​技术人员在四川省宜宾市筠连县安装中深层地下水多参数分层原位在线监测仪器。

技术人员在甘肃武都GNSS地表位移监测站调试设备。

进入7月，大雨一轮接着一轮，地灾防治形势严峻。在重庆云阳、甘肃武都和文县、湖南溆浦等地的地质灾害监测预警实验点，地质灾害监测预警设备就像一双双“眼睛”，时刻盯着这里降雨、裂缝、山体的动向。而远在千里之外的河北保定，自然资源部地质环境监测工程技术创新中心的技术人员也在时时关注着这些设备远程发来的监测数据。

这些地灾监测预警设备，是地质环境监测工程技术创新中心面向国家防灾减灾救灾新战略，按照自然资源部普适型地质灾害监测预警技术装备研发的要求，聚焦地质灾害隐患在哪里、什么时间可能发生等关键问题，集成运用多种高科技手段，重点攻关滑坡崩塌智能监测预警难题研制而成。

而地质灾害监测预警设备，仅是该中心的研发方向之一。由原国土资源部地质环境监测技术重点实验室转型而来的自然资源部地质环境监测工程技术创新中心，自2019年进入自然资源部科技创新平台序列，依托中国地质调查局水文地质环境地质调查中心近40年的技术积累和雄厚的研发实力，设立地质安全监测技术与装备、资源开发环境影响监测技术与装备、生态地质环境监测技术与装备3个研发方向，目前已形成地质灾害监测、地热监测、生态地质环境监测、仪器质量检测检验4个技术团队，致力于打造地质环境监测装备工程化研发和成果推广应用的高地。

地质安全监测：实现多传感器多要素信息获取，形成功能齐全、智能联动的地质灾害监测预警装备体系

地质灾害隐患在哪里、什么时间可能发生，是地质灾害防治需要首要解决的两个关键问题。2019年，自然资源部启动了普适型地质灾害监测预警设备研发工作。地质环境监测工程技术创新中心紧密围绕降雨与地表变形监测技术难题，综合运用微机电系统、光电/压电、北斗定位、窄带物联网等智能传感与传输技术，实现位移、倾角、土压力、雨量、含水率、泥水位、地声等多传感器多要素信息获取，形成全面覆盖、多源融合、功能齐全、智能联动的监测预警装备体系，系统解决地质灾害监测预警的“感、传、知、控”难题，创新性地提出了普适型地质灾害监测预警设备一体化、轻便化及快速安装部署的解决方案。

2019年～2020年，该中心先后研制推出智能雨量监测仪、倾角/加速度监测仪、智能裂缝位移监测仪、GNSS地表位移监测仪、土壤含水率监测仪和无线声光报警器等仪器设备。这些设备具备集成化、低功耗、低成本、安装便捷、维护方便等特点，不仅较以往的监测设备在可靠性和集成度上有了很大提升，而且还降低了设备功耗和综合运行成本，先后在三峡库区、甘肃陇南、江西赣州及西藏昌都金沙江上游等地进行了安装试用。

2020年7月16日，重庆地区普降暴雨，云阳县域迎来强降雨，在团包滑坡安装部署的普适型监测设备及时捕捉到滑坡变形迹象。至2020年7月17日8时，设备监测数据显示，滑坡后缘裂缝变形量呈明显增长趋势。该中心技术团队研判滑坡受降雨影响变形将会加剧，随即向云阳县规划和自然资源局报告了险情。在该局启动应急预案后，技术团队与地方政府双方主要负责人建立联络通道。而后，裂缝变形持续增大，7月17日15时56分后缘裂缝变形量达64.2毫米。技术人员立即通过联络通道通知临时避让。当16时44分监测预警平台报警装置被触发时，当地政府工作人员已冒雨赶到现场，组织受威胁群众紧急避险撤离。由于及时预警并采取了临时避险措施，有效避免了人员伤亡。

今年，该中心持续优化完善地质灾害监测预警设备性能，继续在甘肃、湖南、新疆、西藏等地开展监测预警实验，并派出专家组指导甘肃、湖南两地开展地质灾害监测预警实验工作。

资源开发环境影响监测：满足高中低温地热资源勘查广泛需求，自主研发地热水位水温一体化监测设备

地球内部像一个大热炉，可以给人类提供清洁的能源——地热能。而保障地热资源长期、可持续开发利用的一个前提，是掌握地热储层及其周边地质环境的动态变化。这就需要通过长期对开发利用动态数据进行采集、分析、模拟和解译，获取地热资源的真实性质和参数。

