突发性地质灾害中，地震及火山爆发等灾害，因为涉及地球深部活动因素，虽然也有较好的预报，但是目前还不能全部进行临灾的预报。其他多数突发性地质灾害，例如滑坡、岩溶塌陷、泥石流等，尚可根据严密监测的情况作出相应的预测预报。仅1998年，由国土资源部组织地方有关政府和调查研究部门，先后成功地预报了52 起较大规模的滑坡、泥石流，避免了万人以上的伤亡，大大降低了人民生命与财产的损失。例如，1998年5月30日，针对湖南双牌县唐家岭出现滑坡的险情，1998年1月16日湖南省吉首市人民路旁的滑坡，以及重庆涪陵区江东办事处中渡口山体变形，都由于及时采取措施，滑坡发生后无一伤亡。

（一）预报地质灾害的基本前提

对地质灾害能否进行预测预报，需要有其前提条件。

1.对地质载体结构有较全面的调查研究

地质灾害发生于地质载体上，因而对其结构首先应有系统的了解。这方面涉及岩（土）体形成过程的特性。在自然状态下，遭受各种地质作用的过程，可引起软弱结构面、载体中水动力条件以及水—岩、水—土作用的特征变化而诱发灾害。对于不同地质灾害所应调查的内容，还是有差异的。

对于滑坡地质灾害，应调查研究的内容主要有：①岩（土）体结构面的变化；②结构面物理力学性质的变化；③可滑动岩（土）体的形变；④岩（土）体化学溶解情况；⑤岩（土）体内水流的水质变化；⑥水动力条件与水动态变化；⑦气候要素的观测；⑧地质构造活动性。

对于岩溶塌陷灾害，主要调查研究的内容涉及：①地面形变的情况；②岩（土）体结构面的物理力学性质；③水流的动态变化；④地下洞穴空间的发展变化；⑤水—土潜蚀作用情况；⑥附加应力的动态；⑦气象要素的观测；⑧地质构造活动性。

对于泥石流灾害，主要调查研究的内容有：①破碎岩体的结构状况；②植被变化的情况；③地表坡度的变化；④岩（土）体的物理力学性质；⑤水流动能的变化；⑥土壤侵蚀作用变化情况；⑦气象观测；⑧地质构造活动性。

2.有适时监测的具体数据

对于地壳浅层至表层地质灾害而言，其发生发展过程中经常具有各种变异的现象，就是突发性地质灾害，也存在着其内部有关特性由量变至质变的不同演变的阶段。因此，在掌握地质灾害发生规律的基础上，对主要的现象、参数等的变化情况，进行适时监控，以作为判断其成灾的危险度及危害度的重要基础。一个地质体中，存在着产生灾害的条件，但是要比较准确地判断其可能发生的时间，目前还是较难的，只有通过对监测所得的信息进行分析，抓住其中变异的现象，及时作出判断，才可设法在突发成灾前，采取安全措施，避免人民生命和财产的损失。

3.适时抓住出现灾情的前兆现象

对于大型地质灾害体，进行较全面的调查和适时的监测，特别是对可能发生的危害性大和危险度大的大型地质灾害体进行系统监测，还是有条件可以做到的。但是，对于许多中小型地质灾害体，要进行科学监测，确有难处。因此，通过科普宣传，使人们能抓住灾害发生的前兆现象，可以及时采取措施，避免灾害发生时造成人的生命损失。有时在可能情况下，采取相应措施，也可避免其发生，至少可避免或减轻人的生命损失。

（二）地质灾害的监测手段

1.遥感遥测的宏观监测

利用遥感技术（Remote Sencing，简称为RS）进行的宏观监测。包括利用不同时段卫星遥感图片和机载遥感图片进行分析对比来判断地质灾害，特别是对滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害有较好的成效。我国对长江三峡以及其他重点建设地区，单独开展了机载遥感的监测。目前，依靠我国资源卫星，所获得的信息和应用国外卫星的遥测资料相对比，可更好地进行重要地段的大型地质灾害的监测对比。利用卫星遥感图片与专题制图仪（TM）合成三维影像，以及应用干涉雷达技术，已在灾害体监测中予以应用。

