摘 要：【目的】了解滑坡災(zāi)害防治研究現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢，為滑坡災(zāi)害防治和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供參考?！痉椒ā客ㄟ^文獻(xiàn)綜述的方法梳理已有的研究成果，整理與研究目標(biāo)相關(guān)的內(nèi)容?！窘Y(jié)果】系統(tǒng)地總結(jié)了滑坡災(zāi)害的成因機(jī)制；分析了滑坡災(zāi)害監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)和滑坡災(zāi)害預(yù)測的主要模型，并討論了滑坡災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警的重要性；評述了滑坡災(zāi)害防治工程的應(yīng)用，展望了滑坡災(zāi)害防治研究未來的發(fā)展趨勢。【結(jié)論】滑坡災(zāi)害防治研究具有重要的科學(xué)價值和現(xiàn)實(shí)意義，可為地質(zhì)災(zāi)害防治和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：滑坡災(zāi)害；成因機(jī)制；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用研究；創(chuàng)新發(fā)展

中圖分類號：P954 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-5168（2024）15-0095-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.15.021

Research Progress and Prospect of Landslide Disaster Control

LU Dengke1 HUANG Lixin2

（1. Gansu Coal Geology Bureau 149th team， LanZhou 730000，China;

2. Lanzhou College of Information Technology， LanZhou 730000，China）

Abstract：[Purposes] This paper aims to understand the research status and future development trend of landslide disaster prevention， and provide reference for the prevention of the landslide damage and the sustainable development of ecological environment. [Methods] Through the method of literature review， the existing research results were sorted out and the contents related to the research objectives were studied. [Findings] This paper systematically summarizes the cause mechanism of slope disaster. The key techniques of landslide disaster monitoring and the main models of landslide disaster prediction are analyzed， the importance of landslide disaster monitoring and early warning is discussed， the application of landslide disaster prevention and control engineering is reviewed， and the future development trend of landslide disaster prevention and control research is forecasted. [Conclusions] The research of slope disaster prevention and control has important scientific value and practical significance， and provides scientific basis for geological disaster prevention and ecological environment sustainable development.

Keywords： landslide disaster; cause mechanism; key technology; applied research; innovative development

0 引言

滑坡災(zāi)害作為一種廣泛存在于全球各地的自然災(zāi)害，給人類社會和生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重的破壞和威脅。我國幅員遼闊，地理特點(diǎn)多樣，滑坡災(zāi)害發(fā)育類型多、分布范圍廣、發(fā)生頻率高且造成的損失重［1-2］。隨著全球氣候變化的加劇和人類活動的不斷擴(kuò)張，滑坡災(zāi)害的頻發(fā)性和規(guī)模呈現(xiàn)出愈演愈烈的趨勢。近年來，基于遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GNSS）、無人機(jī)（UAV）、人工智能（AI）和云計算等技術(shù)開展的地質(zhì)滑坡防治研究，對滑坡災(zāi)害形成機(jī)理、地質(zhì)構(gòu)造特征、地表覆蓋情況等進(jìn)行了綜合分析，實(shí)現(xiàn)了針對滑坡災(zāi)害孕育過程的全方位、實(shí)時動態(tài)的監(jiān)測與管理，為滑坡災(zāi)害防治提供了重要的數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)地總結(jié)發(fā)展成果，概括現(xiàn)階段發(fā)展趨勢，可為滑坡災(zāi)害防治和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)［3-4］。

1 滑坡災(zāi)害的成因機(jī)制

1.1 地形地貌

地形地貌是滑坡形成的重要影響因素之一，不同類型的地形地貌會對滑坡的形成和發(fā)展產(chǎn)生不同的影響。山地地形通常具有陡峭的坡度和復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，山坡上的地表水徑流較大，水分的積聚和滲透會導(dǎo)致坡體飽和，削弱土壤或巖石的穩(wěn)定性，在地震、融雪等因素的影響下，增加了滑坡發(fā)生的可能性。河谷地形存在高含水層和軟土地質(zhì)，通常具有較平緩的坡度和較高的水動力作用，河流的沖刷作用會削弱河岸的穩(wěn)定性并形成河岸滑坡［5］。高原地區(qū)具有較強(qiáng)的風(fēng)蝕作用，土壤或巖石常年因風(fēng)化、侵蝕等作用而疏松，降雨后易發(fā)生滑坡。丘陵地形通常具有較緩的坡度和復(fù)雜的地形起伏，土壤常常受到重力和水分的共同耦合作用，特別是在坡腳的部位極易發(fā)生滑坡災(zāi)害［6］。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

