近日，中国地质调查局地球物理调查中心携最新研发的震龙无人机震源激发系统亮相2024年全国科技活动周北京主会场，展示了现阶段地震勘探震源激发方向的新型成果，吸引了来自全国各地的科研机构、高校和创新型企业的关注。

震龙无人机震源激发系统是地球物理调查中心自主研发的一款科技产品。该系统集成了无人机技术、无人智能技术、测绘导航技术、激光测距技术和动力机械技术等，能够在复杂地形条件下快速、准确地完成地震波激发任务，为地震勘探、地质灾害预警等领域提供强有力的技术支持。

该系统研发团队技术负责人表示，该系统不仅受地表环境因素影响小、操作简单、自动化程度高，还安全性高、能量强、体积小、机动灵活，具有广阔的应用前景。未来，他们将继续深化研发，推动该系统的广泛应用，为新时代地质调查事业作出更大的贡献。

近日，地调局水环中心获得一项实用新型专利。专利名称：一种数显裂缝检测装置，专利号：ZL201720284914.4。

本实用新型专利公开一种数显裂缝检测装置，结合先进的传感器技术、低功耗技术及智能算法技术，利用容栅传感器、低功耗微处理器、先进的制作工艺，对地质灾害现场墙体裂缝进行实时监测。主要包括传感器模块，用于测量直线位移；传感器模块滑动设置在滑尺上，滑尺的两端设置有用于固定的第一固定孔，传感器模块两端设置有用于固定传感器模块的第二固定孔；控制器模块，用于对检测数据进行分析处理；信号调理模块，用于将传感器模块发出的信号经过调理发送至控制器模块。该报警器体积小、功耗低、精度高、简单易操作、具备可视化人机交互界面，可实现对地质灾害墙体裂缝的高精度识别及现场声光报警，可以实时监测裂缝的变形情况，有效减少伤亡损失。

近日，从国家知识产权局网站获悉，自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所研发的“一种防盗式水文监测仪器放置装置”获得国家实用新型专利授权，专利号：ZL 2018 2 0228353.0。

本实用新型专利涉及一种野外水文监测仪器放置装置，尤其是涉及一种泉（或地下河）出流口监测仪器放置装置。包括保护罩、基座两大部分，其中保护罩由罩盖、通讯孔、三角形螺帽、钥匙螺杆、螺杆保护管、罩体、链接螺帽等构成，罩体用于放置监测仪器主机。基座由圆柱形水泥底座、仪器放置管、进水管、出水管、三通管、进水端防护网、出水端防护网、正T型螺纹钢筋、梯度盘等构成。保护罩与基座之间通过倒T型螺纹杆衔接，基座与渠底通过正T型螺纹钢筋连接。基座内部采取圆柱体中空设计，安置仪器放置管；仪器放置管通过三通管与进水管、出水管连接，并呈小角度倾斜放置。进水管、出水管与三通管衔接部位安置钢丝防护网。

本实用新型专利结构简单，体积小，造价低，功能全，多层安全防护，非屏蔽，非常适合泉、地下河、地表河等流动水体水文监测仪器长期安全放置。

近日，地调局水环中心获得一项实用新型专利。专利名称：一种数显裂缝检测装置，专利号：ZL201720284914.4。

本实用新型专利公开一种数显裂缝检测装置，结合先进的传感器技术、低功耗技术及智能算法技术，利用容栅传感器、低功耗微处理器、先进的制作工艺，对地质灾害现场墙体裂缝进行实时监测。主要包括传感器模块，用于测量直线位移；传感器模块滑动设置在滑尺上，滑尺的两端设置有用于固定的第一固定孔，传感器模块两端设置有用于固定传感器模块的第二固定孔；控制器模块，用于对检测数据进行分析处理；信号调理模块，用于将传感器模块发出的信号经过调理发送至控制器模块。该报警器体积小、功耗低、精度高、简单易操作、具备可视化人机交互界面，可实现对地质灾害墙体裂缝的高精度识别及现场声光报警，可以实时监测裂缝的变形情况，有效减少伤亡损失。

各地安装地质灾害普适型监测预警设备。 张鸣之 陈彦 供图

阅读提示：自然资源部地质灾害监测预警新技术新装备——地灾普适型监测预警设备，目前已在全国9个省（区、市）推广试用。该设备围绕突发性地灾“防”的核心需求，走“规模化”的道路，通过发展集成化、模块化、芯片化的途径提高性价比，降低研发成本，力争突破监测预警设备推广的瓶颈。未来，先进的理论加上普适的设备，将明显提升我国地灾隐患点识别和管控的能力。

入汛以来，全国多地迎来持续强降雨，地质灾害防治箭在弦上。在全国9个省（区、市）推广的自然资源部地质灾害监测预警新技术新装备——地灾普适型监测预警设备，也迎来紧张的试用考验。

4月20日下午，部署在湖北省秭归县卡门子湾滑坡的地灾普适型监测预警设备，及时捕捉到滑坡变形错动信息。中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）及时与湖北省自然资源厅、省地质环境总站、宜昌市自然资源局和秭归县自然资源局等单位召开“国家—省—市—县”四级联合会商视频会，综合研判滑坡的变形现状和发展趋势，确定预警等级为黄色。当地迅速采取防范措施，有效保障了滑坡影响区人民群众生命财产和三峡库区航道安全。

五一节期间，湖南省凤凰县降雨持续，百余名群测群防人员早早启动了一日三次的巡查模式。今年，群测群防员龙菊平心里踏实多了：早些时候，当地自然资源部门在沱江镇虹桥村滑坡隐患点安装了地灾普适型监测预警设备，有了这群并肩战斗的“小伙伴”，龙菊平说：“智能监测与我们筑起双防线，共同守护父老乡亲的平安！”

