湖北省地質災害監測預警現狀

『壹』 湖北省地質局怎麼樣

簡介：湖北省地質局（原湖北省地質礦產勘查開發局）始建於1952年，原隸屬於地質礦產部、國土專資源部，屬1999年劃歸湖北省政府管理，現為省政府直屬正廳級事業單位，是全省唯一的綜合性地質勘查專業隊伍，主要承擔全省基礎地質、礦產地質、環境地質、工程地質、農業地質、城市地質、旅遊地質以及地質災害調查評價、監測、預警預報和防治等工作；管理所屬地勘隊伍，負責所屬單位的改革、發展、穩定工作。全局現有職工16047人（含離退休職工）。局機關內設12個部門，核定事業編制84人，參照公務員管理。局屬事業單位25個。 近年來，湖北省地質局堅持更加緊扣省委、省政府的中心工作，更加緊密地服務於經濟社會發展和保障民生需要，構建以地質找礦為主體、以環境地質和地質經濟為支撐的「一體兩翼」發展戰略，狠抓「荊楚富礦、民生地質、新型礦業」三項重點工作，推動全局突破、轉型、改革、發展，努力開創地質工作科學發展、跨越式發展的新局面。

『貳』 地質災害防治工作現狀及存在的主要問題

一、今年災情及我部防範工作情況

今年，我國氣候極端異常，部分地區前旱後雨，瞬時暴雨，持續強降雨，導致崩塌、滑坡、泥石流等地質災害多發頻發群發。1至6月，全國發生19522起，造成464人死亡和失蹤，直接經濟損失18.61億元，分別比去年同期增長932.3%、177.8%和190%。

國務院領導高度重視地質災害防範工作，今年上半年作出60多次重要批示，為我們工作指明了方向。我部堅決貫徹落實國務院領導批示精神，年初開始早研判、早部署、早檢查、早落實，採取多種手段嚴防嚴控。一是精心部署，先後8次召開全國和重要地區的汛期防範工作會議，多次發文和聯合相關部門發文，進行再動員、再部署、再落實。二是檢查督促，近百次派出由部領導和司局領導帶隊、相關部門參加的工作組檢查指導。三是強化應急，派出88名專家長期駐守18個重點省（區、市），指導排查、監測預警和群測群防等。多次啟動應急響應，在玉樹地震和關嶺滑坡等災害發生後，第一時間組織開展隱患排查，協助和指導防範次生災害。四是重點防範，把地震災區和三峽庫區作為重中之重，派出150名專家協助四川、青海、重慶、湖北四省（市）開展排查和巡查，並在全國范圍內部署開展人口密集地區、交通幹道和重要工程周邊災害點再排查。五是聯控聯防，加強與氣象、水利、鐵路、交通運輸、教育等部門的協作配合，發揮部門優勢，落實防災責任，提升防控能力。

通過以上工作，今年上半年地質災害防範取得了顯著成效。轉移受威脅群眾20多萬，成功避讓477起，避免人員傷亡14839人。僅6月一個月，全國共成功預報320起，避免人員傷亡11014人，避免直接經濟損失1.38億元，為歷年來單月最多。與2009年1至6月相比，今年同期地質災害發生數量增長了近10倍，而造成的人員死亡失蹤人數同比大幅減少。

重點地區防範工作取得了很大的成效，成功預報和避免多起重大地質災害。三峽庫區已連續7年未因地質災害導致人員傷亡。汶川地震災區2年多來，雖然地質災害多發頻發，但災民安置點未因地質災害導致人員傷亡，實現了主汛期地質災害無重大群死群傷的目標。玉樹地震災區隱患排查迅速完成，重要隱患均被嚴密監控或應急排危除險。

二、以往地質災害防治工作主要成效和存在問題

1998年政府機構改革，地質環境隊伍（工程地質隊、水文地質隊）作為地勘隊伍的組成部分連同地勘費一並下放地方。地質災害作為地質環境工作的一部分，是在機構改革之後的10年來逐步成為一項重要職能，越來越受到重視，三定規定我部的職能是組織、協調、指導、監督。近年來，地質災害防治工作經歷了調查、普查、工程治理從無到有的過程，初步形成了以地質災害調查為基礎，以三峽庫區、地震災區為重點的，少數隱患點實施專業隊伍監測，絕大多數採取群測群防監測，逐步開始重大隱患點工程治理的格局。

1、在山區縣地質災害調查基礎上形成了群測群防體系

從2003年至2008年，在地質災害易發區部署完成了1640個縣的地質災害調查與區劃工作，基於此項成果初步建立了以群測群防為主的地質災害監測網路體系。現在全國24萬處隱患點均已納入群測群防體系，有10萬群測群防員。實踐證明群測群防是我國地質災害防治工作的一大創舉，是在現行條件下最為有效的監測體系，創造了無數的奇跡，挽救了大量生命，取得了巨大成功。

1640個縣的調查評價程度很低，每個縣只安排20萬元經費，只能做一些地表肉眼觀察工作，基本查清了房前屋後小開小裂小縫，但對較遠距離的、具有隱蔽性的、比較復雜的地質災害隱患還沒有查清楚。群測群防體系不健全，主要依靠兼職，缺少必要的經濟待遇和設施配備。原因是地質災害多數分布在山區，大多數都是貧困縣，縣鄉政府在財政上都比較困難。

2、組建了部級和省級及三峽庫區地質災害監測機構

目前全國已形成了由1個國家級地質環境監測院、32個省級監測總站、233個市級監測分站和166個縣級監測站組成的全國地質環境監測體系。初步建立了三峽庫區滑坡崩塌專業監測網。在典型地區開展了突發性地質災害專業監測示範工作。

問題是全國地質災害行政管理人員太少，越到基層越少，絕大多數縣一個專職人員也沒有。香港的土木工程拓展署的土力工程處有700多人從事地質災害管理，我們全國都算上專職管理人員也不到他們的一半。市、縣級地質環境（地質災害）監測機構建立的還很不普遍，絕大多數市、縣沒有地質災害監測機構，現有的機構也還存在著人員少，技術人員更少的問題。經費普遍沒有保障，少數機構的經費納入財政預算，多數是自收自支，與其公益性服務機構性質很不相宜。

3、法規規章逐步完善，管理工作逐步加強

國務院於2003年頒布了《地質災害防治條例》。全國已有29個省（區、市）頒布了相關的地方性法規或規章。國務院先後發布《國家突發地質災害應急預案》和《全國地質災害防治「十一五」規劃》。各省（區、市）和大部分地質災害易發區的市、縣均發布實施了突發地質災害應急預案和地質災害防治規劃。2009年我部印發了《國土資源部突發地質災害應急響應工作方案》，建立了較為完善的地質災害應急響應機制。建立了部省兩級應急專家隊伍。2009年，在全國開展以縣（區、市）為對象的群測群防 「十有縣」 （有組織、有規劃、有經費、有預案、有制度、有宣傳、有預報、有監測、有手段、有警示）建設，已建成321個。在全國推進地質災害防治行政管理、事業支撐、應急處置、專家咨詢、中介服務「五條線」建設，努力提高地質災害防治能力和水平。2007年以來，在全國先後開展「農村地質災害防治知識萬村培訓行動」和「縣、鄉、村幹部國土資源法律知識宣傳教育培訓」，培訓基層幹部、監測人員和群眾、學生300多萬人。2010年，正在在全國開展針對基層國土所和群測群防員的地質災害防治評估、巡查、宣傳、預案和人員「五到位」宣傳培訓活動，培訓10萬人。

4、各相關部門的工作配合逐步加強

從2003年起，我部與氣象局合作開展地質災害氣象預警預報，截至2009年，國家、30個省（區、市）、223個市、1035個縣開展了這項工作。今年我部與氣象局又共同研究進一步提高預警預報的精度，聯合發文要求所有市、縣都要開展這項工作。我部與建設、交通、鐵道等部門聯控聯防，相關部門對建設工程區、交通幹道等的地質災害防治工作逐步加強。今年我部與交通部、鐵道部聯合發文，就汛期地質災害防治共同部署， 2次邀請10多個部委聯合召開視頻會議，共同開展汛期檢查，取得較好效果。

