地质灾害研究发展趋势
❶ 地质灾害易发区国内外研究现状
4.1.1 国外现状
由于研究的地域范围不同和对地质环境认识的差异，国内外研究者对地质灾害易发区的理解也有不同。
国外对地质灾害敏感性评价类似我国的地质灾害易发程度评价。美国灾害敏感性评价以地质、地形条件和以往发生的灾害空间分布情况为依据进行评价（Nilsen，1977；Shek，1977；Carrara，1983，Brabb，1984，Brand，1988；Cross，1998等）。美国地质调查局在《美国国家滑坡减灾战略——减少损失的框架》（2003）中认为，可供规划和决策使用的滑坡编目和滑坡敏感度图对全国滑坡多发区是绝对必要的。
欧洲国家在阿尔卑斯山较多地开展了滑坡敏感度和危险性评价，并把评价结果应用于滑坡灾害的减灾管理。意大利P.Aleollt（2000）采用GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘的Piedmont地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的敏感性、危险性及总的风险进行了区划性制图研究。A.Car-rara，M.Cardinali和F.Guzzetti等（1991）利用GIS技术将统计模型应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡敏感性和危险性评估。亚洲国家，如日本、韩国在一些滑坡地质灾害多发区也开展了滑坡敏感度和危险性评价，H.Haruyama和H.Kawakami（1984）利用数学统计理论对日本活火山地区由降雨引起的滑坡灾害进行了敏感性和危险性评价，Saro Lee对韩国的一些地区分别应用多元统计和神经元网络模型进行了滑坡灾害敏感性和危险性评价。一些国家，如澳大利亚直接开展斜坡地质灾害风险评价，其中敏感性和危险性评价是其基础，如M.Michael-leiba等（2000）在澳大利亚的一项城市发展规划项目的斜坡地质灾害研究中，把斜坡灾害的敏感性、危险性、易损性、风险评价作为一体，以GIS软件为技术平台，分别采用平面和三维评价系统，对Cairns地区进行了斜坡地质灾害的敏感性、危险性和风险评价。Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在分析哥伦比亚的Medellin地区滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引起的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上，利用GIS技术将两者合成制作了风险评价分区图。
4.1.2 国内现状
进入21世纪以后，在原有研究的基础上，我国在全国范围内有计划地开展了全面的地质灾害调查与防治，积极吸取国际地质灾害防治研究的先进方法，并公布实施了《地质灾害防治条例》，将地质灾害易发区的研究纳入了国家法制的轨道。
1）1999年以来，在全国地质灾害严重区开展了以县（市）为单元的“县（市）地质灾害调查与区划”工作。调查灾种为崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等，截至2005年，共进行了700个县（市）地质灾害的调查与区划工作。中国地质环境监测院已完成545个县（市）信息系统的集成和综合研究。
在各调查县（市），根据野外调查的结果和地质环境资料，结合灾害点和灾害隐患点的密度，划分地质灾害易发区并编制“地质灾害分布与易发区图”是其主要任务之一。《县（市）地质灾害调查与区划实施细则》明确指出“地质灾害易发区”是指容易产生地质灾害的区域。基于地质灾害现状，地质灾害易发区可划分为高易发区、中易发区、低易发区和不易发区四类。
2）从2002年开始，各省陆续开展了分省地质灾害防治规划工作，主要依据1∶50万环境地质调查和县（市）地质灾害调查成果，对省内地质灾害易发区进行了初步划分，22个省编制了分省地质灾害易发区图（1∶50万～1∶200万）。
3）张梁等（2002）将地质灾害易发区表述为地质灾害危险性评估，并认为地质灾害危险性（易发程度）评估就是研究不同地层单元组合、区域地质构造单元特征、地形地貌条件下的区域地质灾害规律，以及气象、人类活动方式条件下的区域地质灾害诱发规律和时间活动规律。前三类因素是决定地质灾害区域分布规律的背景因素组合，这些因素具有空间上的分布规律，而且随时间的变化性极小，属于稳定型的控制因素，是地质灾害易发程度的背景条件。后两类因素属于地质灾害的触发因素，随时间的动态变化较大，它们与背景条件的组合状况决定了地质灾害的时空规律。
4）岑嘉法（2003）认为，地质灾害易发区是指地质环境条件脆弱，具备发生地质灾害条件，容易产生地质灾害的区域。如在地球内动力作用强烈地区（高地震烈度区、活动断裂区、区域构造交会处等）、地球外部营力作用强烈带（如暴雨中心区、河流侵蚀带、岩土体松散分布区等），以及人类工程经济活动剧烈地区（如人口密度大，工业、农业、城镇、交通建设强度大区）等。只要有触发因素，即可产生地质灾害。该区的确定，主要通过较大比例尺的环境地质与灾害综合调查后实际圈定，经济建设与工程安排应尽量避免在易发区内。如果需在易发区内建设，要进行工程项目地质灾害危险性评估工作。对工程建设作出地质灾害现状、工程建设可能诱发或加剧地质灾害的预测和综合评估，并提出地质灾害防治措施对策。现进行的县（市）地质灾害调查与区划，就是要实地圈定地质灾害易发区范围。
5）刘传正等（2003）提出的“潜势度”是某一地区在没有任何降雨、地震、人类活动等情况下发生地质灾害的潜在条件的量化指标，具体是指地质灾害基础因子（地形地貌、地表植被、地层岩性和地质构造）与响应因子的综合表现，并编制了三峡库区地质灾害潜势度、危险度等图。
6）全国山洪灾害防治规划编写组和水利部长江水利委员会进行的山洪灾害易发程度评价，是利用各省（区、市）1∶50万或1∶100万泥石流、滑坡分布图，以泥石流、滑坡的“线密度”和“规模”所反映的“可能成灾点”的多少进行评价，即“可能成灾点”越多，灾害易发程度越高；“可能成灾点”越少，灾害易发程度越低。在参考相关部门成果及进行实地调查的基础上，以小流域为单元，划分出了泥石流或滑坡灾害高易发区以及中易发区和低易发区。各区的划分具体指标如表4.1所示。
在上述工作的基础上，编制各省（区、市）1∶50万或1∶100万山洪诱发的泥石流、滑坡灾害易发程度分布图。该图除反映泥石流、滑坡灾害的易发程度以外，还通过编绘地形坡度分区和地层岩性分区，标示地貌区划和区域构造形迹，综合反映了由山洪诱发的泥石流、滑坡灾害易发程度区划与地形地貌、地层岩性及地质构造的相互关系。从而可以通过图件，分析出不同区域地质背景与地形地貌条件下，泥石流、滑坡灾害高、中、低易发区的分布规律。并以此进行逆向校核、修正，使泥石流、滑坡灾害易发程度区划图更为科学、合理、可靠。
表4.1 山洪诱发泥石流、滑坡灾害易发程度分区标准
7）2003年11月，我国国务院公布了《地质灾害防治条例》（中华人民共和国国务院令第394号），并规定2004年3月起施行。该条例要求“实行地质灾害调查制度”，并在此基础上编制地质灾害防治规划，规划所包括的5项内容之一就有“地质灾害易发区、重点防治区”。2004年颁布的《地质灾害防治条例释义》进一步明确指出，地质灾害易发区，是指具备地质灾害发生的地质构造、地形地貌和气候条件，容易或者可能发生地质灾害的区域。地质灾害易发区必须经过地质灾害基础调查才能划定。易发区是一个相对的概念，并且可按照灾害种类划定，不同灾种其易发区范围不同。
❷ 地质灾害研究新进展
我国地质灾害研究工作一直是围绕着重大工程和重大建设需要而展开的，并且直到解放后才得以迅速发展。50～60年代，重点开展了西南及西北交通干线和三峡等水利枢纽的地质灾害调查（重点崩滑流），以及上海地面沉降的勘察工作。70年代，上海地面沉降研究在预测和防治方面取得突破性进展，树立了我国地面沉降控制规范。进入80年代以来，我国地质灾害研究得到了空前的发展，并逐步开展了重点地区的地质灾害调查工作，编制了一系列地区性和全国性专门图件；对海城地震、新滩滑坡、元阳滑坡等进行了成功的预报、对东川和宁南泥石流和天津市区地面沉降实施了有效控制。特别是90年代以来，我国政府积极响应“国际减灾十年计划”，地质灾害研究得到进一步重视，开展了如“地震、地质灾害及城市减灾重大技术方法研究”等一批国家及省部级重点科技攻关项目的研究工作。这些都极大地推动了我国地质灾害研究工作的进一步开展。使得我国的地质灾害研究在勘察技术、预测预报水平、减灾防灾手段等方面逐步接近或达到了世界发达国家水平。总结近20年来我国地质灾害研究的成果，比较突出的有以下几个方面：