事实上，这一由中国地质调查局地质环境监测院牵头，联合19家相关单位研发试用的新设备刚满“周岁”。时间虽不长，已然交出了一份喜人的成绩单。“我们研发的普适型设备是适用于复杂地形地质条件、可靠耐用、性价比高、方便携带的监测预警技术装备组合。”自然资源部地质灾害技术指导中心首席科学家、地灾普适型监测预警设备研发团队负责人殷跃平介绍，“截至目前，我们共接收各类有效监测数据2500余万条，设备故障率在6%以下，总体运行稳定可靠！”

1 攻坚

预警地灾的新突破

“地灾隐患在哪里？”“什么时间可能发生？”一直是地灾防治工作两大核心问题。解决“何时发生”的地灾预测，更被喻为“世界级”难题。“经过20世纪90年代以来以县为单位的1∶10万地灾调查和最近十多年来实施的1∶5万地灾详查，我国已摸清28.6万处地灾隐患点，构建了36万人组成的群测群防队伍，初步形成了地灾监测预警理论技术体系和科技支持保障体系，全国每年因地灾伤亡人数从90年代末的1500人降至最近几年的200多人。可以说，地灾防治工作取得了举世公认的成效。”殷跃平告诉记者。然而，成绩之下一个数据却不容回避：全国每年新发生的地灾，80%都发生在已圈定的隐患点范围之外。

为何还会出现“80%”的盲区？殷跃平指出，我国地灾防治形势依然严峻复杂，近年来，随着极端强降雨等灾害性天气的频繁出现，以及人类工程活动的增加，地灾防治工作面临许多新的问题：一方面，突发性地灾“中心”由城镇向乡村转移，呈现随机性更大，隐蔽性更高和累计破坏性更强的特点；另一方面，“视线外”的高位远程滑坡—碎屑流—泥石流等“链状”地灾造成的群死群伤特大灾害日益凸显，准确进行预测和防范的难度明显增大。

“从目前来看，我们对孕灾地质环境的调查远远不够，对易滑结构、成灾模式、预警模型的探索研究尚不能满足防灾的需求。”殷跃平介绍，比如，去年贵州水城“7·23”山体滑坡灾害（造成52人死亡），事实上，当地村组的地灾群测群防工作比较到位，专业队伍还采用了高分遥感和InSAR等高新技术对该区进行了动态调查，所圈定出的隐患点是位于村前的三叠系飞仙关组构成的陡坡地区，这套地层构成的易滑地质结构与2017年贵州纳雍“8·28”特大滑坡（造成38人死亡）非常相似，但实际上发生特大灾害的是位于村后1公里之外的二叠系峨眉山玄武岩构成的缓坡上，这种易滑地层形成的高位远程滑坡在该区较为罕见。“因此，我们提出了以空间信息技术、地面测绘、地质勘查和风险管控相结合的新一轮地灾风险调查思路：运用综合遥感技术开展1∶5万基础性调查；运用无人机、地面测绘与地质勘查手段开展以乡镇、村组等人口聚集区为重点的1∶1万精细化调查；通过开展省、县、村三级宏观、中观和细观地灾风险区划，为防灾减灾规划提供基础，跳出以隐患点为中心，‘排查—再排查—再再排查’的就点管点的被动状态。”

在科技支撑方面，虽然全国已有众多“高精尖”的地灾监测预警设备，有的已经达到世界级水平，但往往价格不菲，安装一套设备动辄需要上百万元，对于地灾点多面广的国情而言，大规模布设并不现实。有些设备还不能适应恶劣的野外环境，运维费也很昂贵。

为解决地灾防治的突出问题，进一步提高专业技术水平，2018年11月，自然资源部召开地灾监测预警科技创新研讨会，明确围绕突发性地灾“防”的核心需求，聚焦“地灾隐患在哪里”“什么时间可能发生”等关键问题，力争突破监测预警技术的瓶颈。

按照自然资源部、中国地质调查局的部署，由中国地质调查局地质环境监测院牵头，联合19家相关单位组建了“学科交叉、部门联动”的技术攻关团队，拉开了全力开展地灾监测预警普适型设备研发与适用工作的大幕。

殷跃平认为，“共性”和“性价比”是普适型监测预警设备特别强调的两个要素。长期以来，一些地方形成了“每个滑坡都不一样”的粗浅意识，因此，人为设置了滑坡预警预报是世界难题的不易逾越的屏障。实际上，滑坡也具有“共性”，都属于斜坡运动的范畴，这就是普适性。他举例说明：“我们每个人都各不相同，但作为‘人’这一群体它是有共性的。滑坡也一样，不同的滑坡总有相同的DNA，普适型设备就是要通过孕灾条件、监测数据、成灾机理研究，找到滑坡的共性，掌握其运动规律和理论原理，建立预警模型，进而提高预警的科学性和准确性。”

在“高性价比”方面，殷跃平指出，以往对地灾隐患点的监测过度追求精度，有的设备监测甚至精准到毫米、亚毫米级，这对于城市和重大工程来说是必要的。但实际上，对于广大乡村防灾减灾而言，厘米级，甚至分米级的精度就能避免重大伤亡，而财产损失是次要的。只要发现隐患点出现显著变化，群众及时撤离即可达到避险目的，监测设备的可靠性和实用性则更为重要。

2 实用

聚焦需求护一方平安

记者了解到，目前通过自主研发和集成研发，普适型监测预警设备研发和试用取得三方面进展。

一是聚焦降水和地表变形，研发出裂缝计、GNSS卫星定位系统、倾角计、加速度计，以及雨量计和土壤含水率计6种普适型监测预警设备。这些设备以“提高可靠性、提高集成度、降低功耗、降低成本”为目标，集成度高、功能优化，并借助物联网传输技术，综合成本降低50%以上，操作简单、维护方便。