三、今後地質災害防治工作需要加強的工作和需要解決的問題

地質災害防治已經是中央領導高度重視、社會各界普遍關注、人民群眾充滿期盼的大事。我們一方面堅決貫徹落實國務院領導批示指示精神，加強應急響應和應急處置。一方面積極探索深化改革完善地質災害防災減災體系。

1、進一步開展地質災害調查、普查、排查等基礎工作

為建立完善的地質災害防災減災體系，必須加大基礎工作力度。全國應開展全面的地質災害調查，重點地區（300萬平方公里）詳查工作應加快進度，地震災區、三峽庫區等應做到普查，排查工作應納入基礎工作由專業隊伍承擔，並每隔一年排查一次，人員集中區附近2000米范圍要提高工作程度，部署一批必要的工程勘查。

2、建立市、縣地質災害（地質環境）監測機構

建立市、縣地質災害（地質環境）監測機構是必要的，地下水、地面沉降、地面塌陷、礦山地質環境、地質災害等都需要監測，各地的監測機構可以根據不同地區特點有所側重。監測機構承接地質災害調查、普查、排查等基礎工作成果，可以根據成果、根據群測群防員分布，劃定每個群測群防員的監測區域、監測隱患點、巡查路線等，使地調成果發揮作用。

3、以村支部書記、村長、村民小組長為主加強群測群防員隊伍

實踐證明村支部書記、村長和村民小組長擔當群測群防員是最合適人選，他們了解當地情況、熟悉村民、富有責任心。他們當群測群防員遇有災情險情最方便報告鄉鎮政府，立即就能使基層政府直接組織搶險救災。應該給這支群測群防員隊伍統一的經濟待遇，應由中央財政承擔他們的補助經費，這樣就能把群測群防的水平提高到現階段最高水平。

4、國家級和市、縣級地災防治指揮協調能力建設是當前應該加強的兩個重要環節

地質災害現在已經成為非常重要的自然災害，今年暴雨導致人員傷亡90%屬於地質災害。建議在國家層面成立國家地質災害防治指揮部，我部作為辦公室單位，組建地質災害防治應急中心。

地質災害防治關鍵在基層，而我們基層最為薄弱。要加強市、縣防災減災體系建設，形成中央出資由專業的地勘單位進行地質災害調查，成果由市、縣兩級地質災害（地質環境）監測機構承接，群測群防員使用，發現災情險情報告市縣、鄉政府應急處置的防災體系。

5、進一步加大重大地質災害治理資金投入

《地質災害防治條例》規定由中央和省級政府負責特大和重大地質災害治理，現在用於面上的治理資金中央每年出資僅9個億，與各地需求相比杯水車薪。如能增加到每年40個億治理進度會大大加快。三峽庫區、地震災區之所以防災工作做得好，與國家投入力度大是直接相關的。現在有些省級政府也出一些資金，但不普遍，也沒有形成制度。各省都應該每年有專項納入財政預算。市、縣兩級的地質災害（地質環境）監測機構的工作經費也應納入地方財政預算。

『叄』 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。

『肆』 實施地質災害監測預警體系建設規劃的保障措施

（1）建立健全地質災害監測的法規、制度和規范體系

建立和完善地質災害監測管理辦法、監測設施保護規定、監測資料共享、監測資料匯交制度。大力宣傳《地質災害防治條例》、《全國生態環境建設規劃》、《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國水法》和《中華人民共和國水土保持法》；積極推進《地質環境監測法》、《地質環境保護條例》和《礦山環境保護條例》等的立法進程。

修改完善地下水環境監測技術規范；做好礦山地質環境監測技術要求、地質災害監測技術要求、地質災害預報預警技術要求、地面沉降、地裂縫監測規范、地質環境監測數據採集、錄入等一系列規程規范和技術標準的編制或修訂工作。使地質災害監測工作走上法制化、規范化的道路。

（2）建立健全地質災害監測機構、理順體制關系

建立由中央到地方專門領導機構和專業組織實體，形成覆蓋全國的專業與群眾相結合的地質災害監測實體網路（圖）。國務院國土資源主管部門負責全國地質災害防治的組織、協調、指導和監督工作，其他部門按照各自職責負責相關部門的防治工作。縣級以上人民政府災害防治小組應會同水利、交通、城建和氣象等部門加強配合對地質災害險情的實時動態監測，形成既有各專業獨立性，又有統一領導的監測預警體系。

建立健全國家、省（市、區）、市（地、州）和縣（市）四級地質環境監測機構，明確各級監測機構作為國土資源管理部門的公益性事業單位。按照「站網管理，業務聯系，技術指導，資料匯交，成果集成」的原則，理順各級關系，加強內部機構建設，使其真正承擔起各類地質環境監測和地質災害群測群防的技術指導工作。

（3）健全監測經費保障體系

監測經費實行分級分責任承擔。國家、省、地和縣等不同級別的監測網點建設、維護、運行和基本建設經費，應納入各級政府的財政預算，建立地質環境專項經費；由采礦、開采地下水、工程建設等人為因素誘發的地質災害、環境地質問題等的專門監測網點建設、維護和監測的日常運行以及試驗研究經費，應由責任人承擔；各類建設項目，建設單位應承擔《建設用地地質災害危險性評估》中所要求的地質環境監測研究經費。

（4）把科技進步放在突出位置，大力推廣先進實用的監測設備

重視高素質人才的培養，引進先進的技術設備，加快地質環境監測的自動化進程，推廣規范化的技術規程，建設和完善地質環境信息網路，改進監測成果的發布形式，提高監測工作為社會公眾服務為政府決策服務的能力。

（5）加強國際交流與合作

加強國際交流與合作，學習和借鑒國外先進技術和經驗，提高我國地質環境監測水平和國際影響

總結地質災害預報預警成功的經驗，進一步嘗試和推進與其他公益網的合作，實現信息資源共享互為補充和促進，不斷拓展監測領域，提高為政府、為社會服務的水平。

（6）加強宣傳教育，提高全社會地質災害防治和地質環境保護意識

利用電視、廣播和報紙等多種宣傳媒體，結合「世界地球日」、「土地日」、「水日」等社會活動大力宣傳我國人口、環境與資源的基本國策，宣傳生態環境建設、地質災害防治、地質環境保護的重要性和迫切性，提高全社會對保護地質環境的重視程度，普及地質環境保護和地質災害防治知識，提高全民的防災減災意識。

『伍』 地質環境監測現狀

目前，我國已經開展的地質環境監測工作，包括地下水動態監測、地質災害監測、礦山地質環境監測和水土地質環境監測等。除地下水動態監測已連續開展了60餘年外，其他監測主要是1999年實施國土資源大調查以來陸續部署和開展的。

一、地下水地質環境監測現狀

國土資源部(原地質礦產部)系統的地下水監測始於20世紀50年代初期，是我國最早開展地下水監測的專業部門。目前已基本形成了「國家—省—地(市)」三級地下水動態監測網，基本掌控了全國主要平原、盆地和223個開采地下水的主要城市的地下水超采和污染情況。

1999年以來，地下水監測主要在地下水環境的日常監測、示範區自動化監測和監測數據採集與處理方面，開展了卓有成效的工作。截至2013年年底，全國共有各級各類地下水監測井(點)16 570個，監控面積近100萬km²，其中包括長期觀測井(點)10 906個，統測點5664個。在10 906個長期觀測井(點)中按監測井(點)級別統計，國家級點2231個，省級點7425個，地市級點1250個；按監測井(點)監測要素統計，水位流量監測點8515個，水質監測點4778個；按監測手段統計，人工監測點9293個，自動監測點1613個。在2231個國家級長期監測井(點)中水位流量監測點2000個，水質監測點800個。監測點在全國31個省(區、市)均有分布，監測的重點地區是黃淮海平原、松遼平原、三江平原、關中盆地、銀川平原、柴達木盆地、長江三角洲、山東半島、江漢平原、成都平原、河西走廊、山西六大盆地、神木能源開發區和全國217個開發利用地下水的城市及主要大中型地下水水源地等區域。具有監測系列長、積累資料較豐富等特點。