2.实地形变的监测

我国在这方面的监测手段是很多的。绝对位移监测中，利用精密水准测量，以测量地质灾害体地表及结构凌空面三维坐标，计算位移变化方位及变形速率还是很有效的，目前的误差为1～1.5mm/km。测量新方法中也进一步采用激光测量、容栅测量、光纤测量等技术，以提高三维测量形变的精度。在绝对位移监测中，已开始应用全球定位系统（Glabol Postion System，简称GPS），并取得很好的效果，其精度可达5mm 级。GPS 在长江三峡的新滩滑坡、黄蜡石滑坡、链子崖危岩体、黄土坡滑坡、赵树岭滑坡等10 多个滑坡体上应用，取得了初步的成果。1999年7月中旬，重庆巫山县望霞乡桐心村的危岩崩塌，当时曾有报导说将有几百万立方米的危岩要垮塌，并将诱发下面2000 多万m3的向家湾古滑坡复活，从而产生堵江及涌浪，威胁巫山县城人民生命财产的安全。后来，通过现场调查，并根据GPS 监测形变的情况，表明巫峡北岸巫山县望霞乡桐心村的危岩体当时整体崩塌的可能性不大。

在相对位移监测方面，我国应用的手段也很多，包括电感调频式位移计、数据采集仪、多功能频率测试仪，以及机械仪表方面的测缝计、收敛计、自记式伸缩仪和钻孔倾斜测量仪等。对于滑坡等地质灾害，我国还自己研制了一套先进的监测仪器，如全自动岩土体边坡监测系统，包括有蠕动位移计、沉降仪、自动温度补偿伸缩仪、水位计、流量计、地温计、雨量计、限位报警器等，并且通过一个中心控制机，随时监测几十公里范围内边坡的稳定性，并可自动报警。这些装置已应用于四川凤凰山滑坡、湖北链子崖危岩体以及黄蜡石滑坡。

对地下空间的形变方面，也应用电子全站仪、线法测量、滑动变形针等手段进行了监测。

3.危险地质体内力学特性的监测

地质灾害的发生，很重要的一个因素在于地质载体中力学特性的变化。处于危险的临界状态下，岩（土）体力学强度低于临灾门限值时，就会突发性发生滑坡等地质灾害。因此，捕捉有关力学强度变化的监测工作，是预报地质灾害的重要依据。这方面应用的先进仪器与方法也很多，如测量地应力的压磁电感法（仪）、锚索测力计、自动遥控压力盒、应力计等。

4.危险地质体内水动力与水质特性的监测

除了岩（土）体力学特性之外，危险地质体内水动力特性的变化是诱发地质灾害的极重要的因素。笔者早期曾计算一地区的边坡稳定性，当水动力条件变化时，可使稳定系数变化达0.3～0.5（图3-17）。所以在河水或库水急速下降、洪水快速消落时，常诱发库岸及河岸堤的崩塌与滑动。目前我国已应用自动化仪器如遥控电子水位计等进行水位水动力条件的变化监测，并取得了成效。由于水流的化学溶解作用可降低岩（土）体中软弱结构面的力学强度，而诱发滑坡等灾害。所以对地表水和地下水的水质，利用水质电子自动监测仪进行监测，以判断水—岩、水—土相互间的化学作用及其诱发产生地质灾害的影响，这也是非常重要的监测内容。

图3-17　某水库边坡稳定性受水动力影响变化图

1—无动水压力；2—有动水压力，地下水浸流面下岩体部分含水；3—无动水压力，地下水浸流面下岩体含水；4—有动水压力，地下水浸流面下岩体半含水；5—无动水压力，岩体半含水(www.daowen.com)

5.三相物质的综合特性监测

地质灾害的发生，实际上都是存在着固、液、气三相物质的复杂相变和相互作用。例如，水位变化可引起地下岩（土）体中气体的压缩与膨胀，并相对破坏岩（土）体的力学稳定性，从而使塌陷、滑坡等灾害发生。在突发性滑坡的快速滑动中，又会产生气垫浮托效应，以破坏岩土体以及建筑物而造成更大的损失。因此对可能产生地质灾害的地质体内，应当对有关三相物质的基本物理、化学、力学特性进行监测，并分析产生三相流的特性。这些方面的综合性，有的可依靠上面有关仪器进行，但需作进一步的深入分析。有关形变、力学、水动力学、水质及三相流等监测，可采用多种新技术、新手段。我国采用新的遥感传输技术，将地质灾害监测信息转变为卫星接受的信息，再反馈至地面站，以进行自动分析。我国在地质灾害防治方面，将采用遥测遥感与精密实地检测相结合的新技术、新方法，随着我国空间等技术的进一步发展，也将有快速的发展。