比如，同样是测量雨量，传统的翻斗式、虹吸式雨量计精度高，但体积较大，施工难度大，需要定期维护。最新的普适型雨量计采用光电或压电技术进行一体化设计，体积小，维护简单，便于安装。又如，传统的裂缝计量程短，采取分体式设计，故障率高。最新研发的设备加大了量程，采用窄带物联网和远程控制，设备待机功耗降低过半，提高了规模化推广的水平。

二是建立了监测数据传输通讯协议，统一了数据格式和传输方式，开发了地灾监测预警平台。研究人员针对目前市场上普遍存在的监测设备数据格式和传输协议不统一问题，在普适型设备研发中，编制完成《地灾监测数据通讯技术要求》，实现了地灾监测数据格式、接口方式和传输协议的统一，保障了多类型设备快速接入、分析预警及“国家—省—市—县”四级数据联通，初步实现监测数据“实时传输、实时查看、实时分析和实时预警”的监测预警功能。

三是根据典型性与迫切性相结合的原理，在重庆、四川、贵州、云南、甘肃、湖南、湖北等9个省（区、市）的高山峡谷、丘陵山区、黄土地区、地震影响区等4类孕灾地区，选定29处典型的崩塌、滑坡灾害隐患开展样机试用。构建了由中国地质调查局地质环境监测院牵头，省自然资源厅、地灾防治技术支撑单位、地方自然资源部门以及设备研发单位等共同实施、多级联动的工作机制，达到了样机试用、监测实践的双重目的。

运行效果如何？一线人员已经有不少反馈。

“方便、实用，满足了使用需求。”甘肃省地质环境监测院副院长李瑞冬说。2019年7月，该院通过野外调查、综合比选，最终选择了永靖县具有一定典型性和代表性的黄土地灾隐患点布置了普适型监测预警设备，并开展了信息系统部署、监测数据整理分析与综合研究等工作。“之前做滑坡灾害深部位移监测，需要先打好钻孔、装上监测管，再往管里陆续安装倾斜仪等专业设备，程序繁多、设备体积大。现在使用普适型倾角仪，所有监测设备集成一体，只需从地表往下戳进60厘米左右的桩就能进行监测，施工便捷度有质的提升。”李瑞冬告诉记者，此外，10万元以内的单点建设费用与之前一套差不多80万元的监测设备相比，能减轻不少财政压力。

贵州省在盘州市羊场乡下午村进行了示范点建设，安装了3套GNSS，3套裂缝计，1套雨量计和5套崩塌加速度计和4套倾角计。为真实体现出与传统自动化监测设备的差异，GNSS选择了共用基站的方式，设备均安装在原有同类设备的附近区域。“通过对比表明，普适型设备可有效反应地灾隐患点的动态变化，设备数据反应灵敏。”贵州省自然资源厅地勘处负责人高玉平说。

湖南省完成了19处专业地灾监测点和25处群测群防监测示范建设，共布设普适型设备300多套，2019年省自然资源厅发布了《湖南省重要地质灾害隐患普适化监测技术要求（试行）》，湖南省自然资源事务中心地灾部雷耀波认为，湖南地质环境复杂，地灾隐患点数量多，规模主要以中小型为主，普适型设备将有较大的发展空间。

3 推广

分区分类覆盖全国

“科学技术一定要解决国家的急需。”殷跃平指出，许多获得过大奖的监测预警项目原理都是非常先进的，但遗憾的是大多停留在实验室研发阶段，而普适型监测预警设备的研发必须要走一条“规模化”的道路。“我们在研发之初就让企业参与其中，通过发展集成化、模块化、芯片化的途径提高性价比，降低研发成本，把研发和推广结合起来。先进的理论加上普适的设备，将明显提升80%‘视线外’的地灾隐患点识别和管控的能力。”

根据最新设备成熟度、工业化生产能力调研分析：2020年汛期每种普适型设备可产生1万套左右，结合全国地灾险情，可分区分类进行推广。

对此，殷跃平建议，首先要聚焦青藏高原及周缘地区、云贵高原、秦巴山区、西北黄土高原、湘鄂桂山区、东南沿海山地丘陵等地灾高中易发区，这些地区有不少刚刚脱贫摘帽的贫困县、贫困村，不仅要避免因灾返贫，更要避免群死群伤重特大灾害的发生。二是要针对险情较大的地灾隐患及早部署，特别是单体地灾威胁30人以上、暂时无法实施工程治理或搬迁避让的地灾隐患，要确保实时掌握地灾发生发展过程。根据测算，今年可对3000处险情较大地灾隐患采用普适型设备进行监测。

此外，为保障监测预警数据采集、传输、处理、分析各环节标准统一，还应注意将现有监测预警信息示范平台与普适型设备同步推广应用。深化机制建设与组织保障，充分发挥地方政府地灾防治主体责任，构建地方政府、省（区、市）自然资源厅（局）、地灾防治技术支撑单位、市县级自然资源管理部门和设备研发生产单位等共同实施、多级联动的工作机制等。

殷跃平同时坦言，作为新型技术设备，普适型监测预警技术研发面临重重挑战。如：试用时间短，未经受长期、复杂气象条件的考验，有些问题可能还没有暴露出来；引导企业加快产品标准化、批量化和工程化生产仍需要一个过程；智能化预警模型还需要进一步探索；核心技术自主化仍需要加强等等。下一步重点工作，将抓住核心预警预测功能集中攻关，为更大范围推广应用做好准备。

五一节前夕，好消息频频传来：一则，由中国地质调查局地质环境监测院起草的《地质灾害专群监测预警技术指南（试行）》与《地质灾害监测通讯技术要求》，作为自然资源部地灾防治三年行动方案下发各省参照执行。这两部技术要求可指导和规范崩塌、滑坡和泥石流等地灾隐患的专群结合监测预警工作，有利于提高地方防灾避险能力。二则，“滑坡崩塌灾害普适型智能化实时监测预警仪器研发”国家重大专项获批，该项目的实施将推动我国防灾减灾体系的标准化和技术进步，推动地灾监测预警技术装备产业化发展，为我国地灾三年行动实施提供支撑。

