滑坡灾害监测预警技术探析与应用
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来源:《城市地质》2020年第04期
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陈布达 陈佩斯 摘 要:滑坡是一种常见多发且危害严重的地质灾害。开展滑坡监测可以及时获取其发生、发展及演化过程中的数据信息,从而提前进行预警并采取应对措施以避免或减少滑坡所造成的危害。本文系统总结了当前滑坡监测预警的主要技术方法,并以北京延庆黄峪口
mirado滑坡为例,对滑坡监测预警技术的实际应用进行了分析和探讨,阐明了滑坡灾害监测预警工作中存在的主要问题,分析了原因,提出了建议,并对滑坡灾害监测预警技术的未来工作方向进行了展望。
关键词:滑坡;地质灾害;监测预警;探析;展望
Abstract: Landslide is a kind of frequent and rious geological hazards. Monitoring landslide deformation can acquire the data information in the process of occurrence, development and evolution in time, thereby taking measures in advance to avoid or reduce hazards caud by landslides. Taking the Huangyukou landslide in Yanqing District of Beijing as an example, this paper systematically summarizes the main technical methods of landslide deformation monitoring, analyzes the practical application of landslide deformation monitoring technology, expounds the main problems in the landslide monitoring and early warning work, analyzes the reasons, puts forward some suggestions, and prospects the future work direction for landslide deformation monitoring and early warning technology.
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Keywords: landslide; geological hazard; deformation monitoring; analysis; prospect
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我国是世界上地质灾害最为严重的国家之一,每年均有数千乃至上万起地质灾害发生,其中尤以崩塌、滑坡、泥石流最为多发,危害最为严重。据自然资源部地质灾害技术指导中心统计,近十年(2009—2018年)我国平均每年发生地质灾害12623起,近五年(2014—2018年)平均每年发生地质灾害7866起(图1),总体情况非常严峻,给国家和人民生命财产安全造成了巨大损失。而在这众多起地质灾害中,滑坡以其易发性和易损性大而成为危害性最为巨大的地质灾害之一。据自然资源部地质灾害技术指导中心统计,2019年全国共发生地质灾害 6181 起,其中滑坡 4220 起,占地质灾害总数的 68.27 %(图2)(自然资源部地质灾害技术指导中心,2020)。
滑坡是指斜坡上的部分岩土体沿其软弱结构面(带)在重力等综合因素的影响下,失去原有平衡而向下滑动的不良地质现象。因其具有数量大、分布广、发生频繁、缓慢性和隐蔽性等特点,一旦发生除了会造成巨大的人员伤亡和经济损失外,甚至还会产生重大的政治和社会影响(曹阳威等,2016)。同时也给国家的防灾减灾工作带来巨大困难。为了
firecracker消除或减轻滑坡灾害隐患可能导致的灾害损失,目前采用的措施主要有工程治理、搬迁避让以及监测预警等,其中监测预警作为地质灾害风险减缓的重要措施之一,越来越受到人们的重视。
1 滑坡变形监测预警技术现状
滑坡变形监测的常用方法大体可分为人工监测和仪器监测。其中,人工监测主要是依靠专业技术人员或群测群防员借助简单的工具如纸带、木条、卷尺等,在可能发生滑坡的现场进行实地观测。该方法简单易行,可以此判断坡体是否移动,但无法判断坡体变形是否有继续发展的趋势,更无法提供可用于滑坡预警预报的有效数据;仪器监测主要是借助雨量计、裂缝计以及应力仪等专业仪器设备,对处于初始变形阶段和稳定变形阶段的滑坡进行远程监测,以获取表征坡体变形的相关参数以及可能诱发坡体变形的影响因素如降雨、地下水等相关数据,用于开展滑坡预警预报工作。
早期的滑坡监测技术较为落后,主要是采用人工监测方法。自20世纪50年代末期以来,许多科技成就特别是电子技术、计算技术、测量技术的成就被成功引用到地质工程领域,极大地推动了滑坡监测技术的进展。
从21世纪初开始,各类单体滑坡的专业监测及区域性的滑坡监测预警工作在我国相继开展起来,如2003—2007年,湖北三峡库区、四川雅安、云南哀牢山、陕西延安以及福建东南等地即先后开始了滑坡专业监测工作和测预警工作,迄今为止,滑坡监测预警工作在我国已开展了近20年,滑坡监测预警技术也取得了较快进步和较大发展。
1.1 滑坡变形监测技术现状
关于滑坡变形监测的技术方法前人已做过较为系统的总结。其中比较有代表性的技术分类方法有两类:一类是根据监测仪器的感受元件与被监测对象的接触情况将滑坡变形监测技术方法分为接触式变形监测和非接触式变形监测两种(霍东平等,2015);另一类是根据监测对象的不同,将滑坡变形监测技术方法分为位移监测、物理場监测、地下水监测和外部诱发因素监测四种(唐亚明等,2012)(表1)。
1.2 滑坡变形预警技术现状
滑坡主要的诱发因素是地震和降雨。由于地震所诱发的滑坡往往具有突发性,加之现阶段对地震尚无法做到准确预报,故通过监测地震去分析、研判滑坡发生的可能性大小进
而进行提前预警和预报的难度较大。而降雨因数据易于获得且其所诱发的滑坡多具有一个缓慢发展的过程而成为滑坡监测预警的重要研究对象。多年来人们一直致力于滑坡临界雨量值的研究,从不同角度建立了各种预警预报模型,对滑坡预警预报进行了有益尝试,并取得了较大进展(徐则民等,2007)。
国际上对于滑坡降雨临界值方面的研究,主要集中在20世纪八九十年代。1980年Caine对全球不同地区降雨与滑坡的关系进行了研究;1984年Band等对香港地区的滑坡降雨临界值进行了研究;1987—1988年,Wieczorek等根据1982年的旧金山海湾滑坡和当时的降雨数据建立了滑坡与降雨强度和持续时间的临界关系曲线;而1998年Glade通过对新西兰惠林顿地区的滑坡与降雨资料进行研究后所建立的确定降雨临界值的3个模型——日降雨量模型、前期降雨量模型和前期土体含水状态模型,则基本概括了当前降雨诱发滑坡临界值的确定方法。
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