通過北京平原區、濟南岩溶泉域、新疆烏魯木齊流域3個國家級地下水監測示範區的建設與運行，在水位監測網、水質監測網優化的理論和方法、監測設施保護、自動化監測設備的選型、監測信息的自動化傳輸設備研製、監測信息的實時發布系統、大型地理信息系統的應用等方面基本形成了一套適合我國國情的技術方法體系。

為加強全國地下水監測工作，中國地質環境監測院與水利部水文局共同向國家發展和改革委員會申請「國家地下水監測工程」，2014年7月22日，國家發展和改革委員會已經正式批復監測工程可研性研究報告，要求中國地質環境監測院與水利部水文局編制工程設計後正式實施建設工作。國家地下水監測工程共建設20 401個國家級地下水監測井，全部實現水位、水溫數據的自動採集和自動傳輸，全部可以採集水樣開展水質監測。其中，中國地質環境監測院建設10 103個，水利部水文局建設10 298個。

國家地下水監測工程建成後，結合現有監測站網，可形成比較完整的國家級地下水監測站網，實現對全國地下水動態的有效監測，以及對大型平原、盆地及岩溶山區地下水動態的區域性監控和地下水監測點的實時監控；為各級領導、各部門和社會提供及時、准確、全面的地下水動態信息，滿足科學研究和社會公眾對地下水信息的基本需求，為優化配置、科學管理地下水資源，防治地質災害，保護生態環境提供優質服務，為水資源可持續利用和國家重大戰略決策提供基礎支撐，實現經濟社會的可持續發展。

二、突發性地質災害監測現狀

「六五」至「九五」期間，突發性地質災害監測主要在三峽等典型地區以零星的「點」(單體)監測為主。1999年以來，在長江三峽庫區、四川雅安、江西、西氣東輸工程重點地段和青藏鐵路等沿線陸續部署了區域地質災害監測。

自1998年以來，通過國土資源大調查中的地質災害調查與區劃和每年汛期地質災害巡查工作。全國已在2020個縣(市)建立了崩塌、滑坡、泥石流群測群防監測點27萬多處，初步形成了縣、鄉、村、監測人四級地質災害群測群防網路體系；與三峽工程同步，建立了庫區地質災害專業監測網，在四川雅安、重慶巫山、雲南哀牢山等地建立了10餘個不同類型的國家級地質災害監測預警示範區。2003年以來，汛期地質災害氣象預警預報工作從全國和30個省(區、市)，陸續推進到323個市(地、州)、1741個縣(市、區)。針對中國國情，研發出多種小型、簡易、高效的地質災害群測群防監測預警裝置，在全國推廣20萬套。

突發性地質災害專業監測以人工定期監測為主，自動監測為輔。監測類型以滑坡為主。監測內容包括地表和深部變形監測、地下水動態監測、物理與化學場監測、誘發因素監測及宏觀現象監測。

隱患點單體監測方法以人工現場用精密儀器測量地表位移、地表裂縫和深部位移為主；監測手段主要有地表和地下位移監測、全站儀自動監測、GPS監測、地下水動力監測和雨量監測等。監測頻率正常情況下為每月1次，在汛期根據降水和滑坡變形情況增加至每5～10天1次。

地質災害群測群防監測方法主要為簡易人工監測，監測內容主要是觀測地質災害隱患點地表位移的動態變化情況，監測方法以宏觀跡象巡查和地表位移測量為主；監測手段以簡易皮尺測量和巡視目測為主。監測頻率一般汛期為5天1次，非汛期10 天1次，大、暴雨期為1 天1次甚至實時觀測。

汛期地質災害巡查巡測是31個省(區、市)地質環境監測機構每年汛前、汛中、汛後對區內的重大地質災害隱患區開展的實地巡查巡測，目的是了解已有地質災害隱患的危險狀況。

三、地面沉降監測現狀

我國中東部平原和濱海地區廣泛存在地面沉降、地裂縫等緩變性地質災害。20世紀20年代上海就發現了地面沉降，系統監測始於1962年。通過50多年的努力，在長江三角洲、華北平原和汾渭盆地3個地面沉降與地裂縫重點地區，初步建立了由基岩標、分層標、大地水準測量網、GPS觀測網、地下水動態監測網和監控中心等組成立體監測網路體系。為政府正確決策地下水開采量，採取有效控沉措施，保障城市規劃、建設和現代化管理，做出了重要貢獻。並啟動了上海、浙江和江蘇3 省(市)聯席會議機制。

地面沉降監測工作內容較為廣泛，主要包括精密水準測量、基岩標和分層標觀測、GPS 測量、InSAR測量和地下水動態觀測。

監測手段：水準測量採取人工測量方式。分層標採取人工和自動化相結合的方式進行。面積水準測量頻率：每年1次。分層標測量頻率：人工監測頻率為每月1次；自動化監測頻率為實時監測。

在長江三角洲和華北平原等地區，隨著水準測量精度的提高和GPS關鍵技術的不斷改進，運行結果顯示，地面沉降監測精度在進一步提高，較客觀地反映了地面沉降現狀特徵。其監測技術、信息處理及社會化服務已經達到了較高的專業水平。

四、礦山地質環境監測現狀

我國礦山地質環境監測及研究工作始於20世紀50年代，開灤「黑鴨子」觀測站的建立標志著我國礦山地質環境監測及其研究的開始。其後，開灤、撫順、阜新、大同、焦作、淮南、平頂山等礦區先後建立了一批岩層與地表移動觀測站。

2008年，中國地質環境監測院在湖南冷水江銻礦區、湖北大冶多金屬礦區和黑龍江七台河煤炭礦區開展了礦山地質環境監測試驗，在礦山地質環境監測的監測網布設、監測項目確定、監測頻率規定、監測數據採集和處理分析等方面積累了較豐富的經驗。

五、水土地質環境監測現狀

水土地質環境監測採用區域監控、重點監控和問題監控相結合的方式，已啟動「長三角」、蘇錫常、保定-滄州3個示範區的監測工作，上海和天津的省級淺表層水土環境監測工作也已啟動。

六、地熱監測現狀

全國地熱資源監測工作開展的相對比較零散，監測工作以天津、福建、廣東、海南、陝西、安徽、寧夏等省(區、市)為主，獲得的地熱監測數據資料為有效利用地熱資源，推動地方特色經濟發展提供了決策依據。

綜上所述，地質環境監測工作是從無到有，從小到大，從不完善到逐步完善，由被動轉向主動的過程。由於起步不同，地下水監測相對歷史長、控制面稍廣，但尚不完善；地質災害監測，群測群防監測點覆蓋面廣、專業監測不足，起步晚；礦山地質環境監測與地質遺跡監測尚處在起步階段，但都為經濟社會發展提供了支持。雖然各專業監測近十幾年來都有了較好的起步，但是，目前仍存在著監測網部署規模不夠、布局不合理、監測設施老化、監測點毀壞、監測手段落後等問題。有些問題已經嚴重製約了地質環境監測工作的有效開展，制約了地質環境監測成果效益的發揮，從而制約了整個地質環境監測事業的發展，因此推進地質環境監測工作已經到了非常緊迫的階段。

『陸』 武漢市地面塌陷災害調查與監測預警項目服務當地經濟社會發展

湖北省國土資源廳

一、概況

武漢市從北向南分布有6條岩溶帶,隨著城市建設的迅速發展,岩溶區城市建設人類活動作用不斷增強,由此引發的岩溶塌陷災害頻繁發生,造成的損失越來越大。20世紀70年代至今,市域內共發生岩溶塌陷20餘起,直接經濟損失近億元(圖1和圖2)。近年來,岩溶塌陷發生頻率逐年增高,危害程度也越來越大,岩溶塌陷已成為武漢市的主要地質災害,嚴重地妨礙了其經濟建設與可持續發展。