为此，地质环境监测工程技术创新中心研发了深井分布式光纤温度监测仪，充分利用光纤传感设备耐高温、耐腐蚀和抗电磁干扰、可分布式测量等特点，实现了一次下井即可完全掌握全井筒温度特征，避免了测量过程的温度扰动。

依托地质调查项目，应用该监测设备，该中心对天津市东丽湖及其周边的13口地热深井开展全井段测温工作，获取了丰富的地热井温度数据，为本地区地温场温度特征分析及大地热流数据库的完善提供了基础数据。相关资料已经依托项目提交到天津市东丽湖相关管理部门。

同时，基于深井分布式光纤温度测量技术，该中心设计开发了井壁光纤监测配套装置，将光纤紧密耦合在套管上，避免了光缆下井过程中的滑动、磕碰与挤压损坏等工程技术难题，实现了深井地层温度的分布式长期在线监测，为更好地评估地热资源及了解储层结构提供了技术支持。

面对地热资源管理新形势，在地热大规模开发区建立地热专用监测网络，了解和掌握地热资源动态迫在眉睫。基于此，2019年，该中心针对国内中低温地热监测广泛需求，自主研发了地热监测专用设备，具有耐高温和抗腐蚀等特点，可实现地热井水位、水温实时自动化采集和监测数据的远程传输。

利用该系列监测设备，该中心在雄安新区建立了雄县牛驼镇地热田地热监测网，范围覆盖雄县6个乡镇，控制面积240平方千米，一期监测网包括专用监测井10眼，持续运行近11个月，掌握了该区域的地热储层（新近系馆陶组、蓟县系雾迷山组和高于庄组）在供暖季、非供暖季水位呈周期性下降与恢复趋势；后续二期监测网作出调整，增加了开采井和回灌井。截至目前，监测网已持续运行22个月，数据真实可靠，为雄安新区地热动态监测规模化建设积累了经验。相关监测报告已提交到雄安新区地热管理部门，为雄安新区地热可持续开发管理提供科学数据。

生态地质环境监测：助力地下水资源合理开发利用，推动实现地下水多参数分层原位在线监测

地下水是看不见的水源。要了解地下水资源的变化，只有开展长期监测，才能作出全面、客观、准确的评判。

地质环境监测工程技术创新中心自主研发的地下水动态远程监测系统，构建起“传感器﹢采集器﹢管理平台”的全流程技术体系，实现了地下水水位水温全要素自动监测自动传输。首创的“一孔多层”自动监测与集中数据同步传输的工作模式，实现了由传统的混合监测向分层监测转变。这一系统在国家地下水监测工程中推广应用2000余套，实现了河南、河北、山东等7省地下水的区域监控，为工程安装、运维和监测数据安全提供了重要技术和装备支撑。目前，已推广应用到南非等“一带一路”沿线国家。

野外环境复杂多变，往往引起用于地下水水质测量的电极传感器性能不稳定，从而导致难以获取稳定、准确的水质测量结果。对此，该中心通过研判野外复杂环境对检测传感器和检测参数的影响机制，攻关环境影响多源要素自动识别与智能补偿技术，解决了易变组分碳酸根和碳酸氢根野外现场快速检测技术难题，2018年集成地下水多参数电极传感器，研发了可测量氟离子、pH值等11种参数的水质现场快速检测仪器和中深部含水层多参数分层原位在线监测设备等，推动水质检测装备由室内分析向野外测试使用的跨越，在地下水环境监测、页岩气与煤层气能源资源安全监测等领域得到较为广泛的应用，取得了显著的经济和社会效益。

