地質災害監測系統

㈠ 地質災害監測方法技術現狀與發展趨勢

【摘要】20世紀末期以來，監測理論和技術方法有長足發展，常規技術方法趨於成熟，設備精度、設備性能已具較高水平，並開發了部分高精度（微米級位移識別率）、自計、遙測、自動傳輸的監測設施。未來，將充分綜合運用光學、電學、信息學、計算機和通信等技術（諸如光纖技術—BOTDR、時域反射技術—TDR、激光掃描技術、核磁共振技術、NUMIS、GPS技術、合成孔徑干涉雷達技術—InSAR及互聯網通訊技術等），進一步開發經濟適用、有效可行的地質災害監測新技術，提高精度、准確性和及時性，最大程度地減小地質災害造成的損失。

【關鍵詞】地質災害監測技術方法新技術優化集成

20世紀80年代以來，我國地質災害時空分布特點呈現新的變化。隨著人類工程活動越來越強，人為地質災害日趨嚴重，規模、數量和分布范圍呈增加趨勢；人口密集、經濟發達地區地質災害造成的損失越來越大。崩塌、滑坡和泥石流等突發性地質災害發生頻度和造成的損失不斷加大，地面沉降、海水入侵等緩慢性地質災害的范圍逐漸增加。據相關統計資料顯示，1995～2002年，地質災害共造成9000多人失蹤或死亡，突發性地質災害共造成直接經濟損失524億元，緩慢性地質災害造成直接經濟損失590億元，間接經濟損失2700億元。地質災害已經成為嚴重製約我國經濟發展的重要因素之一。

為了摸清我國地質災害的分布情況，我國系統地開展了地質災害調查工作，先後出台了《地質災害防治管理辦法》和《地質災害防治條例》，明確指出：防治地質災害，實行「以人為本，防治結合，統籌規劃，突出重點，分期實施，逐步到位」的方針。並於2003年4月啟動了全國性地質氣象預報。對已經查明的地質災害體，特別是對生產建設、人民生命財產安全構成嚴重威脅的地質災害，若能運用適當、有效、經濟可行的監測措施，作出科學的監測預報，則可最大程度地減小災害損失。

滑坡監測在不同條件、不同時期其作用不同，總的來說有以下幾個方面：

（1）通過綜合分析多種監測方法的監測數據，確定地質災害穩定狀態及發展趨勢，及時作出預測，防止或減輕災害損失。

（2）研究導致災害體變形破壞的主導因素、作用機理，為防治工程設計提供依據。

（3）在防治工程施工過程中，監測、分析災害體變形發展趨勢及工程施工的擾動，保障施工安全。

（4）施工結束後，進行工程效果監測。

（5）綜合利用長觀監測資料，分析災害體變形破壞機制和規律，檢驗在防治工程設計中所採用的理論模型及岩土體性質指標值的准確性，對已有的監測預報理論及模型進行驗證改進，改善、提高監測預測預報技術方法。

1地質災害監測技術綜述

地質災害監測的主要任務為監測地質災害時空域演變信息（包括形變、地球物理場、化學場）、誘發因素等，最大程度獲取連續的空間變形數據，應用於地質災害的穩定性評價、預測預報和防治工程效果評估。

地質災害監測是集地質災害形成機理、監測儀器、時空技術和預測預報技術為一體的綜合技術。地質災害的形成機理是開展地質災害監測工作的基礎；監測儀器是開展工作的手段；更為重要的是只有充分利用時空技術，才能有效發揮地質監測的作用；預測預報是開展地質災害監測的最終目的。

崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害，具有爆發周期短、威脅性及破壞性顯著、成因復雜等特點，因此，當前地質災害的監測技術方法的研究和應用多是圍繞突發性地質災害進行的。1.1監測方法

監測方法按監測參數的類型分為四大類：即變形、物理與化學場、地下水和誘發因素監測（見表1）。

表1主要地質災害監測方法一覽表

1.1.1 變形監測

主要包括以測量位移形變信息為主的監測方法，如地表相對位移監測、地表絕對位移監測（大地測量、GPS測量等）、深部位移監測。該類技術目前較為成熟，精度較高，常作為常規監測技術用於地質災害監測。由於獲得的是災害體位移形變的直觀信息，特別是位移形變信息，往往成為預測預報的主要依據之一。

1.1.2物理與化學場監測

監測災害體物理場、化學場等場變化信息的監測技術方法主要有應力監測、地聲監測、放射性元素（氡氣、汞氣）測量、地球化學方法以及地脈動測量等。目前多用於監測滑坡等地質災害體所含放射性元素（鈾、鐳）衰變產物（如氡氣）濃度、化學元素及其物理場的變化。地質災害體的物理、化學場發生變化，往往同災害體的變形破壞聯系密切，相對於位移變形，具有超前性。

1.1.3地下水監測

地下水監測主要是以監測地質災害地下水活動、富含特徵、水質特徵為主的監測方法。如地下水位（或地下水壓力）監測、孔隙水壓力監測和地下水水質監測等。大部分地質災害的形成、發展均與災害體內部或周圍的地下水活動關系密切，同時在災害生成的過程中，地下水的本身特徵也相應發生變化。

1.1.4誘發因素監測

誘發因素類主要包括以監測地質災害誘發因素為主的監測技術方法，如氣象監測、地下水動態監測、地震監測、人類工程活動等。降水、地下水活動是地質災害的主要誘發因素；降雨量的大小、時空分布特徵是評價區域性地質災害（特別是崩、滑、流三大地質災害的判別）的主要判別指標之一；人類工程活動是現代地質災害的主要誘發因素之一，因此地質災害誘發因素監測是地質災害監測技術的重要組成部分。

1.2監測儀器

1.2.1按從監測儀器同災害體的相對空間關系分為接觸類和非接觸類

（1）接觸類：是指必須安裝於災害體現場或進行現場施測的監測儀器系列。如滑坡地表或深部位移監測、物理和化學場監測等。該類儀器所獲得的信息多為災害體細部信息，信息量豐富。

（2）非接觸類：是指於現場安裝簡易標志或直接於災害體外圍施測的監測儀器系列。該類監測方法多以獲得災害體地表的絕對變形信息為主，易採用網式施測；特別是突發性地質災害的臨災前後，具有安全、快捷等特點。如激光微位移監測、測量機器人、遙感雷達監測等。

1.2.2按監測組織方式分為簡易監測、儀表監測、控制網監測、自動遙測

（1）簡易監測：採用簡易的量測工具（皮尺、鋼尺、卡尺）對災害體地表的裂縫等部位進行監測。

（2）儀表監測：採用機測或電測儀表（安裝、埋設感測器）對滑坡進行地表及深部的位移、應力、地聲、水位、水壓、含水量等信息監測。

（3）控制網監測：在滑坡變形破壞區及周邊穩定地帶，布設大地測量或GPS衛星定位測量控制點網，進行滑坡絕對位移三維監測。

（4）自動遙測：利用有線和無線傳輸技術，對儀表監測所得信息進行遠距離遙控自動採集、傳輸，可實現全天候不間斷監測。

2地質災害監測方法技術現狀

地質災害監測技術是集多門技術學科為一體的綜合技術應用，主要發展於20世紀末期。伴隨著電子技術、計算機技術、信息技術和空間技術發展，國內外地質災害調查與監測方法和相關理論得到長足發展，主要表現在：

（1）常規監測方法技術趨於成熟，設備精度、設備性能都具有很高水平。目前地質災害的位移監測方法均可以進行毫米級監測，高精度位移監測方法可以識別0.1mm的位移變形。

（2）監測方法多樣化、三維立體化。由於採用了多種有效方法結合對比校核以及從空中、地面到災害體深部的立體化監測網路，使得綜合判別能力加強，促進了地質災害評價、預測能力的提高。

（3）其他領域的先進技術逐漸向地質災害監測領域進行滲透。隨著高新技術的發展和應用的深入，衛星遙感、航空遙感等空間技術的精度逐漸提高，一些高精度物探（如電法、核磁共振等技術）的發展，使得地質災害的勘查技術與監測技術趨於融合，通過技術上的處理、提升，該類技術逐漸適用於區域性的地質災害和單體災害的監測工作。

「八五」以來，我國在地質災害監測技術研究方面取得了豐碩的成果，並積累了豐富的經驗，使我國的地質災害監測預警水平得到很大程度的提高；但是還存在一定的局限性，主要表現在：

