，從80年代後期始，也分別開展了全國性或區域性的地質調查評價和研究工作。目前我國正在實施新一輪國土資源大調查工作，「地質災害預警工程」是其中的一項重要內容。從國內外地質災害研究和工作部署來看，總體呈現以下趨勢：①建立地質災害資料庫及災害風險填圖；②地質災害實時監控與定量評價及其災害預警系統研究；③注重群發或誘發的災害系統研究；④建立地質災害快速反映部隊；⑤工作部署重點包括快速發展地區、城市走廊帶、工程和交通走廊的地質災害主題填圖及其監測研究計劃。
G. 國內外地質災害風險研究開展情況
一、國外地質災害風險研究概述
區域地質災害風險評估是以區域地質災害為研究對象，以地質災害的區域危險性空間分布規律和承災體的易損性評估為主要研究內容，是建立地質災害區域空間預警系統工程的必要環節，主要為制定合理的防災減災決策和區域土地規劃政策及為減災防災管理服務。
自20世紀60年代末或70年代初就開始了以滑坡災害為主體的地質災害危險性區劃研究，如：60年代末，美國西部多滑坡的加利福尼亞州的滑坡敏感性預測區劃及縣行政級別的斜坡土地使用立法研究；70年代法國提出的斜坡地質災害危險性分區系統（ZERMOS）等。進入80年代，世界許多國家和地區都開始了區域地質災害危險性分區及預測問題研究，如義大利、瑞士、美國、法國、澳大利亞、西班牙、紐西蘭、印度等。從90年代起，為了推進廣泛的國際協調與合作，聯合國在1987年通過決議，確定在20世紀最後十年開展「國際減輕自然災害十年」活動。1991年，聯合國國際減災十年（IDNDR）科技委員會提出了《國際減輕自然災害十年的災害預防、減少、減輕和環境保護綱要方案與目標》（PREEMPT），在規劃的三項任務中的第一項就是進行災害評估，提出：「各個國家對自然災害進行評估，即評估危險性和易損性。主要包括：①總體上哪些自然災害具有易損性；②對每一種災害威脅的地理分布和發生間隔及影響程度進行評估；③估計評估最重要的人口和資源集中點的易損性。」把自然災害評估納入實現減災目標的重要措施。圍繞國際減災十年計劃行動，北美及歐洲許多國家在已有地質災害危險性分區研究基礎上，開展了地質災害危險性與土地使用立法的風險評估研究，把原來單純的地質災害危險性研究拓展到了綜合減災的系統研究。
美國於1970年開始，對加利福尼亞州的地震、滑坡等10種自然災害進行了風險評估，1973年完成，得出1970～2000年加利福尼亞州10種自然災害可能造成的損失為550億美元。與此同時，由美國地調局和住房與城市發展部的政策發展與研究辦公室，聯合支持對洪水、地震、台風、風暴潮、海嘯、龍卷風、滑坡、強風、膨脹土等9種自然災害進行預測評估，對美國各縣發生的災害建立了一套預測模型，估算9種災害到2000年的期望損失。美國組成了一個由10位成員組成的專門委員會，制定了減災十年計劃，把自然災害評估列為研究的重要內容，要求開展單類的或者綜合的災害風險評估工作。日本、英國等一些國家近年來也陸續開展了地震、洪水、海嘯、泥石流、滑坡等災害風險分析或災害評估，並把有關成果作為確定減災責任與實施救助的重要依據。
瑞士是世界上開展地質災害風險區劃研究十分成功的國家之一。為了確保農業用地、建築用地的安全，預防自然災害的損失，瑞士聯邦政府1979年從立法的高度提出：「在保障國家土地完整性和協調發展的前提下實現土地的合理使用」，並頒布了聯邦政府土地管理法（Loi Fédéral sur l』Aménagement Territoire），該法律第22條規定：「各州需要調查並確定處於受自然動力嚴重威脅的土地范圍」。以聯邦政府法律為依據，各州政府制定了相應的州政府法律。如沃州（Vaud）1987年制定的土地管理法律第89條規定：「受自然災害，如雪崩、滑坡、崩塌、洪水威脅的土地，在未得到專家評估、充分論證或危險排除之前，禁止在災害危險區進行任何建築活動」。隨後制訂計劃並開展了1∶25000比例尺的斜坡地質災害風險區劃圖和1∶10000比例尺危險性區劃圖的編制和研究工作。瑞士已形成了以國家憲法為指導、州制定具體法、縣級政府必須實施的災害風險評估與預防體系。災害高危險區域內的建築一方面屬於違法，另一方面作為高風險財產范疇，保險公司絕對拒絕接納災害高危險區的財產保險業務，從而保證了瑞士全國范圍內對自然災害的最有效控制。瑞士災害的風險區劃不僅直接服務於建築規劃、政府決策，而且也間接服務於社會保障系統。雖然瑞士是世界上滑坡、崩塌等地質災害最嚴重的國家之一，無論是最後一次冰川作用以來，還是近一、二百年以來，瑞士都發生過較為重大的滑坡災害事件（Flims、Elm、Handa等特大滑坡事件），但由於得益於全國災害風險區劃體系，使其近二、三十年來的災害損失卻是世界上較少的國家之一。
