唐亞明，薛 強(qiáng)，李政國(guó)，馮 衛(wèi)

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安710054；2.國(guó)土資源部黃土地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710054）

基于單體和區(qū)域尺度的黃土滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警方法與實(shí)例*

唐亞明，薛 強(qiáng)，李政國(guó)，馮 衛(wèi)

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安710054；2.國(guó)土資源部黃土地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710054）

不同類(lèi)型的黃土滑坡其變形破壞特征存在不同，所適用的監(jiān)測(cè)手段也不盡相同，而且區(qū)域性滑坡監(jiān)測(cè)的思路和方法與單體有很大差異，因此對(duì)滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警的技術(shù)方法做一個(gè)系統(tǒng)研究很有必要。該文從單體和區(qū)域兩個(gè)尺度，從方法和實(shí)例兩個(gè)角度，分別探討了黃土滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警的方法和實(shí)例。在單體尺度上，黃土崩塌、滑塌、滑坡有不同的變形破壞特征，應(yīng)該根據(jù)各自的特點(diǎn)采用合適的監(jiān)測(cè)技術(shù)和方法。在區(qū)域尺度上，可通過(guò)觸發(fā)因素（降雨）的監(jiān)測(cè)來(lái)進(jìn)行滑坡預(yù)警，將滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃與降雨臨界值耦合以設(shè)定區(qū)域性的滑坡預(yù)警級(jí)別。據(jù)此分別對(duì)寶塔山斜坡和延安市寶塔區(qū)進(jìn)行了單體滑坡監(jiān)測(cè)和區(qū)域性滑坡預(yù)警。

黃土滑坡；地質(zhì)災(zāi)害；滑坡監(jiān)測(cè)方法；監(jiān)測(cè)預(yù)警；小流域地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)

滑坡監(jiān)測(cè)是滑坡預(yù)警的基礎(chǔ)，是減少地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的有效措施之一，且由于其與工程治理相比具有成本優(yōu)勢(shì)，因此越來(lái)越受到人們的重視?；卤O(jiān)測(cè)分為單體的和區(qū)域性的兩種。

單體滑坡監(jiān)測(cè)指的是對(duì)同一個(gè)滑坡布置多種監(jiān)測(cè)手段，以判斷滑坡的活動(dòng)性，并進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)警。許多學(xué)者對(duì)單體滑坡的監(jiān)測(cè)技術(shù)方法進(jìn)行了研究［1-4］，在工程界滑坡監(jiān)測(cè)作為一種技術(shù)手段也在廣泛使用。如中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在重慶巫山縣建立的具有國(guó)際先進(jìn)水平的滑坡監(jiān)測(cè)示范站［5］，在四川丹巴的甲居寨滑坡進(jìn)行的InSAR和GPS的聯(lián)合監(jiān)測(cè)等［6］，均取得了良好的監(jiān)測(cè)效果。用于單體滑坡監(jiān)測(cè)的技術(shù)有很多種類(lèi)，監(jiān)測(cè)儀器也多種多樣（表1）。每類(lèi)監(jiān)測(cè)采取的方法手段不同，使用的儀器不同，獲取的參數(shù)也不同［7］。目前國(guó)內(nèi)外在滑坡監(jiān)測(cè)的技術(shù)、方法、手段上并無(wú)太大差距，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集和傳輸也都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、遠(yuǎn)程化［8］。GPS、鉆孔傾斜儀、孔隙水壓力計(jì)、自動(dòng)化雨量站這些專(zhuān)業(yè)儀器已成為滑坡監(jiān)測(cè)的常規(guī)設(shè)備，只是由于價(jià)格因素得不到廣泛普及。近來(lái)，一些新技術(shù)能夠很快應(yīng)用到滑坡監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，如InSAR、BOTDR［9-10］、三維激光掃描等［11］。