据了解，为应对地灾风险，2020年全国汛期地灾防治工作视频会议强调，要加快普适型监测预警仪器设备集成研发和试用，进一步强化预警科学性、及时性、准确性。四川、湖南、甘肃、贵州陆续发文，明确今年逐步开展普适型监测设备试点建设工作。重庆市确定将以分类分级方式，对已查明的所有隐患点推进普适型设备的安装与自动监测。业内人士指出，随着新一轮1∶5万调查和风险评价、1∶1万精细化调查开展，不仅会找到更多地灾隐患点，而且“找”的过程还可能会引入普适型新技术手段。

可以预见，未来普适型监测预警设备将与合成孔径雷达测量、高分辨率卫星遥感、无人机遥感、机载激光雷达测量等多种新技术手段，形成天空地一体化作战方式，在地灾防治工作中发挥更好的作用，守护群众的生命财产安全。

链接

地灾普适型监测预警设备

■特点

运行可靠、功能简约、精度适当、性价比高、安装快捷、维护方便、智能预警

■六种设备

普适型雨量计：采用新型光电式、压电式传感器，体积小，维护简单。

土壤含水率计：无须标定，探测范围大，采用多参数一体化设计，尺寸小，可在15分钟内完成安装。

裂缝计：加大量程、窄带物联网和远程控制，设备待机功耗降低50%，对于加速变形阶段的采集能力明显提升。

普适型GNSS：将监测精度由毫米级调整为亚厘米级，增加一体化预埋箱方式，运行功耗与综合成本显著降低。

倾角计和振动加速度计：内置电池可不间断供电2~3年，已形成微芯桩、变形桩等多参数一体化监测预警设备，易安装易维护。

在四川宜宾设立的地质灾害普适型监测站

普适型地质灾害监测预警设备

运行可靠 功能简约 精度适当 性价比高 经济实用

雨量计：采用新型光电式、压电式传感器，体积小，维护简单，便于安装。

土壤含水率计：无须标定，探测范围大，采用多参数一体化，可在15分钟内完成安装。

裂缝计：加大量程、窄带物联网和远程控制，设备待机功耗降低50%。

GNSS：精简功能、优化安装方式、解算算法，功耗降低50%，成本降低50%，动态解算精度达到亚厘米级。

倾角计：采用一体化、物联网传输，大幅度降低成本，延长电池供电时限。

加速度计：现重点研究冲击加速度、振动频率变化与滑坡稳定性关系，用于临灾预警定性分析。

党的十八大以来，国家实施防灾减灾救灾新战略，为地质灾害防治工作提供了明确方向——聚焦地质灾害隐患在哪里、什么时间可能发生等关键问题，破解监测预警技术瓶颈。当前，面临地质灾害防治工作新形势，自然资源部中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）在地质灾害监测预警新技术、新方法方面取得新进展。

我国地质灾害监测预警工作取得明显成效

8月初，受“利奇马”台风的影响，我国东部大部分地区迎来暴雨。此时，中央电视台《天气预报》中的“地质灾害风险预报”栏目格外引人注目。这个栏目向全国观众预报近期的地质灾害风险，圈定地质灾害高发区、频发区范围，发出地质灾害预警警报，因为预报及时、分析准确，长期以来广受好评。

2003年，原国土资源部和中国气象局签订了《国土资源部和中国气象局联合开展地质灾害气象预报预警工作协议》，共同开展地质灾害预报预警工作。目前，地质灾害气象预警工作已覆盖全国30个省（区、市）、1660个县（市、区），实现了对区域降雨型地质灾害风险的有效防范，在避险避让工作中发挥了重要作用。

地质灾害气象预警预报工作所取得的成绩只是我国地质灾害预警预报工作的一个方面。我国山体崩塌、滑坡和泥石流易发区面积约为712万平方千米，灾害风险隐患分布广，动态变化，且地域分异性强，监测预警工作是行之有效的避险防范支撑。

当前，我国已在全国地质灾害易发地区，建立了县、乡、村、组四级群测群防体系，对全部已查明隐患点进行简易监测。在三峡库区、汶川地震灾区、哀牢山地区、东南沿海台风暴雨区等地建立了10多处地质灾害专业监测示范区；在重庆、四川、云南、甘肃、湖南、湖北、陕西、贵州、福建等省份，相继组织实施了地质灾害专业监测站点建设。自然资源主管部门会同国务院建设、水利、铁路、交通等部门，指导大中型企业、水力电力、能源、交通等建设单位，落实监测预警责任，实施动态监测，引导全社会协同防灾减灾。

经过多年示范研究与工程实践，我国已初步形成地质灾害监测预警理论技术体系，涌现出一批学术团体与专家队伍，形成了地质灾害监测预警科技支撑体系。

6种单功能普适型地质灾害监测预警设备成功研发

“隐患在哪里？”“什么时间可能发生？”这是地质灾害防治工作的两个核心问题。如何给出这两个答案，需要破解关键技术瓶颈，运用自主研发与集成研发两种科技资源，促进地质灾害专业化监测预警体系建设，提升全社会地质灾害避险防范能力。

近日，中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）联合15个企事业单位共同研发了6种单功能普适型地质灾害监测预警设备。当前，设备已完成室内模拟测试和特定点位野外测试工作。

按照地质灾害监测预警普适性技术装备“运行可靠、功能简约、精度适当、性价比高、经济实用”的定位，在确保仪器可靠性与精度需求的前提下，重点推进“提高可靠性，提高设备集成度和新技术应用，降低功耗，降低成本”的研发目标，中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）联合有关企事业单位，推进并完成了雨量计、土壤含水率仪、裂缝计、GNSS卫星定位系统、倾角计和加速度计6种设备与多参数一体化设备研发，制定了1部标准，建立了1个平台，形成智能感知、前后联动、实时预警的监测预警系统。