1.编制了一系列大型地质灾害图件
根据国家经济建设的需求，由原地矿部组织编制了一些全国性大比例尺的地质灾害调查图件，如1991出版的《中国地质灾害类型图》（1:500万）（葛中远主编），1992年出版的《中国地质环境图系》（中国水文地质工程地质勘察院主持编制），1996年出版的《中国分省地质灾害图集》（1∶60万～1∶500万）（段永侯主编）。这些图件从宏观上反映了我国地质灾害类型、区域分布特点及发生规律。是我国目前部署地质灾害勘察研究及制定防灾、减灾、环境保护政策和规划的主要科学依据。作为重要成果，在国内外也得到了广泛交流，在学术界有着重要的影响。
2.地面沉降防治工作取得突破性进展
进入80年代后，我国的地面沉降研究得到了空前的发展，其中以上海、天津的地面沉降研究卓见成效。在动态监测、沉降机理研究、预报模型以及降低地下水开采量和人工回灌等技术方面都取得了显著成绩，特别是在预测预报技术方面，地矿部水文地质工程地质研究所、岩溶地质研究所、上海地矿局和天津地矿局等单位，通过建立拟三维水流和一维地层压密的耦合模型，模拟地下水的水平垂直运动、含水层内外水量交换、弱透水层中水的压力变化以及动态过程中的一维固结压缩。计算评价在最优环境影响状态下，最大安全可采水资源及优化控制调度方案。对含水层在各种采灌条件下的变化规律及地面沉降幅度进行中长期预报。这些技术的研究与应用使我国地面沉降防治水平跨上了一个新的台阶，挤身于世界先进水平之列。
3.地质灾害信息系统建设空前繁荣
随着“3S”技术（地理信息系统、遥感技术和全球定位系统）的发展与成熟，以此为支撑技术的地质灾害信息系统和防灾决策支持系统建设取得长足进展。一大批各具特色的系统软件相继开发出来，使地质灾害的研究上升到一个新的水平。其中以由原地矿部水文地质工程地质研究所开发研制的“地质灾害预测防治智能决策系统”最具代表性，该系统以地质灾害预测防治为目标，将相关的数据库、图型库、模型库和知识库融为一个“四库一体”的耦联整体，实现了四者技术的有机集成，使系统具有空间数据管理、分析处理、空间建模与知识推理的分析功能。可对地质灾害进行时空演化预测、危险性区划、灾害经济评价以及减灾防灾对策选择的任务。在理论和技术上都取得了突破性进展，开创了建设大型地质灾害决策支持系统的先例。
4.地质灾害防治工程领域得到飞速发展
从1994年以来，国家每年投入了5000万元专项基金用于地质灾害治理，从而掀起了地质灾害治理工作的热潮，相继实施了对链子崖危岩体、黄腊石滑坡、豆芽棚滑坡、鸡冠岭崩塌等专项治理工程，形成了一支集勘察、设计、施工为一体的地质工程队伍，同时也使地质灾害防治工程作为专门的工程技术领域逐渐发展起来，形成了一套相对成熟的技术方法，尤其是由中国水文地质工程地质勘察院开发的“地质灾害防治工程设计支持系统”成功地应用于链子崖滑坡治理中，切实起到了灾害治理的示范作用。
5.一些新理论新方法的发展与应用
随着地质灾害研究工作的不断深入，一些新的理论与方法不断涌现，并逐步得到了学术界的认可，比较有代表性的有：
（1）滑坡过程模拟与过程控制理论技术。成都理工学院的黄润秋教授在岩土应力分析的基础上，对滑坡从其孕育、发展演化、激发成灾或防治控制进行全过程的计算机动态模拟。通过将现代数学-力学、非线性科学和计算机图形图像技术结合起来，对滑坡系统的全过程仿真模拟，直观地理性的分析灾害发生影响因素及其强度，再现灾害发生的全过程。从而将滑坡灾害定量化研究向前推进一步。
（2）地质灾害风险性评价理论与方法。在我国将风险性评价引入地质灾害研究工作中是从90年代开始的。到目前为止，地质灾害风险性评价作为一个相对独立的研究领域不断地发展和深化。其基本思想是在评价灾害自然危险性的同时，还考虑地区人口经济密度和抗灾性能等，即灾害区易损性分析，将地质灾害自然属性和社会属性结合起来，综合评价灾区地质灾害发展状况。经研院张梁等以崩塌滑坡、泥石流和岩溶塌陷为典型灾种进行了研究，建立了一套评价指标体系和模型方法，为该领域研究的深入开展提供了范例。
❸ 全球地质灾害态势及防治趋势
随着全球气候变暖，地壳活动进入一个相对活跃期，再加上重大工程的开工建设等人类活动的影响，世界各国正在遭受前所未有的地质灾害威胁。崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害日益增加。地质灾害已经成为当代地球科学的热点领域。本届大会除了在“每日主题”报告会中专门设立地质灾害专题外，还有多个讨论会涉及地震、火山活动、海啸（风暴潮）、滑坡、崩塌、泥石流等主要地质灾害类型，其他灾害如暴雨、洪水等气象灾害也被纳入到地质灾害专题。
纵观本届国际地质大会，与地质灾害专题有关的地球科学热点领域包括以下几个方面。
一、地质灾害调查检测新技术和新方法
干涉雷达测量和差分干涉雷达测量技术作为快速、精确（毫米级）的获取地形数据的技术，日益受到重视，有很多的研究都是利用这两种技术开展滑坡监测和制图。随着GIS制图和数据分析处理能力的日益增强，有限元理论的2D或3D模型应用于滑坡、崩塌等的稳定性计算和评价已经很普遍。安吉·梅瑞（Andrea Merri）等采用Flac3D软件对意大利思特朗博利火山进行3D地质建模，从而分析不同岩浆构造状态下应力—应变状态的变化，并对岩浆流动状态进行预测。英国地质调查局已将3D地质建模纳入战略科学计划（2005～2010年），与1999年出台的战略科学计划相比，最重要的变化就是从2D地质调查技术向3D地质调查技术转变，例如“英国大陆的3D地学框架”和“海岸、大陆架和大陆边缘的3D表征”等研究计划。随着地理信息系统的发展，目前甚至已经出现了4D理论。
二、地质灾害监测预警
地质灾害早期预警系统不仅是一套技术设备，人类因素、社会元素和信息通信也是重要的组成部分。挪威是崩塌、滑坡和泥石流等突发性地质灾害频发的国家（地区），于2005年成立Geo Extreme研究计划，拟用4年时间对挪威今后50年地质灾害情况进行评估。这个课题共包含4个研究模块：模块A主要目标是进行气象参数与滑坡和崩塌之间的耦合性研究，为了进行这方面的研究，已经建立了包含滑坡和崩塌事件的数据库；模块B主要进行区域气候前景预测，重点是进行降水和飓风等极端气候事件研究；模块C利用模块A和B研究结果生成关于挪威将来可能发生地质灾害的分布图，这项模块主要研究4个能代表不同气候区域的关键区域；模块D研究过去和预测将来由地质灾害引起的经济损失情况，主要因素有由自然灾害引起的破坏和减灾措施所需要的费用、经验能力培训、预案方面的变化以及对于政策制定者的影响。
三、地质灾害风险管理
地质灾害风险评估与管理一直是国际上倡导和推广的减灾防灾有效途径之一。“降低风险、增加防御”是本次大会地质灾害的主题，也是2008国际地球年的十个主要研究课题之一。本主题集中讨论了4方面问题：①人类是如何改变了岩石圈、生物圈和自然景观，并因此产生对人类生命和环境有害的变化并诱发地质灾害，同时增加了社会对地球（地质、地貌和水文气象）适应的脆弱性？②我们应该采取什么样的方法和技术来评估人类和场地对灾害的适应性，以及在全球范围内我们该如何采用这些方法和技术？③在目前监测、预测和减灾能力条件下，各地质灾害类型之间相对比是什么样一种状态，以及我们要采取什么措施才能够在短期内改变这种状态？④在风险运用与政府（以及其他机构）掌握的对于每一种地质灾害的风险、降低脆弱性措施及计划（包括减灾）之间存在什么障碍？为了解决这些问题，本主题致力于与其他国际组织中的各研究项目达到一个整体平衡，主要焦点在这些问题怎样与联合国国际减灾战略兵库行动框架的五个行动主题相衔接。
四、重大地质灾害应急系统
尽管本届大会很少有地质灾害应急系统研究方面的论文，但是在专题讨论过程中，不少研究者都提及了这一问题。地质灾害应急系统的建设主要是根据各地区地质灾害发育特征，开展地质灾害信息系统建设、防灾减灾演习和制定应急救灾预案等。目前各国都有不同的地质灾害应急办法，但是在推广应用方面还存在一定差距。西尔弗斯特·哥利姆斯达尔（Sylfest Glimsdal）等对挪威西部Akneset地区的一个斜坡体进行研究后发现该斜坡体有一块很大的不稳定块体，如果这些不稳定块体整体滑动，这个滑坡将会诱发海啸，并会对这个海湾上的多个建筑物造成破坏性损失，通过对斜坡体数字建模、波浪数字建模和进行2D和3D数字建模对斜坡体稳定性、海啸的产生和传播过程进行模拟分析，最终预测了海啸。在2008年的四川汶川大地震中，桑枣中学在地震发生后，只用了1分36秒，就组织2000多名学生下楼，全校师生无一人伤亡，创造了该次地震中的一个奇迹，这个奇迹的创造归功于该校平时进行的消防防灾演习和对建筑物的修缮、加固。对于地震、海啸等破坏力强的地质灾害，也可以通过先进的地震、海啸预警系统，提前发出警报，让人员和车辆在海啸到达之前转移到安全地带，是最有效的方法之一。