區(qū)域上的滑坡監(jiān)測(cè)是一種面積性工作，通常由政府相關(guān)部門(mén)進(jìn)行，它需要掌握一定區(qū)域內(nèi)的滑坡活動(dòng)情況，并做到面上防控，以求災(zāi)害損失降低到最小。對(duì)于區(qū)域性的滑坡監(jiān)測(cè)而言，由于需要監(jiān)測(cè)的國(guó)土面積太大，其中的滑坡隱患點(diǎn)數(shù)量又太多，不可能對(duì)每一個(gè)單體滑坡都進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因而必須轉(zhuǎn)換思路，從宏觀上和整體上進(jìn)行把控。實(shí)際上，地質(zhì)演變是一個(gè)緩慢的過(guò)程，而各類(lèi)滑坡的發(fā)生往往是觸發(fā)因素在短期內(nèi)或瞬間作用引發(fā)的，因此，我們可以將對(duì)滑坡的監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)換為對(duì)滑坡觸發(fā)因素的監(jiān)測(cè)。而在各種觸發(fā)因素中，降雨監(jiān)測(cè)不僅在技術(shù)方法上是可行的，而且在預(yù)警效果上是有效的。通過(guò)統(tǒng)計(jì)研究降雨與滑坡發(fā)生的關(guān)系，可獲取觸發(fā)某類(lèi)滑坡的降雨量閾值，藉此便可進(jìn)行區(qū)域性的滑坡預(yù)警預(yù)報(bào)。許多學(xué)者對(duì)各地區(qū)的滑坡降雨臨界值進(jìn)行了研究［7，12-14］，并且開(kāi)發(fā)了滑坡預(yù)警預(yù)報(bào)模型和系統(tǒng)［15］，進(jìn)行實(shí)際的滑坡預(yù)報(bào)預(yù)警工作。

表1 滑坡監(jiān)測(cè)技術(shù)方法分類(lèi)

本文從單體和區(qū)域兩個(gè)尺度，從方法和實(shí)例兩個(gè)角度，分別探討黃土滑坡的監(jiān)測(cè)預(yù)警。

1 單體黃土滑坡監(jiān)測(cè)方法

人們往往認(rèn)為滑坡監(jiān)測(cè)使用的方法越全越好，使用的儀器越多越好。但根據(jù)我們的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，盡管有多種監(jiān)測(cè)方法，但這些方法并非適用于所有的滑坡，如土質(zhì)滑坡和巖質(zhì)滑坡、淺表層碎屑滑坡和深層整體滑坡、有水滑坡和無(wú)水滑坡，它們適用的監(jiān)測(cè)技術(shù)是不同的。在實(shí)踐中如果忽略這一點(diǎn)，會(huì)造成監(jiān)測(cè)手段的不匹配和資源浪費(fèi)。根據(jù)我們?cè)邳S土地區(qū)的滑坡監(jiān)測(cè)工作經(jīng)驗(yàn)，廣義的黃土滑坡應(yīng)包括黃土崩塌、黃土滑塌、黃土滑動(dòng)等，它們有各自的變形破壞特征，應(yīng)當(dāng)選用適合各自特征的監(jiān)測(cè)技術(shù)和方法。

1.1 黃土崩塌的監(jiān)測(cè)

崩塌容易發(fā)生在高陡的邊坡上，坡體頂部常有裂隙、各類(lèi)黃土洞穴等，在降雨、地震等誘發(fā)因素作用下，危巖體脫離母體并沿原始坡面下落、崩落、滾落至坡腳。崩塌發(fā)生得很突然，崩塌體運(yùn)動(dòng)速度又非常快，坡體內(nèi)部也沒(méi)有滑動(dòng)面。因此傳統(tǒng)的表面位移、深部位移、應(yīng)力、應(yīng)變、聲發(fā)射、孔隙水壓力等監(jiān)測(cè)手段無(wú)法施行。常用的監(jiān)測(cè)手段就是人工調(diào)查和巡視，在居住區(qū)的房前屋后進(jìn)行定期的巡查，發(fā)現(xiàn)高陡邊坡，并且其頂部發(fā)育有裂隙、陷穴、暗穴等情況的應(yīng)引起注意，應(yīng)進(jìn)一步調(diào)查并確定隱患點(diǎn)，確定隱患點(diǎn)后，最有效的防治措施是清除危巖體。

