地裂缝调查与监测技术方法

地质灾害调查与预警~

一、部署重点
开展我国西南山区、黄土高原、湘鄂桂山区等主要地质灾害高易发区地质灾害详细调查，建立典型地质灾害监测预警区；完善长江三角洲、华北平原和汾渭盆地地面沉降监测网，开展珠江三角洲、东北平原等地区地面沉降调查，开展京沪、大同—西安等高速铁路沿线地面沉降与地裂缝详细调查。
二、部署建议
（一）全国地质灾害调查监测综合评价
1.工作现状
完成了全国1:50万以地质灾害为主的环境地质调查与综合研究，完成了700个县（市）的县市地质灾害调查成果集成，正在开展1640个县（市）的县市地质灾害调查成果集成。2005年起，开展1:5万地质灾害详细调查数据库建设及成果初步梳理工作。开展地质灾害气象预警技术方法研究，逐步提高我国区域地质灾害预警预报技术水平。
但随着详细调查与监测预警示范的大规模铺开，需要进一步进行数据的整理、分析与综合集成，并在研究基础上编制满足国家层面需求的系列图系。
2.工作目标
总体目标：整合地质灾害详细调查成果，分析地质灾害发育分布规律，划定地质灾害易发区，搭建综合研究技术平台和信息化平台，建立全国地质灾害数据库。整合监测预警示范区成果，研究监测预警网络建设模式，形成全国地质灾害监测预警信息平台。完善地质灾害调查与监测技术规程与技术要求，综合研究并编制满足国家需要的地质灾害系列图系。
“十二五”期间：建立地质灾害调查与地质灾害监测预警成果集成体系。总结地质灾害调查成果，开展区域地质灾害易发区综合评价和易发程度区划。总结地质灾害监测预警示范区建设成果，搭建地质灾害监测预警信息平台。
“十三五”期间：完善地质灾害调查与地质灾害监测预警成果集成体系。进一步总结地质灾害调查成果，形成全国和省级地质灾害易发区综合评价和易发程度区划。系统总结地质灾害调查与地质灾害监测成果，形成全国地质灾害早期预警区划。
3.工作任务
完成全国1:5万地质灾害调查与典型预警示范区建设成果的汇总、集成与综合研究。搭建1:5万地质灾害调查综合研究技术平台和信息化平台，建立全国地质灾害数据库。搭建全国地质灾害监测预警信息平台，完善早期预警产品发布体系。总结修订《崩塌、滑坡、泥石流1:50000调查规范》，完成全国地质灾害早期预警区划，编制全国及分省地质灾害与地质灾害早期预警综合图系。
“十二五”期间：对西北黄土高原区、西南山区、湘鄂桂山区、东南沿海地区地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查成果进行集成，建立1:5万地质灾害调查信息化成果技术要求；完成11个地质灾害监测预警示范区成果综合研究，搭建全国地质灾害监测预警信息平台，初步建立全国地质灾害早期预警区划。
“十三五”期间：完成西北黄土高原区、西南山区、湘鄂桂山区、东南沿海地区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查成果集成，完善1:5万地质灾害调查信息化成果技术要求。完成全国30个地质灾害监测预警示范区成果综合研究，形成建立全国地质灾害早期预警区划。编制完成全国及分省地质灾害与地质灾害早期预警综合图系。
（二）西北黄土高原区1:5万地质灾害调查
1.工作现状
完成了以省（区、市）为单元的西北省区1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、263个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起，在46个县近10万平方千米范围内开展了1:5万地质灾害调查。
通过开展1:5万地质灾害调查，基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律，有力地支持了完善地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果，在西北黄土高原区及秦巴山区中，仍有处于地质灾害高、中易发区的191个县近54万平方千米需要尽快开展1:5万地质灾害调查工作。
2.工作目标
以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段，以县（区）级行政区划为基本单元，开展西北黄土高原区及秦巴山区20万平方千米（191个县）的1:5万地质灾害调查，基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征，并对其危害程度进行评价，圈定地质灾害易发区和危险区，建立地质灾害信息预警系统，建立健全群专结合的监测网络，为减灾防灾提供基础地质依据。
“十二五”期间：开展西北地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查，基本查清区内地质灾害分布发育规律，逐步建立地质灾害风险控制管理工作体系。
“十三五”期间：继续开展地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查，查清区内地质灾害分布发育规律，形成西北地区地质灾害易发区区划和重点区域地质灾害风险管理区划，显著提高我国地质灾害防治水平。
3.工作任务
开展西北地区地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查；完善地质灾害易发性和危险性区划；健全完善地质灾害群测群防体系，建立地质灾害空间数据库。