五、把地质灾害风险性评估纳入城市规划和管理
随着世界人口的增加和城市化进程的加快，各种地质灾害成为制约城市发展规划的消极因素，在城市规划和管理中加强地质灾害危险性评估工作是一项具有重要意义的工作。在本次大会上，有关学者介绍了所在国家（地区）的一些做法。英国是一个国土面积较小、海岸线狭长的国家，却有非常多和正在增长的人口，对于土地利用方面的竞争一直很激烈，因此在一些可能遭受地面沉降、滑坡和洪水的地区进行土地利用和开发就有相当大的压力，此外，还有一些被工业污染的土地需要进行改良和开发，在这些地区进行土地开发和建设时需要对这个地区的地质灾害发育情况有较深入的了解。维克托·奥斯波夫（Victor Osipov）主要考虑莫斯科地质灾害类型有滑坡、喀斯特、岩溶侵蚀过程和地下水洪流等，在地质灾害发生过程评估的基础上，绘制了莫斯科1∶5万的地质环境现状图，并分析了根据市政规划和职能分区的不同地质环境现状的区域分布状况，把莫斯科地区划分为了非常不适宜地区、不适宜地区、较适宜地区和适宜地区等4类。
六、地质灾害国际合作
尽管全球地质工作者开展了大量的工作，但地质灾害仍然呈现大量增长趋势。气候的变化让事态变得更加糟糕。2005年1月，由联合国发起和建议在日本神户通过了“2005～2025兵库行动框架”。这项计划有165个成员国讨论通过，并且是截至目前在全球范围内减少灾难性自然灾害最重要的文件之一。这项计划明确了在世界各国及各国际组织应该采取什么积极措施来达到较好的减灾效果，另外，还阐明了世界减灾委员会应该承担的责任与义务。总之，这项行动计划的基本观点就是国际社会应该承担起保护市民避免遭受灾害的威胁。行动框架按地震、海啸、滑坡和火山爆发等对地质灾害进行了划分，并且每类地质灾害都有灾难性事件的例子以及死亡率和经济损失统计数据。在本项行动框架中，对合适的判别方法的重要性、风险减少措施（包括早期预警系统）、加强制度管理（包括建筑物容纳能力）等3个主要内容进行了更加详细的讨论。
由于国际科学理事会亚太地区办公室所负责的地区人口占世界大多数，并且因地质灾害死亡的人数占全球总死亡人数的80%，因此该办公室决定创建一个关于地质灾害和灾难的科学计划，该计划初步考虑地震、洪水和滑坡等3种主要地质灾害，目标是减轻自然灾害。2002年提出了实施方案，后来这个方案发展成为全球观测战略8个主题之一，并由欧洲空间机构对外发布。2007年这项计划又由法国地质矿产局改进。兵库行动框架提出后，意大利、中国、日本等国家进行了相关的工作，2005年9月在北京召开的亚洲减灾大会上，落实了兵库行动框架，讨论了十年内亚洲地区减灾重点领域和区域合作内容。2007年第六届亚洲工程地质灾害区域会议在韩国首尔举行，中韩之间签订了合作协议，对亚洲地区的地质灾害合作研究进行了深入探讨。2008年11月还将在日本东京召开国际滑坡会议，对相关问题开展进一步的探讨。
（张永双吴树仁郭长宝张岳桥执笔）
❹ 国内地质灾害防治科技研究现状与形势
10.2.1 研究现状
10.2.1.1 地质灾害调查评价
1991年以来，国家先后在31个省（区、市），开展了以地质灾害现状调查为主的1∶50万或1∶20万区域环境地质调查工作，编制了1∶500万中国地质灾害图系和1∶50万地质灾害图集。自1999年开始，开展了以威胁居民点的地质灾害为对象、以县（市）为单元的地质灾害调查与区划工作，截至2003年底，已完成约157万km2的545个县（市）的调查。基本查明全国各省（市）地质灾害灾种类型和分布。
在地质灾害评价的理论方法方面，晏同珍和殷坤龙（1987）利用二态变量的多元回归模型对汉江河谷安康、旬阳河段进行了滑坡空间预测；黄润秋等（1992）在三峡库区岸坡稳定性预测中应用了逻辑信息模型；许强和黄润秋（1994）以及周平根（1997）还将神经网络方法引入了斜坡和古滑坡稳定性空间预测。模糊数学方法也是目前地质灾害空间预测中理论成熟、应用较为广泛的方法之一。
2001年，成都理工大学完成了国土资源部重点项目“山区流域地质环境与地质灾害评价的GIS系统”，进一步促进了地质灾害危险性区划技术发展，初步实现了小流域崩塌和滑坡地质灾害的危险性区划。
在岩溶塌陷研究方面，中国地质科学院岩溶研究所先后开展了“中国南方岩溶塌陷研究”、“长江流域岩溶塌陷研究”和“中国北方岩溶塌陷研究”等项目，此外，有关单位还开展了“铁路沿线岩溶塌陷及防治”工作，基本摸清了我国岩溶塌陷发育的现状和宏观分布规律，确定了我国岩溶塌陷基本类型。岩溶所在1993年开展了以大型物理模型试验和渗透变形试验进行岩溶塌陷发育机理试验研究。从1997年起，开发了桂林、玉林和六盘水3个城市的岩溶塌陷地理信息系统，并对岩溶塌陷灾害风险进行了评估；2002年，岩溶所完成了“1∶400万全国地面塌陷风险区划”工作。
10.2.1.2 地质灾害监测预报技术
（1）地质灾害气象预警
2003年5月，在中国地质环境监测院主持全国地质灾害气象预警技术工作中，利用滑坡泥石流发生前15日降雨量建立临界过程降雨量预警判据模式图，并结合具体区域进行校正。确定针对特定地区α线（临界发生）和β线（暴发界线）为两条滑坡泥石流发生的临界降雨量线，α线以下的区域地质灾害发生的可能性小（接近α线可能性较大），α～β线之间的区域可能性大，β线以上的区域为警报区（可能性很大），三个区域代表了三个预报等级。在6～7月份的应用证明，对滑坡泥石流灾害的预警作用是明显的。
2002年，浙江省启动了“浙江省突发性地质灾害预警预报系统研究及应用示范”地方攻关项目，四川和浙江两省在探索突发性地质灾害的概率预警方面做了很多探索性工作。
2003年，科技部启动了“降雨诱发区域性滑坡灾害预警预报系统示范研究”攻关项目，在江西上饶地区，应用雷达遥感自动探测技术开展诱发滑坡的暴雨条件研究，并结合滑坡现场地面仪器监测，研究区域性滑坡灾害形成机理和预警预报模型。
（2）地质灾害监测预警
我国在上海、天津、苏州、西安等市已经建立了地面沉降监测预警网络，特别是上海市已经建立了集地下水、分层标、大地水准测量、GPS等常规监测与自动监测相互结合的地面沉降监测预警系统，达到了国际领先水平。
3S技术在三峡地质灾害监测方面取得了较大进展。“六五”至“九五”期间，原地质矿产部和国土资源部在三峡库区进行了多次遥感飞行，并广泛应用于地质灾害的监测预警领域之中，建立了基于遥感技术的有关地质灾害解释标准和规范；在库岸稳定性研究中，利用彩色红外航空照片对崩塌、滑坡进行了解译；2003年4月，中国地质调查局在库区进行了彩色红外航空摄影，获得了二期蓄水（坝前135m水位）前的地质环境本底值，并对地质灾害进行了解译。
1999年1月，国土资源部在三峡库区秭归-新滩段建立了“长江三峡库区崩塌、滑坡地质灾害监测工程试验（示范）区”，初步建立了库区地质灾害GPS基准网，在局部滑坡体上建立了单体监测网，并着重对GPS用于滑坡监测的可行性进行了系统和深入的研究。
1999年，国土资源部完成了“长江三峡库区崩塌、滑坡地质灾害监测工程试验（示范）区”示范工程之“地质灾害信息系统（GGIS）和预测预警系统”的建设。中国地质环境监测院完成了国土资源部2000年科技专项计划“长江三峡地质灾害监测与预报”之“三峡库区地质灾害信息系统（GHGIS）工程化开发”，并运用到库区19个县（市）及重大工程的地质灾害调查（付小林等，2003）。武汉大学完成了“长江三峡地质灾害监测与预报”之直接提取变形量的高精度、快速GPS解算软件开发项目。
从2002年开始，国家相关部门又投资1.5亿元全面系统地建立三峡库区地质灾害监测网络。目前，该项工作正处于实施阶段。
2002年，科技部设立了重点研究项目，由中国地质科学院地质力学所负责开展三峡库区地质灾害预警研究。项目采用雨量监测、地质调查、分维计算方法和GIS自动成图技术对地质灾害进行预测预警。
近年来，我国其他地区的地质灾害监测工作也取得了长足的进步。以四川雅安峡口滑坡为对象，应用GPS技术、钻孔倾斜仪、自动水位观测计、自动位移监测仪、TDR、排桩、自动雨量计等技术，开展了滑坡监测新技术新方法的研究，并采用自动传输技术对数据进行实时传输。在水电、铁路、公路、矿山等部门，已经对数十个乃至数百个单体滑坡位移（包括地表位移和深部位移）和孔隙水压力等指标进行了长时间监测，取得了许多宝贵数据。