针对国内传统分层抽水技术存在的成井结构复杂、钻井施工成本高、施工周期长、井内封隔止水效果差等技术缺陷，该中心成功研发了以封隔注浆分层止水技术、分段振荡洗井技术、分层抽水（采样）技术和分层观测技术为主体的地下水分层勘查新技术装备，推动形成了“封隔成井—分段洗井—分层抽水—分层长观”地下水分层勘查新模式，不仅能够实现大深度松散层水文地质孔的分层成井，大幅提高施工效率，而且能够便捷获取高精度水文地质参数，分层构建水文地质模型，对于准确评价地下水资源、合理开发和利用地下水具有重要意义。自2014年至今，这一装备先后在甘肃、黑龙江等20多个省（区、市）进行了推广应用。

2021年是“十四五”开局之年，地质环境监测工程技术创新中心在自然资源部及中国地质调查局的领导下，在中国地质调查局水文地质环境地质调查中心的大力支持下，将继续以地质环境监测装备自主研发应用为主业，克服零而散的产品模式，在系统化、智能化、工程化、市场化上发力，打造实用性强、性价比高的技术产品，提供涵盖方案设计、订单式研发、工程实施、运维服务的整体解决方案；同时形成国家CMA、CNAS认证资质的仪器质量检测检验平台，实现地质灾害监测仪器“通信接口—仪器质量—预警平台”一站式检测检验，支撑自然资源部地质灾害防治主管部门监管职责。

来源：中国自然资源报

金沙江白格滑坡——堰塞湖全景

编者按 自然资源部部长陆昊曾在自然资源部地灾监测预警科技创新研讨会上指出，经过多年技术攻关和群防群测工作积累，我们在地质灾害风险调查和隐患排查方面取得了明显成效，下一步要综合运用合成孔径雷达测量、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，进一步提高全国地质灾害调查评价精度……最大限度保障人民群众生命财产安全。可见，科技创新在地灾监测预警中的作用至关重要，本期结合我国部分地区地灾防治工作经验，对当前我国地灾防治领域新技术新方法进行报道。

科技创新，提升地灾防治能力的永恒话题

范宏喜

不久前，2018年全国地质灾害防治技术工作总结及经验交流会在北京举行。依靠“科技创新”这个强有力的抓手，利用3年时间，坚决打赢“显著提升地质灾害防治能力与水平”这场硬仗，通过经验交流与新技术新方法研讨，来自全国各省（区、市）地质灾害防治技术支撑单位的百余名代表，不约而同的得出了这一结论。

寻找短板与不足

“灾害点有哪些？灾害点在哪里？什么时候滑动？能否提前2小时甚至3小时做出预报？”只有解决了这些难题，才能促进地灾防治能力的提升。对此，自然资源部地质勘查行业管理司司长于海峰讲到2019年地质灾害防治任务时强调：一是要进一步摸清地质灾害隐患的底数，并适时进行更新。要进一步强化对隐患点动态变化的认识，做好“一库二图三规划”工作。二是要重点解决综合治理与移民搬迁中的关键技术问题，做好移民选址中的地质灾害勘查、评估和防治等排危除险工作。三是要加强信息化建设，建成建好地质灾害监测网，使监测预警产品向一体化快速部署，向空投化、便携化方向发展，大力提高地质灾害预警预报的专业性和时效性。

中国地质调查局副局长王昆表示，地灾防治在地质调查工作中占据着重要的位置，我们要为提高地灾防治能力做好技术等方面的支持与保障。一是中国地质环境监测院（自然资源部地质灾害防治技术指导中心）要服从调遣，深入现场，按照有关要求做好地质灾害防治技术指导。除此之外，中国地调局还有分布于全国各地的直属队伍，承担着为地灾防治提供技术支持和支撑的任务。二是要依靠科技创新提升地质灾害防治能力。继续提高群测群防体系的科技含量，发挥移动互联网、人工智能等手段，下大力气解决视线外、无人区，人员无法第一时间到达灾害现场的监测预警和预报难题。三是加强各级地质灾害防治技术支撑单位、地质勘查单位和技术研发企业的合作与交流，相互学习借鉴并共同得到提升。

