我国山体滑坡地质灾害监测技术研究

摘要：我国地理环境复杂，地质灾害频发，每年因地质灾害造成的死亡和失踪人数约占自然灾害的三分之一，山体滑坡灾害是危害最大和频率最高的地质灾害。本文主要从山体滑坡灾害监测和预警技术方面进行研究，重点提出研发有关的山体滑坡智能监测预警系统，打破困扰监测行业多年的瓶颈，对山体滑坡等地质灾害的防治工作具有一定的指导意义。

关键词：山体滑坡;监测;地质灾害

一、研究背景

（一）山体滑坡对我国国民经济和人民群众生活危害巨大

我国疆域辽阔，地质环境和自然地质条件复杂多样，且地质灾害具有分布广、类型多、频度高、强度大等特点，地震、崩塌、滑坡及泥石流等已经成为对我国最大的地质灾害。据统计，我国年均发生滑坡等地质灾害2万余起，受灾人口90多万，经济损失达20-60亿元。滑坡、地震、泥石流等已成为对我国危害最大的地质灾害，严重影响国民经济的发展及危害人民生命财产安全。

（二）传统地质灾害监测方式弊端明显

最早期的滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的监测方式主要是根据人工观测地表变化特征、地下水以及周围动植物的异常来推断确定其发生的可能性，简单原始，准确性极差;二十世纪以来，随着设备的发展及地质学科的系统化，对于地质灾害的监测主要依靠地质工作者利用实验监测的方法，如重力测量法、特殊大地测量法、地下水位测量法、液体静力水测量法、地下钻孔倾斜法、近景摄影测量法等，虽然这些传统的方法在研究预测滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害中发挥了积极的作用，但它们都有共同的弊端：受气候条件及地形通视影响不能持续监测、自动化程度低、人力投入大、数据难及时处理且监测周期过长等。

（三）国家大力推进山体滑坡等地质灾害的防治工作

2011 年国务院发布《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》，决定指出地质灾害的防治要加强监测预报预警，完善监测预报网络，加强预警信息发布手段建设。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）》也把构建重大地质灾害保障体系作为重点领域及其优先主题。2020年自然部发布《关于做好2020年地质灾害防治工作的通知》，文件加强防灾减灾能力建设，地灾防治重点;加强趋势预测和监测预警。

二、山体滑坡地质灾害监测技术的研究

随着科技的发展，对山体滑坡的监测技术获得了极大提升，并产生了许多新技术，如 3S、GPS、TDR、仪器仪表监测、CT、遥感监测和空间遥测等。山体滑坡监测已经从传统人工监测模式渐渐转变为自动监测模式，大大减少工作人员的工作量，提高了监测效率。如何实现对滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害更智能化的监测，使监测技术逐步向网络化、自动化、实时化、高精度及全天候的方向发展，将成为地质灾害防治领域新的目标。

（一）山体滑坡等地质灾害的监测设备的研究方向：

1.利用定位技术，各种传感器以及数字摄影技术等，根据滑坡监测的要求和特定环境，实现监测的持续性、高精度、实时性;

2.采用现今最高端的通信方式，完善已有的网络和传输系统的同时，实现数据无线传输，确保数据传输的稳定性、可靠性及长期性;

3.研制能耗低、可靠性高、稳定性强的设备，实现数据自动化采集、智能化控制，确保能够适应野外的恶劣环境;

4.在电源供电方面，最大限度利用自然能源，开发太阳能技术以满足监测系统的供电需要;在滑坡控制系统中，实现控制芯片对山体滑坡数据的处理与分析。渐渐实现系统的智能化、自動化，为预警山体滑坡提供精确的数据参考。

（二）山体滑坡智能监测系统展望

在受山体滑坡等地质灾害威胁的地区，安装具有智能监测功能的装置，对地质环境24小时动态监测，当山体发生滑坡时，设备将山体的变形情况传输到数据采集处理器，经过数据分析，当数据达到警戒值时，数据中转站立即发出警报，并将报警点的情况以短信形式发送给相关人员。要实现这样的工作原理，对位移数据的监测和传输是滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害防治研究的核心。因此，山体滑坡智能监测系统解决的需要解决以下关键技术问题：

1.滑坡监测参数选择及多参数协同预警问题。智能监测技术一般采用单一阈值模型进行简单的判断，以变形或者雨量等因素达到某一阈值后进行对应等级的预警滑坡预警，同时根据岩石受力过程的应变、破裂时产生的局部地磁场异常变化的研究成果，以磁场强度、倾斜角、加速度为滑坡监测主要参数，降雨量为辅助参数，结合多参数协同预警算法，对滑坡的孕育、发展进行跟踪预测预警。

2.滑坡监测设备不间断监测与供电问题。目前主流的监测设备以GNSS接收机为例，采用拉线供电或光伏发电模块作为电源，为了降低功耗，减少设备损耗，通常是0.5～2小时监测一次，这将直接导致对于突发型滑坡和崩塌等突发性地质灾害无法获取有效监测数据，产生漏报预警信息的严重后果。

3.数据传输问题。监测数据需要通过传输技术传递至下一级，进行分析或预警，北斗、GPS、GIS的数据采集终端，设备成本高，传输准确性受卫星数量影响，目前存在一定局限性;无线传感器网络（WSNs），当节点停止工作，网络拓扑结构也会因此发生变化，数据采集的有效性会受到影响。

4.设备集成度和体积问题。目前滑坡参数监测装置，多以在监测点布设传感器，通过串联或无线连接组网，再辅以供电、信号传输等设备在现场组装而成，设备零部件多、体积大、施工难度和故障排查难度大。

三、结束语

本文阐述了山体滑坡造成的危害、滑坡监测的必要性，设计了一款山体滑坡智能监测系统，对山体进行共全天候监测，数据共享和传递，使地灾防治人员对地质灾害作出高效应对，在节约成本和排除灾害方面发挥重要作用，是地质灾害监测领域的一次重大革命，能在灾害发生前赢得宝贵的时间，是抵御山体滑坡灾害的有效手段。该系统除了适用于滑坡、斜坡，还适用于矿区、地震带、铁路沿线等区域，对我国地质灾害防治工作具有重大意义，还是很值得我们进一步探索的。

参考文献：

[1]王泽民，林晓焕，许冠芝.一种新型山体滑坡监测系统[J].理论与方法，2019（5）：35-39.

[2]李亚玲，苏海峰，李铭全.滑坡监测方法研究综述[J].西南公路，2015（4）：153-156，164.

作者简介：

陈羽玲，广西理工职业技术学校。