在岩溶塌陷监测预测方面，通过进行岩溶塌陷的模型试验研究，得出岩溶水压力变化对塌陷具有重要的触发作用的结论，以此作为衡量塌陷发生的临界条件具有重要的预测意义（蒋小珍，1998）。2000年，岩溶研究所在广西桂林柘木镇建立了岩溶塌陷灾害监测站，主要监测塌陷的触发因素——岩溶管道裂隙系统水（气）压力的动态变化。一年多来的监测结果表明，新塌陷的产生与近一个月的岩溶水气压力的大幅变化有关。
10.2.1.3 地质灾害治理技术
自1992年以来，原地质矿产部进行了一系列地质灾害的调查、评价和防治工作，在地质灾害防治的地质工程理论研究、设计理论和设计方法上均积累了经验。特别是在进行备受世人关注的“长江三峡链子崖危岩治理”中，充分运用了计算机辅助设计技术，并开始进行参数化和智能化设计。在防治工程中，先后对三峡链子崖危岩体、四川万县豆芽棚滑坡、四川汉源滑坡、四川宜宾翠屏山滑坡等进行了预应力锚固防治工程，采用了大吨位预应力锚索、锚拉桩等技术。
1997～2003年，开展了“三峡工程库区移民迁建新址重大地质灾害防治研究”，对迁建区的岩溶及岩溶地质灾害、巴东组泥灰质岩石易滑层位的工程地质特征、工程库岸防护技术、库区人防工程对移民新址的危害、人工高边坡稳定性评价及防护技术方法、弃渣处置加筋土挡墙稳定性进行了深入研究，并初步建立了巫山和巴东县防治示范区，开展了基于治理的滑坡体开发利用的研究，在研究了国内外与滑坡防治设计与施工相关的技术规范和较为成熟的技术方法基础上，结合三峡库区特点，编制了《长江三峡工程库区滑坡防治工程设计与施工技术规程》。
我国在铁路、水电、公路和城市建设中，开展了大量滑坡、崩塌、泥石流治理工程技术的滑坡治理单项技术研究，建立了包括地表排水工程、地下排水工程、削方减载工程、扶壁反压工程、抗滑桩（键）、支撑桩工程、锚固工程和混凝土承重抗滑工程、注浆工程等的技术规程。
铁路泥石流防治中，采用明洞、隧道、渡槽、急流槽、重力拦挡坝及钢轨格栅坝等工程防治泥石流；运用模型试验对大型泥石流沟防治工程进行科学论证，使防治工程方案更加合理。
近年来，我国在公路崩塌和滑坡防治工程实践中，在崩塌和小型滑坡灾害治理工程中，应用了轻型网状防护系统与生物护坡系统相互配合的技术。如喷射厚层种植基材绿化，这是近年来发展起来的一种生物护坡系统，是运用机械将含有植物种子的有机基材喷射到坡面上，使坡面达到迅速恢复自然植被的一种新型护坡技术。它施工工艺简便，绿化效果好，对于坡度大于1∶0.5岩质边坡的治理效果尤为明显。
10.2.2 存在的问题
（1）缺少一套快速调查和评价的高新技术方法
快速调查识别技术（如高精度的遥感图像及其识别技术）较为落后。对地质灾害评价指标体系和技术方法，特别是3S技术的集成应用还有很大差距。
由于地质灾害的孕育发生和发育受多种因素影响和控制，发生的成因机理异常复杂，不仅不同种类的地质灾害（如滑坡、泥石流）控制因素和诱发因素差别较大，即使是同一类型的地质灾害，由于其所处的地质环境条件的差别（如我国的西南地区、东部地区、西部黄土地区等），外界因素（如降雨）诱发其发生的成因机理和临界值也差别较大，多方面的原因致使地质灾害的空间预测与危险性区划显得异常复杂，欲提出统一的具有普适性的地质灾害预测评价指标体系、模型及判据是不现实的，必须针对某一典型地区和各灾种制定不同的评价预测指标体系，选择确定不同的权重，采用不同的预测评价模型和判据，方能客观预测地质灾害。地质灾害评价的3S技术集成应用目前处于起步阶段，还需做大量深入细致的工作。
（2）地质灾害形成机理和诱发机理有待进一步深入研究
我国内地滑坡类型多，降雨型滑坡的成因机理各有特点，我国群发型滑坡和大型滑坡的形成机理还有待进一步深入研究。
绝大多数城市岩溶塌陷的发育都与地下水的活动密切相关，但临界值该如何确定?目前的物理模型试验主要的着眼点是塌陷机理的定性揭示，在观测方法上采用的都是人工方法，根本无法捕捉到塌陷发育过程中触发因素和主要影响因素的连续变化，无法对岩溶塌陷临界触发条件及其与主要影响因素关系进行定量分析。
（3）突发性地质灾害预警预报的准确率较低
受基础数据和滑坡泥石流统计样本数量限制，在空间和时间上预报的准确率均有待提高。特别是我国各地区的基本地质环境条件和相应的临界降雨量的关系研究不够，同时预测预报手段还相对较为落后，目前还基本处于人工预警或半人工半计算机化预警的阶段，离实现地质灾害预测预警过程的自动化、快速化还有较大的距离。
（4）地质灾害的监测技术落后
目前地质灾害的监测技术大多还依靠精度低、效率低、成本高的常规手段，对近年来发展起来的自动化程度高、精度高、相对成本小的新技术、新方法（如高精度全球定位系统GPS、高精度干涉综合孔径雷达遥感INSAR以及激光监测技术等）的推广应用不够。
由于在地质灾害监测方面起步较晚，大多是局限于点上的监测，仅有少量为区域性监测。在地质灾害监测网络优化和计算机网络应用方面，发展缓慢。
滑坡泥石流灾害的监测主要限于位移和孔隙水压力监测，而对有关演化状况的其他指标（如温度、水化学场、地应力、推力等）则很少有人顾及。同时，我国对滑坡泥石流灾害监测网的布置、监测仪器及精度要求等都缺乏统一的标准，使得监测数据可比性和共享性受到一定的限制。
在区域性地面沉降监测中合成孔径雷达干涉（INSAR）技术的应用研究方面还有待深入，利用IN-SAR技术所建立的地面沉降监测网在时间（频率）、空间（基岩标、分层标）、方法、密度等的优化方案和预警预报（模拟预测）方法与信息集成方面，是目前地面沉降监测预警亟须研究的重要课题。
（5）对潜在灾害体的早期识辨差，“灾后”研究普遍
由于现有的地质灾害调查主要是对危害村庄和城镇的，已经具有明显前兆的地质灾害进行的，对与其相关的影响因素分析不够，对地质灾害形成机理研究不够，因而造成对潜在灾害体的早期识辨差，对潜在的地质灾害点的预测能力不足，“灾后”研究较为普遍。
（6）地质灾害防治缺乏一整套标准
缺乏一套地质灾害灾情统计，调查、评价、勘查、设计、施工、治理、应急调查与处置的技术标准。
10.2.3 面临的形势
（1）积极开展地质灾害防治技术研究是我国经济建设和可持续发展的紧迫需求
随着国家西部大开发和可持续发展战略的实施，国家大型工程和规模经济建设的重点逐渐向中、西部地质环境较为脆弱的地区转移，特别是一些工程建设、新城市建设和小城镇建设面临越来越严重的地质灾害频繁发生的威胁。地质灾害对人类活动和生存条件的影响和威胁越来越明显，而人类工程活动诱发的地质灾害也越来越频繁，地质灾害防治已经成为我国经济建设和可持续发展的制约因素之一。地质灾害防治工作迫切需要地质灾害调查、监测预报和治理技术方法提供科技支撑。
（2）现代新技术及计算机和信息技术的发展为地质灾害防治研究提供了充分的技术保障
现代测量技术、信息技术、计算机技术等的快速发展，为地质灾害实时监测、各种信息的集成传输、灾害动态仿真模拟研究、预测预警模型研究、灾害预测预警系统研究和信息快速发布反馈系统研究提供了先进的技术支撑，为地质灾害监测预警和信息管理的研究与发展创造了前所未有的有利条件。
❺ 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。
❻ 当今地质灾害研究的重点与发展趋势
近十年来，地质灾害问题日益受到国际社会的广泛关注和高度重视。联合国已将地质灾害纳入了“国际减灾十年计划”，并成立了国际滑坡研究组等专门组织，实施了“全球滑坡灾害编图计划”。与此呼应，还提出了一些洲际或大区域的地质灾害编图计划。如由日本地调局组织的“东亚自然灾害编图计划”。国际地科联地质环境委员会目前则正在组织编制区域性和全球性地质灾害目录清单，尤其是影响城市地区的地质灾害目录清单，目的旨在帮助和指导主要由一些国际组织如联合国教科文组织等管理的地质灾害防治和减轻方面的特别援助项目计划。一些发达国家如美、英、日等早在70年代便开始了全国性的地质灾害调查与评价，其它一些国家如加拿大、澳大利亚、巴西、俄罗斯、意大利、西班牙、葡萄牙等，从80年代后期始，也分别开展了全国性或区域性的地质调查评价和研究工作。目前我国正在实施新一轮国土资源大调查工作，“地质灾害预警工程”是其中的一项重要内容。从国内外地质灾害研究和工作部署来看，总体呈现以下趋势：①建立地质灾害数据库及灾害风险填图；②地质灾害实时监控与定量评价及其灾害预警系统研究；③注重群发或诱发的灾害系统研究；④建立地质灾害快速反映部队；⑤工作部署重点包括快速发展地区、城市走廊带、工程和交通走廊的地质灾害主题填图及其监测研究计划。
❼ 环境地质学与地质灾害学研究现状及发展趋势
从学科内容来说环境地质学应研究地质环境的自然地理地质特征及其演化历史和发展趋势，研究地质环境评价和预测，编制环境地质图系，研究地质环境（包括地质灾害）的勘查、监测和防治技术方法，以及合理利用和保护地质环境的对策和措施等。
1）地质环境评价和预测