法國是洪水、滑坡、崩塌、雪崩等災害較為嚴重的國家之一，早在20世紀70年代就開始全國范圍的自然災害危險性區劃研究，區劃圖直接服務於減災和防災工作，從而最大限度地減少了自然災害的損失。法國在1977年制定的城市發展規劃法（Code del』Urbanisme）規定：洪水、水土流失、滑坡、雪崩等災害危險區的建築必須受到嚴格限制。1981年該規劃法對自然災害易發區的土地使用方法又作了具體限制，例如，滑坡災害危險區分為兩類，一類是建築活動必須禁止的嚴重危險區，另一類是必須經過充分論證方可從事建築活動的較危險區。1982年，法國又頒布了自然災害防治法，並制定了洪水、雪崩、滑坡和地震四種主要自然災害防治計劃。為了進一步預測和盡可能減少災害所造成的損失，根據該防治計劃編制了災害易發區危險性區劃圖，包括紅色區域（高危險性區）、白色區域（以一種災害為主的危險區）、藍色區域（雖然有災害，但可以預防）。在紅色區域，一切新開工的建築活動是絕對禁止的，而在藍色區域，進行建築需要提供充分的論證及災害後果可靠性評估報告，如果五年之內不採取相關防治措施，財產保險公司可以對建築方因自然災害所造成的人員傷亡和財產損失不予賠償。到1989年，根據全法國的災害危險性區劃結果，法國共有 15600個鄉鎮受到洪水、雪崩、滑坡和地震四種主要自然災害的威脅，約佔全國鄉鎮總數的三分之一。由於採取了災害區劃及相應的防治措施，法國的災害損失得到了有效的控制。
二、國內地質災害風險研究概述
近20年來，國家十分重視減災工作，如《中國21世紀議程》關於防災減災行動指出：「開展全國自然災害的風險分析，包括風險辨識、風險估算、風險評估三個部分」。這表明我國已把災害風險評估作為防災減災建設的重要內容，並將之納入國家可持續發展體系。大多數地方的21世紀議程都把防災減災作為可持續發展能力建設的重要任務之一，提出了災害風險評估行動方案。在我國研究比較系統深入的災害風險評估是地震災害。其代表性的工作成果是由國家地震局先後完成的三代《中國地震烈度區劃圖及使用規定》。該圖在對全國區域地震危險性評估基礎上，確定了不同地區一般場地條件下在未來一定期限內可能遭遇超越概率為10%的烈度值，即地震基本烈度。綜合性自然災害風險研究也取得了一些研究成果。例如，黃崇福等用模糊集方法建立了城市地震災害風險評估的數學模型。水利、農林、氣象等部門的一些專家分別開展了一些區域性的洪水災害、森林火災、台風災害等風險分析或災情預測評估研究，編制了風險圖，提出了災情評估或風險評估的方法和技術。雖然這些工作還不夠深入和系統，但對指導行業減災、提高災害風險管理水平發揮了積極的作用。
我國地質災害管理工作，自1999年國土資源部發布《地質災害防治管理辦法》，標志著我國地質災害防治工作逐步走向法制化軌道，為進一步貫徹落實好《地質災害防治管理辦法》，從源頭上抓好地質災害防治，國土資源部發布了《關於實行建設用地地質災害危險性評估的通知》。通過幾年的管理實踐，以及適應全社會減災防災的需要，2004年3月1日，國務院正式發布《地質災害防治條例》，使我國地質災害防治工作有了法律保證。該《條例》規定，在地質災害易發區內進行工程建設應當在可行性研究階段進行地質災害危險性評估，並將評估結果作為可行性研究報告的組成部分；明確要求「在編制地質災害易發區內的城市總體規劃、村莊和集鎮規劃時，應當對規劃區進行地質災害危險性評估」。明確了評估的主要地質災害種類，包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫和地面沉降。隨著我國地質災害風險評估和災害防治管理向科學化、法制化方向的逐步發展，我國土地資源的合理與安全使用得到進一步優化，為控制和減少人為誘發的地質災害起到了重要的作用。
我國地質災害的風險評估（價）研究工作自20世紀90年代開始興起，在這一領域的研究中，已經取得了較為豐富的成果，為減災管理發揮了重要作用。例如，蘇經宇（1993）提出了判別泥石流危險性分布的標志和方法。劉希林等（1988）對區域泥石流風險評估進行了研究，給出了區域泥石流危險性評估的8個指標和人與財產的易損性計算公式，並提出了判斷泥石流危險性程度和評估泥石流泛濫堆積范圍的統計模型，對雲南和四川省泥石流災害風險進行了評估。張梁（1994）等根據環境經濟學理論，初步論證了地質災害的屬性特徵和風險評估的經濟分析方法。張業成（1995）對雲南省東川市泥石流災害進行了風險分析。張梁、張業成、羅元華及殷坤龍、晏同珍等對滑坡災害危險性和斜坡不穩定性的空間預測與區劃進行了系統研究，先後提出了定量評估的信息分析模型、多因素回歸分析模型、判別分析模型等，並對秦巴山區和三峽庫區滑坡災害進行了危險性分析與區劃。朱良峰（2002）等研究開發了基於GIS的區域地質災害風險分析系統，對全國范圍的滑坡泥石流災害進行了危險性分析、易損性分析和最終的風險分析。殷坤龍等經過多年研究，開發出MapGIS的滑坡災害風險分析系統（IASLH）。在該系統中，提出了滑坡災害危險性分析的信息量模型。該模型根據滑坡分布信息與各滑坡影響因素之間的關系，計算出產生滑坡的信息量，據此，進行滑坡危險性區劃，並應用IASLH系統對中國漢江流域旬陽地區的滑坡災害以及中國滑坡災害進行了評估。