自然资源部地质灾害防治技术指导中心常务副主任、首席科学家殷跃平认为，当前地灾防治工作面临“五新”。一是机构新，在地灾防治工作中要服从应急管理部的调度和部署，按照自然资源部的重要职责和任务要求做好工作。二是问题新，突发地灾由之前的地震灾区滑坡、泥石流，远程高位滑坡、泥石流，到今年连续发生的大江大河流域性灾害链滑坡，带来了一系列新问题和新思考。三是思路新，要以解决实际问题为导向、从技术逻辑转向行政逻辑等思想，作为今后开展各项工作的根本遵循，努力满足地质灾害防治工作中的行政指挥需求。四是技术方法新，要在地灾可能发生的时间、地点、成灾范围和影响程度预警预报方面下更大功夫，高度重视专业监测设备的研发应用，学习、借鉴和引进国外先进的防治理论和技术方法。五是事业圈新，要高度重视与设备研发企业、特别是企业监测技术人员的合作、探索与交流，实现地灾防治能力与水平的显著提升。

探索防灾减灾好路径

四川是全国地灾最发育的省份，2018年汛期，四川遭受了自1981年以来最严重的暴雨洪涝灾害，有11个市（州）超历史极值，导致雨区、震区、灾区“三区”叠加，其中7月份的一周之内曾两次发布地灾红色预警。

四川省自然资源厅地质环境处处长胡涛介绍，2018年四川省灾情险情呈现“一高三低”，全省发生地灾灾（险）情3894起，是常年平均值的1.8倍，处于历史高位水平 ，因灾死亡失踪人数仅为多年平均值的6.2%，同比年均因灾死亡率降幅达98.5%，汛期没有发生1起因地灾造成的群死群伤事件，有18个市（州）实现“零死亡”。7月19日，凉山州盐源县桃子乡玻璃村特大型滑坡，成功转移437人、避免281人伤亡，受到自然资源部的通报表扬。

胡涛表示，从这起特大型滑坡的成功避险中得到了3点启示：一是各级政府高度重视，逐级传递防灾压力，并做到了防范监测到位、主动避让到位、后期管控落实到位。二是各级各地不断完善地灾预警信息发布机制，打通预警信息传递的“最后一公里”，将地灾预警信息及时传达到点到人。三是市（县）均落实了一对一的汛期驻守技术支撑单位，加大对基层的技术指导和帮扶，健全防灾体系。下一步要完善地灾调查评价机制，强化专群结合的常态化排查机制，探索构建空天地一体化的隐患动态发现机制，探索建立地质灾害风险评估与管控制度。完善地质灾害监测预警机制，深化专群结合、人技结合的地质灾害群测群防制度，推广点面结合的专业监测预警体系建设，推进地灾大数据中心建设。把推进防治项目实施、维护公平公正市场环境作为重要举措，把防灾和治灾结合起来，提升综合防治能力。

贵州省建设地质灾害防治1155工程，构建了空—天—地一体化的监测体系。贵州省自然资源厅副厅长肖才忠说，1155工程是指数据“聚通用”一台多网，即云上贵州专网区、云上贵州公网区、自然资源部信息系统，再连接到国土专网、地灾专网、政务外网和互联网。群测群防体系“一体五位”包括乡镇分管领导、国土所长、村干部、专业技术人员和专职监测员。综合防治体系的“五台融合”，是调查评价平台、监测预警平台、项目管理平台、能力建设平台、指挥调度平台。防治管控体系的“五级管理”分别为省级、市级、县级、乡级、村级。

空—天—地一体化的监测体系，空：利用无人机航拍、LiDAR等先进技术和手段对地质灾害高易发区和重大地质灾害隐患点进行扫描，建立三维数字模型，分析判断其发展趋势。天：自2016年以来，贵州省每年投入资金1500余万元，探索利用合成孔径差分干涉雷达（InSAR）技术进行地质灾害隐患早期识别试验，2018年实现全覆盖，目前已发现变形点648处，经专家现场核实，确认地灾隐患点125处。地：引进瑞士先进技术联合开展重大地灾隐患监测示范 。

贵州将地灾自动化监测列为2018年省政府的“十件民生实事” 之一，省财政十大绩效目标考核内容。已累计建成137处自动化监测站点，安装各类专业监测设备1270余台（套）。对重大隐患点和险情采用地基雷达、GNSS等进行自动化应急监测。

2018年，贵州省投入资金1.2亿元，组织27个资质单位，全面完成88个县（市、区）高位隐蔽性地灾专业排查，共排查原有及疑似隐患点11.12万处，排查出新增隐患点1899处。

