地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)研究

郝紅芳

摘 要：我國(guó)地貌特征復(fù)雜，南北氣候差異大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)也多樣復(fù)雜，是地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)區(qū)域，地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重影響了我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)民生命財(cái)產(chǎn)安全，因此必須要大力發(fā)展研究地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)，以減少地質(zhì)災(zāi)害給國(guó)民帶來的危害和損失。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；分析

一、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)概述

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)為監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空域演變信息、誘發(fā)因素等，最大程度獲取連續(xù)的空間變形數(shù)據(jù)。應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治工程效果評(píng)估。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)是集地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理、監(jiān)測(cè)儀器、時(shí)空技術(shù)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)為一體的綜合技術(shù)。當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)技術(shù)方法研究與應(yīng)用多是圍繞崩塌、滑坡、泥石流等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行的。

二、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方法技術(shù)現(xiàn)狀

（一）地面沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)。在地下水過量超采時(shí)，易誘發(fā)地面沉降。地面沉降的危害是巨大的，是長(zhǎng)期不可逆轉(zhuǎn)的，屬于永久性的危害，同時(shí)，地面沉降也具有區(qū)域性。在我國(guó)，已發(fā)現(xiàn)50多座大中型城市有地面沉降出現(xiàn)，占到我國(guó)城市總數(shù)的25%以上。其中，80%都分布在沿海地區(qū)，較為嚴(yán)重的地區(qū)包括有上海、蘇州、寧波、天津等，內(nèi)蒙呼和浩特以及山西大同等內(nèi)陸盆地沉降問題也較為明顯。根據(jù)不同的土質(zhì)條件，將地面沉降歸為三大類：（1）由于有機(jī)土疏干引發(fā)的地面沉降；（2）由于含水層壓實(shí)誘發(fā)的地面沉降；（3）由于洞穴塌陷導(dǎo)致的地面沉降。目前，對(duì)于地面沉降的監(jiān)測(cè)手段主要是地下水水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、土體應(yīng)力應(yīng)變研究系統(tǒng)、GPS全球定位系統(tǒng)、標(biāo)記物測(cè)量、大地測(cè)量法、鉆孔伸長(zhǎng)計(jì)法等。

（二）地面裂縫的監(jiān)測(cè)技術(shù)。地裂縫的出現(xiàn)，多是由于自然或人力因素導(dǎo)致地表巖和土體發(fā)生開裂，并在地面形成具有一定長(zhǎng)度或?qū)挾鹊牧芽p。當(dāng)這類情況出現(xiàn)在人類活動(dòng)區(qū)域時(shí)，便會(huì)帶來生活的不便和威脅。導(dǎo)致地裂縫出現(xiàn)的原因很多，主要包括地殼本身的運(yùn)動(dòng)、水的流動(dòng)以及人類的活動(dòng)?，F(xiàn)階段對(duì)地裂縫的監(jiān)測(cè)方法主要包括：（1）針對(duì)地形地質(zhì)較為復(fù)雜的山區(qū)，利用音頻大地電場(chǎng)儀對(duì)地裂縫的深度和延伸程度進(jìn)行勘察；（2）通過觀察地面裂縫兩側(cè)定點(diǎn)的位移變化；（3）淺層高分辨率的縱波反射法。通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，掌握地裂縫的變化情況和發(fā)展趨勢(shì)，然后采取相應(yīng)的處理措施，減少災(zāi)害。

（三）泥石流的監(jiān)測(cè)技術(shù)。目前，對(duì)于泥石流的監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，還處于較為年輕的階段，所采用的監(jiān)測(cè)技術(shù)大多是基于降水量的統(tǒng)計(jì)，結(jié)合該區(qū)域內(nèi)的歷史災(zāi)害和地貌特征以及地質(zhì)植被等來確定發(fā)生泥石流的臨界降水量。不同的研究情況下，有不同的臨界降水量指標(biāo)，包括有日臨界降水值、小時(shí)臨界降水值、10 min臨界降水值等。臨界降水量指標(biāo)的準(zhǔn)確值很難確定，而且目前配合的降水預(yù)報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)確度也不高，因而，不準(zhǔn)確的降水預(yù)報(bào)加上不準(zhǔn)確的臨界降水量指標(biāo)，對(duì)泥石流的預(yù)報(bào)很難達(dá)到可信的目的。為了改進(jìn)這一情況，便只是使用模糊的臨界降水量，同時(shí)，結(jié)合其他的相關(guān)因素來確定發(fā)生泥石流的概率等級(jí)；此外，目前還有結(jié)合雷達(dá)技術(shù)等遙感技術(shù)的方法獲取降水的信息，來加強(qiáng)泥石流預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