黃土崩塌的規(guī)模一般不大，從延安市寶塔區(qū)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，全區(qū)已發(fā)生的崩塌共有52個(gè)，其中中型和小型的占46個(gè)，大型的僅有6個(gè)。對(duì)某些大型的黃土崩塌隱患體，不宜清除，又不宜搬遷，并且在其上發(fā)現(xiàn)有裂縫發(fā)育，具備儀器安裝條件的，可以采用裂縫位移計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但由于崩塌往往瞬時(shí)發(fā)生并破壞監(jiān)測(cè)儀器，實(shí)際中難以做到有效預(yù)警，因此應(yīng)同時(shí)加強(qiáng)人工巡查。

1.2 黃土滑塌的監(jiān)測(cè)

黃土滑塌規(guī)模一般比崩塌要大，兼具滑坡和崩塌的特點(diǎn)，滑塌體的前半部分為滑動(dòng)破壞，后半部分為拉張破壞，因此一些滑坡和崩塌監(jiān)測(cè)手段對(duì)其都可使用。在滑塌體表面可布設(shè)測(cè)點(diǎn)，使用全站儀或高精度GPS進(jìn)行表面位移的監(jiān)測(cè)。可在坡體前半部分鉆孔，布設(shè)固定式或移動(dòng)式鉆孔傾斜儀，進(jìn)行深部位移的監(jiān)測(cè)。在坡體的后半部分，由于其表現(xiàn)為崩塌式破壞，不宜布設(shè)監(jiān)測(cè)鉆孔，可在裂縫發(fā)育處布設(shè)裂縫位移計(jì)，進(jìn)行相對(duì)位移的監(jiān)測(cè)。

應(yīng)力、應(yīng)變的監(jiān)測(cè)更適用于巖質(zhì)滑坡，在黃土滑塌中較難找到合適的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，且監(jiān)測(cè)意義不大。發(fā)生黃土滑塌的坡體中有許多并無(wú)飽水帶存在，因此無(wú)法進(jìn)行地下水位和孔隙水壓力監(jiān)測(cè)，但可進(jìn)行土體含水量監(jiān)測(cè)。

1.3 黃土滑動(dòng)的監(jiān)測(cè)

黃土滑坡分為黃土層內(nèi)滑動(dòng)、黃土—古土壤接觸面滑動(dòng)、黃土—三趾馬紅土接觸面滑動(dòng)、黃土—基巖接觸面滑動(dòng)四種類(lèi)型。黃土滑動(dòng)與一般的土質(zhì)滑坡類(lèi)似，適用于土質(zhì)滑坡的監(jiān)測(cè)技術(shù)手段均適用于黃土滑動(dòng)。可在黃土滑動(dòng)體的表面或深部進(jìn)行絕對(duì)位移、相對(duì)位移、深部位移的監(jiān)測(cè)。此外，在黃土與其他各類(lèi)巖性的接觸面上一般都會(huì)有水的滯留和作用，因此對(duì)地下水的監(jiān)測(cè)也可以實(shí)施，地下水位監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)、土體含水量監(jiān)測(cè)等是有效手段。應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)如果有恰當(dāng)?shù)陌惭b點(diǎn)也可實(shí)施。

2 單體黃土滑坡監(jiān)測(cè)實(shí)例

2.1 滑坡概況

寶塔山滑坡位于陜西省延安市寶塔區(qū)，位于延河邊一黃土梁的梁坡上（圖1）。該處地層主要為第四系黃土下伏侏羅系砂巖，黃土中夾有早更新統(tǒng)薄層透鏡狀砂礫石層。上更新統(tǒng)黃土最大厚度為12.5 m，中更新統(tǒng)黃土最大厚度為63.6 m，黃土平均厚度20～30 m，侏羅系延安組砂巖厚度較大，鉆孔未揭露完全，基巖面以下5 m內(nèi)未見(jiàn)地下水存在。