在已经圈定的地质灾害易发区内，以县为单位采用点、线、面结合，重点和一般调查结合的方式开展1:5万地质灾害调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查，基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前，逐步推进，最终完成西北地区高、中易发区调查。在调查基础上，完善地质灾害易发性和危险性区划，健全完善地质灾害群测群防体系，探索建立地质灾害风险评价与风险控制管理工作体系。
“十二五”期间：开展西北黄土高原区地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查。
“十三五”期间：继续开展西北黄土高原区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查。
（三）西南山区1:5万地质灾害调查
1.工作现状
完成了以省（区、市）为单元的西南山区1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、423个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起，在29个县（近10万平方千米）开展了1:5万地质灾害调查。
通过开展1:5万地质灾害调查，基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律，有力支持并完善了地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果，在西南山区，仍有处于地质灾害高、中易发区的190个县近75万平方千米需要尽快开展地质灾害详细调查工作。
2.工作目标
总体目标：以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段，以县（区）级行政区划为基本单元，开展西南山区、藏东地区75万平方千米，1:5万地质灾害调查，基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征，并对其危害程度进行评价，圈定地质灾害易发区和危险区，建立地质灾害信息预警系统，建立健全群专结合的监测网络，为减灾防灾提供基础地质依据。
“十二五”期间：开展西南川滇山区、藏东地区等地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查，基本查清区内地质灾害分布发育规律，逐步建立地质灾害风险控制管理工作体系。
“十三五”期间：继续开展西南川滇山区、藏东地区地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查，查清区内地质灾害分布发育规律，形成全国地质灾害易发区区划和重点区域地质灾害风险管理区划。显著提高我国地质灾害防治水平。
3.工作任务
开展西南川滇山区、藏东地区滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查；健全完善覆盖地质灾害中、高易发区的群测群防网络，完善地质灾害易发性和危险性区划。建立地质灾害空间数据库。
在已经圈定的地质灾害易发区内，以县为单位采用点、线、面结合，重点和一般调查结合的方式开展1:5万地质灾害调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查，基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前，逐步推进，最终完成西南山区高、中易发区调查。在调查基础上，建立完善群测群防体系，完善地质灾害易发性和危险性区划，探索建立区域风险评价与风险控制管理工作体系。
“十二五”期间：开展西南山区高易发区1:5万地质灾害调查工作。
“十三五”期间：继续开展西南山区高、中易发区1:5万地质灾害调查工作。
（四）湘鄂桂山区地质灾害详细调查
1.工作现状
完成了以省（区、市）为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、287个县的1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起，在14个县近4万平方千米范围内开展了1:5万地质灾害调查。
通过开展1:5万地质灾害调查，基本摸清了调查区地质灾害分布和发育规律，有力地支持了完善地质灾害防治规划和各项减灾防灾工作。根据县市地质灾害调查成果，在湘鄂桂山区，仍有处于地质灾害高、中易发区的82个县近20万平方千米需要尽快开展1:5万地质灾害详细调查工作。
2.工作目标
总体目标：以遥感解译、地面调查、测绘和工程勘查为主要手段，以县（区）级行政区划为基本单元，开展西南山区、藏东地区1:5万地质灾害调查，基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征，并对其危害程度进行评价，圈定地质灾害易发区和危险区，建立地质灾害信息预警系统，建立健全群专结合的监测网络，为减灾防灾提供基础地质依据。
“十二五”期间：完成湘鄂桂山地丘陵区20个县（市）1:5万地质灾害调查，基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征，并对其危害程度进行评价，为制定防灾规划和减灾提供技术支撑。