6种普适型仪器设备应用低功耗局域网、窄带物联网等传输技术，实现了低功耗与稳定通信。

传统的翻斗式、虹吸式雨量计发展已经较成熟，并且精度高，但是由于体积大，实施难度较大，需要定期维护。最新研发的雨量计采用新型光电式、压电式传感器，体积小，维护简单，便于安装。

土壤含水率计主要通过实时观测不同深度松散土体的体积含水量情况，由介电常数来反映土体湿度变化。传统的土壤含水率计需要标定、探测范围小、安装维护难度大。最新研发的土壤含水率计无须标定，探测范围大，采用多参数一体化，并且可在15分钟内完成安装。

传统的裂缝计量程短，采用分体式设计，故障率高。最新研发的设备加大量程、窄带物联网和远程控制，设备待机功耗降低50%。

传统的GNSS已较成熟，且功能多，但是安装复杂、综合成本高。最新的设备研发精简了功能、优化了安装方式、优化解算算法，研发成果功耗降低了50%，成本降低50%，动态解算精度达到亚厘米级。

倾角计是通过微机电系统传感器测量三轴方向上的角度变化，体积小、功耗低。传统的倾角计采用分体式、成本高。最新研发的倾角计采用一体化、物联网传输，大幅度降低了成本，延长了电池供电时限。

加速度计是通过微机电加速度传感器测量目标对象在三轴方向上的冲击加速度与振动频率，现重点研究冲击加速度、振动频率变化与滑坡稳定性关系，用于临灾预警定性分析。

此外，在前期地质灾害防治工程行业协会已颁布的团体标准《地质灾害监测通讯协议》基础上，增加了新型传感监测设备定义及监测数据格式，规范了传感器—遥测终端的数据通讯协议，以及遥测终端—物联网平台的数据通讯协议，并将其推进升级为行业标准。依据《地质灾害监测通讯协议》开发的“地质灾害监测预警物联网平台”，实现了数据实时传输，保障了多类型设备快速接入、分析预警及“国家—省—市—县”四级数据联通。

地质灾害监测预警技术研发仍面临重重挑战

标准规范依据不足。当前，我国地质灾害防治工作已经形成了基本的标准体系，近年来中国地质灾害防治工程行业协会牵头编制发布了三大类100余项团体标准。但由于地质灾害技术装备多是专业性非标设备，现有标准尚不能很好地指导监测预警研发工作。

社会协同创新不足。防灾减灾具有公益属性，现有科技支撑与研发体系相对集中于公益性事业领域，对技术溢出、产品推广、标准化生产以及成本控制不熟悉，社会力量参与不够，导致研发资源分散或分工不明确，性价比不能适应防灾减灾实际需求。

集成功效发挥不足。现有研发知识结构相对集中在某些领域，缺乏学科交叉驱动下的理论创新与方法创新，技术溢出效应不足或缺乏分级分层次的技术融合；不同技术单元或传感器之间有机联系不足，缺乏集成创新，制约着整体预警功效的发挥。

预警响应机制不足。2010年甘肃舟曲特大山洪泥石流灾害、2012年四川白鹤滩泥石流灾害、2014年重庆武隆滑坡灾害、2017年贵州纳雍张家湾崩塌灾害等相关监测预警教训表明，由于缺乏精准的预警模型与有机联系的响应方案，导致避险准备不足，浪费最佳撤离时机，影响避险成效。

面临重重挑战，地质灾害监测预警技术研发的脚步更不能停歇。6月起，中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）在西南山区、东北山区、西北黄土高原等地区陆续开展了地质灾害监测预警普适型仪器的示范应用，经过一个完整水文年后，将进行效果评估与优化改进。以此为基础，计划在3年完成5万处以上普适型仪器安装。接下来，中国地质调查局地质环境监测院（自然资源部地质灾害技术指导中心）将继续完善“物联网”平台建设，继上述6种仪器设备外，年内将完成智能成像雷达和快速布设仪器2种设备样机的研发工作，并发布《地质灾害监测通讯协议》行业标准。

中国地质调查局成都地调中心技术人员在金沙江白格滑坡开展深部位移监测。任淑珍 供图

中国地质调查局水环地调中心在重庆市巫山县布设的鸡脑壳包滑坡实时GNSS监测点。范基姣 供图

我国由于地形地貌、地质条件、气候类型复杂多样，地质灾害易发、多发、频发。据统计，全国现有地质灾害隐患点28.6万余处，受调查精度、技术等因素影响还有大量隐患尚未查明。我国地质灾害防治工作仍面临不少问题和挑战。

自然资源部中国地质调查局负有为自然资源部履行地质灾害防治职责提供技术支撑和信息服务的职责。为履行这一职责，近年来，中国地质调查局瞄准地灾高易发区，研发高精度调查监测技术方法，开展大比例尺地灾调查和风险评价，更新完善全国地质灾害信息系统，不断提高对地质灾害防治工作的科技支撑能力。

地质灾害调查：向高精度迈进

地质灾害调查是实现地质灾害防治的基础。2005年以来，为进一步掌握中—高地质灾害易发区地质灾害隐患特征，中国地质调查局部署开展了以地面调查为主、辅以少量钻探和物探工作的较详细调查评价示范，为全国开展调查工作提供技术标准和示范经验。截至目前，全国共计完成1585个县（市）调查和3万余处隐患点勘查；其中151个县（市）完成了地质灾害危险性评价，并针对城镇密集的地质灾害高易发区开展了1∶1万地质灾害易发、危险和风险区划。