圖1 光霞村塌陷

2006~2008年,中國地質調查局實施了「武漢市地面塌陷災害調查與監測預警」項目,該項目從分析武漢市岩溶地面塌陷發生的水文地質、工程地質以及岩溶地質條件入手,研究了武漢市岩溶塌陷區可溶岩的分布范圍、岩溶發育規律、岩溶塌陷災害的形成機理、影響因素及致塌模式,進行了岩溶塌陷危險性分區評價。通過室內模擬試驗、數值模擬、物理力學分析等對區內岩溶地面塌陷的發生發展過程、誘發因素及其所起的作用分量進行了研究(圖3至圖6)。在此基礎上,建立了武漢市地面塌陷災害監測網路及監測預警系統,初步確定了武漢市岩溶塌陷預警判別模式,為武漢市岩溶地面塌陷災害的防治提供了依據。

圖2 漢南1號塌陷

圖3 核磁共振探測岩溶發育情況

圖4 自動水位監測孔

圖5 自動土壓力監測點

圖6 自動雨量監測站

二、取得的主要成果

1.查明了武漢市岩溶塌陷所發生的地質環境背景條件及誘發因素,提出了致塌模式及地質概化模型

武漢市岩溶地面塌陷形成的基本條件主要有三個方面:上覆蓋層鬆散,具「上粘下砂」二元結構;下伏基岩可溶性碳酸鹽岩淺部岩溶發育;孔隙水與岩溶水水力聯系密切。其誘發因素主要包括長江水位變化、降雨、開采地下水以及人工載入等。塌陷產生的動力機制主要為潛蝕、滲壓、真空吸蝕以及重力作用。致塌模式為潛蝕—吸蝕—重力致塌和潛蝕—滲壓—重力致塌。地質概化模型為單一透水蓋層型及阻-透蓋層型。

2.通過模擬實驗、數值模擬等多種方法,研究了武漢市岩溶地面塌陷的發生發展過程,確定了岩溶塌陷發生的土洞極限拱高,並通過高頻度誘發因子自動監測進行了實例驗證

武漢市岩溶地面塌陷的發生發展過程實質上是上覆蓋層中土洞的發展過程,土洞的破壞是以拱形方式逐漸向上發展的。依據上覆蓋層結構,土洞塌陷可分為類砂性土塌陷和類黏性土塌陷兩種模式。烽火村區土洞極限拱高為1.34~12.12米,毛坦港為9.45米,阮家巷為6.06~13.73米,陸家街為13.94米,中南軋鋼廠為9.77~10.47米。

降雨對岩溶地面塌陷的影響主要是通過改變上覆蓋層土體的物理力學參數和引起地下水位波動來進行的。在這兩種作用下,上覆蓋層中的隱伏土洞會進一步發展及破壞,導致地面塌陷。在相同時間下,降雨強度越大,土洞變形破壞程度越大;如降雨強度較小,但持續時間較長,也會導致土洞的變形破壞。

開采地下水對岩溶地面塌陷的影響與開采層位、開采量、地下水位下降幅度以及補給條件有關。開采孔隙水時,開采量越大、補給越不充分,土層破壞情況越嚴重,越容易形成土洞,造成塌陷;開采岩溶水時,當水位下降速率大於1厘米/秒時,上覆砂層即發生破壞,產生塌陷。

3.對武漢市岩溶地面塌陷重點區進行了危險性分區預測評價

工作區岩溶地面塌陷的危險性可分為4個區:其中易危險性大區,分布面積約1.28平方千米;危險性中等區,分布面積約3.70平方千米;危險性小區,分布面積約4.09平方千米;基本安全區,分布面積約27.88平方千米。

4.建立了城市區岩溶地面塌陷自動實時監測預警系統

監測預警系統共包括各類監測點91個,監測因子主要為隱伏土洞、地下水、地表水、降雨、地表形變等。其中地質雷達固定剖面掃描監測24條,土體壓力監測點13個,地下水位水溫監測點21個,地下水質監測點21個,地下水流向流速監測點21個,地表水監測點1個,降雨量監測點1個,地面形變監測點28個,裂縫監測點3個。監測網採用實時自動監測與人工監測相結合的方式運行(圖7),為武漢市岩溶地面塌陷災害的防治提供了決策依據。

圖7 實時監測數據所反映的岩溶塌陷發展過程

三、成果應用

項目自2008年年底結題後,作為項目成果之一的「武漢市地面塌陷災害監測預警系統」已交付給武漢市國土資源局使用,為確保監測預警系統的正常運行,武漢市每年投入70多萬元用於系統的運行與維護。同時,參照項目監測預警系統,在武漢市漢南區也建立了相應的岩溶塌陷監測預警網路,一並納入該監測系統。2009~2010年,中國地質調查局共撥付經費600萬用於武漢市周邊岩溶塌陷調查研究,使項目成果等到了更進一步的應用與推廣。

隨著武漢市城市建設的飛速發展,武漢市多項重點工程高速推進,天興洲大橋、武漢火車站、長江隧道、輕軌一號線二期、岳家嘴立交橋、范湖地鐵站等工程相繼開展,武漢市中央文化旅遊中心、武漢市國際貿易中心等也即將開始建設,項目成果在上述各項工程中均可得到較好的應用,其應用前景廣闊,經濟、社會效益可以預期。

四、社會效益

(1)項目查清了武漢市岩溶塌陷成生的基本條件、誘發因素及致塌機理,為武漢市岩溶塌陷的防治提供了技術支撐與理論依據。

(2)項目對武漢市重點塌陷區進行了岩溶塌陷危險性分區評價,對於指導武漢市城市建設規劃及重大工程建設具有十分重要的意義。

(3)項目對岩溶塌陷監測預警指標、監測手段及預警方法等進行了探索性研究,為今後岩溶塌陷監測預警提供了參考模式與示範。

(4)項目建立的武漢市岩溶塌陷重點區監測預警系統,可以對岩溶地面塌陷地質災害進行監測預警,從而有效地避免或減少人民生命財產損失和對公共基礎設施的破壞,對穩定民心、構建和諧社會具有十分重要的意義。

(5)通過項目監測系統的長期運行,可掌握岩溶塌陷的發展趨勢和可能的危害,及時提出有效的防治對策,對於促進經濟建設和城市發展,最大限度地發揮土地資源應有的經濟效益具有重要意義。

『柒』 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。

『捌』 我國地質災害監測預警工作現狀

7.1.1 地質災害防治與監測的法規建設

伴隨我國國民經濟建設的發展，各種類型的人類工程活動不斷加劇，崩塌、滑坡、泥石流及其他多種地質災害不斷發生。為防治地質災害的發生、發展，滿足地方社會經濟發展的需要，包括了對地質災害監測工作進行管理在內的地方性地質災害防治法規，自1995年開始出現。至1999年，已有18個省（區、市）頒布了21項法規條例，至2004年即已有29個省（區、市）頒布了40餘項法規、條列（附錄2）。

在全國各地地方性地質災害防治法規的基礎上，2001年5月國土資源部發布了《「十五」國土資源生態建設和環境保護規劃》；2001年5月國務院辦公廳轉發了《關於加強地質災害防治總體規劃》；001年10月國土資源部完成了《三峽庫區地質災害防治總體規劃》，並於2002年1月由國務院批復，2002年2月下發湖北省和重慶市國土資源部門落實。作為地質災害防治方面的全國性法規，2003年11月國務院頒布了《地質災害防治條例》（附錄2）。在上述全國性法規、規劃的指導下，目前「全國地質環境管理辦法」等一系列的規程、規范正在編制之中。這些法規、條例的出台，有力地推進了全國地質災害監測預警體系的建設和地質環境管理、保護工作。