（1）地質災害監測技術、儀器設施多種多樣，應用重復性高，受適用程度、精度、設施集成化程度、自動化程度和造價等因素的制約，常造成設備資源浪費，效果不明顯。

（2）所取得的研究成果多側重於某一工程或某一應用角度，在地質災害成災機理、誘發因素研究的基礎上，對各種監測技術方法優化集成的研究程度較低。

（3）監測儀器設施的研究開發、數據分析理論同相關地質災害目標參數定性、定量關系的研究程度不足，造成監測數據的解釋、分析出現較大的誤差。

因此，要提高地質災害預警技術水平，必須在地質災害研究同開發監測技術方法相結合的基礎上，進行地質災害監測優化集成方案的研究。

3地質災害監測技術方法發展趨勢

3.1高精度、自動化、實時化的發展趨勢

光學、電學、信息學及計算機技術和通信技術的發展，給地質災害監測儀器的研究開發帶來勃勃生機；能夠監測的信息種類和監測手段將越來越豐富，同時某些監測方法的監測精度、採集信息的直觀性和操作簡便性有所提高；充分利用現代通訊技術提高遠距離監測數據信息傳輸的速度、准確性、安全性和自動化程度；同時提高科技含量，降低成本，為地質災害的經濟型監測打下基礎。

監測預測預報信息的公眾化和政府化。隨著互聯網技術的發展普及，以及國家政府的地質災害管理職能的加強，災害信息將通過互聯網進行實時發布，公眾可通過互聯網了解地質災害信息，學習地質災害的防災減災知識；各級政府職能部門可通過所發布信息，了解災情的發展，及時做出決策。

3.2新技術方法的開發與應用

3.2.1調查與監測技術方法的融合

隨著計算機的高速發展，地球物理勘探方法的數據採集、信號處理和資料處理能力大幅度提高，可以實現高解析度、高采樣技術的應用；地球物理技術將向二維、三維採集系統發展；通過加大測試頻次，實現時間序列的地質災害監測。

3.2.2 智能感測器的發展

集多種功能於一體、低造價的地質災害監測智能感測技術的研究與開發，將逐漸改變傳統的點線式空間布設模式；由於可以採用網式布設模式，且每個單元均可以採集多種信息，最終可以實現近似連續的三維地質災害信息採集。

3.3新技術新方法

3.3.1光纖技術（BOTDR）

光導纖維監測技術又稱布里淵散射光時域光纖監測技術（BOTDR），是國際上20世紀70年代後期才迅速發展起來的一種現代化監測技術，在航空、航天領域中已顯示了其有效性。在土木、交通、地質工程及地質災害防治等領域的應用才剛剛開始，並受到各發達國家研究機構的普遍重視，發展前景十分廣闊。

通過合理的光纖敷設，可以監測整個災害體（特別是滑坡）的應變信息。

3.3.2時間域反射技術（TDR）

時間域反射測試技術（Time Domain Reflectometry）是一種電子測量技術。許多年來，一直被用於各種物體形態特徵的測量和空間定位。早在20世紀30年代，美國的研究人員開始運用時間域反射測試技術檢測通訊電纜的通斷情況。在80年代初期，國外的研究人員將時間域反射測試技術用於監測地下煤層和岩層的變形位移等。90年代中期，美國的研究人員將時間域反射測試技術開始用於滑坡等地質災害變形監測的研究，針對岩石和土體滑坡曾經做過許多的試驗研究，國內研究人員已經開始該方法的研究工作，並已經在三峽庫區投入試驗應用階段，同時開展了與之相關的定量數據分析理論研究。

所埋設電纜即是感測器，又可傳輸測試信號；該方法相對於深部位移鑽孔傾斜儀監測具有安裝簡單、使用安全和經濟實用等特點。

3.3.3激光掃描技術

該技術在歐美等發達國家應用較早，我國近期開始逐漸引進。主要是用於建築工程變形監測以及實景再現，隨著掃描距離的加大，逐漸向地質災害調查和監測方向發展。

該技術通過激光束掃描目標體表面，獲得含有三維空間坐標信息的點雲數據，精度較高。應用於地質災害監測，可以進行災害體測圖工作，其點雲數據可以作為地質災害建模、地質災害監測的基礎數據。

3.3.4核磁共振技術（NUMIS）

核磁共振技術是國際上較為先進的一種用來直接找水的地球物理新方法。它應用核磁感應系統，通過從小到大地改變激發電流脈沖的幅值和持續時間，探測由淺到深的含水層的賦存狀態。我國於近期開始引進和研究，目前已經在三峽庫區的部分滑坡體進行了應用試驗，效果較好。

應用於地質災害監測，可以確定地下是否存在地下水、含水層位置以及每一含水層的含水量和平均孔隙度，進而可以獲知如滑坡面的位置、深度、分布范圍等信息，從而對滑坡體進行穩定性評價，並對滑坡體的治理提出科學依據。

3.3.5合成孔徑干涉雷達技術（InSAR）

運用合成孔徑雷達干涉及其差分技術（InSAR及D-InSAR）進行地面微位移監測，是20世紀90年代逐漸發展起來的新方法。該技術主要用於地形測量（建立數字化高程）、地面形變監測（如地震形變、地面沉降、活動構造、滑坡和冰川運動監測）及火山活動等方面。

同傳統地質災害監測方法相比，具有如下特點：

（1）覆蓋范圍大；

（2）不需要建立監測網；

（3）空間解析度高，可以獲得某一地區連續的地表形變信息；

（4）可以監測或識別出潛在或未知的地面形變信息；

（5）全天候，不受雲層及晝夜影響。

但由於系統本身因素以及地面植被、濕度及大氣條件變化的影響，精度及其適用性還不能滿足高精度地質災害監測。

為了克服該技術在地面形變監測方面的不足，並提高其精度，國內外技術人員先後引入了永久散射點（PS）的技術和GPS定位技術，使InSAR技術在城市及岩石出露較好地區地面形變監測精度大大提高，在一定的條件下精度可達到毫米級。永久散射（PS）技術通過選取一定時期內表現出穩定干涉行為的孤立點，克服了許多妨礙傳統雷達干涉技術的解析度、空間及時間上基線限制等問題。

隨著衛星雷達系統資源的改進和發展，以及相應數據處理軟體的提高，該技術在地質災害監測領域的應用將趨於成熟。

3.4地質災害監測技術的優化集成

3.4.1問題的提出

（1）監測方法的適應性。對於各種監測方法所使用的監測儀器設施，均有各自的應用方向和使用技術要求；針對不同地質災害災種、類型，其使用技術要求（包括測點布設模式、安裝使用技術要求等）不同。

（2）地質災害不同的發展階段。對於崩塌、滑坡等突發性地質災害，不同發展階段所適用的監測方法和儀器設施各異，監測數據採集周期頻度不同。

（3）監測參數與監測部位。實踐證明，一方面，不同的監測參數（地表位移、深部位移、應力、地下水動態、地聲等）在不同類型的災害體監測中具有不同程度的表現優勢；另一方面，同一災害體不同部位的監測參數隨時間變化趨勢特點並不相同，即存在反映災害體關鍵部位特徵的監測點，又存在僅反映局部單元（不具有明顯的代表性，甚至是孤立的）特徵的監測點。因此，監測要素（監測參數、監測部位）的優化選擇，是整個監測設計工作的基礎。

（4）自動化程度。決定於設備的集成度、控制模式、數據標准化程度和信息發布方式。

（5）經濟效益。決定於地質災害的規模、危害程度、監測技術組合、設備選型等因素。

3.4.2設計原則

地質災害監測技術優化集成方案遵循以下原則：

（1）監測技術優化原則：針對某一類型地質災害，確定優勢監測要素，進行監測內容、監測方法優化組合，使監測工作高效、實用。

（2）經濟最優原則：首先，不過於追求高、精、尖的監測技術，而應選擇發展最為成熟、應用程度較高的監測技術；其次，對於危害程度較大的大型地質災害體，可選擇專業化程度較高的監測技術方法，由專業人員進行操作、維護，對於危害程度低，規模小的災害體，可選擇操作簡單、結果直觀的宏觀監測技術，由群測群防級人員進行操作。