2013年以来，中国地质调查局开展了以查明孕灾背景、易滑地层、主控因素、成灾模式、识别标志与预警判据为核心的地质灾害风险调查试点示范，目前已累计完成调查面积3万平方公里，在重点地区开展了1∶1万调查工作，在调查评价基础上于2017年编制完成了全国地质灾害易发程度分区图，易发等级划分为高、中、低三级，面积分别为121万、273万、318.2万平方千米，中—高地质灾害易发区主要分布在川东渝南鄂西湘西山地、青藏高原东缘、云贵高原、秦巴山地、黄土高原、汾渭盆地周缘、东南丘陵山地、新疆伊犁、燕山等地区。

随着地质灾害调查工作的开展，形成了一系列支撑服务地质灾害管理和社会公众的信息化成果，包括地质灾害调查数据录入、检查验收、集成系统，群测群防数据采集系统，野外数据采集系统，信息管理系统以及服务社会公众的地灾地图应用等，并逐步建立了“国家—省—市”地质灾害气象预警系统体系。近年来，全国地质灾害数据库平均每年更新约70个县（市）调查成果资料，初步形成“全国—省—市—县”四级地质灾害数据库联动更新机制。全国地质灾害数据库目前记录地质灾害及隐患点约28.6万处。

为支撑服务地质灾害防治和重大工程规划建设，中国地质调查局部署实施了南方山地丘陵区地质灾害调查、西部黄土区地质灾害调查、重要活动构造与区域地质调查和全国地质灾害监测预警与信息化4个工程，在南方山地丘陵区和西部黄土区针对不同孕灾背景示范开展地质灾害高精度调查、典型城镇地质灾害风险调查评价，以及重大高位远程地质灾害成灾机理调查研究，构建地质灾害和重大工程地质问题风险管控技术方法，建设完善全国地质灾害信息平台和数据库。

地灾监测预警：示范引领获初步成效

监测、预警是地质灾害防治的有力手段。我国目前地质灾害隐患点的监测预警以群测群防为主，仅有部分隐患点开展了专业监测。

群测群防是具有中国特色的地质灾害防灾减灾措施。当前，我国已建立起县—乡—村—组四级群测群防体系，1765个县（市）完成地质灾害群测群防“十有县”建设，全国约有30万名群测群防员，通过埋桩、埋钉、贴片等简易方法对房前屋后、村庄周边的地质灾害开展监测，初步实现了地质灾害隐患点的全覆盖，为减少人员伤亡和损失、增强公众的防灾意识和能力发挥了重要作用。

针对地质灾害高易发区，中国地质调查局开展了突发性地质灾害专业监测预警工作，先后在三峡库区、汶川地震灾区、云贵高原和西北黄土高原等地区开展了地质灾害监测预警示范，为我国地质灾害监测预警以及专群结合网络建设起到了积极的示范作用。

在三峡库区巫山县新城区，中国地质调查局建立了具有国际先进水平的地质灾害实时监测预警示范站。通过引进高精度GPS、固定式钻孔倾斜仪、BOTDR等高新监测技术方法，研制开发TDR、孔隙水压力监测仪、滑坡地下水微流速监测仪、地温与氡气监测仪等新型监测仪器，探索出一套集成化程度高、体积小、功耗低、供电方便、运行稳定、控制灵活、性价比高、易于推广的箱体式实时监测台站建设方法，解决了监测数据实时采集、传输、处理、发布等一系列关键技术难题，实现了实时监测。

在西北黄土地区，选择具有代表性的甘肃省永靖县黑方台滑坡，建立了集成滑坡诱发因素—坡体应力—滑坡变形的多参数综合监测体系，提出了黄土滑坡灾变的关键因子临界预警判据阈值，实现了远程自组网多参数监测网络体系，建立了集关键理论、关键参数的黄土滑坡综合监测示范基地。2015年4月29日，通过建立的黄土滑坡预警预报平台，成功预警黑方台南缘党川村罗家坡段滑坡，避免了450余人伤亡。

在西南山区，按照代表性、典型性和危害性的原则，在大渡河流域中游选择28处地质灾害点建立了6个监测示范站，安装了深部位移计、地表GPS、三维激光扫描仪、InSAR、水位计、雨量计、地声仪、泥位计等监测设备213台，建立了地质灾害单点和区域相结合、降雨和地质环境相结合的综合预测预报体系。2013年6月20日晚7点32分、2013年7月12日14点57分，该预测预报体系先后发布了海螺沟风景区3号营地的热水沟泥石流预警信息，100多人及时撤离，避免了人员伤亡。

2019年，中国地质调查局联合相关企业，集成研发了普适型地质灾害监测预警装备样机，并在西南山区、黄土地区、强震山区和高山—极高山区等4个区域开展样机安装和监测预警。

此外，近年来，重庆、四川、云南、甘肃、湖北等省（区、市）也相继开展了专业监测站点建设。据初步统计，目前自然资源系统累计建设多层次的滑坡、崩塌、泥石流自动化监测点5700余处，交通、水利、旅游等部门结合需求也建设了部分监测设施，为提高我国地质灾害监测预警水平积累了宝贵经验。

2018年，中国地质调查局开始推进全国地灾数据库与省级数据库的互联互通。截至今年8月，已基本实现25个省（区、市）与全国地质灾害数据库的互联互通和动态更新，系统掌握了全国地质灾害隐患本底数据、群测群防数据、部分专业监测数据和灾害事件等，并有助于及时掌握全国和省级地质灾害气象预警信息，为防灾减灾提供数据支撑。

今后工作部署：精准服务防灾减灾

地质灾害防治任重道远。要清醒认识到，当前，我国地灾调查评价精度、国土覆盖明显不足，群测群防和专业监测水平亟待提高，地质灾害成灾规律研究、隐患早期识别和精准预警预报依然面临技术挑战。