地灾监测预警新技术呼之欲出

针对地灾防治及监测预警新技术、新方法等关键问题，会议就国土卫星遥感监测、边坡雷达技术现状、北斗云物联网监测实践、InSAR技术智能化、“类壤土基质”技术应用、“专群结合”监测预警体系信息传递等内容开展交流研讨。

基于SAR、InSAR技术的智能化异常形变监测，是地灾早期识别和隐患排查的新技术之一。其中的合成孔径雷达干涉测量技术，运用单次观测，通过分析地面目标的反射信号，准确地测量卫星和地面目标之间的距离，雷达重复观测期间目标发生移动，卫星通过同一片区域，重复进行观测，两次观测期间的移动变形量来测量地面形变。具有鲜明的技术优势：一是观测不受限，可全天时、全天候观测，能进行广域监测，可发现新的地质灾害区域。二是响应速度快，最快平均每4天一次，紧急情况下可每4小时拍一次，并能提供目标形变的历史变化序列。三是观测精度高，缓慢形变精度可达毫米级，快速形变精度可达分米级以上，能提供灾害点治理前后的变化数据。四是海量观测点，观测密度最高可达上万个/平方公里，通过持续动态监测，能提供目标变化的趋势性信息。五是普查范围广，卫星单景拍摄成像面积广。

边坡雷达是一种先进的边坡监测手段，相比其它监测方法具有全天候、大范围、高精度、无接触等优点，适用于已知的、重大的滑坡体监测。而提高滑坡预报准确率是边坡雷达技术的发展目标。

针对目前市场上体积大，安装复杂的专业监测产品，北斗云产品向集成化、快速安装、便携化方向发展，同时开发直升机、无人机投放产品。研发生产的高精度北斗、阵列式深部位移计、智能裂缝计等全系列地质灾害监测设备、智能水质分析设备、监测预警云平台、INSAR分析技术等，形成了空天地一体化的监测预警新技术新方法体系。

在“专群结合”监测预警体系信息传递方面，已构建的感、传、知、用的物联网系统，可全面用于河长制、城市内涝、地质灾害、水库监测预警等信息化应用。通过运用物联网、云平台、大数据等相关技术，服务地质灾害监测预警。

以自然的方式恢复自然的“类壤土基质技术”，运用类壤土基质技术，在岩（土）表面形成理想的土壤结构，选取最合适的植物种类，确保后期植物群落的乔灌木比例，用木本植物的根系——“绿色锚杆”的作用实现恢复自然，使用先进的施工工艺，将“修复”升华为 “恢复”，使地质灾害隐患点成为一道亮丽的“风景”。

智慧地矿为地灾防治提供技术支撑

 田伟平 王泽 罗会江

四川，是地灾多发地区，作为地灾防治工作主力军的四川省地矿局一直奋战在灾害的最前沿，探索了一些成功的防治和治理经验。

专业支撑，群防配合

“科技地矿、智慧地矿为地质灾害防治提供了支撑和保障”，这是该局909队副总工程师黄晓明最深的感受。2018年入汛以来，川西地区遭遇持续强降雨袭击，北川、安州、江油等区县不断传来险情、发生灾情，909队工程技术人员充分利用现代化科技手段开展防灾救灾。在北川陈家坝，因地质队员精准监测预测、专群结合信息传递等，强降雨诱发的泥石流灾害未造成人员伤亡和大的财产损失，灾后恢复建设中，无人机、三维激光等先进技术手段的应用也发挥了重要作用。

每到汛期，川西地区在强降雨等极端天气下，滚石、山洪、塌方、滑坡、泥石流等次生地质灾害频发。四川地矿局一批专业队伍始终冲在第一线，承担了全省2/3以上的排查和治理任务。

“群防是基础，预警是手段，治理是保障”，909队副总工程师叶晓华说，“地方各级政府都十分重视地灾防治工作，建立起以地方政府为主导、当地百姓为主体、地质队员为专业技术指导的群防体系，当地百姓熟悉环境、专业地质队员熟知地灾特性等优势，从而实现了在灾害发生前组织百姓避险避让。同时，近年来，在高危地段加配安装红外线、雷达等高科技预警警报系统，使群防更为科学高效”。