3.4.3最終目標

根據不同種類地質災害和不同類型地質災害的物質組成、動力成因類型、變形破壞特徵、外形特徵、發育階段等因素，研究適用於不同類型地質災害的監測要素（監測參數、監測點位的集合）、監測方法、監測點網的時空布置模式、監測技術要求，建立典型地質災害監測的優化集成方案。

㈡ 開放式地質災害監測系統的研究

史彥新

（中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所，河北保定，071051）

【摘要】本文介紹了一種開放式地質災害監測系統的構建方案。首先簡要敘述了開放式監測系統的概念，隨後從監測系統的形成、硬體組成和軟體設計3個方面進行了闡述，突出了監測系統開放、靈活的特點。

【關鍵詞】開放式系統地質災害監測地質災害預警

1前言

地質災害監測預警是一項復雜的系統工程，具有多學科交叉、應用性強、不斷發展變化等諸多特點，隨著高新技術和計算機網路技術的迅速發展，地質災害監測預警技術也有了很大發展，系統化、網路化的開放式地質災害監測系統成為地質災害監測發展的必然趨勢。

所謂開放式監測系統，即採用開放的結構模式，採用統一標准或協議的一種軟體或硬體的平台。在硬體方面，只要符合統一標準的模塊，都可以接入該系統；在軟體方面，運用模塊化編程技術，結合模糊數學、專家系統、人工神經網路、小波分析等先進理論，根據不同的監測模型，採取不同的演算法，並制定統一的通訊協議，實現對各監測模塊的管理、監測數據的採集、監測信息的遠程傳輸、系統通訊等功能^[1]。

最近在地質災害預警關鍵技術方法研究與示範項目中，項目組在構建地質災害監測系統時進行了大膽的嘗試，在巫山地質災害監測預警示範站建立了基於鑽孔傾斜儀深部位移監測、GPS地表變形監測、TDR滑坡位移監測、孔隙水壓力監測等手段的開放式地質災害監測系統。該監測系統可實現一天24小時連續監測，監測數據可以從現場發送到數據處理中心，及時獲得監測結果，並實時發布^[2]。

2監測系統的形成

目前常用的地質災害（滑坡）預報方法，多為對位移監測數據序列進行數學方法處理，作趨勢性外推，這種處理方法受監測點選擇的隨機性和多種相關因素的綜合影響，准確性較低，在實際應用中往往不能達到預期效果。為了提高地質災害預測預報的准確性，必須對災害體進行多手段、全方位的監測，對監測信息進行綜合分析處理。

隨著科學技術的發展及對地質災害機理的深入研究，國內外地質災害監測技術方法已逐漸向系統化、智能化方向發展，監測內容、方法、設備日趨多樣化，不只局限於對位移的監測，且已涉及地質災害誘發因素的監測及地溫、地聲、射氣濃度等地質災害間接因素類的監測。只有對災害體進行全方位的監測，並對監測信息進行綜合分析，才能極大地提高監測的有效性與准確性，為地質災害的預警預報提供堅實的數據基礎。

因此，為了全面了解災害體的位移變化情況及其他特徵值，如孔隙水壓力等，在巫山監測預警示範站構建了一套開放式地質災害監測系統，該系統對幾種監測儀器進行集成，從地表位移、地下位移、孔隙水壓力3個方面對災害體進行監測，完成各監測模塊的管理、監測數據的採集、傳輸，為綜合分析處理及實時發布監測結果奠定了基礎。

3監測系統的硬體組成

該監測系統在巫山監測現場安裝有4種感測儀器，4個監測模塊分別是：

（1）固定式鑽孔傾斜儀，監測鑽孔內地下形變位移；

（2)TDR滑坡位移監測儀，該儀器由自行研製，監測鑽孔內形變位置與位移；

（3）孔隙水壓力監測儀，該儀器由自行研製，監測鑽孔內土體的孔隙水壓力；

（4）高精度GPS，監測地表相對位移。

用於數據存儲、儀器管理及信息傳輸的是我們自行研製的TDR滑坡位移監測儀。該儀器既完成本模塊的監測任務，又兼當整個監測系統的數據採集裝置。其採用開放式工業控制的設計思想，以Windows作為操作系統，採用RS-232進行數據通訊，對各監測模塊進行管理，完成數據的採集、存儲，最後利用GPRS無線傳輸技術，將監測信息遠距離傳送到數據處理中心，存入上位計算機中，在數據處理中心完成監測數據的綜合分析處理，並實時發布監測結果。

該監測系統的硬體結構如圖1所示。

圖1開放式地質災害監測系統硬體結構示意圖

4監測系統軟體設計

4.1各監測感測模塊自控軟體設計

各模塊自控軟體將控制模塊的定時工作和通訊協議的建立。各模塊自控軟體相對獨立，分頭設計，根據監測對象的不同，採用不同的演算法，完成監測、採集任務，同時負責本模塊通訊協議的建立。

4.2制定標準的通訊協議和特定的數據格式

通訊協議是現場監測感測儀與數據採集裝置及數據採集裝置與數據處理中心溝通的橋梁，當數據處理中心需要查看各模塊的監測數據及設定監測參數時，均需通過數據採集裝置，按照通訊協議上傳下達。

針對地質災害監測的實際情況，採用了主從機通訊方式，將數據處理中心計算機作為主機，監測系統的數據採集裝置作為從機，實現一發一收聯機通訊。在設定協議中，制定了4個位元組的控制狀態字，其中第一個位元組是前端站點呼叫控制字，保證每個站點上數據的獨立性；第二個位元組是設備號控制字，能准確地調用各個監測模塊的監測數據；第三個位元組是讀寫控制字；第四個位元組是握手應答控制字，呼叫並握手成功後，主從機之間即能相互傳送或接收數據。傳送數據過程中，設定一個表頭文件。在表頭文件中，首先用1個位元組表示儀器設備號，再用5個位元組表示數據時間，然後用3個位元組代表點號、孔號和孔深，最後用8個位元組存放監測數據。另外在修改各監測感測模塊的參數時，可以通過主機發送一個配置文件（*.dat）到從機，從機（數據採集裝置）接到這個配置文件，就會自動地去修改儀器參數，使各監測感測模塊按設定方式採集監測數據。

通訊協議簡述如下：

當監測系統啟動通訊程序後，接收數據處理中心的命令並按以下格式進行數據字頭文件的上傳。

地質災害調查與監測技術方法論文集

當數據處理中心下傳監測參數時，以配置文件的方式進行通訊，系統接收命令後，按數據字頭文件格式下傳給各監測感測模塊。其中的第2、3項改為下次監測的啟動時間，第7項改為時間間隔，各監測感測模塊接到指令後，其自控軟體會控制監測儀按設定方式進行工作。

5結束語

以上所述的開放式地質災害監測系統已在巫山地質災害監測預警示範站項目中得以實現，運行效果良好，並且隨著示範站的建設，基於其開放式的結構模式，會有更多的監測模塊接入到該監測系統中，使其技術更加成熟，功能更加完善。

參考文獻

[1]張青，史彥新.三峽庫區地質災害監測儀器的前景展望.環境與工程地球物理國際學術會議，2004,6

[2]中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所.地質災害預警關鍵技術方法研究與示範項目設計書，2002,11

㈢ 全國地質災害監測預警體系建設的主要任務

全國地質災害監測預警體系建設的總體規劃如圖7.1所示。

7.3.1 國家、省、市、縣級地質災害監測預警站網建設

縣級以上國土資源行政主管部門建立地質災害監測預警體系，會同建設、水利、交通等部門承擔地質災害監測任務，負責業務技術管理，並可受政府委託行使部分地質災害監測管理職能，發布地質災害監測預警信息。地質災害監測機構是公益性事業單位。

（1）國家級地質災害監測站

國家級地質災害監測站負責全國性地質災害專業監測網、信息網的建設與運行工作，並承擔國家級地質環境監測任務；承擔全國地質災害預警預報和相關的調查研究工作；擬編全國地質災害監測規劃、計劃、工作規范和技術標准；開展科技交流與合作，研究和推廣新技術、新方法；承擔全國地質災害監測數據、成果報告的匯總、分析、處理和綜合研究，為政府決策部門和社會公眾提供信息服務；負責對省（區、市）級地質災害監測業務的指導、協調和技術服務。