7.1.2 監測網路與機構建設

（1）專業監測機構建設現狀與存在的問題

截至2002年9月，全國地質災害監測機構及隊伍狀況如表7.1所示。由該表可知，我國現有：國家級地質環境監測中心1個，省級地質環境監測總站（院、中心）31個，地（市）級地質環境監測站220個，其中直屬分站138個，代管分站131個，縣級地質環境監測站49個（重慶40個，四川7個，福建2個）。上述機構中，中國地質環境監測院在職職工126人（包括三峽中心），省地級地質環境監測隊伍在職人數3349人。合計全國地質環境監測專業隊伍在職人數3349人。這樣一支隊伍初步形成了地質災害勘查、監測和預報預警的科研體系，為地質災害的防治、地質環境的保護和依法行政提供了組織保障。

表7.1 全國地質災害監測機構及隊伍狀況

值得指出的是，目前地質災害監測預警管理體制還不夠健全。雖然省（區、市）級和地（市）級兩級國土資源主管部門承擔起了地質災害監測預警職能，但多數地（市）級國土局沒有專門的科室，縣級以下機構很不健全，體制還沒有理順。與此同時，在水利、鐵路、公路和城建等部門也還沒有設立地質災害監測預警預報指揮系統。國土資源部門原有各級地質環境監測站是在政事不分、事企不分的歷史條件下建立的，部分省（區）的公益性監測工作仍由企業性質的地勘單位承擔，與政府行政管理脫節，難以滿足政府和社會的需要。

（2）地質災害監測網路建設現狀與存在的問題

1）突發性地質災害監測。全國突發性地質災害監測狀況參見表7.2。截至2003年，全國完成地質災害調查與區劃的縣（市）達到545個，面積200萬km²，共調查出災害隱患點7萬余處，建立了群測群防點4萬多處；湖南、廣西、四川、寧夏、青海、新疆開展專業監測與巡測的災害點120餘處。

三峽庫區20個市（區、縣）已成立17個地質環境監測站，建立了秭歸-巴東段（50km）地質災害GPS監測網並投入監測運行。該網包括國家級控制網（A級）、基準網（B級）、滑坡監測（C級）三級GPS監測網，對12個單體滑坡進行監測，共建有59個GPS監測點。

黑龍江省七台河市地面塌陷監測網控制面積10km²，設地面塌陷監測點58個，為礦山地質災害監測起到了示範作用。

2）緩變性地質災害監測。緩變性地質災害監測網在長江三角洲地區除上海市建立了覆蓋全市的較為完善的、由基岩標、分層標、GPS觀測點、地面水準點和地下水監測孔等構成的地面沉降監測網路外，江蘇的蘇錫常地區2002年也在個別地區建立了分層標，其他地區尚屬空白。環渤海地區只有天津市在城區建立了7組分層標，而且多建於1985年以前。北京市的3組基岩標和分層標正在建設之中。西安設立了部分地裂縫監測點，寧波初步建成了地面沉降監測網。目前開始實施地面沉降和地裂縫監測的主要地區為華北平原和長江三角洲和部分大中城市。全國地面沉降監測現狀參見表7.2的有關內容。

3）區域性群測群防體系尚未建成。群眾對地質災害缺乏預防知識，基層主管部門缺少專業技術人員，群專結合的地質災害監測體系和群測群防的監測網路不健全，全國大部分縣（市）還沒有建立。目前僅是開展過地質災害調查與區劃的539個縣（市）建立了群測群防監測網路。地質災害監測尚未引起全社會足夠的重視，資金保證程度差，缺乏完善的救災防災系統。因此，加大宣傳和管理力度，加強立法工作，強化地質環境管理，編制地質災害防治工作規劃綱要，指導各縣（市）編制本地區的地質災害防治規劃，積極有效地開展地質災害防治工作，對防災減災是非常必要的。

4）監測工作經費嚴重不足。地方各級政府尚未建立地質災害專項資金渠道，僅靠國家補助的部分地質災害防治專項資金開展工作。每年的監測經費不足以維持正常的監測工作，監測工作日益萎縮，設備陳舊老化、設施破損嚴重，影響監測成果質量，難以滿足准確快速實時監測的要求。

表7.2 全國地質災害監測狀況

7.1.3 監測預警信息系統建設

利用中國地質環境監測院提供的資料庫軟體，省級地質環境監測總站（院、中心）基本實現了991年以後地下水監測數據和地質災害調查數據的入庫管理，部分省（區）還建立了圖形庫、文檔庫、監測點檔案庫和信息管理系統等。四川省開展了地質災害預報信息隨同天氣預報播出的試點工作。全國地質環境監測信息管理現狀如表7.3所示。

表7.3 全國地質環境信息管理現狀

在網路建設方面，只有少數省（區、市）實現了與Internet的專線連接（河北、青海、海南等）和內部區域網建設，多數省區通過撥號上網向中國地質環境監測院傳輸數據。目前，地質環境監測數據的分析和開發利用還很不夠，地質環境監測數據基本上沒有向社會和公眾開放。這些情況表明，在地質災害防治方面，信息傳輸與處理沒有跟上時代步伐。

『玖』 實時監測技術在地質災害防治中的應用——以巫山縣地質災害實時監測預警示範站為例

高幼龍¹張俊義¹薛星橋¹謝曉陽²

(¹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;²西北化工研究院，陝西臨潼，710600）

【摘要】本文在地調項目工作實踐的基礎上，系統地總結了地質災害實時監測的含義、特點和系統構成。詳細介紹了巫山縣地質災害實時監測預警示範站的構建，針對實際運行狀況，評價了實時監測技術的可行性和可靠性。

【關鍵詞】地質災害實時監測遠程傳輸示範站

1 引言

隨著現代科學技術的發展和邊緣學科的相互滲透，自動控制、網路傳輸等越來越多的技術被不斷應用於地質災害的監測當中，極大地提高了監測的自動化水平，在一定程度上緩解了生產力匱乏和地質災害急劇增加之間的矛盾。國際上，美國、日本、義大利等發達國家在一定的區域范圍內建立了基於降水量、滲透壓、斜坡變形等參數的地質災害實時監測系統，藉助國際互聯網實現了監測數據的集中處理與實時發布。與之相比，我國地質災害監測的實時化、網路化水平依然較低，監測信息為公眾服務的功能未能得到明顯體現，預警的信息渠道不暢，對重大臨災的地質災害缺乏快速反應能力。因此，在我國進行地質災害實時監測預警研究，對重大災害體實施實時化監測預警，具有十分現實的意義。

筆者在參加地質調查計劃項目《地質災害預警關鍵技術方法研究與示範》的過程中，對實時監測技術進行了較為深入的研究，並在我國重慶市巫山縣新城區建立了地質災害實時監測預警示範站，經過1.5個水文年的示範運行，驗證了實時監測的可行性和可靠性。在對示範成果初步總結的基礎上形成此文，以期實時監測技術得以快速成熟及推廣應用，為我國地質災害防治事業作出貢獻。

2實時監測的含義和特點

實時監測（Real-Time Monitor,RTM）指通過各種監測、採集、傳輸、發布技術，讓目標層人員在第一時間內了解、掌握有關災害體的變形動態和發展趨勢，進而作出決策的多種技術的集合。其最主要的特點為實時性，即遠程的目標層人員可在第一時間獲取災害體的全部變形信息，而獲取的過程是自動的，無需技術人員值守干預。顯而易見，實時的特性可以最大限度地解放勞動力，降低監測人員風險和運營成本。

同傳統監測技術相比，實時監測的數據採集方式是連續的、跟蹤式的，數據的採集周期很短，通常在數小時之內，甚至更短。這對於跟蹤災害體變形過程，進行反演分析具有十分重要的意義。其龐大的數據量通常也會對配套的軟硬體系統提出更高的要求。

不難理解，實時監測也是自動化監測。所使用的監測儀器均需自動化作業方可實現無人值守。監測儀器自動化分為兩種，一種是監測儀器本身具備定時采樣和存儲功能，另一種是通過第三方的自動採集儀控制采樣。不管使用何種方式或基於何種原理，其數據採集是能夠自動或觸發實現的。

