【研究概况】

中国滑坡灾害数量多、分布广、危害大，监测预警是主动防范地质灾害的重要手段，变形是滑坡最为关键的监测参数。清华大学袁宏永院士团队总结梳理了滑坡变形监测技术和预警方法，评述了现有研究进展，分析了未来发展趋势，为滑坡灾害防控领域的科学研究和工程实践提供了借鉴。

【滑坡变形监测技术】

滑坡监测参数包括变形、水文和气象等不同类型，其中变形是最直接最有效的参数。常见的滑坡监测设备如图1所示。滑坡变形监测技术根据施测方式可分为测点型、测线型和测面型３类。变形监测技术分为地表监测和深部监测两类：地表变形监测动态测量滑坡体表面某个测点与稳定参照物间三维空间距离的相对变化，深部变形监测主要测量滑坡体地面以下的水平位移。

图1 滑坡监测常见技术设备示意图

滑坡地表变形监测技术包含全球导航卫星系统（GNSS）、摄影测量、雷达和光学遥感等，见表2。滑坡从初始变形到最终失稳破坏伴随着滑面的孕育（渐进损伤）和贯通，只有当滑体内部充分发生变化，滑坡表面才会出现宏观外在变形。多数地表变形监测技术易受外界因素干扰，难以为滑坡短临预警提供支撑。

表1 滑坡地表变形监测技术及其特点

与地表变形监测相比，深部变形监测具有更早发现滑坡内部破裂以及剪切滑动力等异常变化的潜力。通过分析深部变形数据的变化规律，结合变形机制和诱发因素等条件，掌握滑面的活动特征和发展趋势。但，滑坡深部变形监测设备由于位移量程有限（测斜仪）或价格较为昂贵（SAA），均不适合在现场广泛和长期应用。

表2 滑坡深部变形监测技术及其特点

目前声发射技术逐渐发展成为了深部变形的监测技术，其成本低、灵敏可靠和实时连续等特点，有利于实现滑坡灾害的早期预警。相对于监测岩质滑坡，由于土质滑坡变形在破坏过程中声发射波的传播衰减较快，所以声发射不适用于土质滑坡。研究人员通过采用金属管作为声学波导，金属管和填充颗粒结合形成的有源波导常用于土质滑坡监测，有效克服了土质滑坡声发射事件少、能量水平低、衰减大和环境噪声等问题。

图2 滑坡有源波导声发射监测系统示意图

如图3所示，国内逐渐发展形成了基于“端（终端设备）－网（通信网络）－云（云平台）”的地质灾害综合监测预警系统。

图3 地质灾害“端－网－云”综合监测预警系统

【滑坡预警方法及发展趋势】

区域性气象预警主要是根据某区域历史降雨数据和诱发滑坡情况，建立临界降雨量（降雨强度和前期降雨）的经验统计模型。

单体滑坡预警流程为：通过灾害风险评估进行隐患点排序，进而安装合适的专业监测设备，及时处理分析现场数据，进而依据预警模型开展决策工作。

目前滑坡预警遇到的问题：滑坡监测数据的处理分析对于有效预警意义重大。然而，滑坡实际的监测数据质量参差不齐，数据中断和异常跳动等不稳定情况时常出现；数据分析依靠人工且缺乏标准，分析结果有较大的不确定性。滑坡监测数据大多未实现自动处理和快速分析，预警模型尚未实现自动化运行并输出简明结果，先进的机器学习技术与地质工程交叉融合的智能化预警模型有待进一步研究探索。

【研究结论】

本文以中国地质灾害统计数据为基础，研究分析了中国地质灾害的基本现状。滑坡在地质灾害中占据主要位置，是防灾减灾工作的重点。进一步地，本文明确了监测预警对于滑坡灾害防治的重要意义，基于滑坡监测预警技术的研究成果，聚焦最为关键的变形参数，对比阐明了目前主流的多种地表变形和深部变形监测技术的优缺点，论述了深部变形监测技术发现灾害前兆、实现早期预警的能力。最后，围绕滑坡预警方法，分别评述了区域气象预警和单体滑坡预警方法，重点阐述了目前滑坡领域内较为认可的分阶段单体滑坡预警方法。

来源：邓李政,袁宏永,张鸣之等.滑坡变形监测预警技术研究进展[J].清华大学学报(自然科学版),2023,63(06):849-864.

DOI：10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.22.002

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来源：铁路测绘