當前，地質災害風險研究正處於方興未艾之時，今後將得到更加迅速的發展，其研究內容將更加廣泛，理論方法更加豐富、先進。可以預見，不久的將來，它將成為一項具有完善理論和技術方法的新興領域。其基本趨勢是：向著評估定量化、綜合化、管理空間化的方向發展。主要表現為：
（1）從歷史與現狀分析趨向預測與研究相結合；
（2）從個體分析趨向個體與區域研究相結合；
（3）從定性分析趨向定量化評估；
（4）從單項要素分析趨向綜合要素評估；
（5）從單純的風險評估理論研究發展為風險評估與減災管理相結合，風險評估與防治相結合，風險評估的目的是為了服務於社會經濟建設和減災管理；
（6）以GIS空間化技術為支撐的多因素信息模型化評估與空間化管理空前發展，將逐步取代傳統的調查統計和手工制圖，並向網路技術化發展；
（7）研究理論與方法趨向於內容更豐富，形成多學科的融合與交叉，特別是與社會學緊密相結合。
盡管經過20多年的發展，國內外的地質災害風險研究與評估在理論和實踐方面都取得了較為豐富的成果，然而還未形成系統完善的理論與方法體系，也沒有統一的評估標准，國內在這一領域的研究還很薄弱,地質災害的各專業災害評估仍處於日益深入的探討和總結過程。主要存在的問題包括：
（1）目前滑坡泥石流災害破壞損失只考慮了直接的經濟損失，對其間接經濟損失評估方法的研究很少；
（2）現有的滑坡泥石流災害風險評估框架與指標體系的目標和構成都不夠明確，指標體系不夠完整，各分析層面之間的邏輯關系，不同的學者有不同的表述，缺乏普遍共識的評估框架體系；
（3）對於滑坡泥石流災害的風險可接受水平的研究非常薄弱，沒有令人信服的標准體系；
（4）滑坡泥石流災害風險評估理論和方法還不完善；
（5）滑坡泥石流災害風險評估中的易損性分析還是一個相當薄弱的環節。在易損性分析中，一般僅考慮了滑坡泥石流災害的歷史災情中的人員傷亡，而對歷史災情中的經濟財產和資源環境的損失很少予以考慮。
H. 地質災害防治效益分析的國內外研究現狀
12.1.1 國際研究現狀
美國是自然災害比較嚴重的國家之一，面臨的災害主要包括洪水、風暴潮、海嘯、地震、膨脹土、滑坡、強風、台風、龍卷風等。為減輕這些災害的損失，開發了很多減災技術，並通過聯邦、州和地方的公共政策付諸實施。保險機構和其他團體的資助，使災區人們的生產和生活得以維持和恢復。現以美國為例說明地質災害效益分析研究現狀。
美國由聯邦應急管理局（FEMA）和保險業牽頭，匯編並評估滑坡災害對經濟影響的信息。雖然滑坡和其他自然災害造成的損失是經常的、廣泛的，但並未經常匯總，很難查到。每逢發生滑坡或其他自然災害之後，不同的機構和組織都可以提出災情評估，但這些評估差異很大，統計的損失范圍不同，而且隨著時間不同而有變化。美國國家研究理事會在其1999年提交的《自然災害的影響：損失評估框架》中得出結論說，目前還沒有一個被廣泛接受的評估自然災害，包括滑坡和其他地面滑動災害損失的框架。由於缺乏這種信息，所以很難制定應對這些災害的政策，也很難衡量決策的成本-效益以及減災措施的效果。災害損失資料庫對於幫助政府機構掌握趨勢和查明滑坡減災的進展，是十分必要的。
現介紹Petak和Atkisson根據美國各州的統計數據建立的一套評估方法：針對以上所列9種自然災害，主要採取5類減災方法，分別為避災、區域防護、建築物加固、建築物搬遷和場地處理，每一措施都可通過制定或修改公共投資、土地利用、災害救濟、建築規范等政策予以實施。然而，對任何人、任何地方、任何情況下採取的任何措施都需要有相應的投入，所以必須對每一策略進行減災效益和費用分析，以評價其綜合效果。
具體做法是對每一種災害選擇一組減災措施，估算可能的減災效果和費用，即可計算出減災率（採取措施後減少的損失值與期望損失值之比），其中損失值是指不採取任何減災措施時估算的損失值。洛杉磯市的經驗表明，推行場地平整和土壤分析規范收到了較滿意的效果（表12.1）。
表12.1 美國洛杉磯市減災率估算舉例
12.1.2 國內研究現狀
我國在一些領域進行的災害評估，已經在減災、防災中發揮了重要作用。例如，我國在一些區域或城市完成的洪水災害評估、地震災害評估等，不但為國家經濟規劃和工程建設提供了重要的依據，而且直接指導了減災工作。然而，在地質災害領域，20世紀80年代以前，地質災害研究主要局限於對災害分布規律、形成機理、趨勢預測等方面的研究，基本依附於水文地質、工程地質和有關的研究工作。20世紀80年代以後，地質災害風險評估才開始起步，而防治效益評估正是地質災害風險評估的一部分。經過20多年的發展，我國地質災害防治效益評估工作在理論和實踐方面都取得了一定的成果，但還存在以下幾方面問題：