7月25日，自然资源部召开的全国主汛期地质灾害防治视频会议明确提出，不断提高调查精度，提升地质灾害监测预警预报的科技支撑能力。7月25日～27日，自然资源部党组书记、部长陆昊带队到湖南省郴州市调研地灾防治工作时指出，地灾防治在发挥已有群测群防好经验的基础上，还要大力加强技术支撑，不断提高地灾隐患点发现、监测、预警、治理的专业水平，让各级政府心里更有“底”，群众更有安全保障。要加快部系统已集成研发的预警设备样机在重点地灾隐患点进行试用、完善、推广，将群测群防和技术手段的作用叠加。

为深入贯彻落实党中央、国务院关于地质灾害防治工作的要求和部党组的有关部署，中国地质调查局将基于以往地质灾害调查评价工作基础，探索开展1∶5万地质灾害风险调查评价与区划示范。完善不同地区地质灾害孕灾控灾因素体系，建立地质灾害隐患早期识别技术方法体系、成灾模式和地质灾害风险调查评价方法，示范开展区域地质灾害风险区划，建立风险源头防控体系。对受地质灾害威胁严重的集镇、村落等人口聚集区以及重大工程规划建设区，采用边坡雷达、三维激光扫描、无人机等新技术新方法，开展1∶1万地质灾害风险调查，查明集镇建成区和规划区的地质环境条件、斜坡结构和稳定性、地质灾害发育分布、成灾特征、影响范围等，评估地质灾害风险，提出应对风险对策。

针对近年来突发地质灾害隐蔽性强、高位远程地质灾害识别难度大等实际问题，中国地质调查局将建立基于综合遥感的地质灾害隐患识别技术体系，建设国家级地质灾害隐患识别分析中心，构建大数据与高性能计算技术支持下的地质灾害隐患识别分析平台，开展遥感数据自动化计算分析与地质灾害隐患智能化识别，实现全国地质灾害易发区隐患本底调查与动态更新，显著提高隐患识别能力和调查效率。

围绕地质灾害防治需要，中国地质调查局将深入开展普适型地质灾害监测预警装备的研发与应用示范。充分结合我国地质灾害分布规律和特征，针对崩塌、滑坡和泥石流三类突发性地质灾害，选取可靠耐用、精度适当、部署简单、经济合理的装备，加大样机试用力度，对装备性能指标、功能配置、环境适应能力等方面进行验证。通过样机试用与完善，推进普适型地质灾害监测预警装备的推广应用，提高监测预警覆盖面、精准度、时效性，大幅提高我国地质灾害专群结合的监测预警覆盖率。

依托移动互联网、云计算、大数据、物联网、三维仿真、人工智能等新一代信息技术，中国地质调查局将汇聚全国地质灾害防治数据和遥感、气象等相关行业动态数据，实现地质灾害数据汇聚、管理、分析评价和服务全流程的信息化、智能化，建设功能全面、稳定可靠、开放共享的全国地质灾害信息平台和多级多部门联动更新、高效整合的地质灾害数据库，精准服务防灾减灾，显著提升我国地质灾害防治信息化水平与防灾减灾支撑服务能力。

自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所（以下简称“探矿工程所”）始创于1957年，从我国勘探技术“零起点”出发，艰苦奋斗，矢志国家地质勘探技术研究，1959年在北京周口店建立勘探试验站，从此开始了以地质勘探科研报国的漫漫征程。

上世纪70年代，以探矿工程所为首的一批国内大名鼎鼎的泥浆、勘探技术专家进驻西藏羊八井，提出了地热钻井与成井一整套技术与工艺措施，成功解决了一系列难题，取得十多项重大科研成果，获得原地质矿产部科技成果一等奖。

1984年与1985年交替之际，原地质矿产部决定，“周口店勘探试验站”改为独立的县团级事业单位，这标志着勘探试验站正式独立，名称改为“地质矿产部勘探试验站”。从此拉开了我国科技体制改革试点工作的序幕。

1985年10月28日，原地质矿产部正式批准将“地质矿产部勘探试验站”更名为“地质矿产部探矿工程研究所”。

1995年，探矿工程所受邀指导完成西藏羊八井钻探工程，确立了其深部高温地热钻探技术在国内的领先地位。

2000年8月25日，经中央编制办公室批准，“地质矿产部探矿工程研究所”更名为“北京探矿工程研究所”。

2002年初，探矿工程所正式划归原国土资源部管理，隶属中国地质调查局。特别是从2005年1月起，该所作为中国地质调查局的直属单位，积极主动切入地质调查主战场，地质调查支撑服务作用和技术创新能力实现了质的飞跃。

2017年5月，我国南海神狐海域天然气水合物试采实现历史性突破，自主创新完成20项关键技术和7项重大技术装备。探矿工程所作为参研单位之一，其自主创新的保压取样技术和天然气水合物保温保压取样装置位列其中，打破了国外垄断。

同年12月1日，广州海洋地质调查局专门给探矿工程所发来热情洋溢的感谢信，特别感谢其为“海马”号ROV配套研制的反循环结壳钻机，在大洋41B航次大洋富钴结壳调查中，成功打穿了3个站位的结壳矿层。这是我国深海遥控机器人首次搭载钻机作业并一举获得成功。

2018年，探矿工程所高度重视自然资源部中国地质调查局党组要求和局重大部署，牵头组织局属相关单位同国内外钻井装备设计机构、科研院所和生产制造企业开展交流合作，协同创新技术攻关，积极落实重大部署。同时，该所还与局属工程、二级项目承担单位紧密合作，高质量完成了东南沿海、雄安地热、下扬子页岩气、油气田铀矿、准噶尔、北方石炭、陕东晋西等7项预算单列钻探地质调查任务，在钻探调查中战胜了高原、戈壁等艰苦环境，克服了严寒、暴雪、台风等恶劣天气，解决了多种复杂地层钻进难题，获取高质量岩心实物资料及地质信息。