（3）地質災害監測預警研究試驗區

針對我國突發性地質災害具有區域性、同時性、突然性、暴發性和危害大等特點，結合國土整治規劃和資源能源開發，在代表性地區開展地質災害監測預警示範。在試驗區建立自動遙測雨量觀測站網，逐步建立試驗區滑坡、崩塌和泥石流區域爆發的降雨臨界值，為突發性災害的區域預警提供依據。同時，在試驗區開展降雨期斜坡岩土體滲流觀測，研究降雨誘發滑坡、崩塌和泥石流的機理。

2010年前，進一步完善和建設三峽庫區立體式監測預警示範區。完成三峽庫區滑坡、崩塌、泥石流災害的立體監測網建設，在庫區60處地質災害點實現監測數據的自動採集、實時傳輸和自動分析；完善庫區20個縣級監測點建設；完成1∶1萬航攝飛行；建立全庫區的遙感（RS）監測系統，完成全球定位系統（GPS）控制網、基準網建設。

2010年以前重點在重慶市區、北京市、甘肅蘭州市、陝西安康市、四川雅安、雲南新平、雲南東川、浙江金華市、江西宜春市等地區開展突發性地質災害監測預警試驗研究。

（4）地面沉降和地裂縫監測網

1）國家級地面沉降監測網選址原則：①跨省區的地面沉降災害區域；②有一定的監測工作和設施基礎；③地方政府有積極性，並提供配套資金；④具有較為完善的法規和管理體系。

2）工作部署：2010年之前，重點開展長江三角洲、華北平原、關中平原、淮北平原和松嫩平原地面沉降和地裂縫監測網的建設；2010年以後逐步開展汾河谷地、遼河盆地、珠江三角洲以及全國其他主要城市地面沉降和地裂縫的調查及監測網的建設。

長江三角洲地面沉降和地裂縫監測網包括上海市全部，江蘇的蘇錫常地區、南通地區和鹽城地區南部的三個縣（市），浙江的杭嘉湖平原，控制面積近5萬km²。

華北平原地面沉降和地裂縫監測網包括北京、天津市的平原區，河北省的環渤海平原區和山東的魯西北平原，控制面積5萬多km²。

關中平原和汾河谷地地面沉降和地裂縫監測網的覆蓋范圍自六盤山南麓的寶雞，沿渭河向東，經西安到風陵渡轉向北東，沿汾河經臨汾、太原到大同，寬近100km，長近1000km，包括渭河盆地、運城盆地、臨汾盆地、太原盆地、大同盆地等，涉及近50個（縣）市。

7.3.3 群測群防體系建設

突發性地質災害群測群防網主要針對地質災害較嚴重的山區農村，以縣為單位，在專業隊伍指導下，建立由當地政府領導下的縣、鄉、村三級群測群防體系。在各級地方政府的組織和領導下，充分發揮各級監測站的技術優勢，提高群眾的防災意識和參與程度，完善監測預報制度，到2010年，建成1400個縣（市）突發性地質災害易發區的群測群防網路體系。

（1）群眾監測網路建設

1）監測點選定原則：①危險性大、穩定性差、成災概率高，會造成嚴重災情的地質災害隱患體；②對集鎮、村莊、工礦及重要居民點人民生命安全構成威脅的地質災害隱患體；③一旦發生將會造成嚴重經濟損失的地質災害隱患體；④威脅公路、鐵路、航道等重要生命線工程的地質災害隱患體；⑤威脅重大基礎建設工程的地質災害隱患體。

2）監測點的建設：根據上述原則確定需要監測的地質災害隱患點後，由專業調查組及時向當地政府提出監測方案，同時協助搞好監測點的建設工作。①監測范圍的確定：除對地質災害隱患點和不穩定斜坡本身的變形跡象進行監測外，還應把該災害點威脅的對象和可能成災的范圍，納入監測范圍。②監測方法與要求：對當前不宜進行治理或暫時不能進行治理的隱患點，危害大的應建立簡易監測點，同時要對宏觀地面變形、滑坡體內的微地貌、地表植物和建築物標志等進行觀察。以定期巡測和汛期強化監測相結合的方式進行。定期巡測一般為半月或每月一次，汛期強化監測將根據降雨強度，每天或24小時值班監測。③監測點的設置：簡易監測點一般採用設樁、設砂漿貼片和固定標尺，對滑坡體地面裂縫相對位移進行監測，對危害大的隱患點，如有條件也可用視准線法測量監測點的位移。

3）監測網點的管理與運行：①監測責任落實到具體的單位與個人。被監測的地質災害隱患點所在的鄉（鎮）、村和有關單位為監測責任人，在其領導下，成立監測組，監測組由受危害、威脅的居民點或有關單位的群測人員組成。②建立崗位責任制，縣、鄉（鎮）、村應逐級簽訂責任書。調查過程中，採取多種方式進行宣傳與培訓，教會監測責任人、監測組成員和群眾，如何監測、如何判斷災害可能發生的各種跡象和災情速報及有關應急防災救災的方法。③信息反饋與處理。縣（市）國土資源主管行政部門負責監測資料與信息反饋的收集匯總，上報到市（地、州）國土資源行政部門（或地質環境監測站）進行綜合整理與分析，省國土資源廳地質環境處（或省地質環境總站）將上報的資料與信息錄入省地質災害空間資料庫，進行趨勢分析，同時對下一步監測工作提出指導性意見。④預測有重大險情發生時，當地政府和有關單位應立即採取應急防災減災措施，同時應立即報告省、市、縣政府和國土資源主管部門，派出專業人員赴現場協助監測和指導防災救災。⑤建立地質災害速報制度，按國土資發[1998]15號文附件執行。

4）資料的收集與監測數據的整理：①監測數據包括地質災害點基本資料、動態變化數據、災情等。②所有監測數據均應以數字化形式儲存在信息系統中，同時，必須以紙介質形式備份保存。③監測點必須進行簡易定量監測，並須整理成有關曲線、圖表等。應編制有關月報、季報和年報，同時，對今後災害發展趨勢進行預測。④監測數據應按有關程序逐級匯交。

（2）群專結合的預報預警系統建設

1）縣（市）國土資源行政主管部門歸口管理和指導群眾監測網路，負責監測資料與信息反饋的收集匯總。

2）縣（市）國土資源行政主管部門的地質環境職能部門應根據氣象、水文預報和監測資料進行綜合分析，預測地質災害危險點，並及時向有關鄉（鎮）、村和礦山及負有對重要設施管理的有關部門發出預警通知。

3）縣（市）國土資源行政主管部門負責組織各鄉（鎮）、礦山、重要設施主管部門編制汛期地質災害防災預案。編制全縣（市）汛期地質災害防災預案，並負責組織實施。

4）縣（市）國土資源行政主管部門負責組織地質災害防治科普宣傳活動和基層幹部培訓工作。

7.3.4 地質災害監測預警信息網建設

地質災害監測預警與防治數據是國家與地方進行地質災害防治，保障社會與經濟建設的重要信息，具有數量大、更新快、用途廣等特點。通過信息網的建設，實現數據的採集、存儲、分析和發布，切實做到為政府、研究人員和社會提供所需的地質災害信息，為國家經濟建設宏觀決策提供基礎的科學依據。

到2010年，在完善中國地質災害信息網與各省地質災害信息網及部分地（市）地質災害信息網的同時，建成集地質災害監測、地下水環境監測等為一體的全國地質災害監測信息系統，實現地質災害監測數據的自動採集、傳輸、存儲、數據管理、查詢、應用和信息實時發布系統。

到2020年，以科學技術為先導，不斷完善全國地質災害監測信息系統，結合氣象、水文、地震等相關因素，建成多專業領域、多信息處理技術的信息系統；全面提升我國地質災害監測信息水平，滿足社會和民眾對地質災害信息的需求，實現遠程會商、應急指揮等重要決策功能。

地質災害監測預警信息系統建設依託於各級地質災害監測機構，具有統一要求、統一流程、分級管理等特點，是一個與現代計算機技術緊密結合的系統工程。本書在第11章（全國地質災害防治信息系統建設規劃研究）全面討論了包括地質災害監測預警信息系統在內的整個地質災害防治信息系統的建設問題，本節不再贅述。

7.3.5 突發性重大地質災害應急反應機制建設與遠程會商應急指揮系統建設

（1）應急反應機制建設

從現在（2004年）起，國家、各省（區、市）要組建以省國土資源行政主管部門為指揮中心，以地質環境監測總站（院、中心）為主體，地（市、州）、縣（市、區）國土資源行政主管部門和地方專業隊伍協同作戰的地質災害監測預警應急反應系統。