1）沒有形成一套完善的效益評估指標體系。
2）由於我國各地區地質災害特徵不同，經濟發達程度存在差異，造成經濟效益統計標准不同，很難統一。
3）對已經完成的治理工程沒有很好地進行總結分析，很難對今後的規劃和防治工作起指導作用。
由此，應該說我國地質災害防治效益評估工作還處於探索階段。
I. 國際地質災害防治科技研究現狀與發展趨勢
10.1.1 地質災害形成機理與調查評價科技研究
（1）降雨誘發型滑坡和泥石流的形成機理
近30年來，降雨型滑坡研究是滑坡研究中的熱點課題之一，其核心是通過研究降雨與滑坡的各種關系，預測可能的滑坡狀態。據初步統計，全球至少有23個國家的學者對降雨型滑坡進行了不同程度的研究，美國、義大利、日本、英國、澳大利亞、紐西蘭以及中國香港和內地學者發表的研究論文較多。1984年後，中國香港政府加大了對降雨型滑坡的研究力度。除每年進行降雨滑坡的調查外，特別加強從更深層次上研究滑坡與降雨的關系，降雨滑坡分布發育規律，降雨入滲的水文地質模型，以及應用概率統計和其他數學方法建立更精確的滑坡—降雨關系。隨著研究程度的深入，研究者一致認為香港火成岩風化層的非飽和土和殘積土特有的性質控制著淺層降雨型滑坡的形成機理。研究結果表明，降雨型滑坡形成機理的本質在於雨水入滲斜坡後破壞了斜坡的應力平衡。因而，從理論上解釋雨水入滲後斜坡應力的變化過程，以及雨水在斜坡中的滲透特性和滲透過程，是降雨型滑坡成因機理研究的關鍵。
（2）岩溶塌陷發育機理和判據研究
日本學者Nogushi（1970）、蘇聯學者Xоменко（1986）、美國學者Ralphj Hodek（1984）和Thom-as M.Tharp（1995）、俄羅斯學者Anikeev（1999）等，先後採用物理模型試驗或數值分析的方法，系統研究了非黏性土潛蝕塌陷的過程。國外一些學者還嘗試採用岩土工程離心機進行塌陷試驗，如：Borms和Bennermark（1967），Marir（1984），Bertin（1978），Howell和Jenkins（1984），Sterling和Ronayne（1984），Craig（1990），Ablla和Goodings（1996），運用離心機模擬塌陷破壞機理和導致塌陷的臨界組合條件，重點研究了上覆在洞穴上方的弱固結砂層的塌陷破壞與洞穴開口大小、洞穴自身強度、弱固結砂層強度和厚度、上覆砂層的厚度，以及地表荷載的關系。
美國、義大利、英國開展的基於GIS技術的地質災害的風險評價工作中，包含了岩溶塌陷危險性評價。
（3）區域滑坡和泥石流調查與危險性評價
早期的地質災害空間預測主要依據野外調查與航空相片解譯情況，由專家進行地質災害敏感性判斷和評價，故稱之為專家評價法（Aleotti和Chowdhury，1999）。該方法評價結果精度取決於野外調查的詳細程度和專家的知識與經驗，評價中運用的隱含規則使結果分析與更新困難，而且不同調查者與專家得出的結果無法進行比較。
20世紀70年代，以美國加利福尼亞舊金山地區聖馬提俄郡的滑坡敏感性圖為代表，利用多參數圖的加權（或不加權）疊加得到區域滑坡災害預測圖的方法得到大力推廣。該方法的優點是克服了使用隱含規則的問題；缺點是權重的確定仍保持主觀性，模型的推廣應用有一定困難。
20世紀80年代，受統計回歸分析和判別分析在石油運移與礦床預測中應用的啟發，Carrara（1983）將多元統計分析預測方法引用到區域滑坡空間預測中，並使該技術在世界各國得到迅速發展與推廣。如Haruyama和Kawakami（1984）利用數學統計理論對日本活火山地區降雨引發的滑坡災害進行了危險度評價。Baeza和Corominas（1996）利用統計判別分析模型進行了淺層滑坡敏感性評估，其斜坡破壞的正確預測率達到96.4%，說明了統計預測的適用性。Carrara，Cardinali和Guzzetti等（1991）將統計模型與GIS結合，應用於義大利中部某小型匯水盆地的滑坡危險性評估，結果證明統計分析與GIS的綜合使用是一種快速、可行、費用低的區域滑坡危險性評價與制圖方法。
20世紀90年代以來，隨著計算機技術和信息科學的高速發展，以處理和分析地理空間數據為主要特點，具有屬性資料庫與圖形庫動態連接功能的地理信息系統（GIS）技術得到了空前發展，其與定量化的地質災害空間預測模型方法的結合也成為地質災害研究的新領域。
Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在哥倫比亞的麥德林（Medellin）地區分析滑坡、泥石流等斜坡不穩定性引起的區域地質災害敏感性和土地及生命易損性的基礎上，利用GIS技術將兩者合成產生了風險評價分區圖。Anbalagan和Bhawani Singh（1996）在Anbalagan（1992）關於山區滑坡災害評估和區劃制圖研究的基礎上，提出了風險評價制圖的新方法——風險評價矩陣（RAM）。
Aleollt（2000）採用GIS技術對義大利北部阿爾卑斯山前緣的皮埃德蒙特（Piedmont）地區的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆積等災害的危險性及綜合風險進行了區劃性制圖研究。Michael-Leiba等（2000）在澳大利亞的一項城市發展規劃項目的斜坡地質災害研究中，把斜坡災害的危險性、易損性、風險評價作為一體，以GIS軟體為技術平台，分別採用平面和三維評價系統，對凱恩斯（Cairns）地區進行了斜坡地質災害的危險性和風險區劃研究。Ragozin（2000）從理論上研究了滑坡災害風險評價中的危險性、易損性和風險性。提出了考慮危險性評估目標有效期限在內的單個滑坡災害危險性指標，並用其主要控制因素的概率乘積表示；對於區域性滑坡災害評估，用給定地區的面積、滑坡發生面積、滑坡數量和時間之間的關系建立定量模型。
10.1.2 監測預報技術方法研究
（1）誘發滑坡和泥石流的臨界降雨量與氣象預警研究
在誘發地質災害的降雨臨界值研究方面，各國學者用來確定降雨誘發滑坡臨界值的方法很多，其不同點在於考慮的因素不同。Glade（1997）建立了確定誘發滑坡的降雨臨界值的三個模型，並在紐西蘭的惠靈頓地區進行了驗證。三個模型要求的基本數據為：日降雨量、滑坡發生日期和土體潛在日蒸發量（通過Thornthwaite method方法計算得到）。模型建立的前提是：①假設最大日降雨量的地區，蒸發量最小；②滑坡由最大降雨量誘發。這三個模型基本概括了當前確定誘發滑坡的降雨臨界值的方法。
在對美國舊金山灣地區1986年2月12～21日的滑坡和泥石流災害預警工作中，首先由美國地質調查局分析確定，通過當地電台、電視台以及美國國家氣象中心的特別預報方式來進行預警。這次滑坡泥石流災害的預警分為兩個階段：第一次是2月14日的6個小時災害危險期，另一次是17～19日之間的60小時的災害危險期。由於地質條件的復雜性和地形條件的變化，這兩次預報主要是針對整個舊金山海灣地區，而不是某一個特定的滑坡災害地點。根據滑坡泥石流災害發生後的調查，10處滑坡泥石流災害發生點有目擊者能提供精確的時間，其中有8處滑坡泥石流所發生的時間與預警的時間段一致。
據研究，舊金山灣地區的6小時降雨量達到4英時（即101.6mm）時，就可能引發大面積泥石流。為了監測降雨期間地下水位的變化，他們還設置了若干個孔隙水壓力計以觀測斜坡中地下水位變化。舊金山海灣地區實時區域滑坡預警系統包括降雨與滑坡發生的經驗和分析關系式，實時雨量監測數據，國家氣象服務中心降雨預報以及滑坡易發區略圖。
1984年開始，香港地區採用雷達圖像解譯小范圍地質構造，用於確定滑坡發生的潛在區域。進而建立了用於滑坡災害的降雨量監測網路，其中自動雨量計1999年由48個擴展為86個。將雨量資料定時傳給管理部門。如預測24小時內降雨量達到175mm或60分鍾內市區內雨量超過70mm，即認為達到滑坡預報閾值，即由政府發出通報。香港平均每年約發出三次山洪滑坡暴發警報。
（2）滑坡和泥石流災害監測技術方法研究
對於滑坡和泥石流的監測，在美國、瑞士、義大利、日本、韓國等發達國家已經做了很多工作，特別是單體滑坡已經達到真正實時監測的階段。監測內容包括地面位移、地裂縫、地下位移、地下水位（水壓力）和水溫、地聲等。監測技術採用常規監測、自動觀測、GPS和衛星通信等相結合（圖10.1，10.2）。在我國的香港特別行政區，也建立了比較完善的基於降雨監測的地質災害監測網路。
圖10.1 使用太陽能無線遙控系統（左圖）和變形計（右圖）
圖10.3 分層標自動監測系統及原理示意圖（據Amelung等，1999）
在美國加利福尼亞州薩克拉門托，GPS測量已經取代了區域性的地面標高的水準測量。1986年在該區建了38個GPS監測站，1989年後達到了68個。採用嚴格的測量程序，其大地高程的精度可達到毫米級。我國上海經過近兩年應用Ashtech Z12雙頻GPS信號接收機測定大地高程，於1999年也取得了大地高程精度達3mm的好成果。其優點是對於區域性地面沉降的大范圍監測具有事半功倍的效果。