“十三五”期间：全面完成湘鄂桂山地丘陵区40个县（市）1:5万地质灾害调查，基本查明区内地质灾害及其隐患的分布、形成的地质环境条件和发育特征，并对其危害程度进行评价，为制定防灾规划和减灾提供技术支撑。
3.工作任务
开展湘鄂黔山地区滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害中、高易发区1:5万地质灾害调查；健全完善覆盖地质灾害中、高易发区的群测群防网络，完善地质灾害易发性和危险性区划。建立地质灾害空间数据库。
在已经圈定的地质灾害易发区内，以县为单位采用点、线、面结合，重点和一般调查结合的方式开展地质灾害1:5万调查工作。2015年前优先开展地质灾害高易发区及经济损失较大地区调查，基本覆盖人员伤亡及财产损失主要地区。2020年前，逐步推进，最终完成湘鄂黔山地区高、中易发区调查。在调查基础上，建立完善群测群防体系，完善地质灾害易发性和危险性区划，探索建立区域风险评价与风险控制管理工作体系。
“十二五”期间：开展高易发区1:5万地质灾害调查。
“十三五”期间：继续开展高、中易发区1:5万地质灾害调查。
（五）东南沿海山区1:5万地质灾害调查
调查区主要包括浙江、福建、安徽、江西四省常年遭受台风袭击的地质灾害高风险区及中低山丘陵区，总面积约12万平方千米。该区域人口密度高、经济发达，地质条件复杂，台风和降雨频繁，地质灾害影响严重。
1.工作现状
完成了以省（区、市）为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查，以县（市）为单元的1:10万丘陵山区地质灾害调查约271个县（市），浙江省开展了小流域1:1万地质灾害调查。初步查明了崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害分布情况、发育特征、发育强度及其形成条件和发生规律，对地质灾害发生的环境地质条件和发展趋势进行了区划及预测评价，调查成果及时为重点县（市）及区域地质灾害防治提供了技术支撑。
虽然浙江开展小流域1:1万地质灾害调查调查，尚未系统开展1:5万地质灾害调查，缺少区域1:5万地质灾害调查资料，目前地质灾害防治依靠的是以往1:10万县市地质调查资料，地质灾害防灾工作能力和水平亟待提升。
2.工作目标
总体目标：全面完成地质灾害高、中易发区1:5万地质灾害调查工作，查明崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害分布情况、发育特征、发育强度及其形成条件和发生规律，对地质灾害发生的环境地质条件和发展趋势进行了区划及预测评价，调查成果及时为重点县（市）及区域地质灾害防治提供了技术支撑。
“十二五”期间：完成地质灾害高易发区1:5万地质灾害调查工作，选择25处重大地质灾害高易发区开展风险管理。
“十三五”期间：完成地质灾害中易发区1:5万地质灾害调查工作，选择15处重大地质灾害中易发区开展风险管理。
3.工作任务
以保护人民生命财产和生存环境、保障重大建设工程、重要矿山、国家级或省级旅游景区建设为目标，开展1:5万地质灾害调查，基本查明地质灾害发育及危害现状、形成条件和形成机理，进行地质灾害危险性评价和风险评估；开展区域地质灾害监测预警网络建设，建立典型区地质灾害监测预警示范；开展重大地质灾害调查与风险管理选区及评估；建立区域地质灾害数据共享平台。
（六）汶川地震地质灾害调查评价
1.工作现状
开展了工作区在内的青藏高原东南缘的地壳变形、断裂运动、地震活动研究、活动断裂和古地震研究、区内区域地壳稳定性研究及一系列的深部地球物理探测研究。从1991年到2006年已在青藏高原东部及邻区开展了十多年地壳形变监测。震后完成了地震灾区地质灾害应急调查、详细调查及对重大灾害体的勘察。
但震后地质环境、地应力场及位移场均发生了较大变化，需尽快完成调查。震后地震灾区地质灾害应急调查、详细调查及对重大灾害体的勘察资料亟待整理。灾后恢复重建迫切需要区域稳定性评价及地质灾害防治区划。与地震及地震地质灾害相关的关键科学问题亟待解决。
2.工作目标
总体目标：以汶川地震为契机，全面开展龙门山地区地震与地质灾害详细调查工作，结合综合地球物理勘查，摸清龙门山断裂带主要特征；系统总结工作区现代构造运动的地质灾害效应规律及地质灾害链形成机理；揭示龙门山及邻近构造带未来地震活动趋势；了解龙门山及邻近构造带的地震工程地质条件；开展区域地壳稳定性和重要场地工程地质稳定性评价；为龙门山地震重灾区恢复重建及邻区重要工程规划提供地质依据；建设地震地质灾害信息系统，为地震灾区防灾减灾和重建规划服务。
“十二五”期间：完成龙门山地区地震地质灾害调查，确定汶川地震发震断裂和同震断裂的地表变形特征，确定活动断裂深部结构，初步完成青藏高原东缘地壳形变和斜坡动力响应综合监测及汶川地震灾区地脉动测试，建立极震区滑坡形成机理模式及汶川地震区工程岩体稳定性评价与地质灾害填图技术方法，完成地质灾害相应成果建设，为汶川地震灾后重建提供相关地震地质灾害资料和必要的技术支撑。
“十三五”期间：深入研究地震地质灾害链的形成机理和演化过程，开展区域地壳稳定性评价，总结提升各种地震地质灾害调查、监测和评价的技术水平，并促进相关技术方法的推广应用。
3.工作任务