圖1 寶塔山黃土滑坡全貌

寶塔山滑坡由新、老兩個(gè)滑坡復(fù)合而成。老滑坡東西長(zhǎng)85 m，南北寬95 m，坡高66 m，滑體坡度45～50°，后壁1～3 m。新滑坡位于老滑坡體中部，東西長(zhǎng)59 m，南北寬53 m。據(jù)勘探，老滑坡滑面為上陡下緩的圓弧形狀，剪出口位于半膠結(jié)的Qlal＋Pl砂礫石頂面，后部滑面傾角大于60°，滑體最大厚度20 m，總體積9.4萬(wàn)m3。新滑坡滑面較淺，滑體最大厚度10.5 m，體積1.6萬(wàn)m3。

2.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

由于滑坡規(guī)模不大，加之其上不適宜施工混凝土基座安裝GPS測(cè)點(diǎn)，故地表絕對(duì)位移監(jiān)測(cè)沒(méi)有實(shí)施；同時(shí)，滑坡體上及其后緣也未發(fā)現(xiàn)拉張裂縫等，故地表相對(duì)位移監(jiān)測(cè)也無(wú)法實(shí)施；因此，僅對(duì)其進(jìn)行深部位移監(jiān)測(cè)。選用C12型固定式鉆孔傾斜儀，儀器的工作范圍不小于±30°，分辨率15″（0.015 mm／m）。在滑坡體上分別布置3個(gè)深部位移監(jiān)測(cè)孔（圖2）。ZK1號(hào)監(jiān)測(cè)孔深度35.50 m，共安裝5個(gè)傾斜儀：1?！?＃測(cè)點(diǎn)，深度分別為10.70 m、14.00 m、19.50 m、25.50 m、34.40 m。ZK2號(hào)監(jiān)測(cè)孔深度12.35 m，共安裝3個(gè)傾斜儀：6?！?＃測(cè)點(diǎn)，深度分別為3.70 m、9.20 m、10.90 m。ZK3號(hào)監(jiān)測(cè)孔深度16.00 m，共安裝3個(gè)傾斜儀：9＃～11＃測(cè)點(diǎn)，深度分別為14.05 m、11.15 m、5.75 m。各測(cè)點(diǎn)的測(cè)線(xiàn)外接數(shù)據(jù)采集器，可以采集到各個(gè)時(shí)刻在鉆孔的各測(cè)點(diǎn)深度上的位移量大小。所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均由數(shù)據(jù)采集器按設(shè)定好的時(shí)間間隔自動(dòng)采集和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸，每隔2 h采集1次，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至固定IP地址接收。

圖2 寶塔山黃土滑坡深部位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布剖面

2.3 監(jiān)測(cè)曲線(xiàn)及結(jié)果分析

據(jù)2008年9月5日-2012年5月5日各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)繪出的深部位移量隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線(xiàn)（圖3）分析，位于滑坡體中上部ZK1鉆孔內(nèi)的的1＃～5＃傳感器、位于滑坡下部ZK2鉆孔內(nèi)的6?！?＃傳感器，以及位于滑坡體左下部ZK3鉆孔內(nèi)的9?！?1＃傳感器在監(jiān)測(cè)周期內(nèi)均未發(fā)生明顯變化。部分測(cè)點(diǎn)發(fā)生了小幅波動(dòng)，但位移均在0.05 mm之內(nèi)，量值很小，且呈來(lái)回波動(dòng)之勢(shì)，是由儀器本身的不穩(wěn)定性帶來(lái)的。結(jié)合監(jiān)測(cè)曲線(xiàn)和地質(zhì)條件綜合分析，寶塔山斜坡地段不具備發(fā)生深大滑坡的危險(xiǎn)，但若遇到特大暴雨，或持續(xù)連陰雨，則有發(fā)生淺表層滑塌的風(fēng)險(xiǎn)。

圖3 寶塔山黃土滑坡深部位移監(jiān)測(cè)結(jié)果曲線(xiàn)（2008年9月-2012年5月）

3 區(qū)域性黃土滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警方法

3.1 降雨型黃土滑坡預(yù)警指標(biāo)及等級(jí)