根據美國地調局資料，美國用於探測地面沉降的干涉合成孔徑雷達（InSAR）技術還處於開發和試驗之中（圖10.4）。Gabriel等率先於1989年發表了《測繪大區微小高程變化：雷達干擾測量法》的文章。1993年，Massonet等利用雷達干擾測量法測繪了著陸器地震的地面形變場區。Van der Kooij等用太空飛船干涉衛星孔徑雷達資料調查研究了荷蘭格洛寧根（Groningen）天然氣開采區的地面沉降問題。Marco等利用美國實驗研究學會干涉衛星孔徑雷達資料對美國貝爾瑞吉（Belridge）油田1992～1996年的地面沉降進行了詳細的研究。由於這種探測技術的使用，地面沉降測量的精度已達毫米級，其探測結果能很好地處理成平面二維沉降等值線圖。而且該方法可以省去常規水準標石測量的許多人力和物力的投入。因此，不能低估這一新技術的開發應用前景，在目前情況下可以參照國外成功的經驗在我國進行試驗。
（4）岩溶塌陷監測技術研究
美國學者Benson（1987）提出利用地質雷達進行監測預報的方法，並在美國北卡羅來納州威爾明頓（Wilmington）西南部的一條軍用鐵路進行了試驗，監測周期為半年，取得了良好的效果。2002年，在國土資源大調查項目的支持下，中國地質科學院岩溶地質研究所在廣西桂林柘木鎮建立了我國第一個岩溶塌陷災害監測站，為深入系統地研究岩溶塌陷預測預報方法提供了良好的條件。
圖10.4 合成孔徑雷達干涉測量獲得的內華達州拉斯維加斯谷地
（5）地質災害監測預警信息傳輸處理與發布系統研究
發達國家和地區已經越來越重視地質災害監測的信息化工作。例如美國、日本、義大利、法國和韓國等建立了地質災害實時監測系統，在實際應用中可以做到實時預警。針對單種地質災害開展監測預警方面的研究工作較多，多災種的集成系統尚不多見。
10.1.3 地質災害治理工程技術研究
（1）地質災害防治理論
重視基於地質災害形成機理的地質災害防治理論研究。如日本針對溫泉地區的滑坡特點，研究採用排氣工程和地下水截水工程進行滑坡綜合防護；法國針對降雨誘發的粘土滑坡採用虹吸排水技術；美國和日本在研究植被覆蓋好的地區發生的淺層滑坡，開展採用調整植物類型的生物措施研究等。在地質災害的防治工程中，普遍採用生物防護系統，注重生態環境保護，日本在滑坡治理中，抗滑樁和建築地基結合，實現防治工程與土地開發利用相結合。
（2）地質災害防治工程設計技術方法
國外對於復雜支擋結構設計技術、地下水排水技術設計，基於環境和景觀設計的技術規程和實用的計算機軟體開發等方面，都進行了大量研究，形成了比較配套的設計計算理論方法和產業化軟體。如：美國開發了三維連續體的快速拉格朗日分析軟體——FLAC3D，三維模擬離散元程序——3DEC；加拿大開發的地質工程問題和地質環境模擬分析的軟體包——GEO-SLOPE Office（GEO-SLOPE Office 5.0 for Windows），已經廣泛應用於世界上許多國家的滑坡等地質災害防治工程設計，形成了模塊化的設計軟體和方法。
（3）地質災害治理工程技術
在治理技術上，廣泛應用土工織物、預應力復雜支擋結構、地下水排水技術。尤其以美國、西歐、日本和我國的香港特別行政區在地質災害治理方面投入大，成就顯著。如日本地附山滑坡治理工程，耗資達150億日元（約15億人民幣），可算得上地質災害防治工程的博物館。
國外對崩塌和滑坡災害治理的常見技術工程包括：①沖刷防護工程：防沖壩、沉積壩、護岸、防波壩、丁壩；②減重和反壓工程；③地面排水工程：地面排水溝、防滲工程；④地下排水工程：地下排水溝、泄水洞、水平鑽孔、集水井和虹吸排水工程；⑤地下截水工程：隔滲芯牆截水，灌漿截水，化學固化法截水；⑥支擋工程：擋土牆、格柵牆、抗滑樁、岩石錨桿；⑦排氣工程：用於治理溫泉地區的滑坡；⑧生物護坡技術和輕型網狀防護系統結合用於崩塌和小型滑坡災害的治理。
由於水是形成滑坡的重要誘發因素，地面排水工程和地下排水工程總是被首先考慮的治理技術，也是在大型滑坡防治中首選採用的治理技術。美國、日本、紐西蘭等國在滑坡治理中廣泛應用地下排水工程技術，採用水平鑽孔排水和排水井、排水隧洞聯合排水技術治理滑坡。法國採用虹吸排水技術治理100多處降雨誘發的粘土滑坡。它是一個密封的聚氯乙烯管系統。該技術的最大優點是可以自流排水，降低滑坡的地下水位。
在支擋工程技術應用方面，研究應用大截面抗滑樁、錨索抗滑樁、錨索、小型鋼架樁加錨索、微型樁群等多種支擋結構，並在錨索防腐技術、通用的計算方法、設計軟體和技術標准方面取得明顯進展。減重和反壓工程是經濟有效的防治滑坡的工程措施。英國Huchinson提出的「中性線」方法為減重和反壓計算提供了理論依據。
近年來，發達國家在地質災害防治工程實踐中，在崩塌和小型滑坡災害治理中應用輕型網狀防護系統與生物護坡系統的配合技術，使防治工程進一步向輕型化和美觀化方向發展。如SNS柔性支護系統和生物護坡系統，在歐洲許多國家應用比較普遍。
10.1.4 國際地質災害防治科技研究發展趨勢分析