在广泛收集利用前期已有相关地质研究资料的基础上，利用遥感解译与野外地面调查、深部探测相结合，线路地质调查与重点地段大比例尺填图调查相结合，新构造运动特征定性分析与断裂活动时域及强度定量测试分析相结合，内动力与外动力地质作用调查相结合，物理仿真模拟与数值模拟相结合，对工作区活动断裂特别是发震断裂及其灾害效应进行定量—半定量评价；基于青藏高原东缘地壳形变和斜坡动力响应综合监测，以及对地震动力与地质灾害相关性的多方位综合调查和研究（模拟试验、常规和非常规岩土工程特性试验等），分析龙门山及邻近构造带未来新构造运动趋势及其灾害效应，开展汶川地震地质灾害关键科学问题的深入研究，力图在典型地震地质灾害的成灾机理和评价技术方面有所突破。
“十二五”期间：开展汶川地震灾区以滑坡、崩塌、泥石流灾害为主要内容的1:5万地质灾害调查与测绘；进行龙门山及邻近构造带地震工程地质调查评价；开展龙门山及邻近构造带活动断裂调查；开展区域地壳稳定性综合评价；在龙门山及其邻近地区开展综合地球物理探测，取得地震活动带较详细的岩石圈结构模型；在青藏高原东缘开展系统的高精度GPS测量与监测，重点开展对龙门山断裂带、鲜水河—安宁河—小江断裂带及其附近区域的监测。
开展川西地区地震地质及区域构造稳定性研究，研究更加符合斜坡地震动响应客观实际的地震动稳定性评价方法；通过大型振动台试验，揭示不同地震波下边坡的动力响应规律；通过开展汶川地震灾区地脉动测试及研究分析，提升对地震及余震有关的地质灾害问题更深层次的研究；在先期地震灾区地质灾害隐患巡排查工作的基础上，建立地震滑坡稳定性评价及失稳概率的定量评价模型，对地震滑坡危险程度进行分级，并对其危险性进行分区，形成地震滑坡灾害编图的一套技术方法体系。
“十三五”期间：地震灾区地质灾害调查和研究成果进行综合分析研究。
（七）西部复杂山体地质灾害成灾模式与风险评价
1.工作现状
西部地区复杂山体区已开展过不同程度的调查工作。其中包括基础性的1:20万区域地质图和1:20万水文地质图，及部分区域完成了1:5万地质填图。专业性的包括以省（区、市）为单元的1:50万以地质灾害为主的环境地质调查、1:10万山区丘陵县地质灾害调查。2005年起，部分地区开展了1:5万地质灾害调查。
但由于西部大型山体滑坡成因复杂，只依靠地表普查很难认清成灾模式，更难以掌握灾害的多米诺效应。如武隆鸡尾山滑坡，前期工作已将滑坡区圈定为危险区，但调查成果并没能对滑坡破坏机理与成灾模式作出正确的判断。武隆鸡尾山滑坡、宣汉天台乡滑坡、冯店垮梁子滑坡多起灾难性滑坡灾害的发生，表明在西部山区复杂斜坡地带，存在隐蔽性极高、突发性强、成因机理复杂、灾害隐患极大的特殊类型滑坡。这些滑坡成灾机理、致灾模式亟待研究。
2.工作目标
总体目标：以西部复杂山体为研究对象，依托已有调查成果，全面开展西部复杂山体成灾机理研究。开展地质灾害成灾模式调查、成灾条件与机理研究、致灾模式与机理研究、重大灾害防治对策研究。初步摸清西部地区地质灾害成因机制，建立西部复杂山体灾害识辨方法、完善灾害评价体系、提出区划防治建议，为主动防灾服务。
“十二五”期间：完成乌江流域、清江流域、三峡库区等西南山区复杂山体滑坡和黄土地区灌溉型滑坡、秦巴山区浅表层滑坡的形成机理和成灾模式研究；完成西部复杂山体特大地震滑坡的致灾范围预测研究；完成复杂山体滑坡的快速加固技术及复杂山体滑坡的遥感早期识别技术研究；建立融合重大地质灾害识别、稳定性判定、致灾模式判别、监测防治措施的防灾体系。
“十三五”期间：深入研究复杂山体地质灾害链的形成机理和演化过程，完善融合重大地质灾害识别、稳定性判定、致灾模式判别、监测防治措施的防灾体系，总结提升各种地质灾害调查、评价、监测和防治的技术，并促进相关技术方法的推广应用。
3.工作任务
“十二五”期间：在重大地质灾害易发的乌江流域、清江流域、三峡库区、西部山区、秦巴山区和黄土地区选择有代表性的滑坡，通过调查、勘察及试验，深入研究这些地区滑坡形成原因、运动机理及致灾模式，完善灾害发育特征认识，构建主动防灾体系。
通过对西部复杂山体地震滑坡三维物理模拟、多种三维数值模拟、变形破坏过程分析以及滑坡动力学分析等分析手段，对滑坡的影响范围进行深入探讨。开展微型组合抗滑桩、土工合成挡墙、快速注浆、预制格构等地质灾害快速加固技术的研究，并开展快速加固技术应用示范及加固效果监测分析，开展遥感早期识别技术研究等关键问题研究，提升主动防灾能力。
“十三五”期间：开展西部复杂山体地质灾害成灾模式与风险评价综合研究。
（八）典型地质灾害监测预警与示范推广
1.工作现状
完成了长江三峡库区滑坡等地质灾害GPS控制监测网建设。初步建立四川雅安、重庆巫山、云南哀牢山等8个代表不同突发性地质灾害类型的监测预警示范区。解决了地质灾害实时监测、实时传输、预警产品快速发布等多项关键技术。2003年开始，开展了全国和省级尺度的汛期地质灾害气象预警，取得了良好的效果。研制了三维激光微位移监测系统、滑坡微震自动连续观测系统、滑坡监测多媒体网络远程监控技术、FBG滑坡监测解调设备、地质灾害光导监测仪等多项技术与设备。研制了适用于地质灾害群测群防的系列仪器，已推广20万套，并在“5·12”抗震救灾工作中发挥了重要作用。
健全监测预警网络，形成覆盖我国主要灾害类型的国家级地质灾害监测工程示范区，进一步开发实用监测预警设备是下一步工作的重点。
2.工作目标