地震、構(gòu)造活動等地殼運(yùn)動引起的地質(zhì)構(gòu)造變形是造成滑坡災(zāi)害的重要因素之一。例如，斷層是地震活動的主要表現(xiàn)形式，斷層活動導(dǎo)致巖土體的剪切和滑動，能夠改變巖體的構(gòu)造形式和力學(xué)強(qiáng)度。褶皺和逆沖構(gòu)造是地質(zhì)構(gòu)造中常見的一種形式，對滑坡的形成和發(fā)展也有一定的影響。在構(gòu)造作用下巖土體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中，巖石和土壤會發(fā)生斷裂、節(jié)理、裂縫等地質(zhì)現(xiàn)象，從而降低了巖土體的穩(wěn)定性，增加了滑坡的危險性［7-9］。

1.3 地表覆蓋

地表覆蓋是指坡面上的植被、土壤和其他覆蓋層，對滑坡的形成和發(fā)展有著重要的影響。地表覆蓋能夠影響坡面的降雨入滲和徑流生成過程，可以有效地減緩雨水的沖刷作用，降低坡面的侵蝕速率。其中，植被能夠減弱地表徑流對土壤的沖刷和侵蝕程度，并且通過植被的冠層減少降雨對土壤的濺蝕、通過植被的根固作用防止水土流失，增強(qiáng)土壤的穩(wěn)定性。通過植被、草皮等地表覆蓋的種植和管理，可以減少坡面的風(fēng)化程度，遮蔽裸露的巖石、土壤和裂縫等地質(zhì)隱患，有效地減少土壤的松動和流失，提高坡面的抗滑性與穩(wěn)定性，有利于減少滑坡的形成［10-11］。

1.4 氣象水文

大氣、水文和土壤之間的相互作用過程，對滑坡的形成和發(fā)展具有重要的影響。降雨是引起滑坡的主要原因之一，特別是短時間內(nèi)的強(qiáng)降雨，降雨過后，坡面土壤被浸泡，土體內(nèi)的孔隙水和地下水位上升，增加了土體的重量和壓力；同時，在強(qiáng)降雨的情況下，雨水可以帶走土壤和巖石，加劇土壤侵蝕和土體變形，促進(jìn)了滑坡的發(fā)生。氣象水文過程中的水文循環(huán)和土壤侵蝕也會導(dǎo)致滑坡的形成，降雨、蒸發(fā)、蒸騰和徑流等過程會對坡體穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。如在干旱期間，土壤可能因?yàn)槿狈λ侄兊酶稍?，土體的飽和度下降，導(dǎo)致巖土體抗剪強(qiáng)度下降，增加滑坡的風(fēng)險［12-13］。

2 滑坡災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警

2.1 滑坡災(zāi)害監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 遙感監(jiān)測技術(shù)。遙感技術(shù)在滑坡災(zāi)害監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用。目前主要有多光譜遙感技術(shù)、雷達(dá)遙感技術(shù)、激光遙感技術(shù)、地震遙感技術(shù)、熱紅外遙感技術(shù)和GNSS遙感技術(shù)等多種遙感技術(shù)在滑坡災(zāi)害監(jiān)測實(shí)踐中廣泛應(yīng)用［14-15］。

基于遙感技術(shù)可以獲取滑坡區(qū)域的影像數(shù)據(jù)，通過對滑坡區(qū)域的衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行分析和比對，可以觀察到滑坡體的變化情況。如果滑坡體發(fā)生了明顯的形態(tài)變化或位移，可以及時進(jìn)行預(yù)警，以便采取相應(yīng)的防范措施。同時，遙感技術(shù)可以提供地表變形監(jiān)測的指標(biāo)?；掳l(fā)生時，地表會發(fā)生變形，例如地表下陷、裂縫出現(xiàn)等。利用遙感技術(shù)可以獲取地表變形監(jiān)測的數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比對，可以判斷滑坡體的活動性和變形程度，進(jìn)而評估滑坡的潛在危害。此外，遙感技術(shù)還可以提供滑坡區(qū)域的植被覆蓋度等信息。植被在滑坡災(zāi)害的監(jiān)測中扮演著重要的角色，因?yàn)榛麦w的運(yùn)動通常會對周圍植被造成破壞或變化。通過遙感技術(shù)獲取植被覆蓋度的數(shù)據(jù)可以用來評估滑坡區(qū)域的穩(wěn)定性，并為滑坡的預(yù)測和評估提供依據(jù)。