定性地进行地质环境评价，如综合区域地质地理条件，地壳稳定性，岩土特性，地球化学背景，可能发生的地质灾害，作出分级区划评价较为易行。但是从整体上对地质环境进行系统分析，定量评价地质环境和预测在国内外仍属薄弱环节。现国际地质界开始重视这方面的研究。国际地科联CoGeoenvironment委员会于1994年建立了环境地质指标体系共27种。其内容涉及新构造活动、侵蚀与沉积、风化作用、斜坡稳定性、地下水、土壤质量、地球化学与地球物理参数、自然景观及其它动态要素，这是国际环境地学研究的一项重要进展，为开展区域性长期观测和建立预测模型奠定了基础。同时，委员会还计划开展“地表过程与土地持续利用”关系的研究。
国际上区域环境地质评价的方法有A.Cendrero等提出的自然单元分级体系为基础，基本上是自然地质地理分区，加上半定量化的指标，该方法在西班牙被广泛应用；有经济评估与风险评估方法，以地质灾害和地质问题作为评价主体，用货币值形式表征地质环境质量的优劣及人类活动对其产生的影响。这在美国有较广泛的应用。如加利福尼亚州城市地质总体规划，旧金山湾地区土地潜力定量评价，美国九大自然灾害的风险评价。中国学者采用系统论观点，提出地质环境是一个内部由岩石、土、水三个子环境系统构成，外部处于大气圈、水圈、生物圈、地球内部圈层及人类社会经济系统作用下的开放、动态和人－自然复合系统，以环境地质问题的强度指数，外部系统的影响程度指数和地质环境的质量指数作为量化指标建立了地质环境系统及其评价预测体系，并作出了21世纪初期中国地质环境态势的预测和评价。
2）环境地质制图
环境地质图（系）是环境地质研究成果的图式化，是直观反映地质环境的重要表达形式。为了便于经济建设规划决策部门使用，不仅要求内容科学化，充分反映区域地质环境特征，分析研究不同地区地质环境与人类活动的相互关系，在自然和人为作用下存在的主要环境地质问题及地质灾害，并进行综合评价，而且要求形式简明易读。国内外编制了不同比例尺的综合性或专门性图件，既有全国性的，如俄、美、加、澳、英等国均将其列入国家级中、大比例尺地质图的构成部分，也有一个城市或一个地区的编图。从编图方法看，在传统的地质学编图方法基础上，借助GIS及最新卫星成果，根据不同指标参数用多元统计方法编制数据库，对地质灾害进行预测，意大利、巴西、美国均取得较好的效果。俄罗斯已将1:200万地质生态图（即环境地质图）列为国家新一代地质图系进行填编，并对1:5万地质制图的要求也从以前的两种（地质图、矿产预测图）增加到与1:20万相同的四种，包括了地质生态图在内。现已编制完成14张1:500万生态地质图，反映了全俄生态地质环境现状及人类活动的影响。
中国水勘院1992年编制出版了中国环境地质图系11幅。它们以地质灾害图件为主，其中8幅为滑坡崩塌类型及分布，泥石流灾害，岩溶塌陷，地下水诱发危害，土地盐渍化沼泽化，沙漠及土地沙漠化，土壤侵蚀，特殊类土及危害。另外3幅则为地质自然保护区、旅游地质资源和环境地质分区图。该图系综合评价了不同地区的环境地质条件，反映了主要地质灾害类型形成和分布发育规律，提出合理保护地质环境、开发地质资源的对策建议。
3）环境地球化学
这是环境地学的重要分支学科。其主要研究内容包括微量元素与健康、地方病的关系，煤和有机物等的地球化学对环境的影响，全球环境变化以及分析技术等。通过地球化学填图可获得元素丰度的背景值，为防治地方病提供科学依据。如中国已查明低硒（低钼）的地球化学环境带，它呈NE-SW向，与克山病分布区域基本一致，从而采取相应防治措施，取得显著成效。众多的地学研究者开展了地质环境中氡、锶、氟、汞等元素与流行病、地方病、癌症发病率的关系研究。氡含量与肺癌死亡率的关系在云南个旧地区得到了验证。矿区的氡含量超出一般地区的23倍，死亡人数达千人以上。大部分氡来自花岗岩中铀的衰变。中国通过编制元素环境化学图、浅层地下水地球化学图、地方性氟分布图、胃癌死亡率分布图和大量资料的分析，有力地说明了地质环境和流行病学的关系。近年来，研究利用自然地球化学作用去除有关化学元素，调整环境条件；还有新兴的植物治理法，利用植物（萃取技术、根际过滤技术、重物固化技术）来清洁土壤中的重金属。因此，环境地球化学的成果在当前环境治理的理论与实践中起着极为重要的作用。
4）地质灾害学
由于地质灾害分布广泛，类型众多，其突发性、复杂性及发生规律尚未充分掌握，往往造成严重灾情，引起社会的关注和众多学科，特别是地质科学的参与和研究，因而逐渐形成并提出了地质灾害学的概念，研究内容包括地质灾害的类型划分，成灾条件，致灾作用，地质灾害的监测、预测和预报，地质灾害的防治原则和对策、决策以及风险分析。其中对地质灾害的决策可分为长期、中期、短期的，临灾的和反馈性的。灾害预报的基本方法建立在类比分析、因果分析及统计分析基础之上。
近10年来国内外开展了重点地区的地质灾害测年研究工作。他们应用同位素测年技术：14C法，铀系法，热发光（TC）法，电子自旋共振（ESR）法测定10～3Ma的年轻地质体、活动断裂、古地震、地质体滑动或运动的年龄以及地质灾害复活（发）周期等取得成效。
如何加强地质灾害预测和防治的理论研究，实现灾害地质现象的实时控制和管理决策过程科学化与人工智能化，是一项新的研究内容。中国专家1989年就研制了“地质灾害分类专家系统”。在此基础上又研制了“地质灾害预测防治智能决策系统”。应用这个决策系统可进行地质灾害时空演化预测，危险性区划，灾害经济评估以及减灾防灾对策的选择等工作。在应用于京、津、唐地区岩溶塌陷、地面沉降、海水入侵地质灾害时，证实了模拟的合理性和实用性。
在全国性地质灾害趋势预测方面中国作了重要的探索。1996年编制了1:600万地质灾害趋势预测图。该图运用地理信息系统的风险评价方法对地质灾害（主要是滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地裂缝）进行现状评价；在此基础上，结合降雨条件，区域地震活动，区域地壳稳定程度，区域岩组条件和人类工程活动等因素，运用模糊综合评判模型进行综合评判，划分出地震灾害高、中、低风险区，这对国土整治和减灾防灾有重要意义。
对于地质灾害的评估也是地质灾害学的重要研究内容之一。“八五”期间中国研究建立了灾情评估计算机系统。该系统根据地质灾害勘查与管理需要，将灾情评估分成3种类型：以独立灾害体为对象的点评估，以小面积行政自然区为对象的面评估和以大面积行政自然区为对象的区域性评估。根据灾情构成，将地质灾害评估内容和步骤分为4个方面：危险性评价，易损性评价，破坏损失评价，防治工程评价。应用该系统针对崩塌、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、地面沉降、地裂缝、海水入侵、膨胀土胀缩等8种地质灾害进行了研究，为决策部门确定灾害防治对策和管理提供了依据和方法。国际上自1990年开始制定了“国际减轻自然灾害10年”（IDNDR）计划，其中对于灾害定量化的研究是减灾科学中重要的问题。
地质灾害经济评价方面的进展：在开展地质灾害的勘查、监测和防治时，都涉及到经济活动或经济现象，需要作出合理的经济评价。但国内外目前尚缺乏可供借鉴的系统理论、方法和经验。目前在灾害经济评价中采用了价值评价法，还有效益评价法、机会成本法等，为制定和选择防治灾害最优决策方案提供可靠的经济依据。“八五”期间中国学者提出了地质灾害经济评价系统。它包括灾害风险评估（单项和综合地质灾害风险预测及评估，以及危险区预测和评估）和灾害经济评价（防灾方案技术经济评价，含防灾效益评价以及灾害损失经济评价）两部分，其中一系列技术方法的应用具有实用意义。
5）地质环境与地质灾害的勘查、监测和防治
对在人类工程经济活动影响下的地质环境和灾害进行勘查，并对其变化动态进行长期有效的监测，是研究保护地质环境和防治地质灾害的重要依据。不少国家开展对主要地质灾害勘查、监测和防治方法技术的研究，取得重要进展。中国已在各省、市建立了地质环境监测站网，在勘查技术新方法方面有遥感、高分辨率地震、高密度电法、土壤测氡等，并研制了218Po测氡仪和微机音频大地电场仪等两种新型勘查仪器。这种新的勘查技术方法和仪器对调查地面岩溶塌陷、地裂缝、活动断裂、隐伏溶洞、潜在的地质灾害有明显效果。
实践证明，遥感技术和GIS应用于地质环境和地质灾害的监测、管理有广阔前途。加拿大用最新发射的Radarsat最新数据研究环境地质问题。美国学者用雷达研究地壳形变、火山监测、新构造运动取得好的效果，中国学者用大量影像资料展示出煤层自燃火区地质灾害的情况。在第30届国际地质大会上，美、日学者报告了红外遥感技术，德国介绍了用高空间分辨率星载传感器在地质中应用的成果，荷兰将遥感用于灾害预防、防灾准备及减轻灾害3个方面的成果，这些都代表了当前国际上的研究水平。在地质灾害监测新仪器方面中国最近研制了地声监测器，滑坡诱发因素监测仪器，遥控边坡稳定性监测仪器和滑坡自动报警仪器4种类型，为采用多参数、多因素监测灾害发生提供了手段。地声监测对崩塌、滑坡孕育初期十分有效；滑坡诱发因素主要监测滑坡体内土壤含水率，孔隙水压力及土体温度；遥控全自动边坡稳定性系统可同时监测72个点上的滑坡地表位移或孔内位移；滑坡自动监测报警系统则监测滑坡位移参数，有16个通道，位移超过门限值时即发出声、光报警信号，其中一些仪器达到国际先进水平。