建立30个国家级地质灾害监测工程示范区，对地质灾害高风险区的重点区域实施专业监控，不断提高预测预警水平，推动区域地质灾害监测工作，为全国地质灾害综合预警提供依据。研制系列监测预警仪器和防治技术设备，不断完善突发性地质灾害监测数据采集、传输与分析管理技术，为突发性地质灾害监测和减灾防灾提供技术支持。
“十二五”期间：完成11个典型地质灾害监测预警示范区建设，建立区内有效的地质灾害预警系统。
“十三五”期间：全面完成地质灾害高易发区30个典型区域国家级专业监测工程示范区建设。
3.工作任务
以地质构造背景、气候条件和地质灾害发育规律为基础，选择典型地质灾害区域建设地质灾害监测预警示范区，研究探索不同地质灾害区地质灾害监测预警技术工作方法，为减灾防灾提供技术支持。根据1:5万地质灾害调查成果，优先考虑有代表性、工作基础较好、示范作用明显的区域开展工作。协助地方开展全国山地丘陵区县（市）地质灾害群测群防早期预警能力建设。
在地质灾害高易发区30个典型区域建立国家级专业监测工程示范区，完善监测内容、建立监测网络。开展全国山地丘陵区县（市）地质灾害群测群防早期预警能力建设，为已经确认的5万余处群测群防地质灾害隐患点，安装自动监测报警仪器。
开展简易监测仪器研发与示范、实时监测新技术研究与示范、监测技术平台建设。
“十二五”期间：在突发性地质灾害高易发区，根据不同地质灾害类型，选择建设完善燕山山地滑坡泥石流监测预警区、辽东南中低山泥石流区等11个典型区域地质灾害监测预警区。
建设区域地质灾害群测群防网络，对2万处隐患点进行简易仪器自动观测。
“十三五”期间：继续加强突发性地质灾害高易发区专业监测示范工程建设，完成长白山崩塌滑坡、天山谷地降雨—融雪型滑坡泥石流等19个区域突发性地质灾害监测预警区建设。
建设区域地质灾害群测群防网络，对1万处隐患点进行简易仪器自动观测。
（九）全国地面沉降调查与监测
1.工作现状
初步完成长江三角洲地区、华北平原、汾渭盆地等重点地区地面沉降和地裂缝调查10万平方千米，基本查明该地区发生的地质背景和地面沉降分布规律，基本建立以基岩标、分层标和GPS、水准测量为主的区域地面沉降立体监测网络，在上海、江苏和北京地面监测站，实现了监测数据自动采集、传输，初步建成地面沉降地理信息系统，为制定科学的地面沉降防治措施打下了良好的基础。
存在问题主要包括：地面沉降发展的趋势加剧，防治任务艰巨；地面沉降调查工作程度不平衡；监测网络需要进一步完善，监测技术有待进一步提升；重大工程面临地面沉降的威胁。
2.工作目标
建成平面以GPS监测和水准测量为主，垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主，以及空间遥感观测技术（In SAR）监测为主的地面沉降立体综合监测体系，实现对地面沉降的有效监控。
“十二五”期间：完成我国所有地面沉降区、城市及重要交通干线地面沉降调查。在主要地面沉降区建成平面以GPS监测和水准测量为主，垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主，以及空间遥感观测技术（In SAR）监测为主的地面沉降立体综合监测体系，基本实现对主要沉降区地面沉降的有效监控。
“十三五”期间：在所有地面沉降区建成平面以GPS监测和水准测量为主，垂向以分层标、基岩标及地下水监测为主，以及空间遥感观测技术（In SAR）监测为主的地面沉降综合监测体系，实现对所有地面沉降区地面沉降的有效监控。完成所有地面沉降区地面沉降风险管理与区划，为制定科学的地面沉降防治措施打下坚实的基础。
3.工作任务
利用In SAR等现代化监测技术，完善长江三角洲、华北平原、汾渭盆地地面沉降监测网，并继续进行监测；开展珠江三角洲、东北平原等地面沉降工作空白区地面沉降调查，建立地面沉降监测网络；和铁道部、交通部等部门密切合作开展重大工程区地面沉降调查与监测；结合区域地质环境背景和区域经济发展布局，开展地面沉降灾害风险评估，制定分区地面沉降控制目标和管理措施。
“十二五”期间：开展安徽阜阳、松嫩平原、珠江三角洲、江汉—洞庭湖平原等一般地面沉降区1:10万的地面沉降调查5000平方千米；继续对长三角、华北平原、汾渭盆地等主要沉降区进行地面沉降监测。
长江三角洲地区：开展江浙两省沿海平原等以往工作较薄弱地区包括淮安、扬州、泰州、南通、绍兴、台州地区的1:25万地面沉降灾害调查，重点城市1:5万地面沉降灾害调查。
华北平原：对前期工作薄弱的地区开展1:5万地面沉降调查工作；基本覆盖以开采地下水为主要水源的平原地区。
汾渭盆地：开展汾渭盆地陕西咸阳、渭南和榆次、临汾及运城等重点城市的地面沉降地裂缝灾害调查。
继续对长三角、华北平原、汾渭盆地等主要沉降区进行地面沉降监测与风险管理。
“十三五”期间：重要地面沉降区监测。
长江三角洲地区：完善地面沉降监测网络，每年定期开展In SAR地面沉降监测。
华北平原：完善地面沉降监测网络，每年定期开展In SAR地面沉降监测。
汾渭盆地：完善地面沉降地裂缝监测网络，每年定期开展山西地面沉降监测。每年定期开展In SAR地面沉降监测。
一般沉降区地面沉降监测。即安徽阜阳、松嫩平原、珠江三角洲、江汉—洞庭湖平原等一般地面沉降区地面沉降In SAR监测。
重大工程地面沉降调查与监测。主要开展涉及华北平原、汾渭盆地和长三角地区三个地面沉降防治规划区的主要高速铁路建设项目的地面沉降灾害防治工作，包括：全线位于汾渭盆地的大同—西安高速铁路、跨华北平原和长三角地区的京沪高速铁路。

