關(guān)于開展地文監(jiān)測的初步設(shè)想

□徐 斌（河南省安陽水文水資源勘測局）

1.地文和地文監(jiān)測

地文也可稱作地文景觀，是地球內(nèi)、外營力長期綜合作用于地球巖石圈而在地表面或淺地表存留下來的各種現(xiàn)象與事物的總稱。地文監(jiān)測就是在這些地文景觀中選取具有代表性的點、事物或區(qū)域進行長期定時、定點監(jiān)測，也包括對一些突發(fā)地質(zhì)事件（地震、火山、崩塌、洪水、泥石流等）進行實地勘測。

2.地文監(jiān)測的目的和意義

地球自形成以來，地文景觀就從未停止其變化和發(fā)展。今天所看到的地文景觀只是它的全部運動和發(fā)展過程中的一個階段。地文監(jiān)測的歷史幾乎一片空白，《徐霞客游記》之所以珍貴，正是因為稀缺，然而那本書上的記錄遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足對地文研究的需要。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對自然的不斷探索，地文監(jiān)測也勢在必行?？梢詮默F(xiàn)在開始，對中國的地文景觀進行一次全方位的普查，根據(jù)各方研究成果，找到具有代表性的控制點作為監(jiān)測點（監(jiān)測點表示需測量的點、線、面、事物或區(qū)域），對這些監(jiān)測點進行設(shè)置、建檔、保護、勘測工作。以現(xiàn)在作為一個節(jié)點，經(jīng)過一段較長時期的監(jiān)測，結(jié)合水文、地震、氣象資料，找到各種地文景觀變化的速度和規(guī)律以及影響其變化的主要因素。根據(jù)這些成果，結(jié)合巖石斷代技術(shù)，知道巖石的年齡，知道其變化速度和規(guī)律，就能比較客觀實際地逐步還原其不同時期的景觀特征。同時也可以向后推演其未來發(fā)展的方向，為社會各部門的決策提供具有權(quán)威的地文資料，這對于社會各方面的建設(shè)具有實際而深遠(yuǎn)的意義。

3.地文監(jiān)測點的設(shè)立

地文監(jiān)測點的設(shè)立應(yīng)盡量避開有過多人為影響的區(qū)域，設(shè)立應(yīng)避免與其他部門的建設(shè)規(guī)劃相沖突，一經(jīng)設(shè)立，其他建設(shè)規(guī)劃應(yīng)避免與之發(fā)生沖突，這就有一個建立相關(guān)保護性法規(guī)的問題。根據(jù)地文監(jiān)測的目的，監(jiān)測地點應(yīng)選在以下這些范圍。一是，崖壁，如貴州有些地方的山體經(jīng)過風(fēng)化其中的卵形石會自動掉落，太行山贊皇縣境內(nèi)的赤壁長墻，主要是監(jiān)測崖壁的剝蝕退化速度；二是，峽谷和裂隙，主要是監(jiān)測各種地貌上峽谷和一線天景觀以及大型的裂隙，監(jiān)測其寬度和深度上的變化；三是，斷裂帶，如秦嶺和驪山地區(qū)的抬升，主要是監(jiān)測各斷裂帶間的高程變化；四是，河床，如渭河的緩慢改道，如泰寧河床上的萬洞景觀，在很多地方的河床上都有高位沖刷痕跡，這些痕跡可能是因為古代水流量大也可能是河床的不斷下切，這主要是監(jiān)測河床的改道速度和原因以及河床斷面的變化；五是，沉降，如甘肅的沙湖，主要監(jiān)測該區(qū)域沉降速度及其范圍的大小變化；六是，山峰，如湖南的張家界和云南的石林，主要監(jiān)測其高度和圍度的變化，也就是風(fēng)雨侵蝕對其形態(tài)變化的影響；七是，冰川，如四川甘孜藏族自治州境內(nèi)的海螺溝，主要監(jiān)測冰川冰厚度和邊界的變化；八是，溶洞，我國的喀斯特地貌分布十分廣泛，溶洞隨處可見，可主要監(jiān)測其洞深和洞體斷面的變化，監(jiān)測石鐘乳和石筍的高度、圍度變化；九是，沙漠和草原，主要監(jiān)測這些區(qū)域的范圍以及沙層深度的變化。

4.地文監(jiān)測點的測量

雖然地文景觀每時每刻都在發(fā)生著變化，但其變化量很微小，在對它們進行測量時，可能呈現(xiàn)四種情形，增長、減少、不變和反復(fù)，這就要求測量工作一定要細(xì)致、求實。對測量工具的精度要求很高，主要有游標(biāo)量具、螺旋測微量具、測距量具、水下測深量具、經(jīng)緯儀、全站儀、三維掃描儀、影像儀器、鉆孔工具、指南針和氣溫計等。測量時間一般一年一次，可以根據(jù)監(jiān)測點的變化特點增減，如冰川和沙漠的監(jiān)測可視情況增加測量次數(shù)，單個監(jiān)測點的測量時間應(yīng)固定，前后相差不可超過15天。視情況每隔一到兩個月對監(jiān)測點巡查一次，查看監(jiān)測點有無被擾動，有無突發(fā)地質(zhì)事件影響，有無明顯變化等，并填寫巡查記錄和拍照。要對監(jiān)測點進行測量，首先要有參照物或固定點，這就必須埋設(shè)水準(zhǔn)點，具體標(biāo)準(zhǔn)可參照水文水準(zhǔn)點的埋設(shè)。對于山體上的固定點，可先鉆孔，灌漿，安放固定點，灌漿。