監測數據遠程傳輸是實時監測的另一主要特點。通常情況下，監測控制中心設立在遠離災體、經濟相對發達的城鎮區，需要藉助公眾通信網路或其他介質將各種類型的監測數據「搬運」過來，進行相應的轉換計算，生成目標層人員所需要的成果。這個「搬運」過程即監測數據的遠程傳輸。傳輸分為兩種方式，一種是有線傳輸方式，如架設通信線纜或光纜，在電話線兩端載入 Modem等；另一種是無線傳輸方式，如藉助 GSM/GPRS或 CDMA網路、UHF數傳電台或通信衛星等。

由於實時監測是數據自動採集、傳輸、發布等多個技術的集合，其中的任何一個環節失敗均可導致系統無法正常工作，因此，實時監測是存在風險性的。其風險構成除電力（如斷電停電）等保障體系統風險和監測儀器（如感測器、採集儀故障）、傳輸系統（如占線、網路資源不足、數據安全）、發布系統（如網路阻塞、病毒入侵、系統崩潰）等技術風險外，還包括人為抗力風險，如監測儀器設施的人為破壞、網路系統的惡意攻擊等。對於風險的營救除最大程度地降低保障體系風險和技術風險外，需要通過立法、宣傳等有效措施降低人為抗力風險，並設技術人員對監測系統進行即時維護，保障系統正常運行。

3實時監測系統構成

實時監測系統由監測儀器設施、數據採集系統、數據傳輸系統和網路發布系統四個子系統構成。各子系統均可獨立運行，以單鏈的方式協同工作。其工作原理如圖1所示。

圖1實時監測系統工作原理示意圖

3.1監測儀器設施

監測儀器及設施是獲取災害體變形參數最前端、最主要的組成部分，固定安裝於災害體表層或深部，並能夠表徵災害體對應部位的變形、變化。監測儀器的類型取決於所採用的監測方法。在地質災害監測中，常用的監測方法包括災害體地表及深部位移、應力、地下水動態、地溫、降水量等（表1）。監測儀器的精度、數量及布設位置是在地質災害勘查及綜合分析的基礎上，從控制災害體主體變形的需要設計確定的。監測儀器通常和相應的監測設施，如監測標（墩）、保護裝置等相互配合，完成災害體相關參數的獲取。

3.2數據採集系統

顧名思義，數據採集系統用於收集、儲存各類監測數據，是通過單片機或工業控制技術實現的。目前，多數監測儀器均有配套的數據採集及存儲裝置，可按設定的數據採集間隔定時自動化工作，並對原始數據進行轉換計算。數據採集裝置通常具有 RS-232或其他標准通信介面，可以方便地將數據下載至 PC中作進一步分析處理。對於不具備配套數據採集裝置或僅具備攜帶型讀數裝置的監測儀器，則可以通過第三方的數據採集儀實現自動採集工作，通用型的數據採集儀可方便地將頻率、電壓等模擬信號轉換為數字信號加以存儲和處理，並具備標准通信介面和PC交換數據。由於數據採集儀多置於監測儀器附近，二者間通常使用線纜相連接。

表1常用監測技術方法簡表

3.3數據傳輸系統

數據傳輸系統用於完成數據採集儀—控制中心—用戶間的數據傳遞。實際上，控制中心—用戶間通常是利用國際互聯網、通過發布系統實現的，所以狹義上的數據傳輸指數據採集儀—控制中心之間（即災害體現場至控制中心）的數據傳遞。

按照災害體和控制中心空間距離的長短，可將數據傳輸分為近距離數據傳輸（一般低於2km）和遠程數據傳輸兩種類型。前者由於傳輸距離較短，一般採用線纜連接，後者則採用遠程數據傳輸裝置。

按傳輸介質，遠程數據傳輸分為有線傳輸和無線傳輸兩種方式。目前常用的有線傳輸方式有電話線連接（即在電話線兩端載入 Modem對數據進行調制、解調）、光纜連接等，無線傳輸方式有數傳電台（用於中遠距離）、GSM/GPRS或 CDMA移動通信網路、通信衛星等（圖2）。

圖2常用的數據傳輸方法

3.4信息發布系統

信息發布系統通過國際互聯網，以 Web主頁的方式向目標層人員（即用戶）提供各類監測信息。監測信息包括災害體地質條件、發育特徵、監測網布置方式、多元監測數據、監測數據隨時間推移曲線變化情況、監測信息公告及圖片、視頻等。

信息發布系統由底層資料庫和發布主頁兩部分構成。前者用於管理各類基礎信息及監測數據，為後者提供數據源，後者為用戶提供信息訪問平台。二者之間通常採用B/S等架構交換數據。

信息發布系統一旦建立完成後，一些信息內容，如災害體地質條件、發育特徵、監測網布置方式等說明性的文字便相對固定下來，在短時間內不會做大的改動，這些信息通常稱為靜態信息。而隨著時間推移，監測數據及其曲線等信息不斷產生，且呈現動態變化並需在主頁上自動更新、顯示，這些信息稱為動態信息。要實現監測數據的實時發布，需建立動態主頁來顯示動態數據。

由於監測數據是由底層資料庫管理的，故只要即時將監測數據自動寫入資料庫中，為動態主頁提供隨時更新的數據源，便可實現自動顯示，即實時發布。而這一點是易於做到的。

4巫山縣地質災害實時監測示範站簡介

重慶市巫山縣新城區是我國地質災害危害最為嚴重的地區之一，全縣約1/3的可用建設用地受到不同程度地質災害的威脅。通過論證對比，在城區27個較大滑坡（崩塌）中，選擇了近期變形相對較為明顯、危害較為嚴重的向家溝滑坡和玉皇閣崩滑體建立實時監測預警系統進行應用示範。選用GPS監測地表位移、固定式鑽孔傾斜儀和TDR技術監測深部位移、孔隙水壓力監測儀監測滑體孔隙水壓力及飽水時的水位、水溫，同時通過安裝儀器的附加功能或定期搜集的方法兼顧了地溫、降水量及庫水位等監測。截至目前，共建立GPS監測標22處（含基準標）、固定式鑽孔傾斜儀和TDR監測點（孔）各3處、孔隙水壓力監測3孔7測點。多種監測儀器在同一地理位置同組安裝，這樣不僅便於不同監測方法之間資料的相互印證對比，還可以僅使用一台採集儀及傳輸裝置採集、傳輸多種監測數據，降低監測系統建設成本；另外，同組安裝便於修建監測機房（現場站）保護監測儀器設施。以上監測方法除GPS因建設成本、人為抗力風險等原因採用定期觀測外，其餘監測方法均採用實時化監測。

4.1示範站數據採集系統

固定式鑽孔傾斜儀、TDR、孔隙水壓力監測儀三種監測儀器均具備配套的數據採集裝置，其中TDR監測技術使用工業控制機作為數據採集裝置，恰好可以作為另兩種監測儀器的上位機，通過多串口擴展，將固定式鑽孔傾斜儀和孔隙水壓力監測儀連接至工控機，定時下載、存儲數據，並在預定時間統一傳輸至控制中心，同時在工控機上存放數據備份，防止數據丟失。示範站數據採集系統結構圖如圖3所示。

圖3示範站數據採集系統結構圖

4.2GPRS遠程無線傳輸系統

示範站控制中心設在巫山縣國土資源局，距向家溝滑坡直線距離2.74km，距玉皇閣崩滑體約0.6km，其間採用GPRS網路進行數據的遠程無線傳輸。

GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無線業務）是中國移動通信在GSM網路上發展起來的2.5G數據承載業務，具有傳輸速度快、永遠在線、按量計費等優點。GPRS使用TCP/IP協議，因此可方便地將數據寫入指定（具固定IP地址）的伺服器中。