1）應急反應系統要配置必備的應急設備，每年汛前對防災預案中地質災害隱患點的主要縣（市）進行險情巡查，重點檢查防災減災措施、群測群防網路、監測責任制是否落實到位，並對主要災害隱患點進行險情巡查，汛中加強監測，汛後進行復查。

2）發現險情和接到險情報告能在最短的時間內趕到現場，進行險情鑒定，同時能夠及時對災害進行動態監測、分析，預測災害發展趨勢，根據災害成因、類型、規模、影響范圍和發展趨勢，劃定災害危險區，設置危險區警示標志，確定預警信號和撤離路線，組織危險區內人員和重要財產撤離，情況危急時，強制組織避災疏散。

3）接到特大型和大型地質災害隱患臨災報告，指揮部辦公室會同相關部門，迅速組織應急調查組趕赴現場，調查、核實險情，提出應急搶險措施建議。

（2）突發性重大地質災害遠程會商與應急指揮系統建設

隨著國家經濟建設規模的日益擴大和人民生活水平的不斷提高，地質災害造成的損失日趨突出，地質災害的防治工作必須針對重大地質災害及時作出反應，提出科學的決策意見，及時指揮應急處理工作。

突發性重大地質災害遠程會商及應急指揮系統，是針對突發重大地質災害的預報和應急指揮，在建立地質災害綜合資料庫的基礎上，構建連接國務院國土資源主管部門、地質災害數據中心與重點地質災害發生區的遠程會商和應急指揮網路化多媒體環境及地質災害應急數據傳輸環境，形成一套信息化的地質災害遠程會商和應急指揮工作流程。

其主要工作內容如下：

1）對重大地質災害預報和應急指揮相關的信息進行提取、加工、整理、集成與分析，建立地質災害綜合資料庫。信息內容包括地理、地質背景數據；氣象分析數據；地質災害調查與監測數據；地質災害情況資料；救災條件信息等。

2）建立地質災害信息發布平台。開發和建設重大地質災害信息預報與應急指揮相關的動態信息發布系統、空間信息提取與發布系統、多媒體信息發布系統。

3）構建地質災害遠程會商和應急指揮的網路和多媒體運行環境。包括多點、多級視頻會議系統、大屏幕顯示系統及有關音像、電話系統；國家與重點地質災害區域之間的網路信息傳輸系統；構建地質災害重點區域應急調查數據快速傳輸環境。

4）研究與制定形成一套地質災害遠程會商和應急指揮系統工作規范。分析地質災害遠程會商和應急指揮工作的特點，提出地質災害遠程會商和應急指揮系統工作的模式，建立一套相關的工作規范。

㈣ 什麼是地質災害監測預警

地質災害來源於自然和人為地質作用對地質環境的災難性破壞，主要包括崩塌內、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂容縫等。我國是世界上地質災害頻發的地區之一，近年來，關於滑坡、泥石流類災害的研究是行業研究的重點。地質災害的防治常常因為工作的分散，造成標准化程度較差，資源共享較難的問題。

㈤ 地質災害調查監測

完成抄全國1∶1萬工程地質調查1127平方千米，1∶5萬工程地質調查6530平方千米，1∶5萬災害地質勘查2200平方千米。各地成功避讓各類地質災害920起，安全轉移37926人，避免財產損失5.5億元。地質災害造成的死亡和失蹤人數同比減少12％，直接經濟損失減少42.7％。

長江三角洲地區全面建成地面沉降監測與控制體系，初步建立地面沉降主動防治和科學管理的決策機制。重慶巫山、奉節建立了具國際先進水平的地質災害實時監測預警示範站，為三峽工程庫區等國家重大工程建設區地質災害的監測預警提供了技術支撐。建立以專業的地質災害監測和群測群防相結合的雅安地質災害監測預警示範區和以區域地質災害監測為基礎的江西省地質災害氣象預警系統。西南山區城市、東南台風暴雨型、西北黃土地質災害監測預警示範工作取得良好進展。「萬村培訓行動」成效明顯，雲南昭通成功預報鹽津滑坡，避免2011人傷亡；四川達州成功預報青寧鄉岩門村滑坡，避免2251人傷亡。

㈥ 地質災害監測的目的是什麼

地質災害監測有以下目的：
1. 及時掌握災害體變形動態，分析其穩定性，超前做出預測預報，防止災難發生。
2. 為災害治理工程等提供可靠資料和科學依據。
3. 為政府部門對在地質災害易發區的經濟建設、環境治理等方面的規劃和決策提供基礎依據。向全社會提供崩塌、滑坡監測信息。
礦山地質災害指在礦床開采活動中，因大量採掘井巷破壞和岩土體變形以及礦區地質、水文地質條件與自然環境發生嚴重變化，危害人類生命財產安全，破壞采礦工程設備和礦區資源環境，影響采礦生產的災害。
(1) 建立和完善礦山開采前的風險評估與環境評估，並制定環境保護與恢復治理的政策法規和規劃體系。做到開采前嚴格評估，開產中積極防範，開采後積極恢復，把礦山地質環境恢復與土地復懇納入法規，強制推行。
(2) 加強宣傳，普及礦山地質災害防治知識，提高礦山開采人員素質，增強其對地質災害的危機感與警覺性。提高礦山生產過程中全員防災、減災技能與手段，強化礦山地質災害的防、險避險、搶險培訓。
(3) 開發與應用先進的信息化、地球物理勘查手段、地球化學勘查手段，對礦山地質進行嚴密監視，對可能發生的潛在災害施行實時監測、動態監測，建立礦山地質災害監測系統（威海晶合），實現礦山地質與環境生態動態跟蹤與管理體系，避免重大人員財產損失。
(4) 加強礦坑、礦井邊坡設計，進行邊坡監測，堅固擋牆穩固邊坡地質構造，開挖後如果出現開裂變形，及時做地質勘察，並做好預防措施。合理建設尾礦礦壩，形成穩定礦場與尾礦庫，降低滑坡和塌方風險。

㈦ 地質災害數據監測系統分析軟體有哪些

青島海徠天創公司的4Dmos—pointcloud變形監測軟體，預測各種地表活動，滑坡、塌陷等，可以咨詢

㈧ 地質災害預警系統研發

3.1.1 總體思路

3.1.1.1 基本認識

中國地域廣大，地質環境類型復雜多樣，斜坡岩土體含水狀態與滑坡泥石流事件發生的對應關系是復雜的，滑坡泥石流事件與降雨過程的關系具有離散性。因此，盡可能細化預警區域的劃分，對每個預警區的斜坡坡角、坡積層工程地質特徵、植被類型和人類活動方式進行系統研究，得出特定環境地質條件(地層岩性、地質結構、地貌形態、地表植被和人類工程經濟活動等)下引發地質災害的大氣降雨量臨界值，作為地質災害區域預警判據是可行的。

3.1.1.2 預警對象與預警重點區

降雨引發的區域突發性群發型地質災害:崩塌、滑坡、泥石流等。

預警重點區是:

1)威脅山區的鄉鎮、居民點，且無力搬遷的地區;

2)威脅重要工程如橋梁、水壩和電站等地區;

3)威脅線狀工程如公路、鐵路、輸油(氣)管線和輸電線路以及水上交通線等地區;

4)重要經濟區(發達經濟區、工礦區和農業區等);

5)重要自然保護區、自然景觀和人文景觀地區;

6)區域生態地質環境脆弱，且又必須開發的地區。

3.1.1.3 預警類型

突發性地質災害氣象預警可分為時間預警和空間預警兩種類型。

空間預警是比較明確地劃定在一定條件下(如根據長期氣象預報)，一定時間段內地質災害將要發生的地域或地點，主要適用於群發型;

時間預警是在空間預警的基礎上，針對某一具體地域或地點(單體)，給出地質災害在某一時段內或某一時刻將要發生的可能性大小，主要適用於單體如大型滑坡，並有群測群防網路或專業監測網路相配合。

空間預警是減輕區域性、全局性地質災害的有效手段。空間預警是基於地質災害的主要控制因素(如地層岩性、地質結構、地貌形態、地層突變等)和引發因素(如降雨、地震、冰雪消融、人為活動)開展工作，控制因素是基本條件，引發因素在不同地區或同一地區的不同地段常常表現出極大差異。