探矿工程所的发展堪称我国地勘行业的历史缩影，60多年厚重的技术积淀和人才优势，已经延伸到设备的科技创新中。

该所自主研制的3000米永磁直驱顶驱钻机成功应用于广东省惠州市惠热1井高温地热资源钻探地质调查，惠热1井目前是广东省钻孔深度最大、水温最高、自喷流量最大的地热勘探井。

新时代，探矿工程所坚决贯彻绿色勘查理念，以地质钻探及高温地热钻探钻井液固相控制技术、3500米的永磁直驱顶驱钻机系统等，积极开展地质钻探绿色环保施工，同时也吹响了雄安新区地热清洁能源调查评价的进军号角，以科技创新续写行业传奇。

地质钻探及高温地热钻探钻井液固相控制技术

针对地质钻探绿色环保施工的要求，探矿工程所成功研制TGLW系列钻井液离心机、QJQ系列泥浆清洁器、TG振动筛及多级钻井液固控循环系统，具有体积小、质量轻、模块化、易搬迁等特点，可实现钻井液不落地循环处理，有效清除有害固相。

钻井液离心机采用单电机结构模块化设计，最小分离粒度5μm，可匹配变频控制系统实现无级调速，适应不同地层特性，填补了国内小口径地质钻探用离心机空白。泥浆清洁器将水力旋流器与振动筛有机结合，可清除20μm~74μm有害固相。钻井液固控循环系统可根据不同钻探需求匹配固控设备，改变了传统钻井液自然沉降处理方法，减少了钻井液排放对环境污染，满足清洁化生产的需要，符合绿色勘查、绿色钻探的要求；循环过程中的液相回收利用，固相集中回收处理，符合国家节能减排要求，对加快实施绿色低碳和推进生态文明建设重大战略部署具有重要意义。目前，固控设备及系统已在青海、新疆、四川、甘肃、内蒙古等多个资源勘探和科学钻探工程现场取得了成功应用。

在地质钻探固控系统研究基础上，为支撑高温地热清洁能源勘探要求，形成了撬装模块化五级固控及钻井液冷却系统，处理量可达180立方米/小时，可实现高温环境下等钻井液处理及降温需要，为高温地热（干热岩）钻探提供有效技术保障。

TG型振动筛

地热钻探用五级固控系统

国家重点新产品——TGLW型离心机

QJQ型泥浆清洁器

钻井液二级固控循环系统

雄安地热

地热能是一种新的绿色清洁能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。2017年4月，国家级新区雄安新区横空出世，其目标是建成“蓝绿交织、清新明亮、水城共融、多组团集约紧凑发展的生态城市”，以地热能为主，多能互补的供暖方案率先被提出，并把“打造全球地热利用样板”作为目标之一。

据此，探矿工程所参与中国地质调查局地调项目《雄安新区地热清洁能源调查评价》，组织实施雄安新区D14地热探采井工程。为适应雄安新区对环保的要求，现场钻机动力由柴油机动力改造为变频电力驱动，采用电传电控新技术、自动送钻技术加强对施工过程的监控，提高钻进效率，减少能耗；地热井实施过程中采用绿色环保泥浆体系，采用新技术对废浆进行处理，加装泥浆处理系统，减少井场对环境的污染。雄安新区钻探施工现场做到了设备动力不冒烟，泥浆不落地，减少了排放，降低了工程对环境的污染。该井于3月16日钻进至2500米，并顺利终孔。

雄安乃至京津冀地区地热资源丰富，开发利用前景广阔。钻探地质调查是精确获取深部地层地热、地质学参数的唯一手段，也是目前地热资源开发利用的唯一途径。该项目通过整理和分析雄安新区地质和钻探资料，总结区域地热钻井关键技术难题及对策，形成区域地热钻探地质调查技术报告，可为雄安、京津冀地区乃至全国地热资源钻探地质调查提供借鉴与指导，对促进我国高温地热资源绿色调查和开发利用进展有十分重要的意义。

雄安新区地热清洁能源调查评价现场

钻井液固控循环不落地系统

永磁直驱顶驱智能化地质钻机

为推进国家深部找矿战略实施、提高智能地质装备能力建设水平，自2011年起，自然资源部中国地质调查局北京探矿工程研究所组织专业力量对3000米以深顶驱钻机系统进行深入系统研究，创新永磁电机直驱钻机技术，掌握新一代智能化地质钻机系统核心技术。

探矿工程所于2015年研制成功世界首台3000米永磁直驱顶驱钻机系统，填补了行业空白。该钻机成功应用于浙江临安页岩气勘查LC-1井试验工程（完钻深度2328米，终孔直径150毫米），在广东惠州惠热1井地热井工程完钻深度为3009米（终孔直径150毫米）。在此基础上，2018年研制成功3500米永磁直驱顶驱钻机系统，进一步提升了自动化控制水平，通过试验孔施工试验，验证了设计思路，达到了设计要求。

其中，惠热1井是迄今为止广东省内水温最高、自喷流量最大的地热资源调查井，实现了广东乃至东南沿海地热资源勘探的重大突破。通过创新应用自主研发的永磁直驱顶驱钻机、高温井控、复合钻进、高温钻井液等装备和技术，有效破解了高温钻探技术难题，初步形成了一套高效环保的高温地热钻探调查技术新体系。

探矿工程所研制的永磁直驱顶驱钻机系统，通过变频系统进行无级调速，具备结构简单、维保方便、能耗制动、自动化程度高等特点。钻井作业过程中，具备超钻深、大负荷、长行程、高处理能力等优势。司钻作业智能化、自动化，具备自动送钻功能。可接入电网进行施工，不依赖柴油发电机组进行野外作业，发挥永磁电机高功率因素的优势，相比同规格普通电驱钻机节约电耗超过20%，具备节能减排的巨大优势。钻机的成功研制与应用为我国绿色勘查体系发展提供了大型装备支撑。

3500钻机

惠热1井现场放喷科学试验

3000钻机在惠热1井施工

3000钻机在LC-1井试验施工