（三）地质灾害的预警预报系统

通过调查研究，在掌握地质灾害的发生与发展规律的基础上，结合地质灾害已发生的各种资料，进行综合分析，建立预警预报系统，再将对某特定可能产生地质灾害的载体的各种监测资料输入系统中进行分析，以作出相应中长期及临灾的预报。

1.应用地理信息系统（Geographical Information System，简称为GIS）建立有关数据库

地质灾害发生的各种自然及人工因素的有关信息，都需要进入GIS 中。自然因素包括地形、水文、地层、气候、构造等；人工活动因素包括人工开挖、爆破、震动、荷载等；有关灾害发生的各种监测因素包括位移与形变、力学、水动力条件、三相物质特征与三相流等情况。当然，通过GIS 系统，建立有关数据库，得到的应当是动态方面的综合信息，才能为预警预报系统起到基本依据的作用。对于不同的地质灾害，所选择的有关因素也应有不同的侧重。

2.有关地质灾害危险度的数理评判

在预警预报系统中，一系列的数据需要通过数理分析，以进行其危险度评判。首先应用数学模型进行评判，目前应用方法主要有：多元统计综合分析、单一重要因子的对比分析、模糊数学分析和神经网络分析等几种方法。由于地质灾害发生发展的复杂性，因此用多种数学分析方法以进行对比，可以更客观地作出判断。此外，也有专家评分法以作评判。这种评判，可以对于某一地质灾害可能发生的地质载体，作出其危险度评判，也可以从区域上作出相应地质灾害发生危险度的划分。

对重点的地质灾害体，还可进行物理及计算机仿真模拟试验，以辅助对危险度的评判。

在预警系统中，考虑到气候灾害和地质灾害的灾害链，例如采用多因子分析滑坡等灾害，主要考虑10 个主要因子即：①雨量；②降雨强度；③地下水位；④水动能；⑤地压力；⑥附加地震波应力（地震及工程爆破）；⑦附加建筑荷载；⑧地表水侵蚀及有关现象；⑨岩土凝聚力c；⑩岩土内摩擦角φ。边坡临灾状态的评判系数为

式中，Cc 为滑坡发生临灾状态下的评判系数；为临灾状态下i 因子的权重；Xic为临灾状态下i 因子的实际评判系数。

临灾前各因子的实际评判系数可采用最坏状态下的数值，其中①至⑧因子随着具体观测数据的增大而同步增大其实际评判数据。⑨和⑩两因子，是随着具体数值的减小，而增大其实际评判系数。t 时的评判系数为

式中，Cst为t 时的斜坡灾害评判系数；Ait为t 时i 因子的权重；Xit为t 时i 因子的实际评判系数。

t 时斜坡灾害的危险度Dst为

3.地质灾害预警预报系统评判模型

在前面建立有关动态数据库基础上，进行有关危险度的数理评判及仿真模拟试验而获得的成果，可进一步筛选有关信息，而进入地质灾害预警预报系统，以作出灾情的评判。

首先，要对地质灾害发生的性质作出判断。目前应用的方法主要有Verhulst 模型法、Crustal 模型法、协同模型法、灰色系统法、危害程度系数法等。这方面的评判，有两个步骤，首先是定性上的评判，例如对于滑坡灾害。其次在危险度评判的基础上，进一步确定其将发生滑动形变的性质，如蠕变滑动、缓慢滑动—快速滑动、突发慢速滑动、突发快速滑动、突发分散块体崩塌、突发大岩体坠（坐）滑等。例如对岩溶地区坑道突水情况，评判结果可概括为4 种类型，如表3-32。

表3-32　岩溶地区抗突水突泥类型简表

其次，要对地质灾害发生的时间作出评判。这方面是较难的，但也是最重要的，需要及时作出短期与临灾的预报。依靠分析观测所得关键性因素，特别是抓住临灾的前兆以进行预报是很有效的，以往在滑坡上预报成功的例子不少，多是在调查、研究及监测工作的基础上，抓住了临灾的信息，才取得了预报的成功。

在自然状态下的边坡稳定性系数为Sn，在人工活动的影响情况下，主要在动水压力与震动力影响下，其稳定系数Sfh比单纯受动水压力影响还要大，使边坡稳定性系数Sn 下降值要大得多。所以，考虑边坡地质灾害，实际上是涉及自然气候灾害—自然地质灾害—人工诱发灾害的灾害链。原先较稳定的岩（土）体，在人工作用加入自然的气候灾害—地质灾害链中，就会成为不稳定岩（土）体，而迅速产生灾害。