3.1.1.4 預警等級

根據《國土資源部和中國氣象局關於聯合開展地質災害氣象預報預警工作協議》，地質災害氣象預報預警分為5個等級:

1級，可能性很小;

2級，可能性較小;

3級，可能性較大;

4級，可能性大;

5級，可能性很大;

國家層次發布地質災害預警按以下考慮:

1～2級不發布預報，用綠色和藍色表示;

3級發布預報，用黃色表示;

4級發布預警，用橙色表示;

5級發布警報，用紅色表示。

3.1.1.5 預警時段與地域

預報預警時段是當日20時至次日20時。

預報預警地域是中華人民共和國領土范圍，暫不包括香港特別行政區、澳門特別行政區和台灣省。

3.1.1.6 技術路線

1)把全國劃分為若干預警區域。

2)確定預警判據。對每個預警區的歷史滑坡、泥石流事件和降雨過程的相關性進行統計分析，分別建立每個預警區的地質災害事件與臨界過程降雨量的統計關系圖，確定滑坡泥石流事件在一定區域暴發的不同降雨過程臨界值(低值、高值)，作為預警判據。

3)判定發生地質災害的可能性。接收到國家氣象中心發來的前期實際降雨量和次日預報降雨量數據後，對每個預警區疊加分析，根據判據圖初步判定發生地質災害的可能性。

4)判定預報預警等級。對判定發生地質災害可能性較大或以上等級的地區，結合該預警區降雨量、地質環境、生態環境和人類活動方式、強度等指標進行綜合判斷，從而對次日的降雨過程引發地質災害的空間分布進行預報或警報。

5)製作地質災害預警產品。

6)發送預警產品。將預警產品報請有關領導簽發後，發送國家氣象中心。

7)發布預警產品。國家氣象中心收到預警產品後，以國土資源部和中國氣象局的名義在中央電視台播出。同時，地質災害預警結果在中國地質環境網站上進行發布。

8)發布預警後，預警人員跟蹤校驗預警效果，總結提高預警准確率。

3.1.2 科學依據

根據1990～2002年對突發性地質災害的分類統計，發現持續降雨引發者占總發生量的65%，其中，局地暴雨引發者約占總發生量的43%，占持續降雨引發者總量的66%。也就是說，約2/3的突發性地質災害是由於大氣降雨直接引發的或是與氣象因素相關的，地質災害氣象預警工作是有科學依據的。

3.1.2.1 氣象因素引發地質災害的特點

1)區域性:一般在數百至數千平方公里內出現;單條泥石流的流域面積:≤0.6km²者11.9%;0.6～10km²者61.6%;10～50km²者22.4%。

2)群發性:崩塌、滑坡、泥石流等在某一區域多災種呈群體出現。

3)同時性:巨大災難在數十分鍾—數小時內先後或同時出現。

4)暴發性:滑坡、特別是泥石流的發生具有突然暴發性，宏觀上完好的坡體突然滑塌或「奔流」;當地人稱為「渦旋炮」或「山扒皮」。如陝西省紫陽縣同一地點傷亡人員最多的聯合鄉魚泉村7組(瞬間造成37人遇難)是5個「渦旋炮」同時擊中的結果。

5)後續性:大型滑坡一般出現在降雨過程後期，甚至降雨結束後數天。

6)成災大:造成重大人員傷亡和各種財產損失。

3.1.2.2 氣象因素引發地質災害的成因

1)區域性持續降雨或暴雨使鬆散堆積層達到過飽和狀態。

2)成災地區地形陡峻，坡形變化復雜，坡度25°～70°。

3)地質上具備二元結構，上為鬆散堆積層，下為堅硬基岩，容易在二者的接觸處形成強大滲流帶。

4)鬆散堆積層厚度1～10m，一般1～4m。

5)一般植被覆蓋率較高，在強烈暴雨持續作用下起到滯水作用。

6)居民防災意識薄弱，房屋結構簡易，抗災強度低。房屋大多建在溪溝出山口地段，屬於泥石流的流通路徑。調查發現，雖然滑坡、泥石流災害具有暴發性，但多數地點仍有數小時至數分鍾的躲避時間，因防災基本知識缺乏，以致有的村民在搶運財物過程中喪生。

7)對大型滑坡滯後於降雨過程的機理缺乏科學認識。

3.1.2.3 來自統計學的認識

地質災害具有自然和社會的雙重屬性。理論研究與科學實踐均證明，地質災害具有可區劃性、可監測預警性。

1)分析發現，滑坡的發生在過程降雨量和降雨強度兩項參數中，存在著一個臨界值，當一次降雨的過程降雨量或降雨強度達到或超過此臨界值時，泥石流和滑坡等地質災害即成群出現。

2)不同地區具體一條溝谷的泥石流始發雨量區間為10～300mm，差異之大反映了地質條件、氣候條件等的差異。

3)在降雨過程的中後期或局地單點暴雨達到臨界值時出現突發性群發型泥石流、滑坡等地質災害，滑坡以小型者居多。

4)大型滑坡常在降雨過程後期或雨後數天內出現。

3.1.2.4 區域地質災害的時空分布

據20世紀90年代的調查，我國泥石流的時空分布頻率具有以下特點:

(1)泥石流頻率與地貌

3500m以上的高山佔9%;1000～3500m的中山佔56%;小於1000m的低山佔15%;黃土高原區佔11%。

(2)泥石流頻率與工程地質岩組

變質岩區佔43%;碎屑岩區佔32%;黃土區佔11%;岩漿岩區佔9%;碳酸鹽岩區佔7%。

(3)泥石流發生頻率與年平均降雨量(mm/a)

＜400區域佔10%;400～600區域佔16%;600～800區域佔18%;800～1000區域佔24%;1000～1400區域佔22%;＞1400區域佔10%

(4)泥石流暴發時間(月份)分布頻率

5月:9%;6月:18%;7月:34%;8月:24%;9月:10%

上述統計說明，泥石流主要分布在中低山地區;多出現在易於風化破碎的岩土分布區;年均降雨量過高或過低都不會暴發泥石流;發生時間主要出現在每年的6～8月。

3.1.3 中國地質災害氣象預警區劃

基於我國地質災害類型分布、全國氣候區劃和滑坡泥石流與區域降雨關系的各類研究文獻，編制中國地質災害氣象預警區劃圖。

3.1.3.1 資料依據

基於氣象因素的《中國地質災害氣象預警區劃圖(1∶500萬)》的編制主要依據以下資料:

1)中國泥石流及其災害危險區劃圖(1∶600萬)，

中國科學院成都山地災害與環境研究所，1991

2)中國滑坡災害分布圖(1∶600萬)，

中國科學院成都山地災害與環境研究所，1991

3)中國地質災害類型圖(1∶500萬)，

地質礦產部成都水文地質工程地質中心，1991

4)中國泥石流災害圖(1∶600萬)，

地質礦產部成都水文地質工程地質中心，1992

5)中國滑坡崩塌類型及分布圖(1∶600萬)，

地質礦產部環境地質研究所，1992

6)中國特殊類土及危害圖(1∶600萬)，

中國地質科學院水文地質工程地質研究所，1992

7)中國地形圖(立體，1∶600萬)，地圖科學研究所，1999

8)中華人民共和國氣候圖集，氣象出版社，2002

9)區域降雨資料與滑坡、泥石流關系的各類文獻

3.1.3.2 預警區劃分原則

根據研究需要，在此提出斜坡劃分原理:

1)滑坡和泥石流是在斜坡地區發生的;

2)區域分水嶺的兩坡氣象降雨條件和生態環境是不同的;

3)我國的最大斜坡是帕米爾高原—東海大陸架的多級多層次斜坡;

4)區域斜坡可分為三類:一類是分水嶺到海濱，如後界燕山—魯兒虎山，左界遼河，右界永定河/海河和前界渤海圈閉的區域;二類如大別山—淮河—黃河圈閉的區域;三類如四川盆地周緣區域。

一級區以全國性分水嶺或雪線為界，考慮長時間周期、大空間尺度的氣候區劃和地質地貌環境條件;

二級區主要以重大水系、區域分水嶺、區域氣候、歷史滑坡泥石流事件分布密度、地質環境條件、斜坡表層岩土性質和年均降雨量分布。

3.1.3.3 預警區域劃分

本研究立足全國范圍，暫時提出兩級區劃，共劃分7個一級預警區，28個二級預警區，可以滿足初步工作要求(圖3.1)。

(1)預警區的地質災害特徵

A東北山地平原區

A₁三江地區

圖3.1 中國地質災害氣象預警區劃圖(28個區)(台灣省專題資料暫缺)