地质灾害治理新工艺新设备方面，研制成功MD-50型锚杆钻机，具有多用性，有钻进复杂岩层和处理事故的能力，可用来治理滑坡。此外还有扩底承压式预应力锚索，这是加固崩塌、滑坡体的重要治理工具。
❽ 国际地质灾害防治科技研究现状与发展趋势
10.1.1 地质灾害形成机理与调查评价科技研究
（1）降雨诱发型滑坡和泥石流的形成机理
近30年来，降雨型滑坡研究是滑坡研究中的热点课题之一，其核心是通过研究降雨与滑坡的各种关系，预测可能的滑坡状态。据初步统计，全球至少有23个国家的学者对降雨型滑坡进行了不同程度的研究，美国、意大利、日本、英国、澳大利亚、新西兰以及中国香港和内地学者发表的研究论文较多。1984年后，中国香港政府加大了对降雨型滑坡的研究力度。除每年进行降雨滑坡的调查外，特别加强从更深层次上研究滑坡与降雨的关系，降雨滑坡分布发育规律，降雨入渗的水文地质模型，以及应用概率统计和其他数学方法建立更精确的滑坡—降雨关系。随着研究程度的深入，研究者一致认为香港火成岩风化层的非饱和土和残积土特有的性质控制着浅层降雨型滑坡的形成机理。研究结果表明，降雨型滑坡形成机理的本质在于雨水入渗斜坡后破坏了斜坡的应力平衡。因而，从理论上解释雨水入渗后斜坡应力的变化过程，以及雨水在斜坡中的渗透特性和渗透过程，是降雨型滑坡成因机理研究的关键。
（2）岩溶塌陷发育机理和判据研究
日本学者Nogushi（1970）、苏联学者Xоменко（1986）、美国学者Ralphj Hodek（1984）和Thom-as M.Tharp（1995）、俄罗斯学者Anikeev（1999）等，先后采用物理模型试验或数值分析的方法，系统研究了非黏性土潜蚀塌陷的过程。国外一些学者还尝试采用岩土工程离心机进行塌陷试验，如：Borms和Bennermark（1967），Marir（1984），Bertin（1978），Howell和Jenkins（1984），Sterling和Ronayne（1984），Craig（1990），Ablla和Goodings（1996），运用离心机模拟塌陷破坏机理和导致塌陷的临界组合条件，重点研究了上覆在洞穴上方的弱固结砂层的塌陷破坏与洞穴开口大小、洞穴自身强度、弱固结砂层强度和厚度、上覆砂层的厚度，以及地表荷载的关系。
美国、意大利、英国开展的基于GIS技术的地质灾害的风险评价工作中，包含了岩溶塌陷危险性评价。
（3）区域滑坡和泥石流调查与危险性评价
早期的地质灾害空间预测主要依据野外调查与航空相片解译情况，由专家进行地质灾害敏感性判断和评价，故称之为专家评价法（Aleotti和Chowdhury，1999）。该方法评价结果精度取决于野外调查的详细程度和专家的知识与经验，评价中运用的隐含规则使结果分析与更新困难，而且不同调查者与专家得出的结果无法进行比较。
20世纪70年代，以美国加利福尼亚旧金山地区圣马提俄郡的滑坡敏感性图为代表，利用多参数图的加权（或不加权）叠加得到区域滑坡灾害预测图的方法得到大力推广。该方法的优点是克服了使用隐含规则的问题；缺点是权重的确定仍保持主观性，模型的推广应用有一定困难。
20世纪80年代，受统计回归分析和判别分析在石油运移与矿床预测中应用的启发，Carrara（1983）将多元统计分析预测方法引用到区域滑坡空间预测中，并使该技术在世界各国得到迅速发展与推广。如Haruyama和Kawakami（1984）利用数学统计理论对日本活火山地区降雨引发的滑坡灾害进行了危险度评价。Baeza和Corominas（1996）利用统计判别分析模型进行了浅层滑坡敏感性评估，其斜坡破坏的正确预测率达到96.4%，说明了统计预测的适用性。Carrara，Cardinali和Guzzetti等（1991）将统计模型与GIS结合，应用于意大利中部某小型汇水盆地的滑坡危险性评估，结果证明统计分析与GIS的综合使用是一种快速、可行、费用低的区域滑坡危险性评价与制图方法。
20世纪90年代以来，随着计算机技术和信息科学的高速发展，以处理和分析地理空间数据为主要特点，具有属性数据库与图形库动态连接功能的地理信息系统（GIS）技术得到了空前发展，其与定量化的地质灾害空间预测模型方法的结合也成为地质灾害研究的新领域。
Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在哥伦比亚的麦德林（Medellin）地区分析滑坡、泥石流等斜坡不稳定性引起的区域地质灾害敏感性和土地及生命易损性的基础上，利用GIS技术将两者合成产生了风险评价分区图。Anbalagan和Bhawani Singh（1996）在Anbalagan（1992）关于山区滑坡灾害评估和区划制图研究的基础上，提出了风险评价制图的新方法——风险评价矩阵（RAM）。
Aleollt（2000）采用GIS技术对意大利北部阿尔卑斯山前缘的皮埃德蒙特（Piedmont）地区的滑坡、洪水、雪崩、山谷口堆积等灾害的危险性及综合风险进行了区划性制图研究。Michael-Leiba等（2000）在澳大利亚的一项城市发展规划项目的斜坡地质灾害研究中，把斜坡灾害的危险性、易损性、风险评价作为一体，以GIS软件为技术平台，分别采用平面和三维评价系统，对凯恩斯（Cairns）地区进行了斜坡地质灾害的危险性和风险区划研究。Ragozin（2000）从理论上研究了滑坡灾害风险评价中的危险性、易损性和风险性。提出了考虑危险性评估目标有效期限在内的单个滑坡灾害危险性指标，并用其主要控制因素的概率乘积表示；对于区域性滑坡灾害评估，用给定地区的面积、滑坡发生面积、滑坡数量和时间之间的关系建立定量模型。
10.1.2 监测预报技术方法研究
（1）诱发滑坡和泥石流的临界降雨量与气象预警研究
在诱发地质灾害的降雨临界值研究方面，各国学者用来确定降雨诱发滑坡临界值的方法很多，其不同点在于考虑的因素不同。Glade（1997）建立了确定诱发滑坡的降雨临界值的三个模型，并在新西兰的惠灵顿地区进行了验证。三个模型要求的基本数据为：日降雨量、滑坡发生日期和土体潜在日蒸发量（通过Thornthwaite method方法计算得到）。模型建立的前提是：①假设最大日降雨量的地区，蒸发量最小；②滑坡由最大降雨量诱发。这三个模型基本概括了当前确定诱发滑坡的降雨临界值的方法。
在对美国旧金山湾地区1986年2月12～21日的滑坡和泥石流灾害预警工作中，首先由美国地质调查局分析确定，通过当地电台、电视台以及美国国家气象中心的特别预报方式来进行预警。这次滑坡泥石流灾害的预警分为两个阶段：第一次是2月14日的6个小时灾害危险期，另一次是17～19日之间的60小时的灾害危险期。由于地质条件的复杂性和地形条件的变化，这两次预报主要是针对整个旧金山海湾地区，而不是某一个特定的滑坡灾害地点。根据滑坡泥石流灾害发生后的调查，10处滑坡泥石流灾害发生点有目击者能提供精确的时间，其中有8处滑坡泥石流所发生的时间与预警的时间段一致。
据研究，旧金山湾地区的6小时降雨量达到4英时（即101.6mm）时，就可能引发大面积泥石流。为了监测降雨期间地下水位的变化，他们还设置了若干个孔隙水压力计以观测斜坡中地下水位变化。旧金山海湾地区实时区域滑坡预警系统包括降雨与滑坡发生的经验和分析关系式，实时雨量监测数据，国家气象服务中心降雨预报以及滑坡易发区略图。
1984年开始，香港地区采用雷达图像解译小范围地质构造，用于确定滑坡发生的潜在区域。进而建立了用于滑坡灾害的降雨量监测网络，其中自动雨量计1999年由48个扩展为86个。将雨量资料定时传给管理部门。如预测24小时内降雨量达到175mm或60分钟内市区内雨量超过70mm，即认为达到滑坡预报阈值，即由政府发出通报。香港平均每年约发出三次山洪滑坡暴发警报。
（2）滑坡和泥石流灾害监测技术方法研究
对于滑坡和泥石流的监测，在美国、瑞士、意大利、日本、韩国等发达国家已经做了很多工作，特别是单体滑坡已经达到真正实时监测的阶段。监测内容包括地面位移、地裂缝、地下位移、地下水位（水压力）和水温、地声等。监测技术采用常规监测、自动观测、GPS和卫星通信等相结合（图10.1，10.2）。在我国的香港特别行政区，也建立了比较完善的基于降雨监测的地质灾害监测网络。
