地质灾害监测新技术
胡经国
作者说明：
该文经《中国地质》编辑部推荐，发表于《地理环境研究》1989年12月第1卷第2期《新技术介绍》栏目。《地理环境研究》是云南省地理研究所主办的学报级刊物。该刊于1989年6月创刊，半年刊，公开发行。这一期是该刊创刊后的第2期。这一期的第1篇文章是钱学森先生的，题目是《现代地理科学系统建设问题》。
2000 年2月22日，作者对该文作了必要的修改和补充。 下面是正文：
地质灾害研究是一项系统工程，它包括地质灾害的勘察、监测、预测预报和防治。地质灾害研究的目的在于防治，将灾害损失减小到最低限度。防治地质灾害要以预防为主，预防与治理相结合。要有效地预防地质灾害，或者合理地超前治理地质灾害，都需要对地质灾害进行及时准确的时空预测预报。为此，必须在勘察的基础上，对地质灾害的发展动态进行长期系统的监测。只有在对大量可靠的监测资料进行科学分析的基础上，才能做出及时准确的预测预报。地质灾害监测不仅是地质灾害研究的重点工作和关键环节，而且是有效防治地质灾害的必要前提和关键措施。
加强地质灾害监测，提高监测的科学性和监测资料的可靠性，一靠增强地质灾害意识，二靠投入，三靠科学技术。其中，努力实现监测技术、方法和手段的现代化，是至关重要的。近年来，世界上许多国家都在充分利用现代科学技术，大力加强地质灾害监测技术、方法和手段的研究。现代化的地质灾害监测新技术、新方法和新手段不断出现，并且正在向着自动化、电脑化和系统化的方向迅速发展。
本文着重介绍滑坡、崩塌和泥石流以及地下硐室围岩坍塌等地质灾害监测的几种新技术、新方法和新手段，展示当今世界地质灾害监测技术、方法和手段的发展方向。
一、滑坡和崩塌监测
㈠、全自动岩土体边坡稳定性监测系统
中国四川省地矿局成功地研制了一套新的边坡稳定性监测仪，即85－5.1型全自动岩土体边坡稳定性监测系统。它具有针对性强、自动化程度高、性能稳定、可远距离遥测等优点，技术先进、效果良好。是一种多功能、多参数、全天候边坡稳定性监测仪器，
1 在国内处于领先地位，达到了世界先进水平。
这套监测系统由具有远距离自动控制功能的中心控制、译码、接口机，野外采样编码控制机，电台传输系统和探头等四部分组成。一台中心控制机可控制10个以上不同地区的边坡活动；一台野外采样编码控制机可控制70个探头。其控制范围取决于无线电台的功率和频率，一般可达几十至上百公里。
中心控制机能随时利用电台传输系统进行遥测，调用几十至上百公里范围内10个以上不同地区的边坡动态数据。这些边坡动态数据自动进入计算机处理，为研究人员提供大量可靠的边坡稳定性监测和评价数据。
该监测系统能指出岩土体边坡的稳定状态；能定量提供边坡稳定性监测和评价数据，据以分析计算和预测预报发生滑坡或崩塌的时间；对突发性滑坡或崩塌，能按照要求及时自动报警。它还能提供区域稳定性对比资料，为国家制定工程建设计划提供科学依据。
该监测系统也可用作滑坡、崩塌和泥石流勘察研究的有力工具。它能指出滑坡滑动面的位置和滑坡体的位移量，为边坡稳定性计算提供确切的数据；通过不同位置位移量与地层、地貌等地质因素的对比，能指出控制边坡稳定性的主要的地质因素和构造因素；还能指出边坡活动与降雨量、地表水和地下水的定量关系，分析确定控制边坡滑动的主要外界因素。
该监测系统已应用于四川省成都市东风渠凤凰山滑坡、云南省碧江县城滑坡以及长江三峡链子崖危岩体和黄腊石滑坡的监测。实践证明，该监测系统性能良好，工作可靠，是一种能适应地质灾害监测需要的现代化技术手段。
㈡、链子崖危岩全自动遥控监测装置
