滑坡地质灾害专业监测预警三维地质分析预警模型构建探讨——以重庆市武隆区石桥乡场镇滑坡群为例

杨文喜

（重庆市地质矿产勘查开发局205地质队，重庆 402160）

滑坡指的是斜坡岩体或土体沿着一软弱面整体下滑的现象，直接威胁区域发展安全。对此，只有做好有效的监测预警，方可真正减小地质灾害风险。目前，我国监测预警技术发展迅猛，各种自动化、智能化监测预警系统得到推广应用，文章围绕此展开具体分析。

1 滑坡地质灾害监测发展情况

目前，我国对滑坡地质灾害的治理工作，已经从被动走向了主动，从事后治理变为了事前预防，滑坡监测预警工作得到了广泛重视。从监测手段划分，滑坡地质灾害监测可分为人工监测、简易监测、专业监测3大类。随着用于地质灾害监测的仪器设备的发展与更新，为专业监测工作实施提供了可靠的技术基础，使得远程自动遥测、采集数据成为可能。

目前，我国滑坡地质灾害监测设备性能、监测精度均有了较大的提升，从以前的单一因素监测逐渐发展成为综合化、系统化、立体化监测，如最新的“空-天-地”三维一体化地质灾害监测技术，在地质灾害早期识别、危险性评价、预警预报等方面均发挥着显著作用，打造一个专业的综合性的监测预警系统，对实现我国地质环境安全具有重要意义。

2 滑坡地质灾害专业监测预警三维地质分析预警模型构建思路

文章以重庆市武隆区石桥乡场镇滑坡群为例，具体分析了滑坡地质灾害专业监测预警三维地质分析预警模型的构建思路。

2.1 专业监测预警模型整体思路

该项目根据不同性质的滑坡的物质组成和破坏模式采用斋藤法建立预警预报模型（牵引式滑坡模型、推移式滑坡模型），采用滑坡变形-时间曲线的加速度特征法和切线角法建立地灾四级预警的机制。

2.2 专业监测分析预警模型构建模块

监测预警工作的核心任务是准确掌握地质灾害体的变形发展趋势规律，预测预报地质灾害体发生大规模活动破坏的时空节点，对减灾防灾给予可靠的技术支持。分析预警模型流程分为地质模型、力学模型、监测模型、预测预报模型。

（1）滑坡物理模型。该次监测实施方案中直线型滑坡物理模型涉及不稳定斜坡1、不稳定斜坡3；滑坡2、滑坡4、滑坡5、滑坡6，不稳定斜坡2属于折线型滑坡。

（2）滑坡力学模型。石桥乡滑坡群的力学模型有牵引式、推移式两种。①牵引式滑坡：监测的重点地段为滑坡的中后部，包括滑坡2（龙洞湾滑坡）、滑坡4（茅台滑坡）、滑坡5（芝子榜滑坡）、滑坡6（白子坪滑坡）；②推移式滑坡：滑坡监测的重点应该是中前部，包括不稳定斜坡1、不稳定斜坡2-1、不稳定斜坡2-2、不稳定斜坡2-3、不稳定斜坡2-4、不稳定斜坡3-1、不稳定斜坡3-2、不稳定斜坡3-3、潜在深部顺层滑移区。

（3）监测模型。监测模型是根据滑坡的物理模型和力学模型而定的，监测模型的建立主要是确定关键的监测剖面和关键监测点的位置，还要合理确定监测措施，要有针对性地确定所需要的监测要素。石桥乡滑坡不稳定斜坡主要以牵引式、推移式为主，监测要素包括位移量、降雨、库水位、地下水位、裂缝、推力。根据监测点在滑坡中所处的位置，点所处的微地形，地貌地物，岩土成分及结构特征等变形数据综合分析滑坡变形的性质和特征。

（4）分析预警模型。滑坡在变化过程中都会出现阶段性特征，可作为判别滑坡发展情况、滑坡预测预报依据。

3 滑坡地质灾害专业监测预警三维地质分析预警模型构建情况

3.1 监测方法

针对该滑坡监测内容，为了获取“空-天-地”一体准确的滑坡变形信息和监测数据，结合前期实地地质调勘查工作得出的滑坡基本情况。针对滑坡群各个滑坡点的危害性和重要性，采用相关监测手段结合人工地质巡查对该滑坡进行监测预警，如表1所示。

3.2 总体架构

监测预警系统基于面域监测、变形监测和孕灾环境监测等方法通过硬件、软件系统形成一套综合性立体监测网络系统。

根据石桥乡场镇滑坡群的地质环境条件、自动化专业监测数据采集、InSAR数据采集、信息化管理以及智能预警需求，以三维地质模型为基础，自动位移监测数据作为模型相关影响项，建立专业监测管理分析预警模型，同时叠加影响因素，不断完善模型综合分析和预警预报功能，如图1所示。

3.3 预警判断方法及阈值的确定

（1）预警判断方法。该项目监测目的是通过实施自动化监测，判断滑坡单体目前变形发展的趋势，建立分析预警模型，进而预测预报滑坡单体未来在各种工况下的稳定性，如若监测出滑坡单体变形较大，接近临崩状态，则按照相关规定进行滑坡预警。在专业监测预警实施过程中，可通过监测布置位置进行宏观、切线角及切线角改进的切线角法定量分析判断，对于布置于灾害体内的监测点可进行宏观分析判定灾害体变形阶段，通过灾害体内监测点变形数据综合判断，确定预警级别，粗判结果向主管部门进行通报；通过对滑坡加速度-时间曲线的分析，得到临滑预警值，计算机自动处理实现滑坡自动预警。

表1 滑坡专业监测方法

图1 监测分析预警模型总体构架

（2）预警告警值和预警阈值的确定。①预警告警值的确定。该项监测告警值如表2所示。②预警阈值的确定。该项目预警阈值采用前人的一些成功预警案例的经验值结合外部因子（降雨量、库水位、地下水）得到的阈值，在今后监测过程中再根据滑坡变形演化情况结合外部因子（降雨量、库水位、地下水）实时修正预警阈值，做到有效的监测分析预警。降雨对滑坡的稳定性有一定程度的影响，故参考三峡库区滑坡10年监测数据分析研究。

表2 监测告警值

（3）宏观地质变形预警判断法。由于目前各类预警预报模型还不完全成熟，地质灾害监测应遵循“以自动化监测为主，以人工地质巡查监测为辅”的原则，将专业技术人员进行宏观地质巡查作为自动化监测的一个重要补充手段。巡查监测人员在发现上述地表变形、滑塌加剧等宏观地质现象时应该及时报告，监测实时单位应派专家组及时根据现场调查情况并结合专业监测数据变形情况，判断灾害体稳定性及未来的发展趋势，是否应发出监测预警预报信息等。同时，所采用的地质灾害预警专业监测系统应可以实现全过程远程操控，实时处理监测数据，按照设置的阈值或变形速率，及时发出预警。业主单位亦可以通过监测公众平台，在系统网络上随时查看数据，掌握各灾害体的变形情况。

4 结语

综上所述，有效落实滑坡地质灾害专业监测预警工作，及时发现滑坡异常情况和隐患，方可保障滑坡体内及周边企事业单位和居民的生命财产安全。该项目建立重庆市武隆区石桥乡场镇滑坡群三维分析预警模型和重庆市滑坡群灾种三维分析预警模型，为防灾减灾、预警和下一步地质灾害点科学防治和政府决策提供有力的技术依据。