图10.1 使用太阳能无线遥控系统（左图）和变形计（右图）
图10.3 分层标自动监测系统及原理示意图（据Amelung等，1999）
在美国加利福尼亚州萨克拉门托，GPS测量已经取代了区域性的地面标高的水准测量。1986年在该区建了38个GPS监测站，1989年后达到了68个。采用严格的测量程序，其大地高程的精度可达到毫米级。我国上海经过近两年应用Ashtech Z12双频GPS信号接收机测定大地高程，于1999年也取得了大地高程精度达3mm的好成果。其优点是对于区域性地面沉降的大范围监测具有事半功倍的效果。
根据美国地调局资料，美国用于探测地面沉降的干涉合成孔径雷达（InSAR）技术还处于开发和试验之中（图10.4）。Gabriel等率先于1989年发表了《测绘大区微小高程变化：雷达干扰测量法》的文章。1993年，Massonet等利用雷达干扰测量法测绘了着陆器地震的地面形变场区。Van der Kooij等用太空飞船干涉卫星孔径雷达资料调查研究了荷兰格洛宁根（Groningen）天然气开采区的地面沉降问题。Marco等利用美国实验研究学会干涉卫星孔径雷达资料对美国贝尔瑞吉（Belridge）油田1992～1996年的地面沉降进行了详细的研究。由于这种探测技术的使用，地面沉降测量的精度已达毫米级，其探测结果能很好地处理成平面二维沉降等值线图。而且该方法可以省去常规水准标石测量的许多人力和物力的投入。因此，不能低估这一新技术的开发应用前景，在目前情况下可以参照国外成功的经验在我国进行试验。
（4）岩溶塌陷监测技术研究
美国学者Benson（1987）提出利用地质雷达进行监测预报的方法，并在美国北卡罗来纳州威尔明顿（Wilmington）西南部的一条军用铁路进行了试验，监测周期为半年，取得了良好的效果。2002年，在国土资源大调查项目的支持下，中国地质科学院岩溶地质研究所在广西桂林柘木镇建立了我国第一个岩溶塌陷灾害监测站，为深入系统地研究岩溶塌陷预测预报方法提供了良好的条件。
图10.4 合成孔径雷达干涉测量获得的内华达州拉斯维加斯谷地
（5）地质灾害监测预警信息传输处理与发布系统研究
发达国家和地区已经越来越重视地质灾害监测的信息化工作。例如美国、日本、意大利、法国和韩国等建立了地质灾害实时监测系统，在实际应用中可以做到实时预警。针对单种地质灾害开展监测预警方面的研究工作较多，多灾种的集成系统尚不多见。
10.1.3 地质灾害治理工程技术研究
（1）地质灾害防治理论
重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究。如日本针对温泉地区的滑坡特点，研究采用排气工程和地下水截水工程进行滑坡综合防护；法国针对降雨诱发的粘土滑坡采用虹吸排水技术；美国和日本在研究植被覆盖好的地区发生的浅层滑坡，开展采用调整植物类型的生物措施研究等。在地质灾害的防治工程中，普遍采用生物防护系统，注重生态环境保护，日本在滑坡治理中，抗滑桩和建筑地基结合，实现防治工程与土地开发利用相结合。
（2）地质灾害防治工程设计技术方法
国外对于复杂支挡结构设计技术、地下水排水技术设计，基于环境和景观设计的技术规程和实用的计算机软件开发等方面，都进行了大量研究，形成了比较配套的设计计算理论方法和产业化软件。如：美国开发了三维连续体的快速拉格朗日分析软件——FLAC3D，三维模拟离散元程序——3DEC；加拿大开发的地质工程问题和地质环境模拟分析的软件包——GEO-SLOPE Office（GEO-SLOPE Office 5.0 for Windows），已经广泛应用于世界上许多国家的滑坡等地质灾害防治工程设计，形成了模块化的设计软件和方法。
（3）地质灾害治理工程技术
在治理技术上，广泛应用土工织物、预应力复杂支挡结构、地下水排水技术。尤其以美国、西欧、日本和我国的香港特别行政区在地质灾害治理方面投入大，成就显著。如日本地附山滑坡治理工程，耗资达150亿日元（约15亿人民币），可算得上地质灾害防治工程的博物馆。
国外对崩塌和滑坡灾害治理的常见技术工程包括：①冲刷防护工程：防冲坝、沉积坝、护岸、防波坝、丁坝；②减重和反压工程；③地面排水工程：地面排水沟、防渗工程；④地下排水工程：地下排水沟、泄水洞、水平钻孔、集水井和虹吸排水工程；⑤地下截水工程：隔渗芯墙截水，灌浆截水，化学固化法截水；⑥支挡工程：挡土墙、格栅墙、抗滑桩、岩石锚杆；⑦排气工程：用于治理温泉地区的滑坡；⑧生物护坡技术和轻型网状防护系统结合用于崩塌和小型滑坡灾害的治理。
由于水是形成滑坡的重要诱发因素，地面排水工程和地下排水工程总是被首先考虑的治理技术，也是在大型滑坡防治中首选采用的治理技术。美国、日本、新西兰等国在滑坡治理中广泛应用地下排水工程技术，采用水平钻孔排水和排水井、排水隧洞联合排水技术治理滑坡。法国采用虹吸排水技术治理100多处降雨诱发的粘土滑坡。它是一个密封的聚氯乙烯管系统。该技术的最大优点是可以自流排水，降低滑坡的地下水位。
在支挡工程技术应用方面，研究应用大截面抗滑桩、锚索抗滑桩、锚索、小型钢架桩加锚索、微型桩群等多种支挡结构，并在锚索防腐技术、通用的计算方法、设计软件和技术标准方面取得明显进展。减重和反压工程是经济有效的防治滑坡的工程措施。英国Huchinson提出的“中性线”方法为减重和反压计算提供了理论依据。
近年来，发达国家在地质灾害防治工程实践中，在崩塌和小型滑坡灾害治理中应用轻型网状防护系统与生物护坡系统的配合技术，使防治工程进一步向轻型化和美观化方向发展。如SNS柔性支护系统和生物护坡系统，在欧洲许多国家应用比较普遍。
10.1.4 国际地质灾害防治科技研究发展趋势分析
地质灾害防治科技未来总体发展趋势是：重视地质灾害早期预测、预警能力建设，提高地质灾害领域防灾减灾科技水平和能力，建立3S（即：RS——遥感，GPS——全球定位系统和GIS——地理信息系统）技术平台，发展和建立区域地质灾害动态实时监测网站和预测预警信息系统，建立地质灾害信息系统平台和共享通道，提高地质灾害减灾防灾技术的支撑能力。
对地质灾害形成机理的深入研究一直是国际地质灾害研究的难点，而降雨型滑坡研究是滑坡研究中的热点课题之一，重点是研究诱发泥石流、浅层滑坡的临界降雨量随区域和气候变化而变化，揭示降雨与滑坡的各种关系，预测可能的滑坡状态。
应用GIS技术开展地质灾害的区域特征分析和灾情空间制图正成为热点。通过计算机高技术手段（GIS，GPS，RS等）将灾情分析与危险性评价、风险性预测有机结合起来，形成实时预警决策体系将成为灾害地质研究的一个重要趋势。
在各种监测技术方面，发达国家在加强各类地质灾害实时监测台站建设的同时，均十分重视高新技术的应用，高科技空间对地观测技术在地质灾害方面的应用研究也是发达国家的重要研究方向。各种更为先进的遥感探测系统的应用逐步深入，美国、法国、意大利和日本等国都将GPS、干涉雷达遥感在滑坡、地面沉降等动态调查和监测中的应用作为重点研究方向。
近年来，发达国家在地质灾害治理工程技术方面具有如下特点和发展趋势。
在防治理论上：重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究；注重防治工程与生态环境保护和土地利用结合；形成模块化的设计软件和方法，研究开发新的治理技术方法。
在灾害信息处理方面：各种高速的数值预报已逐步实现；高速、智能化、综合化的通信网络技术、分布式数据库技术和海量数据操作技术的发展，又使灾害通信、计算机网络和信息开发处理融为一体，形成了综合的灾害信息网络系统，使各种分散的灾害信息真正做到资源共享；人工智能、多媒体和三维模拟技术的发展，推动了灾害信息产品的应用和再加工。
❾ 地质灾害发展趋势初步分析
综合上述调查统计与分析资料可知：
1983～年的10年间，全国共发生滑坡、崩塌、泥石流灾害30569起，平均每年发生569起，造成529人死亡和失踪（段永侯等，1993）；1995～2003年间共发生滑坡、崩塌、泥石流灾害66913起，平均每年发生7435起，造成1168人死亡和失踪；
1992年全国地面沉降城市或地区45个，沉降面积为48655km2；到2002年全国地面沉降城市或地区已经增加到82个，沉降面积超过6.4万km2。
同时，过去的50几年间，大型与特大型地质灾害发生的数量也一直呈上升趋势，特别是20世纪80～90年代，这种发展更呈现出急剧上升的态势（图2.20）。
（2）矿产资源的无序开采和开采量的不断增加，将加剧地质灾害的恶化