一、什么是地裂缝
地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度裂缝的地质现象。当这种现象发生在有人类活动的地区时,便可成为一种地质灾害。
二、地裂缝能造成哪些危害
地裂缝是一种独特的城市地质灾害。自20世纪50年代后期发现,1976年唐山大地震以后活动明显加强,特别是进入80年代以来,由于过量抽汲承压水导致的地裂缝两侧不均匀地面沉降进一步加剧了地裂缝的活动,各类地裂缝穿越民居、厂矿、农田,横切道路、水管及各种公共设施,致使建筑物破损、农田毁坏、道路变形、管道破裂,危及一些著名文物古迹的安全,影响人民生活、厂矿生产和安全。
三、地裂缝有哪些类型
地裂缝的形成原因复杂多样。地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。按地裂缝的成因,常将其分为如下几类:(1)地震裂缝
各种地震引起地面的强烈震动,均可产生这类裂缝。
(2)基底断裂活动裂缝
由于基底断裂的长期蠕动,使岩体或土层逐渐开裂,并显露于地表而成。
(3)隐伏裂隙开启裂缝
发育隐伏裂隙的土体,在地表水或地下水的冲刷、潜蚀作用下,裂隙中的物质被水带走,裂隙向上开启、贯通而成。
(4)松散土体潜蚀裂缝
由于地表水或地下水的冲刷、潜蚀、软化和液化作用等,使松散土体中部分颗粒随水流失,土体开裂而成。
(5)黄土湿陷裂缝
因黄土地层受地表水或地下水的浸湿,产生沉陷而成。
(6)胀缩裂缝
由于气候的干、湿变化,使膨胀土或淤泥质软土产生胀缩变形发展而成。
(7)地面沉陷裂缝
因各类地面塌陷、过量开采地下水、矿山地下采空引起地面沉降过程中的岩土体开裂而成。
(8)滑坡裂缝
由于斜坡滑动造成地表开裂而成。
此外,通常还按形成地裂缝的动力原因,即地壳内动力和外动力,将地裂缝分为构造地裂缝、非构造地裂缝和混合成因地裂缝三大类。前述的(1),(2)类即属构造地裂缝,(4),(5),(6),(7),(8)类为非构造地裂缝,第(3)类应为混合成因地裂缝。
上述仅是几种主要类型,还有其他类型,这里不再赘述。
地裂缝灾害也是严重影响我国人民生活、生产建设的主要地质灾害之一,它广泛分布于全国各地,条数成千上万。仅河北、河南、陕西、山西、山东、江苏、安徽7省的不完全统计,已有200个县(市、区)发现地裂缝点746处。在城市中,已出现地裂缝的有西安、大同、邯郸、保定、石家庄、天津、淄博等,其中以西安最为典型和严重。西安地裂缝群分布范围西至唣河,东到纺织城,南起三爻村,北至井上村,面积约155平方千米。它发育在特殊的黄土梁洼地貌的基础上,成带状发育,准平行等间距,NNE向展布,主地裂缝均显示南倾南降特点。
四、地裂缝发生的原因
引起地裂缝强烈活动的因素除构造活动外,主要与过量开采承压水引发的地裂缝两侧地面不均匀沉降有关(主要以地裂缝最严重的西安市为例)。
构造活动。西安断陷一直处于下沉状态,长安-临潼断裂也进行着南升北降的活动,西安11条地裂缝带均处于下降的北盘,其分布及活动均受长安-临潼断裂控制。多年跨断层水准测量资料表明,长安-临潼断裂平均垂向活动速率为3.98毫米/年,约占地裂缝平均垂向活动量的7.3%。