降雨是觸發(fā)黃土滑坡最重要和最廣泛的因素，因此，對(duì)于黃土滑坡設(shè)定雨量預(yù)警指標(biāo)，用降雨臨界值來(lái)設(shè)定預(yù)警等級(jí)，在理論和實(shí)踐上均是可行的。黃土滑坡的降雨預(yù)警指標(biāo)有3類(lèi)，分別是：第一類(lèi)預(yù)警指標(biāo)R0為當(dāng)日降雨量，其臨界值為10 mm、30mm、50mm；第二類(lèi)預(yù)警指標(biāo)R總為當(dāng)日及前15 d累計(jì)雨量，其臨界值為10 mm、43 mm、100mm；第三類(lèi)預(yù)警指標(biāo)P為滑坡發(fā)生概率。

式中：R1為前1 d降雨量，R2為前2 d降雨量，R3為前3 d降雨量，第三類(lèi)預(yù)警指標(biāo)的臨界值分別為25%、50%、75%［12］。這樣，利用一個(gè)地區(qū)的滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃［16］，結(jié)合降雨臨界值，就可以設(shè)定不同的預(yù)警級(jí)別。

研究區(qū)可分為滑坡高風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)三類(lèi)區(qū)域。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的高低和降雨臨界值大小的對(duì)比關(guān)系，可按表2來(lái)設(shè)定預(yù)警級(jí)別，共設(shè)定I級(jí)、II級(jí)、III級(jí)、IV級(jí)、V級(jí)預(yù)警。I級(jí)表示極有可能發(fā)生滑坡并由此帶來(lái)很大的危害，需要最強(qiáng)的預(yù)警；II級(jí)表示很有可能發(fā)生滑坡并由此帶來(lái)大的危害，需要強(qiáng)預(yù)警；III級(jí)表示有可能發(fā)生滑坡并由此帶來(lái)一定的危害，需要預(yù)警；IV級(jí)表示只有在不利的情況下才可能發(fā)生滑坡，需要一定程度的關(guān)注；V級(jí)表示只有在最不利情況下才可能發(fā)生滑坡，需要輕微關(guān)注即可。為了更有效地防范地質(zhì)災(zāi)害，需要向社會(huì)發(fā)布某些高級(jí)別的預(yù)警以引起公眾的注意，可將I級(jí)和II級(jí)預(yù)警靶區(qū)向公共發(fā)布，III級(jí)及以下則不需發(fā)布。

3.2 降雨監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)方法

在條件允許的情況下，雨量站的布設(shè)應(yīng)遵循以下三個(gè)原則。

表2 區(qū)域性黃土滑坡降雨預(yù)警指標(biāo)及等級(jí)

（1）每個(gè)小流域應(yīng)布設(shè)一個(gè)以上的雨量站。黃土地貌單元主要由一個(gè)個(gè)的溝壑系統(tǒng)組成，每個(gè)小流域由一條主溝及若干支溝組成，同一小流域由于溝壑系統(tǒng)發(fā)育階段的一致性，往往具備相似的流水侵蝕深度、坡體結(jié)構(gòu)和巖土體條件，因此其黃土滑坡的發(fā)育條件也是相似的。換言之，同一條小流域往往處在同一個(gè)易發(fā)程度分區(qū)里，因此使用相同的降雨監(jiān)測(cè)值進(jìn)行臨界預(yù)警也是比較恰當(dāng)?shù)?。而且黃土高原區(qū)的降雨局地性很強(qiáng)，尤其是大暴雨，往往在相鄰的兩個(gè)溝內(nèi)雨量有很大的差異，因此，如果條件許可，在每個(gè)小流域內(nèi)布設(shè)1個(gè)雨量站是必要的，且應(yīng)盡量布設(shè)在中游地段，如果流域上下游高差很大，有必要增加雨量站。

（2）每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均應(yīng)布設(shè)雨量站?；卤O(jiān)測(cè)預(yù)警的最終目的是為了減災(zāi)防災(zāi)，這是一項(xiàng)行政職能。一般而言，縣級(jí)國(guó)土資源局是行政主管部門(mén)，而隨著責(zé)任的逐級(jí)落實(shí)，直接責(zé)任主體是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)。因此為了更實(shí)效地進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)警，以及應(yīng)對(duì)災(zāi)害，應(yīng)加強(qiáng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)的技術(shù)力量，在每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)布設(shè)一個(gè)自動(dòng)雨量站就尤為重要。