地質災害防治科技未來總體發展趨勢是：重視地質災害早期預測、預警能力建設，提高地質災害領域防災減災科技水平和能力，建立3S（即：RS——遙感，GPS——全球定位系統和GIS——地理信息系統）技術平台，發展和建立區域地質災害動態實時監測網站和預測預警信息系統，建立地質災害信息系統平台和共享通道，提高地質災害減災防災技術的支撐能力。
對地質災害形成機理的深入研究一直是國際地質災害研究的難點，而降雨型滑坡研究是滑坡研究中的熱點課題之一，重點是研究誘發泥石流、淺層滑坡的臨界降雨量隨區域和氣候變化而變化，揭示降雨與滑坡的各種關系，預測可能的滑坡狀態。
應用GIS技術開展地質災害的區域特徵分析和災情空間制圖正成為熱點。通過計算機高技術手段（GIS，GPS，RS等）將災情分析與危險性評價、風險性預測有機結合起來，形成實時預警決策體系將成為災害地質研究的一個重要趨勢。
在各種監測技術方面，發達國家在加強各類地質災害實時監測台站建設的同時，均十分重視高新技術的應用，高科技空間對地觀測技術在地質災害方面的應用研究也是發達國家的重要研究方向。各種更為先進的遙感探測系統的應用逐步深入，美國、法國、義大利和日本等國都將GPS、干涉雷達遙感在滑坡、地面沉降等動態調查和監測中的應用作為重點研究方向。
近年來，發達國家在地質災害治理工程技術方面具有如下特點和發展趨勢。
在防治理論上：重視基於地質災害形成機理的地質災害防治理論研究；注重防治工程與生態環境保護和土地利用結合；形成模塊化的設計軟體和方法，研究開發新的治理技術方法。
在災害信息處理方面：各種高速的數值預報已逐步實現；高速、智能化、綜合化的通信網路技術、分布式資料庫技術和海量數據操作技術的發展，又使災害通信、計算機網路和信息開發處理融為一體，形成了綜合的災害信息網路系統，使各種分散的災害信息真正做到資源共享；人工智慧、多媒體和三維模擬技術的發展，推動了災害信息產品的應用和再加工。
J. 全球地質災害態勢及防治趨勢
隨著全球氣候變暖，地殼活動進入一個相對活躍期，再加上重大工程的開工建設等人類活動的影響，世界各國正在遭受前所未有的地質災害威脅。崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害日益增加。地質災害已經成為當代地球科學的熱點領域。本屆大會除了在「每日主題」報告會中專門設立地質災害專題外，還有多個討論會涉及地震、火山活動、海嘯（風暴潮）、滑坡、崩塌、泥石流等主要地質災害類型，其他災害如暴雨、洪水等氣象災害也被納入到地質災害專題。
縱觀本屆國際地質大會，與地質災害專題有關的地球科學熱點領域包括以下幾個方面。
一、地質災害調查檢測新技術和新方法
干涉雷達測量和差分干涉雷達測量技術作為快速、精確（毫米級）的獲取地形數據的技術，日益受到重視，有很多的研究都是利用這兩種技術開展滑坡監測和制圖。隨著GIS制圖和數據分析處理能力的日益增強，有限元理論的2D或3D模型應用於滑坡、崩塌等的穩定性計算和評價已經很普遍。安吉·梅瑞（Andrea Merri）等採用Flac3D軟體對義大利思特朗博利火山進行3D地質建模，從而分析不同岩漿構造狀態下應力—應變狀態的變化，並對岩漿流動狀態進行預測。英國地質調查局已將3D地質建模納入戰略科學計劃（2005～2010年），與1999年出台的戰略科學計劃相比，最重要的變化就是從2D地質調查技術向3D地質調查技術轉變，例如「英國大陸的3D地學框架」和「海岸、大陸架和大陸邊緣的3D表徵」等研究計劃。隨著地理信息系統的發展，目前甚至已經出現了4D理論。
二、地質災害監測預警
地質災害早期預警系統不僅是一套技術設備，人類因素、社會元素和信息通信也是重要的組成部分。挪威是崩塌、滑坡和泥石流等突發性地質災害頻發的國家（地區），於2005年成立Geo Extreme研究計劃，擬用4年時間對挪威今後50年地質災害情況進行評估。這個課題共包含4個研究模塊：模塊A主要目標是進行氣象參數與滑坡和崩塌之間的耦合性研究，為了進行這方面的研究，已經建立了包含滑坡和崩塌事件的資料庫；模塊B主要進行區域氣候前景預測，重點是進行降水和颶風等極端氣候事件研究；模塊C利用模塊A和B研究結果生成關於挪威將來可能發生地質災害的分布圖，這項模塊主要研究4個能代表不同氣候區域的關鍵區域；模塊D研究過去和預測將來由地質災害引起的經濟損失情況，主要因素有由自然災害引起的破壞和減災措施所需要的費用、經驗能力培訓、預案方面的變化以及對於政策制定者的影響。
三、地質災害風險管理