过量开采承压水是地裂缝活动加剧的主要原因。钻探、地震物探及槽探资料证实,西安地区第四系是由黏性土层与砂、砂砾石层组成的不等厚互层结构。在西安东南郊一带黏性土层较厚,由东南往西北砂层逐渐增多,厚度增大。在黄土梁洼区,黏性土层厚度存在明显的差异,洼地区黏性土层厚度大于黄土梁区。又由于长安-临潼断裂的活动,造成沿地裂缝及其附近产生一定宽度的土体破裂松动带,西安地裂缝上盘松动破裂大于下盘。
多年来,由于西安市近郊区过量抽汲地下水,致使承压水位大幅度下降,导致地层释水压密,引发了大面积地面沉降。由于地裂缝两侧黏性土层厚度差异与土体松动破裂程度不同,使地裂缝两侧释水压密变形沉降程度不同,进而加剧了地裂缝的垂向活动。据监测资料,不同地段、不同活动速率的地裂缝垂向活动量的70%~90%是差异沉降造成的。
五、地裂缝的观测和普查
在我国发育的各类地裂缝中,除地震裂缝外(它常与地震一起研究),以基底断裂活动裂缝的规模和危害最大。它一般分布在活动构造单位之中,如汾渭地堑等,具有明显的方向性,并在水平、垂直方向上均有位移,以西安、大同所发育的最为典型。隐伏裂隙和开启裂缝在分布上具有一定的方向性,规模不大。以陕西泾阳,山西万荣和河北邯郸、正定等地最为典型。地面沉陷裂缝多呈环状,各类矿区、岩溶塌陷区和地面沉降区等均有发育。其他各类裂隙规模较小,分布广泛,一般不具有规则的方向性。松散土体潜蚀裂隙以河南黄泛区和河北、山东等地最为典型。黄土地区,南方膨胀土和淤泥质软土地区,滑坡地带则分别为黄土湿陷裂缝、胀缩裂缝和滑坡裂缝。地震裂缝常与地震活动同时产生,我国各个地震区,例如,唐山、澜沧—耿马、炉霍等地,在地震中均产生了大量的这类裂缝。
对于地裂缝的监测主要采用以下方法:①采用YDD-A型音频大地电场仪对地形、地质构造复杂又有覆盖层的基岩山区进行勘测,确定地裂缝的深度及其延伸情况,优于其他物探方法。如在长江三峡河谷岸坡—链子崖危险(开裂)岩体中应用效果就较好。②浅层高分辨纵波反射法。在西安地裂缝研究工作中证明,用此方法可以根据地震剖面图上反射层位的错断和缺失,推断第四纪松散层中的断层。这是研究新构造活动的一种手段。由于采用了浅层地震反射法,快速地查明了地表地裂缝下存在有第四纪断层,因而为西安地裂缝的成因及地裂缝——断层模式提供了较有价值的资料。③裂缝位移观测,这是常规的方法。即在地表裂缝两侧定点观测位移变化情况。
在各类地裂缝中,除地裂缝和基底断裂活动裂缝外,其他各类均能人为地加以控制和防御,甚至避免和根除。而对地震裂缝和基底断裂活动裂缝,目前的技术手段还难以抗御。改善人类活动和一些治理措施只能起到一定的减轻作用。在目前的技术水平和认识状况下,各类工程建筑绕、避这类裂缝区段,是一种最为有效的减灾措施。例如,地裂缝灾害严重的西安市,制定了《地裂区建筑场地勘查设计暂行条例》,规定各类建筑物按其类型和重要程度在地裂缝两侧各避让一定的距离,这对减轻西安的地裂缝灾害起了重要的作用。