佳木斯/牡丹江地區，氣象因素引發地質災害微弱。

A₂東北平原

樺甸/敦化地區以及大興安嶺東麓，氣象因素引發地質災害較弱。

B大華北地區

B₁遼南地區

遼東半島地區(千山)，氣象因素引發地質災害較嚴重。

B₂京承地區

北京北部和河北承德地區，氣象因素引發地質災害嚴重。

B₃晉冀地區

太行山東麓地區，氣象因素引發地質災害較嚴重。

B₄山東丘陵

泰山和膠東地區，氣象因素引發地質災害在小范圍較嚴重。

B₅豫西地區

靈寶/許昌之間和伏牛山北麓地區，氣象因素引發地質災害較嚴重—輕微。

B₆皖蘇地區

大別山北麓和張八嶺地區，氣象因素引發地質災害較嚴重—輕微。

B₇江浙地區

臨安/嵊州地區，氣象因素引發地質災害在小范圍較嚴重。

C中南山地丘陵區

C₁閩浙地區

武夷山/九連山以東地區，氣象因素引發小規模地質災害嚴重。

C₂江西地區

九嶺山和贛南地區，氣象因素引發小規模地質災害嚴重。

C₃豫鄂地區

南陽、神農架、大洪山和大別山南麓地區，氣象因素引發地質災害較嚴重。

C₄湖南地區

湘西和湘南(雪峰山)地區，氣象因素引發地質災害嚴重。

C₅桂粵地區

桂西和兩廣北部地區，氣象因素引發小規模地質災害嚴重。

D西南中高山區

D₁陝南地區

秦嶺南麓和大巴山北麓地區，氣象因素引發地質災害嚴重。

D₂四川盆地

成都平原外的其他地區，氣象因素引發地質災害嚴重。

D₃黔渝地區

黔北和重慶地區，氣象因素引發地質災害嚴重。

D₄滇南地區

滇南和黔南部分地區，氣象因素引發地質災害嚴重。

D₅川滇地區

川西、滇西和滇中地區，氣象因素(含高山融水)引發地質災害極嚴重。

E黃土高原區

E₁呂梁地區

大同—太原—臨汾一線地區，氣象因素引發地質災害較嚴重—輕微。

E₂陝北地區

陝北黃土高原地區，氣象因素引發地質災害嚴重。

E₃隴西地區

隴西和海東地區，氣象因素引發地質災害極嚴重。

F北方乾旱沙漠區

F₁內蒙古東部地區

氣象因素引發地質災害輕微。

F₂阿拉善地區

祁連山北麓、玉門/武威地區，氣象因素(高山融水)引發地質災害較嚴重。

F₃南疆地區

天山南麓、阿爾金山北麓氣象因素(高山融水)引發地質災害較嚴重。

F₄北疆地區

天山北麓氣象因素(暴雨和高山融水)引發地質災害嚴重。

G青藏高原區

G₁藏北地區

氣象因素引發地質災害輕微。

G₂藏南地區

雅魯藏布江及支流流域氣象因素(暴雨和高山融水)引發地質災害較嚴重;藏東南

暴雨引發地質災害嚴重。

(2)一級區域界線標志

A/F大興安嶺—七老圖山

漠河—鳳水山(1398)—古利牙山(1394)—太平嶺(1712)—興安嶺(1397)—巴代艾來(1540)—罕山(1936)—黃崗梁(2029)—七老圖山

A/B雲霧山—長白山

小五台山(2882)—赤城—雲霧山(2047)—七老圖山—阜新—鐵嶺—莫日紅山(1013)—白頭山

B/E太行山—中條山

小五台山(2882)—恆山(2017)—北台頂(3058)—陽曲山(2059)—歷山(2322)—華山(2160)

E/F毛毛山—靖邊—東勝—小五台

海晏—仙密大山(4354)—毛毛山(4070)—景泰—定邊—靖邊—榆林—東勝—豐鎮—小五台山(2882)

EB/DC秦嶺—伏牛山—大別山—括蒼山

海晏—龍羊峽—同仁—鳥鼠山(2609)—武山南—鳳縣—太白山(3767)—首陽山(2720)—秦嶺—華山(2160)—全寶山(2094)—老君山(2192)—太白頂(1140)—雞公山(744)—霍山(1774)—安慶—九華山(1342)—黃山(1873)—桐廬—括蒼山(1382)—北雁盪山(1057)

F/G阿爾金山—祁連山

公格爾山(7649)—慕士塔格山(7509)—賽圖拉—慕士山(6638)—烏孜塔格(6250)—九個達坂山(6303)—阿卡騰能山(4642)—阿爾金山(5798)—大雪山(5483)—祁連山(5547)—冷龍嶺(4849)—毛毛山(4070)

C/D老君山—梵凈山—岑王老山

老君山(2192)—武當山(1612)—大神農架(3053)—建始—來鳳(＞1000)—酉陽—梵凈山(2494)—佛頂山(1835)—雷公山(2179)—岑王老山(2062)—富寧

D/G九寨溝—察隅

武山—九寨溝—雪寶頂(5588)—馬爾康—爐霍—新龍—巴塘—察隅

(3)二級區域界線

A₁/A₂小興安嶺—張廣才嶺—白頭山

呼瑪—大黑頂山(1047)—平頂山(1429)—大青山(944)—大禿頂子山(1690)—大石頭(1194)—甑峰山(1677)—白頭山

B₁/B₂下遼河

B₂/B₃永定河—海河

B₃/B₄黃河

B₄/B₅黃河故道

B₅/B₆淮河—黃河故道

B₆/B₇長江

C₁/C₂武夷山—九連山

黃山(1873)—玉京峰(1817)—黃崗山(2158)—白石峰(1858)—木馬山(1328)—九連山(1248)—龍門

C₂/C₃₄霍山—幕阜山—羅霄山脈

霍山(1774)—九江—九宮山(1543)—幕阜山(1596)—連雲山(1600)—武功山(1918)—井岡山—八面山(2042)—石坑埪(1902)

C₃/C₄長江

C₁₂₄/C₅南嶺山脈

雷公山(2179)—貓兒山(2142)—韭菜嶺(2009)—石坑埪(1902)—雪山嶂(1379)—龍門—飛雲頂(1282)—蓮花山(1336)—神泉港

D₁/D₂₃米倉山—大巴山

九頂山(4984)—廣元—米倉山—大巴山—大神農架(3053)

D₂/D₃長江—重慶—華鎣山—萬源北

D₁₂₃/D₅夾金山—大涼山

雪寶頂(5588)—九頂山(4984)—二郎山(3437)—貢嘎山(7556)—鏵頭尖(4791)—大涼山(3962)—長江—五蓮峰(2561)—陸家大營(2854)

D₃/D₄苗嶺山脈

陸家大營(2854)—黃果樹瀑布—惠水—雷公山(2179)

D₄/D₅烏蒙山—哀牢山—高黎貢山

陸家大營(2854)—黎山(2678)—馬龍—玉溪—哀牢山(3166)—貓頭山(3306)—高黎貢山—(3374)—尖高山(3302)

E₁/E₂呂梁山脈

岱海—管涔山—荷葉坪(2784)—黑茶山(2203)—關帝山(2831)—禹門口

E₂/E₃屈吳山—六盤山脈

景泰—屈吳山(2858)—六盤山(2928)—太白(2819)

F₁/F₂

古爾班烏蘭井—呼和巴什格(2364)—賀蘭山(3556)—香山

F₂/F₃

馬鬃山(2583)—大雪山(5483)

F₃/F₄天山山脈

托木爾峰(7443)—比依克山(7443)—天格爾峰(4562)—博格達峰(5445)—巴里坤山—托木爾提(4886)

G₁/G₂岡底斯山—念青唐古拉山脈

扎西崗—岡仁波齊峰(6656)—冷布岡日(7095)—念青唐古拉峰(7111)—嘉黎—洛隆—邦達—巴塘。

3.1.4 地質災害氣象預警判據研究

3.1.4.1 判據確定原則與資料依據

根據有限研究積累和歷史經驗，滑坡、泥石流的發生不但與當日激發降雨量有關，而且與前期過程降雨量關系密切，本項研究選定1d，2d，4d，7d，10d和15d過程降雨量等6個數據進行統計分析，期望對一個地區氣象因素引發滑坡、泥石流地質災害的原因與臨界雨量判據的確定具有全面認識。