地質災害風險評估與管理一直是國際上倡導和推廣的減災防災有效途徑之一。「降低風險、增加防禦」是本次大會地質災害的主題，也是2008國際地球年的十個主要研究課題之一。本主題集中討論了4方面問題：①人類是如何改變了岩石圈、生物圈和自然景觀，並因此產生對人類生命和環境有害的變化並誘發地質災害，同時增加了社會對地球（地質、地貌和水文氣象）適應的脆弱性？②我們應該採取什麼樣的方法和技術來評估人類和場地對災害的適應性，以及在全球范圍內我們該如何採用這些方法和技術？③在目前監測、預測和減災能力條件下，各地質災害類型之間相對比是什麼樣一種狀態，以及我們要採取什麼措施才能夠在短期內改變這種狀態？④在風險運用與政府（以及其他機構）掌握的對於每一種地質災害的風險、降低脆弱性措施及計劃（包括減災）之間存在什麼障礙？為了解決這些問題，本主題致力於與其他國際組織中的各研究項目達到一個整體平衡，主要焦點在這些問題怎樣與聯合國國際減災戰略兵庫行動框架的五個行動主題相銜接。
四、重大地質災害應急系統
盡管本屆大會很少有地質災害應急系統研究方面的論文，但是在專題討論過程中，不少研究者都提及了這一問題。地質災害應急系統的建設主要是根據各地區地質災害發育特徵，開展地質災害信息系統建設、防災減災演習和制定應急救災預案等。目前各國都有不同的地質災害應急辦法，但是在推廣應用方面還存在一定差距。西爾弗斯特·哥利姆斯達爾（Sylfest Glimsdal）等對挪威西部Akneset地區的一個斜坡體進行研究後發現該斜坡體有一塊很大的不穩定塊體，如果這些不穩定塊體整體滑動，這個滑坡將會誘發海嘯，並會對這個海灣上的多個建築物造成破壞性損失，通過對斜坡體數字建模、波浪數字建模和進行2D和3D數字建模對斜坡體穩定性、海嘯的產生和傳播過程進行模擬分析，最終預測了海嘯。在2008年的四川汶川大地震中，桑棗中學在地震發生後，只用了1分36秒，就組織2000多名學生下樓，全校師生無一人傷亡，創造了該次地震中的一個奇跡，這個奇跡的創造歸功於該校平時進行的消防防災演習和對建築物的修繕、加固。對於地震、海嘯等破壞力強的地質災害，也可以通過先進的地震、海嘯預警系統，提前發出警報，讓人員和車輛在海嘯到達之前轉移到安全地帶，是最有效的方法之一。
五、把地質災害風險性評估納入城市規劃和管理
隨著世界人口的增加和城市化進程的加快，各種地質災害成為制約城市發展規劃的消極因素，在城市規劃和管理中加強地質災害危險性評估工作是一項具有重要意義的工作。在本次大會上，有關學者介紹了所在國家（地區）的一些做法。英國是一個國土面積較小、海岸線狹長的國家，卻有非常多和正在增長的人口，對於土地利用方面的競爭一直很激烈，因此在一些可能遭受地面沉降、滑坡和洪水的地區進行土地利用和開發就有相當大的壓力，此外，還有一些被工業污染的土地需要進行改良和開發，在這些地區進行土地開發和建設時需要對這個地區的地質災害發育情況有較深入的了解。維克托·奧斯波夫（Victor Osipov）主要考慮莫斯科地質災害類型有滑坡、喀斯特、岩溶侵蝕過程和地下水洪流等，在地質災害發生過程評估的基礎上，繪制了莫斯科1∶5萬的地質環境現狀圖，並分析了根據市政規劃和職能分區的不同地質環境現狀的區域分布狀況，把莫斯科地區劃分為了非常不適宜地區、不適宜地區、較適宜地區和適宜地區等4類。
六、地質災害國際合作
盡管全球地質工作者開展了大量的工作，但地質災害仍然呈現大量增長趨勢。氣候的變化讓事態變得更加糟糕。2005年1月，由聯合國發起和建議在日本神戶通過了「2005～2025兵庫行動框架」。這項計劃有165個成員國討論通過，並且是截至目前在全球范圍內減少災難性自然災害最重要的文件之一。這項計劃明確了在世界各國及各國際組織應該採取什麼積極措施來達到較好的減災效果，另外，還闡明了世界減災委員會應該承擔的責任與義務。總之，這項行動計劃的基本觀點就是國際社會應該承擔起保護市民避免遭受災害的威脅。行動框架按地震、海嘯、滑坡和火山爆發等對地質災害進行了劃分，並且每類地質災害都有災難性事件的例子以及死亡率和經濟損失統計數據。在本項行動框架中，對合適的判別方法的重要性、風險減少措施（包括早期預警系統）、加強制度管理（包括建築物容納能力）等3個主要內容進行了更加詳細的討論。
由於國際科學理事會亞太地區辦公室所負責的地區人口佔世界大多數，並且因地質災害死亡的人數佔全球總死亡人數的80%，因此該辦公室決定創建一個關於地質災害和災難的科學計劃，該計劃初步考慮地震、洪水和滑坡等3種主要地質災害，目標是減輕自然災害。2002年提出了實施方案，後來這個方案發展成為全球觀測戰略8個主題之一，並由歐洲空間機構對外發布。2007年這項計劃又由法國地質礦產局改進。兵庫行動框架提出後，義大利、中國、日本等國家進行了相關的工作，2005年9月在北京召開的亞洲減災大會上，落實了兵庫行動框架，討論了十年內亞洲地區減災重點領域和區域合作內容。2007年第六屆亞洲工程地質災害區域會議在韓國首爾舉行，中韓之間簽訂了合作協議，對亞洲地區的地質災害合作研究進行了深入探討。2008年11月還將在日本東京召開國際滑坡會議，對相關問題開展進一步的探討。
（張永雙吳樹仁郭長寶張岳橋執筆）