對于崖壁、峽谷和裂隙，可在距測量面20～50m內(nèi)埋設(shè)水準(zhǔn)點，根據(jù)情況可設(shè)置多處測量面。測量時，在定好位置的地方緊貼測量面放一塊1m×1m的平板，以平板中點作為測量點。對于河床也可選多個測量斷面，可在距斷面兩端以外20～50m內(nèi)各埋設(shè)一水準(zhǔn)點，根據(jù)斷面上地形特點布設(shè)測點。對于斷裂帶，水準(zhǔn)點可分別埋設(shè)于不同的斷裂區(qū)間上，可相距500～1000m設(shè)置多個水準(zhǔn)點，對這些水準(zhǔn)點進行聯(lián)測。對于沉降區(qū)，可距沉降區(qū)邊緣1000m和2000m處各埋設(shè)一個水準(zhǔn)點，過沉降中心布設(shè)一條或多條測線，測線兩端可各埋設(shè)一個固定點，在測線上均勻布設(shè)測點。對于山峰和溶洞（包括石鐘乳和石筍），其水準(zhǔn)點埋設(shè)在監(jiān)測點50～500m即可，峰狀體的高度可以精確測量，圍度的測量可以根部為基準(zhǔn)，根據(jù)其形態(tài)在各高度上布設(shè)圍度測線，圍度測線的位置一經(jīng)確定一般情況不可再更改。對于冰川，可在其各方向邊界外50～500m處埋設(shè)水準(zhǔn)點，監(jiān)測其范圍變化，可在冰體面上選多處測量點，鉆直徑為1cm、深50cm的孔，插埋一根直徑1cm、長60cm有刻度的白色塑料棒，并在兩側(cè)山體上作標(biāo)記確定塑料棒的現(xiàn)在位置，可用來監(jiān)測冰川冰厚度變化和移動速度。對于沙漠和草原，可在距其邊緣500～1000m處埋設(shè)水準(zhǔn)點，可在各方向上分別埋設(shè)，在沙漠邊緣及其縱深可根據(jù)實際情況和需要埋設(shè)沙尺，沙尺即類似水文水尺的用來監(jiān)測沙層深度變化的設(shè)施，也可用水文水尺代替，其長度以測量點埋深和沙層深度而定，以能夠高出現(xiàn)有沙層面1～2m為準(zhǔn)，最小刻度為cm。對監(jiān)測點的每次測量都要有相應(yīng)的影像資料，這是地文監(jiān)測的另一項主要內(nèi)容。為了反映監(jiān)測點的變化，拍攝影像的地點也應(yīng)該是固定的。這些地點的選擇應(yīng)以能拍攝到監(jiān)測點全貌或主要部分為標(biāo)準(zhǔn)，特別是對崖壁、峽谷、裂隙、山峰和石鐘乳、石筍的拍攝，這些用于拍攝的地點也應(yīng)埋設(shè)水準(zhǔn)點，每次拍攝時，鏡頭距水準(zhǔn)點的高度也應(yīng)固定。用于拍攝的水準(zhǔn)點可與測量水準(zhǔn)點重合。上述所有水準(zhǔn)點，都可根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩?、地質(zhì)條件選擇與其合適的距離埋設(shè)一個比對水準(zhǔn)點，作為校測和備用，兩者間的方位、距離和高差都要有準(zhǔn)確記錄。

5.地文監(jiān)測與相關(guān)領(lǐng)域

簡單地說，大地測量和地理信息系統(tǒng)是一種宏觀意義上的測量，不能達(dá)到對地文研究的條件和要求。地文監(jiān)測與之相比有三個明顯的特點：一是，針對性，地文監(jiān)測有專一的目的，就是通過對地文景觀精準(zhǔn)的勘測，得到真實確鑿的數(shù)據(jù)，進而科學(xué)實際地推演地文變化；二是，具體性，相對其它領(lǐng)域關(guān)于面的測量，地文監(jiān)測是一種點的測量，通過對一個一個監(jiān)測點系統(tǒng)嚴(yán)密的勘測，達(dá)到以點控面的目的；三是，靈活性，地文監(jiān)測是實地勘測，是以監(jiān)測點為主，同時對經(jīng)過的沿途以及其周邊區(qū)域發(fā)生的地質(zhì)事件也可隨時監(jiān)測到、記錄到，是一種全時空的地文日志。關(guān)于水文、地震和氣象監(jiān)測，雖然這些都是很專業(yè)的工作，但都對地文監(jiān)測有較大影響，作地文資料分析時需要參照這幾方面信息進行。以上這些相關(guān)領(lǐng)域和地文監(jiān)測都是相輔相成的關(guān)系。

6.地文監(jiān)測的實施主體與可行性

地文監(jiān)測工作與水文勘測工作有很多相似之處，都是對監(jiān)測點進行長期定時定點測量，都是野外作業(yè)，監(jiān)測點分布都很廣泛，使用的儀器和技術(shù)有很多相同之處，測量內(nèi)容有很多相同之處。水文是一種循環(huán)變化的過程，變化迅速而隨機，有明顯的季節(jié)性規(guī)律。地文是一種以單向變化為主的過程，一般變化都很緩慢，有少量的隨機性。因此，每年一次的地文勘測可以安排在汛期過后的9到11月份完成，這樣不影響原有水文勘測工作的正常進行。利用現(xiàn)有的水文站網(wǎng)、人員和儀器，再增加一些必需的設(shè)備和工具，經(jīng)過少量培訓(xùn)，就可以順利開展地文監(jiān)測工作。綜上所述，地文監(jiān)測工作可以并入水文勘測工作中。