长江西陵峡链子崖危岩，是长江三峡地区岩质边坡崩塌灾害最频繁的地方。为了准确掌握链子崖危岩体稳定性的变化，设置了一套全自动遥控监测装置。
这套监测装置包括设置在43个三维和二维测点的自动雨量计、自动收缩计、高精度变形计和自动温度计103个；在临江的危岩体上还安装了限位报警器。该监测装置已于1989年投入使用，为链子崖危岩的崩滑预测预报和防治提供了重要的科学依据。
㈢、滑坡自动观测系统
据报道（1989），日本日挥公司和电算公司共同研制了一种滑坡自动观测系统。它由倾斜计、地下水计和地表伸缩计等器件组成。它所收集的滑坡活动数据由计算机处理，据以预测预报滑坡的发生。
㈣、滑坡预测声频传播技术
2 据报道（1989），日本藤田工业公司和加拿大渥太华大学已开始研究滑坡预测声频传播技术。这项技术是在地下埋设传感器，测定土壤颗粒摩擦发出的微妙声响，据以监测和预测预报滑坡灾害。
二、泥石流监测
中国科学院成都地理研究所成功地研制了一套泥石流预警预报系统。该系统包括以下三项科研成果：
⑴、根据降雨规律，对暴雨型泥石流的发生能提前数十分钟做出比较准确的短期预报。
⑵、与成都电讯工程学院合作，根据振动原理研制的NT－2型泥石流预警器。1986年，在云南省东川蒋家沟泥石流观测站的观测试验中，这一套预警器曾经成功地预警12次。
⑶、利用超声波研制的有线和无线泥石流移位报警器。这一科研成果既实现了对泥石流的报警和对泥石流规模大小的探测，又提供了一种新的泥石流流量观测方法，为国内外首创，具有广阔的应用前景。
有关专家认为，该系统的研究方法和手段以及所依据的原理，均已达到世界先进水平。它在泥石流监测和预测预报方面将发挥重要作用。
三、地下硐室围岩稳定性监测
㈠、围岩塌方报警器
中国铁道部第十一工程局研制成功的WTB－1型围岩塌方报警器，是中国第一台地下硐室围岩塌方报警器。当将其安置在地下硐室围岩上时，它能根据不同的岩石特性，自动调整报警显示系统，同时以报警声响、红灯闪烁和荧光屏显示等三种方式，提前3～7分钟预报塌方，为作业人员提前撤离危险区提供宝贵的时间。
该报警器已在中国大秦铁路白家湾隧道和湖南省慈利县白龙煤矿巷道施工中进行了应用试验。其报警准确率高达96.7%。有关专家认为，该报警器性能灵敏可靠，填补了中国在这方面的空白。
㈡、顶板岩石稳定性电子测声仪
最近，美国矿业局发明了一种用顶板电子测声仪，探测矿山巷道顶板岩石稳定性的新方法。这种电子测声仪由岩石打击器、声波传感器和电池能源测试器等组件构成。它所依据的原理是：稳定性差的松软岩石受打击所发生的声波频率低，稳定性好的致密坚硬岩石受打击所发生的声波频率高。
3 在测试顶板岩石稳定性时，将该仪器接触顶板岩石并固定好，启动岩石打击器，用一定的力打击需要测试的顶板岩石，使之发生振动和声音，振动讯号传入声波传感器，通过与之相连的电池能源测试器对声波进行测试分析，并自动纪录声波频率及其所代表的岩石强度。从而，直接测定顶板岩石稳定性和判断顶板岩石有无坍塌和冒落的危险。
这种探测顶板岩石稳定性的方法简单易行，费用低，深受用户欢迎。它不仅已用于煤、铀和盐类等固体矿产矿山巷道顶板岩石稳定性测试，而且还可用于铁路隧道、水工隧洞等其它地下硐室顶板岩石稳定性测试。
由于这种方法所依据的指标参数单一，因而它的判断准确度可能不如常规方法高。但是，由于它简单易行，可以有针对性地随时随地进行测试，因而这种仪器用作日常作业中测试顶板岩石稳定性的辅助工具，还是很合适的。
1989年11月21日撰写于重庆
2000年2月22日修改于重庆