（3）在黃土滑坡的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)應(yīng)加密布設(shè)。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)由于滑坡密度較大，人員財(cái)產(chǎn)分布較多，應(yīng)更好地控制局地降雨量的差異性，以達(dá)到精細(xì)化降雨預(yù)報(bào)和滑坡預(yù)警的功效。

3.3 區(qū)域監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)和模型庫(kù)組成。數(shù)據(jù)庫(kù)包括自然地理、地質(zhì)災(zāi)害及隱患點(diǎn)、承災(zāi)體、區(qū)劃結(jié)果、降雨監(jiān)測(cè)、滑坡專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)、簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)、人工巡查、綜合文檔等7類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)。模型庫(kù)包括風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成、預(yù)警預(yù)報(bào)、Web發(fā)布、應(yīng)急管理等5個(gè)模型庫(kù)。其中預(yù)警預(yù)報(bào)模型是整個(gè)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的核心，它以自然地理、人文經(jīng)濟(jì)、地質(zhì)環(huán)境等作為基礎(chǔ)信息，以詳細(xì)調(diào)查和補(bǔ)充調(diào)查的地質(zhì)災(zāi)害隱患區(qū)或隱患點(diǎn)作為預(yù)警對(duì)象，以降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)劃、危害程度信息等作為輸入信息，以預(yù)警判據(jù)作為運(yùn)算法則，通過(guò)模型運(yùn)算，便可輸出模型運(yùn)算結(jié)果，即地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)產(chǎn)品（圖4）。

圖4 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警模型結(jié)構(gòu)圖

4 區(qū)域性黃土滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警實(shí)例

4.1 自動(dòng)雨量站布設(shè)及安裝

本次在延安市寶塔區(qū)進(jìn)行滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警，該區(qū)共20個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總面積3 556 km2。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育各類(lèi)黃土滑坡，雨量站的布設(shè)基本遵循了上述三條原則，共建有18個(gè)自動(dòng)雨量站。其中北部區(qū)域滑坡發(fā)育較多且人口密度大，因此雨量站布設(shè)較密；而南部區(qū)域主要為林區(qū)，滑坡發(fā)育較少且人口稀少，雨量站布設(shè)較稀疏。

雨量站由雨量計(jì)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備箱、一體化支架、混凝土基樁組成。其選址應(yīng)選在野外開(kāi)闊地，站址周?chē)?5°范圍內(nèi)不能有建筑及樹(shù)木，GPRS／GSM信號(hào)穩(wěn)定，還應(yīng)考慮設(shè)備的安全問(wèn)題。混凝土基樁應(yīng)埋入地面以下40 cm，一面朝南便于太陽(yáng)能電池板采光，設(shè)計(jì)尺寸：底座40×40 cm，頂面30×30 cm，高110 cm。雨量計(jì)的測(cè)量單元為32位CPU，配置了大容量固態(tài)內(nèi)存，數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)5年；集成了RS232／RS485接口、GPRS通信模塊、短距無(wú)線(xiàn)通信模塊，提供多信道多路由通信功能，測(cè)量精度為0.5 mm，能夠滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)需求。

4.2 預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警結(jié)果

借助延安市已有的氣象數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，以本地和遠(yuǎn)程雙服務(wù)器構(gòu)成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，將各臺(tái)站的溫度、降水以及天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)到服務(wù)器中，實(shí)現(xiàn)所有雨量站實(shí)況數(shù)據(jù)和未來(lái)7 d（168 h）區(qū)域預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸。根據(jù)開(kāi)發(fā)的“延安市地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)”，將雨量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)接口，通過(guò)雨量插值分析模塊確定區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)降雨量大小，再通過(guò)預(yù)警分析模型即可對(duì)任意一點(diǎn)的預(yù)警級(jí)別進(jìn)行判斷。將預(yù)警級(jí)別輸出到1∶5萬(wàn)地理底圖上，即可得到預(yù)警結(jié)果圖。如圖5是寶塔區(qū)2013年08月26日20：00點(diǎn)至27日20：00點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警結(jié)果，可以看出，該時(shí)間段內(nèi)無(wú)I級(jí)（可能性很大）和II級(jí)（可能性大）的預(yù)警，僅在局部區(qū)域有III級(jí)預(yù)警（圖5中黃色）。