GPRS數據傳輸硬體為商用型GPRS-MODEM，控制軟體自主編寫，用於控制數據傳輸時間、目標地址及傳輸過程的錯誤處理，由伺服器端和客戶端兩部分構成。伺服器端用於設置網路配置、資料庫連接方式及數據文件、日誌文件和配置文件的存放路徑。客戶端安裝於現場站數據採集儀（工控機）上，控制網路連接、上傳時間、數據編碼、數據備份及傳輸錯誤處理。客戶端軟體和所有的數據採集軟體設置為不間斷工作狀態，在按控制參數工作的同時，接受控制中心的配置指令即時對控制參數進行調整。

4.3示範站信息發布系統

示範站信息發布系統硬體由1台小型伺服器和2台 PC終端的100M區域網構成。通過2M帶寬的ADSL接入Internet。底層資料庫和WEB主頁同時安裝於伺服器上。伺服器操作系統為Mi-croSoft Windows Server 2000，資料庫系統採用 MicroSoft SQL Server 2000。WEB主頁用 ASP.NET和Visual C﹟編寫，和資料庫之間採用B/S架構。在病毒防護和網路安全方面，採用商業軟體瑞星RAV 2004和天網防火牆系統。

（1）資料庫系統

資料庫系統是信息發布系統的基礎，按管理內容分為基礎信息管理、數據管理、輔助信息管理三部分。基礎信息管理的內容包括監測站（包括中心站和現場站）、監測鑽孔、監測點、發布信息、發布圖片等；數據管理內容包括固定式鑽孔傾斜儀、GPS、TDR監測系統、BOTDR監測系統、孔隙水壓力監測儀、環境溫度、降水量、庫水位等；輔助信息管理內容包括分級用戶、下載信息、訪問統計次數等，資料庫系統構成如圖4所示。

（2）數據伺服處理程序

數據伺服處理程序用於轉換、計算現場站傳來的數據，並即時將處理後的結果寫入資料庫中。處理程序採用Visual BASIC語言編寫，通過計時器控制的定時功能觸發寫庫過程，並在完成寫庫過程後刪除原數據以防止重寫。不難看出，數據伺服程序是傳輸系統和發布系統之間的連接，它使兩個彼此獨立的系統有機地結合起來。

（3）示範站信息發布主頁

信息發布主頁為遠程用戶提供所需的全部信息，包括示範站的概況、實時的監測曲線、最新的監測數據等。從發布信息內容、訪問方式及管理維護的角度出發，主頁設計成導航區、發布區、管理區和下載區，為遠程用戶、管理員提供交互。

圖4示範站資料庫系統構成框圖

導航區為遠程用戶提供必要的導航信息，包括公告信息、圖片及相關的專業網站鏈接，展示示範站建設工作的進展、取得的階段性成果及有關的預警內容。

發布區用於提供示範站概況、實時監測曲線及數據查詢。

示範站概況包括示範區自然地理條件、地質條件、示範站工作的整體部署，監測儀器設施（GPS、固定式鑽孔傾斜儀、TDR、BOTDR、孔隙水壓力監測儀等）的性能指標，監測現場站（含中心站）、監測鑽孔、監測點的基礎信息等內容。

實時監測用於顯示各種監測曲線，是發布主頁最核心的內容。從訪問方便的角度出發，實時監測採取了「選擇災體—選擇監測剖面—選擇監測點—選擇監測時段—顯示監測曲線」逐級打開、層層剝落的展示方式，並全部做成圖形方式鏈接，以增強訪問的直觀性。監測曲線的坐標設計成自適應型，圖形的大小在系統的配置文件中設置，並標明數據的最新更新時間。曲線是以圖片的形式顯示的，用戶可以方便地將其下載到自己的PC中保存。

從安全考慮，數據查詢進行了加密，用戶需用授權的用戶名和密碼登錄後方可查看。查詢採取了「選擇監測方法—選擇監測點—選擇監測起始時間—顯示數據表」組合式篩選的方式。輸入界定參數並提交後系統從底層資料庫中找到所有符合條件的記錄，按日期排序後列表顯示。用戶可以全部或部分選取查詢結果，粘貼至個人PC作為WORD文檔保存。

管理區專為系統管理員設計，用於管理員遠程管理文本、圖片、數據等信息，進行信息的添加、修改、刪除、上傳下載等操作。分為信息管理、圖片管理、數據管理、下載管理4個相互獨立的模塊，具有模糊查找等高級功能。

下載區為授權用戶提供工作圖片、視頻、監測報告、軟體等較大文件的下載功能，補充主頁在文件交換方面的不足。

主頁面布局如圖5所示。欲了解發布系統的更多內容，請登錄Http://www.wss.org.cn。

5示範站實時監測系統運行評價

由於本文著重論述實時監測技術的可行性和可靠性，因此不對監測成果和滑坡穩定性動態做更多分析。從以上論述明顯可以看出，在地質災害監測中，構建實時監測系統從技術上是可行性的。本節主要針對巫山縣實時監測預警示範站運行過程中出現的各種問題，從故障統計、故障原因分析等方面，對示範站採集系統、傳輸系統、發布系統的可靠性進行簡單評價，並提出意向性的改善建議。

圖5示範站信息發布主頁面

根據巫山縣地質災害監測預警示範站建設工作日誌，監測系統故障主要發生在傳輸子系統，故障表現形式為數據不傳輸或不正確傳輸，主要原因為GPRS網路信號不穩定造成傳輸隨機中斷所致；其次，撥號連接失敗後的重復嘗試連接導致伺服器80埠長期無效重復佔用，當超過伺服器最大連接數後導致網路無法正確訪問；再次，監測地區不規律的停電常常使保障體系失效，從而丟失數據。此外，示範站伺服器系統遭受過病毒破壞和惡意攻擊，兩次造成網路系統崩潰。可見，實時監測系統在基礎通信條件和保障體系完備的條件下，是能夠穩定可靠運行的。在建設過程中通過安裝長時後備電源系統、功能完善的病毒防火牆和網路防火牆，可有效降低保障體系風險，進一步提高系統運行的穩定性。

6結語

巫山縣地質災害實時監測預警示範站自2003年陸續建設運行以來，在技術人員的維護下，系統運行正常，取得了數十萬個監測數據，發布公告信息及圖片近百條（幅），編寫監測分析簡報數期，實現了監測信息遠程實時訪問，取得了良好的示範效果。實踐證明，將實時監測技術應用於地質災害防治中是完全可行的，也是比較可靠的。可以預見，實時監測技術將是地質災害監測的必然發展趨勢。

參考文獻

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[8]夏柏如，張燕，虞立紅.我國滑坡地質災害監測治理技術.探礦工程（岩土鑽掘工程）.2001年增刊

『拾』 全國地質災害監測預警體系建設規劃的必要性、指導思想、基本原則和目標

7.2.1 必要性

《中國21世紀議程》提出了我國可持續發展的戰略目標。在我國經濟和社會快速發展的過程中，人類活動的強度和范圍達到前所未有的程度，其對包括地質環境在內的人類生態環境的干擾與破壞也日益增強，在許多地區引發的不同程度的自然地質災害造成了危害和損失成倍增加的現象，礦產資源和地下水資源等的開發利用以及各種工程活動誘發的地面沉降、崩塌、滑坡、泥石流等人為地質災害也較為普遍，對城市、公共基礎設施和廣大人民群眾的生命財產安全構成嚴重威脅。特別是地面沉降多發生在我國經濟最發達、人口密度最大、公共基礎設施最密集的東部地區，成為這些地區乃至國家可持續發展的重要制約因素。因此，保護生態環境、進行生態環境建設和防災減災，已經成為國家長期的目標和任務。為此，加強地質災害監測，進行全國地質災害監測與預警體系建設的規劃，在監測基礎上，實現對地質災害的治理與對地質環境的保護，不僅是防災減災的需要，而且也是國家經濟社會可持續發展、保護生態環境和進行生態環境建設的最基本的保障，是一項重要的基礎性和公益性的國家地質工作。現就從我國社會經濟的發展的幾個重要方面，對地質環境與地質災害監測的必要性，進行簡要論述：