（四）山體滑坡以及崩塌的監(jiān)測(cè)技術(shù)。山體的滑坡和崩塌，在環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害中是最為常見的現(xiàn)象，同時(shí)其危害也很大，因而也是目前地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)工作中的重點(diǎn)對(duì)象。針對(duì)山體滑坡和崩塌，主要觀測(cè)有水的動(dòng)態(tài)觀測(cè)和地表位移動(dòng)態(tài)觀測(cè)。涉及的方法較多也較為靈活，例如，地表的位移動(dòng)態(tài)觀測(cè)時(shí)，可根據(jù)不同的地理地貌選擇使用較為簡(jiǎn)易的或精密的觀測(cè)方法。簡(jiǎn)易的方法，即指僅使用木樁等在裂縫的兩側(cè)進(jìn)行直接測(cè)量位移的動(dòng)態(tài)變化。精密方法涉及使用較為專業(yè)的設(shè)備，例如構(gòu)建觀測(cè)網(wǎng)，利用經(jīng)緯儀和水平儀對(duì)平面以及高程的位移變化進(jìn)行精確測(cè)量。除開地表的位移動(dòng)態(tài)觀測(cè)，也有對(duì)其深部進(jìn)行位移觀測(cè)，技術(shù)包括測(cè)斜儀法、同位素標(biāo)記法、金屬球法等。

三、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）高精度、自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化的發(fā)展趨勢(shì)。光學(xué)、電學(xué)、信息學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展同時(shí)，給地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)儀器的研究開發(fā)帶來勃勃生機(jī)；能夠監(jiān)測(cè)的信息種類和監(jiān)測(cè)手段將越來越豐富，同時(shí)某些監(jiān)測(cè)方法的監(jiān)測(cè)精度、采集信息的直觀性和操作簡(jiǎn)便性有所提高；充分利用現(xiàn)代通訊技術(shù)提高遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)乃俣?、?zhǔn)確性、安全性和自動(dòng)化程度；同時(shí)提高科技含量，降低成本，為地質(zhì)災(zāi)害的經(jīng)濟(jì)型監(jiān)測(cè)打下基礎(chǔ)。

（二）新技術(shù)方法的開發(fā)與應(yīng)用。調(diào)查與監(jiān)測(cè)技術(shù)方法的融合：隨著計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，地球物理勘探方法的數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理和資料處理能力大幅度提高，可以實(shí)現(xiàn)高分辨率、高采樣技術(shù)的應(yīng)用；地球物理技術(shù)將向二維、三維采集系統(tǒng)發(fā)展；通過加大測(cè)試頻次，實(shí)現(xiàn)時(shí)間序列的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)。智能傳感器的發(fā)展：集多種功能于一體的、低造價(jià)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)智能傳感技術(shù)的研究與開發(fā)，將逐漸改變傳統(tǒng)的點(diǎn)線式空間布設(shè)模式；由于可以采用網(wǎng)式布設(shè)模式，且每個(gè)單元均可以采集多種信息，最終可以實(shí)現(xiàn)近似連續(xù)的三維地質(zhì)災(zāi)害信息采集。

（三）建立完善監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料庫(kù)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)加大了在國(guó)家和省級(jí)建立地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)以及網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)的力度。目前，在上海和三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但仍需進(jìn)一步完善全國(guó)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)庫(kù)。

四、結(jié)語(yǔ)

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)是一種綜合性的技術(shù)體系，建立科學(xué)、規(guī)范的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系需要認(rèn)真分析地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展規(guī)律，掌握正確的技術(shù)發(fā)展方向，以此來優(yōu)化監(jiān)測(cè)技術(shù)，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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