先进技术提高防灾治灾水平

在地灾治理方面，该局地灾治理团队因地制宜，不断探索新技术新方法，取得了不少成果经验。广元凤凰山公园滑坡应急抢险治理微型桩技术应用、重庆巫山铜鼓滑坡应急抢险钢轨桩技术应用、巴中某中学后缘边坡治理钢管桩技术应用等都是快速处置滑坡灾害险情的成功事例。该队技术人员在实践中发现，对锚孔、深基坑等钻探、掘进工艺的改进，能明显提高灾害防治的效率和时效；改进钻具、精准施策可以解决复杂地质条件下的施工难题……在909队目前正开展的樟木口岸地质灾害防治工程施工中，在孤石、漂石发育的堆积体层，该队工程技术人员应用新技术一次性成孔65米深孔全孔根管施工，数十天完成深孔钻探51个，工程效率大大提高，实现了快速处置灾情的效果。

“5·12”特大地震后，在棉竹文家沟的山顶留下了8000多万立方米松散物源，在2010年的特大暴雨中引发了特大泥石流，给山下的清平乡造成毁灭性破坏。四川地矿局的地质专家在设计治理方案时反复思考，抓住泥石流成因的关键因素，设计了水石分治的方案，使雨水和物源在工程的作用下实现分离，水经滤网栅后从引水隧道流走，从而化解了灾害的发生，至今当地没再发生过泥石流。

不断创新，地灾监测呈多样化

如今，无人机、三维激光扫描仪、卫星遥感等高科技智能化装备在高山峡谷的地灾防治中派上大用处，可以清晰掌握高陡险峻区域的地形地貌情况。同时，专业地质队伍广泛引进了一批便捷、轻巧、高性能的先进机械设备，既满足了狭窄场地、条件艰难区段的作业需求，工作效率也明显提高了。

四川地质工程勘察院（简称四川省地勘院）在近年来的地灾预防过程中，运用无人机倾斜摄影技术、三维全景实现混杂现实技术、InSAR遥感监测技术等以及自主研发的三维实景管理平台、管道地质灾害监测预警平台等，地灾监测方法日益呈现多样化、三维立体化。通过采用多种有效方法结合对比校核，以及从空中、地面到灾害体深部的立体化监测网络，进一步加强了地质灾害预防的综合判别能力，促进了地灾评价、预测能力的提升。

在剑阁县地灾监测项目中，由于受到无人机架次、现场实际环境及硬件等诸多原因的限制，无人机倾斜摄影获得的初始模型出现了漏洞，同时，现场的监测设备在场景中也无法真实体现。四川省地勘院通过创新采用同源多角度纹理匹配技术对场景进行重建及修饰。同时，将建模成果、监测点位的矢量、多媒体等数据导入自主研发的三维实景管理平台中，实现了对现场情况及监测点数据的实时获取，为监测现场的管控决策提供了及时的数据支撑。

在管道地灾监测方面，该院自主研发的管道地灾监测预警平台，以管道为中心，应用现代传感、通信和分析技术，结合监测、预警、应急处置等各功能子模块为一体的专业技术。通过接收现场监测数据，利用开发的功能模块，实现与图形库的集成，实现对监测数据的实时动态分析与预警，并可以针对预警结果提出相应的响应机制，形成地质灾害综合信息一体化应用。该系统于2018年5月正式投入试运行，运行至今共发布预警信息341次。

金沙江白格堰塞湖位于川藏交界处西藏昌都市江达县波罗乡宁巴村，地质技术人员从2015年2月22日遥感影像对比中发现，滑坡体上部分区域变形下滑呈加剧趋势，但整体未发生剧烈的位移变化。在此基础上，四川省地勘院技术人员结合工作区地形地貌、地层岩性、D-InSAR变形解译特征等信息综合判定，沿堰塞湖上下游圈定出20余处山体潜在变形靶区，为前方地灾应急排查小分队提供数据支持。

目前，该局越来越多的单位正积极谋划用边坡雷达技术、InSAR技术智能化、北斗云物联网监测实践等最前沿科学技术武装队伍，购置一批先进地灾治理设备，加快科技地矿、智慧地矿队伍建设力度和进程，在地质灾害防治中发挥更大的作用。