（1）保障國家重大工程建設安全與西部大開發戰略的需求

全國有20餘條鐵路干線和所有山區公路不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流的危害或威脅。大型水庫岸邊，河流傍岸，尤其是峽谷段，常因發生滑坡、崩塌、泥石流而阻塞航道，並引起洪災。中東部沿海平原和盆地地面沉降、地裂縫和地面塌陷等地質災害嚴重威脅和破壞基礎工程設施。加強這些基礎工程設施和沿大江大河危險地段的地質環境監測，採取科學的分析方法進行預測預報，是一項長期的工作。

西部大開發戰略把加快水利、交通、能源和通訊等基礎設施建設放在首位，其中包括：長江三峽工程、南水北調工程、大江大河上中游干（支）流控制性水利樞紐工程、內河航運通道、青藏鐵路、西電東送工程、西氣東輸工程等。這些重大工程地域跨度大，多處在或穿越地質災害易發區，為保障上述工程安全施工和運營，必須加強地質環境監測工作。

（2）城市化發展對地質災害監測的需求

目前，我國有城市668座。預計2020年左右，我國城鎮化水平將提高到45%～50%，我國城市數將達到1000～1100座。城市是人類活動最集中，環境地質問題最突出的地區。為了保障城市化進程，指導城市規劃，預防由於不合理的工程活動引發的地面沉降、地裂縫、崩塌、滑坡等地質災害和其他環境地質問題，必須加強對城市地下水環境和地質災害的監測。

（3）礦產資源開發對地質災害監測的需求

我國礦產資源開發帶來了很多環境地質問題，產生大量的地質災害隱患。每年礦石開采量57億～60億t，礦山企業每年產生固體廢棄物133.8億t、產生尾礦26.5億t，處置率僅為6.95%。礦山固體廢棄物任意堆放形成了嚴重的滑坡、泥石流等地質災害隱患，地下采礦活動誘發的滑坡、地面塌陷等地質災害十分突出。礦山地質環境監測十分薄弱，礦山地質災害防治工作任重道遠。為了保障礦產資源的安全開發和礦山地質環境的有效治理，必須加強礦山地質環境監測。

7.2.2 指導思想

應堅持以人為本，全面、協調、可持續的科學發展觀和人口、資源、環境協調發展的一系列方針政策。緊密結合經濟社會發展規劃的總體目標和要求，充分認識地質災害監測預警體系建設的重要性和緊迫性。動員社會各方面的力量，從我國地質災害發生發育的實際出發，尊重自然規律和經濟規律，正確處理長遠與當前、整體與局部的關系，依靠科技進步，運用新思路、新理論、新技術、新方法，實現對地質災害的有效監控和預報預警，為我國地質災害防治、地質環境保護和資源環境的可持續利用提供有力支撐。

7.2.3 基本原則

（1）與國家國民經濟社會發展進程相適應的原則

建立和完善與全面建設小康社會相適應的、符合可持續發展要求的地質災害監測預警體系，為國家和地方宏觀調控和指導國土資源開發與整治提供依據。

（2）突出「以人為本」

堅持按客觀規律辦事，從實際出發，講求實效，山區、平原和不同災種的監測重點各有側重的原則。在以突發性地質災害為重點的地區，應以最大限度地減少人員傷亡、保障社會穩定和人民生命財產安全作為主要目的；緩變性地質災害應以專業監測為主要手段進行監測與規劃。

（3）群、專結合的原則

建立以縣、鄉、村為基礎，全民參與、群專結合的群策群防體系，是多年來地質災害防治工作中總結出來的寶貴經驗，也是避免人員傷亡，把災害損失降到最低限度的重要保證。

（4）統籌規劃、分步實施、分級管理

密切結合生產力布局和人口分布狀況，對全國地質災害監測預警體系建設工作進行統籌規劃，制定切實可行的分階段實施方案，明確各級政府和企（事）業單位在地質災害監測中的責任和義務，建立統一管理和分級（國家、省、市、縣）管理相結合，處理好全部與局部、長遠與當前的關系，優先實施重點地區和重要經濟區（帶）的監測預警體系建設。

（5）監測網建設與保護並重

擯棄重建設、輕保護的觀念，嚴禁邊建設、邊破壞，通過法律、經濟等手段，明確保護責任，落實保護費用，切實保護監測儀器、設備、設施的建設成果。

（6）站網建設與能力建設並舉

在不斷完善地質災害監測網基礎硬體設施建設的同時，加強機構建設、法規制度建設、技術規范建設、信息系統建設、人力資源建設和研究能力建設。

（7）專業服務功能與公眾服務功能並重

地質災害監測信息既要為國家決策和專業調查評價提供支持，也要為社會公眾提供地質災害現狀信息和防災減災信息。

（8）依靠科技創新、提高監測工作質量

加強科學研究，改進監測設施，依靠科技進步，全面提升監測能力和服務水平。

（9）建立多渠道籌資機制

各級地質災害監測機構的監測經費要納入同級政府財政預算。多渠道籌集監測資金，設立各級地質災害監測專項經費，確保監測工作的順利實施。

7.2.4 目標

地質災害監測預警體系建設的目的是最大限度地減少人民群眾的生命財產損失，以保障經濟、社會的可持續發展；為國家及地方宏觀調控和指導國土資源開發與整治提供依據；從地質環境可持續開發利用角度提出地區發展戰略建議；為改善人居環境，保障交通大動脈安全暢通，水電工程正常運行等提供保障；為地區社會經濟發展提供決策參考。在基本掌握全國地質災害分布狀況與危害程度的基礎上，建立並逐步完善全國地質災害的監測預警網路體系。

（1）總體目標

從現在起到2020年，在逐步查明我國地質災害分布狀況與危害程度的基礎上，建成覆蓋全國的較完善的突發性地質災害群測群防網路體系；建成以省（區、市）及部分縣（市）地質環境監測站為骨乾的突發性地質災害應急反應體系；建成我國較完善的地質災害專業監測骨幹網路，重點地區及重要經濟區（帶）達到監測數據的實時採集、分析、預警預報的水平。使地質災害防治工作以被動救災為主的局面得到根本性扭轉，人為有效控制地質災害，使損失逐年攀升的趨勢得到有效控制。

（2）階段目標

1）到2010年，地質災害監測預警體系建設的目標如下：①群測群防監測網路覆蓋到全國突發性地質災害易發區的1400個縣（市），形成縣、鄉、村三級監測體系。②初步建成由各級政府和有關部門參與的全國地質災害專業監測骨幹網路。③初步建成重要交通干線和水利工程區的專業監測預警系統。充分推廣高新技術在地質災害監測中的應用，利用計算機技術、3S技術等先進手段，提高監測預報的自動化水平。④在進一步完善群、專結合，群測群防監測網路的同時，完成分布在全國各省（區、市）重大突發性地質災害隱患點的監測預警預報示範系統。⑤建成較完善的地質災害監測信息網路系統，重點地區及重要經濟區（帶）的專業監測要初步達到監測數據的實時採集、自動分析、自動預警預報的水平。⑥初步建成重點地區及重要經濟區（帶）地面沉降等緩變性地質災害監測網路系統。力爭使我國地質災害監測預警預報的儀器、設備達到國際水平。

2）到2020年，在地質災害監測管理法規、規章的支持下，要使國土資源部門對地質災害監測監督管理的職能全面到位，並逐步納入科學化、規范化和法制化的軌道；使地質災害監測體系的科學理論與技術方法達到國際先進水平，建成覆蓋全國的較完善的地質災害重點防治區突發性地質災害群專結合的監測預警預報網路；建成全國地面沉降、地裂縫等緩變性地質災害的實時監控體系；建成完善的地質災害監測信息網路，實現地質災害監測數據的自動化採集、傳輸、存儲和信息的實時發布。建成比較完善的地質災害防災預警指揮系統。