圖5 延安市寶塔區(qū)區(qū)域性黃土滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警結(jié)果圖

5 結(jié)論

（1）在單體尺度上，黃土崩塌、黃土滑塌、黃土滑動(dòng)有不同的變形破壞特征，應(yīng)根據(jù)各自的特點(diǎn)采用合適的監(jiān)測(cè)技術(shù)方法，這樣不僅技術(shù)合理，而且經(jīng)濟(jì)合理。

（2）根據(jù)單體滑坡監(jiān)測(cè)方法，對(duì)寶塔山黃土滑坡進(jìn)行了深部位移監(jiān)測(cè)。據(jù)監(jiān)測(cè)曲線(xiàn)和地質(zhì)情況分析，該斜坡體較為穩(wěn)定，若遇特大暴雨或持續(xù)連陰雨，則可能發(fā)生滑坡。

（3）在區(qū)域尺度上，可通過(guò)觸發(fā)因素的監(jiān)測(cè)來(lái)進(jìn)行滑坡預(yù)警，降雨監(jiān)測(cè)是一種有效的方法，并且雨量站的布設(shè)應(yīng)滿(mǎn)足一定的要求。可將黃土滑坡風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃與降雨臨界值耦合設(shè)定預(yù)警級(jí)別，以進(jìn)行區(qū)域性的滑坡預(yù)警。

（4）根據(jù)區(qū)域滑坡監(jiān)測(cè)方法，在延安市寶塔區(qū)建立了18個(gè)自動(dòng)雨量站，利用開(kāi)發(fā)的“延安市地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)”可對(duì)區(qū)內(nèi)黃土滑坡風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)。

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Loess Landslide M onitoring and Early-warning M ethods and Practices on Scale of Single Slope and Regional Scope

Tang Yaming，Xue Qiang，Li Zhengguo and Feng Wei
（1.Xi’an Center of China Geology Survey，Xi’an 710054，China；2.Key Laboratory for Geo-hazards in Loess Area，China Ministry of Land and Resources，Xi’an 710054，China）

Themonitoringmethods that applied on different types of loess landslides should not be the same，which is due to the different characteristics of deformation of them.Furthermore，themonitoringmethod of a region differs greatly from of a single.So it is very necessary to study the loess landslidesmonitoringmethods comprehensively.On the scale of single to region；and also on the view ofmethods to practice，we discuss the loess landslide monitoring and early-warning separately.For the scale of single slope，the loess fall，loess slump and loess slide have the different characteristics of their deformation，so it should be applied suitablemonitoring methods on each of them.For the scale of region，the landslide early-warning can be done bymonitoring the triggering factors for example rainfall.The alert level is set by the regional landslides risk zoning and the rainfall threshold.We practice themethods ofmonitoring single loess landslide on Baotashan slope，meanwhile themethods ofmonitoring regional loess landslide in Baota District of Yan’an area，and got the results separately.

loess landslide；geo-hazards；landslidemonitoringmethods；monitoring and early-warning；geohazardsmonitoring in smallwatershed

P694；X43

A

1000-811X（2015）04-0091-06

10.3969／j.issn.1000-811X.2015.04.018

唐亞明，薛強(qiáng)，李政國(guó)，等.基于單體和區(qū)域尺度的黃土滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警方法與實(shí)例［J］.災(zāi)害學(xué)，2015，30（4）：91-95.［Tang Yaming，Xue Qiang，Li Zhengguo，etal.Loess Landslide Monitoring and Early-warning Methods and Practices on Scale of Single Slope and Regional Scope［J］.Journal of Catastrophology，2015，30（4）：91-95.］*

2015-03-16 修回日期：2015-05-30

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41202256）；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（1212010740907，12120114035701）

唐亞明（1973-），女，湖南永州人，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和研究工作.

E-mail：tangyaming73＠sohu.com