一、内容概述

在国家自然科学基金委、国土资源部、中国地质调查局及地方政府的支持和资助下，长安大学地裂缝地面沉降课题组在地裂缝调查与监测技术方法方面，形成了一套包括地裂缝调查内容、调查方法与技术要求，地裂缝监测内容、监测方法与技术要求，地裂缝评价内容、评价方法与指标体系成果。

1.形成了一套系统的地裂缝调查方法

针对不同成因类型特点的地裂缝，提出了不同的调查内容和工作方法以及不同比例尺地裂缝调查的精度要求。

2.形成了一套完备的地裂缝场地勘察方法

1）根据地裂缝的出露情况及勘探标志层的不同，划分了地裂缝场地类型（一类、二类和三类），提出了不同地裂缝场地的具体勘探手段及技术要求。

2）研发了地裂缝的精细探测与高精度解译技术。利用多次覆盖反射法探测所采集的资料，拾取初至反射波信息，采用CT成像技术，反演浅表层地层速度场（图1）。开发的CT成像信息处理技术，能有效识别浅层地裂缝，解决了50m以浅地裂缝定位探测的技术难题。

图1 CT成像有效识别浅部裂缝信息解译剖面

3.提出了不同类型地裂缝的成因模式及机理研究方法

包括构造控缝（图2至图3）、应力导缝（图4）和抽水扩缝（图5至图7）的地裂缝耦合成因理论。

4.提出了地裂缝监测的方法、内容及技术标准，研发了地裂缝的高精度GPS监测、InSAR监测及其融合监测技术以及监测设备

研究的GPS监测数据精密处理方法（图8），实现了垂向精度高于3 mm的监测地面沉降地裂缝形变特征的能力；开展的对不同区域地裂缝监测的 InSAR 技术、小基线（SBAS）技术、人工角反射器（CR）技术、新型卫星和多卫星平台的InSAR处理以及In-SAR监测的后处理方法，实现了“毫米”量级的监测精度；建立的基于GPS监测点上移动人工角反射器的GPS与CR-InSAR融合技术和通过CR和GPS融合对InSAR误差的修正模型和方法，实现了1～2mm量级的地裂缝高精度监测。开发了地裂缝三维实时动态监测仪器，包括基于GPS移动的人工角反射器和地裂缝三向变形测量仪（图9）等。

图2 西安地区深部构造孕裂模型

图3 临潼 长安断裂派生地裂缝模式

图4 渭河盆地地裂缝与区域构造应力关系

5.建立了地裂缝评价的指标体系，提出了地裂缝的综合分类方案和综合评价方法

地裂缝评价内容包括地裂缝成因判定、活动性评价、趋势预测、致灾机理分析和危险性评价；评价指标包括松散地层沉积相及沉积厚度、含水层分布、地层结构、地形地貌、岩土体物理力学性质、地裂缝历史灾害程度、地下水位埋深、地下水开采强度和其他人类工程活动等；评价方法包括遗传算法（GA）、人工神经网络法（ANN）、灰色聚类分析法、模糊综合评判法、层次分析法、地理信息系统（GIS）等。地裂缝按规模分为巨型、特大型、大型、中型和小型；按力学性质分为剪切型、拉张型、张剪型和压剪型；按张开程度分为闭合、裂开、张开、宽、很宽和极宽型；按活动程度分为活动强烈、较强烈、中等和微弱；按主次关系分为主裂缝、分支裂缝和次级裂缝；按形成原因分为构造型（断层蠕滑、地震裂缝）、非构造型（湿陷、塌陷、沉降、胀缩和滑坡裂缝等）和复合型（沉降与构造耦合）。

图5 地裂缝与地面沉降中心关系

图6 黏土层差异沉降压缩扩缝模式

图7 含水层水平位移扩缝模式

图8 高精度HPGPSADJ软件和GPS后处理软件

图9 地裂缝三向变形测量仪

二、应用范围及应用实例

地裂缝调查与监测技术方法可应用于地质灾害调查、城市建设规划、工业民用建筑、公路、铁路和生命线等建设工程的不同阶段的勘察和设计。该技术方法已成功运用于汾渭盆地、华北平原、东北地区和华东地区的地裂缝调查与监测中（图10，图11），在西安地铁（图12）、大同-西安高速铁路（图13）和北京未来科技城（图14）等重大工程建设以及西安城市建设规划中得到应用，为重大城市和重大工程减灾防灾做出了贡献，并已在20余个省市推广，形成了地裂缝灾害调查、探测与监测技术的示范。

图10 渭河盆地西安地区地裂缝监测

图11 太原盆地清徐地裂缝监测图

图12 西安地铁四号线沿线地裂缝危险性评价

图13 大同-西安高铁沿线地裂缝的勘察成果

图14 北京未来科技城国网智能电网研究院地裂缝场地的勘察评价成果

三、推广转化方式

该项成果已获省部级科学技术一等奖3项，发表核心期刊论文247篇，其中SCI收录论文41篇、EI收录论文102篇，出版学术专著3部，获国家专利8项、软件著作权3项，在国内外产生了重大学术影响；在第三届全国岩土与工程学术大会、2009～2012年全国工程地质大会、第三届全国地面沉降防治学术研讨会以及“Prevention of Geo-Hazards in Western China and The Fifth International Symposium on Mitigation of Geo-hazards in Area around Japan Sea”等国际学术会议上进行了交流，获得国内外同行的广泛认可，尤其是国际工程地质与环境协会（IAEG）主席Carlos Delgado教授对该成果给予了高度评价。

该成果可通过宣传报道、会议交流、人员培训、技术咨询、现场服务等方式进一步推广和应用转化。

技术依托单位：长安大学

联系人：杨红斌 卢全中

通讯地址：陕西省西安市南二环路中段长安大学科技处

邮政编码：710064

联系电话：029-82334276，18049518981

电子邮件：yhb1997@chd.edu.cn，dcdgx14@chd.edu.cn

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