多年来，我国的国民经济一直在快速稳步地增长，1970年、1980年、1990年、2002年国内生产总值分别为2253亿元、4518亿元、18548亿元和104791亿元。经济的增长总是伴随着对资源的消耗和环境的破坏。从1990年到2001年，中国石油消费量增长100%，天然气增长92%，钢增长143%，铜增长189%，铝增长380%，锌增长311%，10种有色金属增长276%。在资源开采和环境改造的过程中，总是伴随着人为引发的地质灾害。露天采矿引起崩塌、滑坡、泥石流，地下采矿引起地面塌陷、地面沉降和地裂缝等灾害。
地下水日趋减少和用水量不断增加的矛盾，将进一步加剧地面沉降和地裂缝灾害。新一轮全国地下水资源评价结果显示，我国北方地区和平原地区地下水资源呈减少趋势，1984年以来的近20年间，北方地区和平原地区的地下水可采量分别减少了56亿m3和309亿m3。但是，近20年来全国用水量急剧增长，地下水开采量以平均每年25亿m3的速度增长。目前，北方已经有相当一部分地区地下水处于超采状态，其中河北省整体超采，北京、天津、呼和浩特、沈阳、哈尔滨、济南、太原、郑州等一些大中城市地下水已经超采或严重超采。目前，全国300多座城市不同程度地存在缺水问题。过量开采地下水和地下水位普遍降低是诱发地面沉降和地裂缝的主要因素。全国至少有40座城市由于不合理开采地下水而诱发了地面沉降，在河北平原和西安、大同、苏锡常等地区，过量开采地下水还导致了地裂缝灾害。据预测，到2030年，我国地下水年需求量达781亿m3，年缺口超过100亿m3，地下水日趋减少和用水量不断增加必将引起地下水的过量开采，如果再继续过量开采地下水的话，以上地区地面沉降和地裂缝灾害会呈进一步加剧趋势。
（3）城市化发展使地质灾害呈加剧趋势
城市是人口和人类工程活动十分集中的地区。随着我国城市化进程的加速，城镇中不合理的人为工程活动引发的地质灾害将愈加突出。我国许多山区城市，如重庆、兰州、大连、十堰、攀枝花等，由于城市无限制地膨胀，向山要地，上山建城，严重破坏了山体天然平衡，成为滑坡、崩塌灾害严重的城市。平原城市为满足发展需要，用水量不断增加，进而过量开采地下水，已经有50座以上的城市引发了地面沉降。中国正处在传统农业社会向现代化社会过渡阶段，已进入城市化发展加速阶段。从1978年到2003年，我国城市数量由193个增加到688个，建制镇由2173个增加到20312个，市镇总人口由1.7亿人增加到4.56亿，占全国总人口的比重由17.9%提高到36.1%。预计到2010年，中国城市人口比例将增加到45%，21世纪中叶将达到60%～70%，城市人口数量将达到10亿～11亿，中国城市数量将突破1000个，百万人口以上的城市将达到126个。据测算，到2050年，全国平均每年将有1200万人从乡村转移到城市，国家每年将投入8000亿～9000亿元人民币进行城市基础建设，以适应城市化进程的要求。随着我国经济建设的快速发展，中国东部各大主要城市如北京、天津、上海、广州、杭州、南京等城市进入了一个大规模重新规划改造的新时期。“十五”期间，广州、天津、北京、南京、深圳、沈阳、杭州、上海、哈尔滨、青岛等地斥资2000亿元用于地铁与轨道交通建设。随着我国西部大开发战略的实施，青藏铁路与欧亚大陆桥沿线地区将有一批城市要新建、扩建，同样面临着地质灾害逐渐加剧的问题。
因此可以认为，随着城市的发展，平原地区和内陆盆地因过量开采地下水引发的地面沉降灾害和地裂缝灾害将呈加剧趋势；山地丘陵区，在切坡建房、采矿、修路与降雨的共同作用下，滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷灾害将亦呈加剧趋势。
（4）西部开发将使地质灾害加剧
实施西部大开发战略，加快西部地区的经济发展，是党中央作出的重大战略决策。但西部地区自然环境脆弱，地质构造复杂，是地质灾害种类最多、活动最强烈的地区。据遥感资料，上百万处崩塌、滑坡、泥石流灾害点广泛分布在西部各省（区、市）。根据历年灾情统计，四川、重庆、云南、贵州、陕西、甘肃等西部省份一直是我国地质灾害最发育、危害最严重的地区，新疆、西藏和青海的一些地区灾害也十分严重。位于西部地区的天兰铁路、宝成铁路、成昆铁路和黄河、长江上游的水利枢纽工程遭受崩塌、滑坡、泥石流等灾害危害的也十分严重。西部开发涉及诸多领域，资源开发和基础设施建设是其中的重点，“十五”期间，西部铁路大中型项目基建投资预计将达1000亿元，到2005年西部铁路预计将达到1.8万km。这些经济活动对生态环境以及地质灾害将产生重要影响，有可能导致资源、环境的进一步恶化和地质灾害的急剧发展。
（5）自然条件变化使地质灾害呈加剧趋势
1）气候变化与地质灾害。暴雨或连续降雨是诱发地质灾害的主要因素。近几年的统计分析表明，全国降雨诱发的突发性地质灾害占63%，其中，暴雨诱发的又占降雨诱发突发性地质灾害的66%以上。而且，突发性地质灾害的发生与降雨量的年内变化和年季变化呈正相关关系，即，每年汛期突发性地质灾害的发生量占全年的60%以上，降雨量偏高的年份也是地质灾害多发的年份。
地球气候处于不断的变化之中。气象系统的观测记录和研究预测表明，自1961年以来全球陆地和海洋表面的平均温度呈上升趋势，20世纪升高了0.6℃左右。2001年政府间气候变化专业委员会完成的第三次评估报告表明，按照其设计的1990～2100年间温室气体和气溶胶排放的35种构想，预计到2100年全球平均地面温度将比1990年上升1.4～5.8℃，即全球平均温度每10年将升高0.14～0.586℃。全球气候变暖后，不仅气候平均值会发生变化，而且天气、气候严重偏离其平均状态的极端事件出现频率也会随之发生变化。观测记录还显示，北半球中高纬度地区，大雨和极端降水事件有增多趋势。
大雨和极端降水事件增多，将导致滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害加剧。因为大雨和极端降雨最容易诱发大范围的群发型滑坡、崩塌、泥石流灾害，而且往往造成十分严重的后果。例如：福建省三明市历史上很少发生滑坡、崩塌和泥石流灾害，但是2002年6月16日，该地区遭遇了一场百年不遇的强降雨，在建宁、将乐、宁化等5个县内暴发滑坡和泥石流，造成40人死亡，1.2亿元财产损失。2002年7～9月，广东省连山、深圳、信宜、翁源、乐昌、五华等县（市）遭遇百年不遇的暴雨，所诱发的滑坡、崩塌和泥石流灾害，造成42人死亡，3.6亿元财产损失。2001年6月18日至19日，因连续暴雨，湖南省邵阳市绥宁县暴发严重滑坡、崩塌和泥石流地质灾害，全县12个乡镇受灾，受灾面积达112km2，受灾人口达21万（占全县总人口的60.8%），造成严重的人员伤亡和财产损失。2002年，新疆伊犁地区连续降雨，持续降雨时间和降雨量都突破了历史极值，在9个县（市）诱发了滑坡、泥石流196处。大量事实证明，我国和世界各地正处于一个气候剧烈变化期，旱、涝、风暴将更加频繁，因此，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害将更加活跃。
另外，大气降水具有周期性的枯丰变化。从20世纪90年代至今，我国北方大部分地区降水属偏枯年份，进入21世纪以后，偏枯时期即将结束，北方部分地区将进入降水偏丰时期，降水量会较前十几年有明显增多的趋势。在降水量增多，水动力条件增强等因素影响下，北方部分地区今后地质灾害的发生频率会随降水量的变化而逐渐增大。
2）地震活动与地质灾害。地震活动是突发性地质灾害的重要影响因素。我国是世界上大陆地震活动最为频繁和强烈的国家，地震活动总体呈现频度高、强度大、分布范围和影响面广、区域差异明显的特点（刘江等，2001）。目前，全国有41%的国土面积、71%以上的省会城市和直辖市以及120多个人口大于50万的城市，位于基本烈度为Ⅶ度和Ⅶ度以上的高烈度区。地震活动使岩层破碎、山体失稳、松散固体物质增多，从而触发山体发生滑坡、崩塌、泥石流。如1973年2月6日，四川甘孜州发生一次7.9级地震，触发了滑坡137处。据预测，我国21世纪初期地震活动仍处于活跃状态期。因此，西部、华北和东部沿海地区，因地震而诱发的地质灾害也将十分频繁。
综合上述，人为活动和气候变化等因素的特点都促进了地质灾害的发生频度和密度的增长。但是，由于近几年全国加大了有关地质灾害的防灾减灾宣传和防治力度，发布了《地质灾害防治条例》，建立了地质灾害群测群防体系，开展了汛期地质灾害预报预警工作，使各级政府和人民群众的防灾减灾意识明显增强。因此，地质灾害造成的人员伤亡得到了一定程度的控制。但是，随着社会经济的发展，国家和社会资产的价值将越来越高，各类基础设施、建筑物等的分布密度会越来越大，因此地质灾害造成的经济损失仍可能呈一定的增长趋势。随着人们生活水平的大大提高，人们对生命和健康将更加重视，因此同样程度的地质灾害所造成的心理和社会影响将更加严重。