浅谈地质灾害监测技术现状与发展趋势
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摘要：本文对地质灾害监测方法的应用现状进行了总结，并对地质灾害监测方法的发展趋势进行了预测，另外提出了进行地质灾害监测技术优化集成的基础和优化原则。
关键词：地质灾害；监测方法；现状；发展趋势
一、概述
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、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。当前地质灾害的监测技术方法研究与应用多是围绕崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害进行的。
二、地质灾害监测方法技术现状
（一）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实现0.1mm精度。
（二）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。
三、新技术新方法
随着现代科学技术的发展和学科间的相互渗透，合成孔径干涉雷达(InSAR)、激光扫描、光纤应变分析等技术相继不同程度的应用于地质灾害的调查与监测中。而光纤应变分析技术之布里渊散射光时域反射技术(BOTDR)应用于地质灾害监测，处于刚刚起步阶段。BOTDR是目前国际上近几年才发展成熟起来的一项尖端技术。起初应用于航天领域，发达国家相继应用于电力、通讯、工程等领域的应变检测和监控。工程领域主要应用于桥梁、大坝、隧道等大型基础工程的安全监测和健康诊断，并取得了很多成功应用的经验；在日本，开始将BOTDR技术应用于边坡工程的变形监测中；我国工程领域引入BOTDR技术相对较晚，目前主要应用于桥梁、隧道等构筑工程的变形监测中，并取得了一定成果；在三峡水库区巫山开始将BOTDR应用于滑坡监测。与常规地质灾害监测技术相比，BOTDR技术具有多路复用分布式、长距离、实时性、精度高和长期耐久等特点，通过合理的布设，可以方便的对目标体的各个部位进行监测；由于其具有很好的技术应用前景，已经成为一些发达国家如日本、美国、加拿大、瑞士等国家竞相研发的课题。
四、地质灾害监测技术方法发展趋势
（一）高精度、自动化、实时化的发展趋势
光学、电学、信息学、计算机技术和通信技术的发展同时，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。
（二）新技术方法的开发与应用
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。
智能传感器的发展：集多种功能于一体的、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。
五、地质灾害监测技术优化
（一）问题的提出
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。
地质灾害发展阶段：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。
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，监测参数和监测部位的优化选择，是整个监测设计工作的基础。
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。
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。
（二）优化原则
监测技术优化原则：针对某一类型地质灾害，确定优势监测参数和监测部位，进行监测内容、监测方法优化组合，使监测工作高效、实用。经济优化原则：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。
六、结束语
地质灾害监测是集多种学科为一体的综合技术体系，只有充分把握地质灾害的形成发展规律，才能正确把握技术开发的方向，只有充分掌握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，依据不同监测技术方法的应用特点，做好监测技术的优化工作，才能保证监测效果，同时，应以科学的发展观实施地质灾害监测和技术开发。
参考文献
[1]施斌,徐洪钟,张丹.BOTDR应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究[J].岩石力学与工程学报,2004
[2]靳晓光，王兰生，李晓红.位移监测在滑坡时空运动研究中的应用[J].山地学报,2002
[3]魏彪,王开成,冯鹏等.测氡技术的工程地质应用及其在三峡库区滑坡监测中的应用展望[J].重庆交通学院学报,2003
[4]邓辉,黄润秋.InSAR技术在地形测量和地质灾害研究中的应用[J].山地学报,2003
关键词：地质灾害；监测方法；现状；发展趋势
一、概述
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、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。当前地质灾害的监测技术方法研究与应用多是围绕崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害进行的。
二、地质灾害监测方法技术现状
（一）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实现0.1mm精度。
（二）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。
三、新技术新方法
随着现代科学技术的发展和学科间的相互渗透，合成孔径干涉雷达(InSAR)、激光扫描、光纤应变分析等技术相继不同程度的应用于地质灾害的调查与监测中。而光纤应变分析技术之布里渊散射光时域反射技术(BOTDR)应用于地质灾害监测，处于刚刚起步阶段。BOTDR是目前国际上近几年才发展成熟起来的一项尖端技术。起初应用于航天领域，发达国家相继应用于电力、通讯、工程等领域的应变检测和监控。工程领域主要应用于桥梁、大坝、隧道等大型基础工程的安全监测和健康诊断，并取得了很多成功应用的经验；在日本，开始将BOTDR技术应用于边坡工程的变形监测中；我国工程领域引入BOTDR技术相对较晚，目前主要应用于桥梁、隧道等构筑工程的变形监测中，并取得了一定成果；在三峡水库区巫山开始将BOTDR应用于滑坡监测。与常规地质灾害监测技术相比，BOTDR技术具有多路复用分布式、长距离、实时性、精度高和长期耐久等特点，通过合理的布设，可以方便的对目标体的各个部位进行监测；由于其具有很好的技术应用前景，已经成为一些发达国家如日本、美国、加拿大、瑞士等国家竞相研发的课题。
四、地质灾害监测技术方法发展趋势
（一）高精度、自动化、实时化的发展趋势
光学、电学、信息学、计算机技术和通信技术的发展同时，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。
（二）新技术方法的开发与应用
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。
智能传感器的发展：集多种功能于一体的、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。
五、地质灾害监测技术优化
（一）问题的提出
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。
地质灾害发展阶段：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。
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，监测参数和监测部位的优化选择，是整个监测设计工作的基础。
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。
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。
（二）优化原则
监测技术优化原则：针对某一类型地质灾害，确定优势监测参数和监测部位，进行监测内容、监测方法优化组合，使监测工作高效、实用。经济优化原则：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。
六、结束语
地质灾害监测是集多种学科为一体的综合技术体系，只有充分把握地质灾害的形成发展规律，才能正确把握技术开发的方向，只有充分掌握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，依据不同监测技术方法的应用特点，做好监测技术的优化工作，才能保证监测效果，同时，应以科学的发展观实施地质灾害监测和技术开发。
参考文献
[1]施斌,徐洪钟,张丹.BOTDR应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究[J].岩石力学与工程学报,2004
[2]靳晓光，王兰生，李晓红.位移监测在滑坡时空运动研究中的应用[J].山地学报,2002
[3]魏彪,王开成,冯鹏等.测氡技术的工程地质应用及其在三峡库区滑坡监测中的应用展望[J].重庆交通学院学报,2003
[4]邓辉,黄润秋.InSAR技术在地形测量和地质灾害研究中的应用[J].山地学报,2003