本次研究的資料依據主要有兩方面:

1)中國地質環境監測院建立的全國地質災害調查資料庫中氣象因素引發的歷史滑坡泥石流災害數據(999個);

2)國家氣象中心根據中國地質環境監測院提供的滑坡、泥石流數據，整理提供了731個相關站點15d內歷史降雨量數據。

3.1.4.2 預警區的臨界降雨量判據研究

(1)不同降雨過程代表數據的選定

中國氣象局系統對日降雨量(Q)的預報是按當日20時到次日20時計算，而滑坡、泥石流事件可能發生在此24h的任一時段。

若災害事件在接近24時發生，則基本可對應1d(即當日)過程降雨量;若災害事件在次日0時以後的夜間發生，則對應前一日(2d)過程降雨量更符合實際。因此，本項研究選定的數據代表時段(日:24h)是:

1d過程降雨量:0≤Q₁≤1

2d過程降雨量:1≤Q₂≤2

4d過程降雨量:3≤Q₄≤4

7d過程降雨量:6≤Q₇≤7

10d過程降雨量:9≤Q₁₀≤10

15d過程降雨量:14≤Q₁₅≤15

(2)臨界過程降雨量預警判據圖的建立

根據滑坡泥石流與降雨關系的研究，製作滑坡泥石流與不同時段臨界降雨量關系散點圖，發現散點集中成帶分布，其上界可用β線表示，下界可用α線表示。因此，利用1d，2d，4d，7d，10d和15d等過程降雨量，可以建立地質災害預警判據模式圖(圖3.2)。

圖中橫軸是時間(1～15d)，縱軸是相應的過程降雨量(mm)。我們規定，α線和β線為兩條滑坡、泥石流發生的臨界降雨量線，α線以下的A區為不預報區(1，2級，可能性小、較小)，α～β線之間的B區為地質災害預報區(3，4級，可能性較大、大)，β線以上的C區為地質災害警報區(5級，可能性很大)。

(3)預警區臨界降雨判據圖研究

在28個氣象預警區中，18個預警區可以形成完整的滑坡、泥石流發生的臨界降雨預警判據圖(上限值β線、下限值α線);10個預警區因缺乏資料尚不能形成判據圖，其中，A₁，B₅，F₁和G₂4個區完全缺數據;B₄，B₆，E₁，E₂，F₃和F₄6個區數據不全(只能形成α線或β線，甚至散點)。這10個區主要為滑坡、泥石流不發育區或人口稀疏地區，暫時對全國的預警工作效果影響不大。

圖3.2 預報判據模板圖

代表性數據及曲線舉例

A₂東北平原

中國地質災害區域預警方法與應用

*3個樣本。

A₂氣象預警區判據圖

B₁遼南地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*9個樣本。

B₁氣象預警區判據圖

C₁閩浙地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*50個樣本。

C₁氣象預警區判據圖

D₁陝南地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*45個樣本。

D₁氣象預警區判據圖

D₅川滇地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*60個樣本。

D₅氣象預警區判據圖

E₃隴西地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*50個樣本。

E₃氣象預警區判據圖

F₂阿拉善地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*8個樣本。

F₂氣象預警區判據圖

G₁藏北地區

中國地質災害區域預警方法與應用

*15個樣本。

G₁氣象預警區判據圖

3.1.4.3 預警判據校正

為了提高預警精度，依據以下資料對預警區判據圖進行了校正:

1)中國大陸滑坡、泥石流與降雨關系的各類科技文獻;

2)歷年中國地質災害公報;

3)部分省(區、市)的地質災害年報;

4)全國縣(市)地質災害調查區劃成果資料(主要是福建省);

5)重點地區地質災害專項研究報告等。

檢索發現有13個預警區具有部分滑坡、泥石流與臨界過程降雨量研究資料，有15個預警區暫未收集到或完全缺乏研究資料。

13個具備部分研究資料的預警區分別整理成圖、表，可供確定相應預警區預警級別時參考，或與預警判據圖配合使用。

以C₁區為例，見下表(圖3.3):

圖3.3 C₁區地質災害點分布與臨界降雨量統計關系

3.1.5 預警尺度精度評價

3.1.5.1 預警尺度

(1)空間預警尺度

圖面表示3000km²(基於1∶500萬～1∶600萬地質災害預警區劃圖)。

(2)時間預警尺度

地災預警與氣象預警時間尺度同步。

3.1.5.2 預警精度評價

1)取決於氣象預報精度。目前全國性的氣象預報精度尚不高，特別是對引發泥石流影響明顯的局地單點暴雨的預報有待加強。

2)雨量站點代表性精度。地質災害氣象預警判據圖依賴於氣象站點經(緯)度和地質災害發生點的經(緯)度(距離)的接近程度。

本次資料地質災害災情點的經(緯)度與相鄰氣象站點的經(緯)度之差在0.3°～1.0°之內，也即相差40～50km，反映在平面上即存在約2000km²的誤差。

3)地質環境-氣象因素耦合機制的研究精度。地形坡度、植被、岩土類型、含水狀態、地表入滲和產流等的研究尚很薄弱。

4)人類活動方式、強度與斜坡變形破壞模式尚缺乏科學界定。

3.1.6 地質災害預警產品製作與發布

3.1.6.1 預警產品製作、簽批與發布

1)國家氣象中心提供全國每次降雨過程的天氣預報資料，每天16:00通過適當方式(E-mail)發送前期實際降雨量和次日預報降雨量數據;

2)中國地質環境監測院接到降雨量數據後，根據此數據和預警判據圖對各預警區發生地質災害的等級進行逐個分析和判定;

3)專家會商、分析判定預報預警結果，根據會商後的結果，做出空間預警，在預警圖上劃出預報或警報區，此稱預警產品;

4)領導審定、簽批預警產品;

5)經簽批的預警產品於當天16:30通過適當方式(E-mail)發回國家氣象中心;

6)國家氣象中心接收預警產品，並和天氣預報產品統一製作，配音;

7)中央電視台在當天晚上19:30新聞聯播後播出地質災害氣象預報或警報及等級;

8)預報或警報地區的有關省級地質環境監測總站應在預警發出24h至48h內，向中國地質環境監測院反饋預警效果校驗結果;

9)中國地質環境監測院分析研究預警效果校驗結果，改進預警判據，逐步提高預警精度。

3.1.6.2 預警產品發布形式

(1)中央電視台發布播出

預警產品署名:國土資源部

中國氣象局

模擬預報詞:

今天晚上到明天白天，××地區發生地質災害的可能性較大，請注意防範。

(2)中國地質環境信息網站發布

主要供專業人士和政府管理部門參考，跟蹤研究預警效果，討論研究預警方法與對策。

設計製作了地質災害氣象預警預報專用「符號」(圖3.4)。

圖3.4 地質災害氣象預報預警專用「符號」

從2005年開始，在中央電視台發布地質災害氣象預警預報信息圖片時，同時配發崩塌、滑坡和泥石流動畫，增強了地質災害預警信息的視覺沖擊力，也提高了地質災害氣象預報預警的社會影響力。

3.1.7 地質災害預警軟體系統

3.1.7.1 基於C語言的預警預報軟體

2004～2006年，模型採用第一代臨界雨量判據法，基於C語言的預警預報軟體。具備自動生成降雨等值線、雨量站點上自動計算預報等級、查看雨量站點雨量等功能(圖3.5)。缺點是無法自動成區、不具備GIS圖層操作功能。

圖3.5 基於C語言的第1套預警軟體Predmap抓圖

3.1.7.2 基於ArcGIS開發了第2套預警預報軟體

2007年，基於ArcGIS開發了第2套預警預報軟體，模型仍採用第一代臨界雨量判據法(圖3.6)。主要改進在於將軟體系統升級為基於GIS開發，且實現預警區的自動圈閉。缺點是ArcGIS軟體龐大，軟體操作、升級等方面不便。

圖3.6 基於ArcGIS的第2套預警軟體抓圖

㈨ 四信地質災害監測預警系統主要功能有哪些

主要作用是：通過野外監測站對降雨量、表面位移、泥水位、地聲、次聲內、孔隙水壓力容、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。
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。

㈩ 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。