通過遙感技術(shù)，可以及時獲得大范圍、高分辨率的地表數(shù)據(jù)，觀察滑坡體的變化情況，評估滑坡區(qū)域的穩(wěn)定性，并提前預(yù)警滑坡災(zāi)害的發(fā)生。隨著遙感技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用，滑坡災(zāi)害的監(jiān)測和防范工作將更加精準(zhǔn)、高效。

2.1.2 地形監(jiān)測技術(shù)。地形監(jiān)測技術(shù)在滑坡災(zāi)害監(jiān)測中是一種非常重要的手段。地形監(jiān)測技術(shù)可以提供滑坡體的幾何形態(tài)和運(yùn)動速率等重要參數(shù)。通過對滑坡區(qū)域的地形變化進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和分析，及早發(fā)現(xiàn)滑坡體的運(yùn)動規(guī)律，及時預(yù)警和采取有效的應(yīng)對措施，避免和減少滑坡災(zāi)害對人類生命財產(chǎn)的危害。具體來說，地形監(jiān)測技術(shù)在滑坡災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用主要包括滑坡體位移監(jiān)測、地形變化監(jiān)測、巖土體參數(shù)監(jiān)測和滲流場監(jiān)測等方法［16-17］。

滑坡體位移監(jiān)測主要通過設(shè)立位移監(jiān)測點(diǎn)，在滑坡體或附近地區(qū)進(jìn)行位移監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)滑坡體的運(yùn)動情況并掌握其變化規(guī)律。目前常用的監(jiān)測手段包括激光掃描測量、GNSS定位等。地形變化監(jiān)測是通過對滑坡區(qū)域的地形高程和形狀進(jìn)行定量化監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)滑坡體形態(tài)和大小的變化，以及可能引起滑坡的因素，如雨水滲入、地震等。地形變化監(jiān)測主要采用激光掃描測量、遙感技術(shù)等。巖土體參數(shù)監(jiān)測是通過對滑坡體的物理力學(xué)參數(shù)以便進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，如土壤密度、滲透系數(shù)、彈性模量等，及時掌握滑坡體的力學(xué)特性，預(yù)測其穩(wěn)定性。巖土體參數(shù)監(jiān)測通常采用原位試驗(yàn)、地震勘探、激光掃描測量等技術(shù)。滲流場監(jiān)測是通過監(jiān)測滑坡體內(nèi)部和周圍地區(qū)的水文地質(zhì)條件和水流動態(tài)，掌握滑坡體內(nèi)部的水分狀況，預(yù)測其穩(wěn)定性，滲流場監(jiān)測通常采用地下水位監(jiān)測、水文地質(zhì)勘探、地球物理勘探等技術(shù)。

2.2 滑坡災(zāi)害預(yù)測的主要模型

滑坡災(zāi)害預(yù)測是一個復(fù)雜的問題，涉及地質(zhì)、地形、水文、氣象等多個因素的綜合影響。國內(nèi)外學(xué)者結(jié)合多個科學(xué)領(lǐng)域的理論方法，在滑坡災(zāi)害預(yù)測方法方面開展了諸多研究，得出了各種不同的分析方法，總體來說，主要概括為統(tǒng)計模型、物理模型和機(jī)器學(xué)習(xí)等模型［18-20］。

統(tǒng)計模型是通過建立歷史滑坡事件和相關(guān)因素之間的統(tǒng)計關(guān)系來進(jìn)行預(yù)測的。常見的統(tǒng)計模型包括信息量、邏輯回歸和頻率比等，這些模型基于歷史數(shù)據(jù)分析和驗(yàn)證，通過統(tǒng)計關(guān)系來評估滑坡發(fā)生的可能性。物理模型是通過建立滑坡體力學(xué)行為的數(shù)學(xué)描述來進(jìn)行預(yù)測的。常見的物理模型包括基于有限元法的數(shù)值模擬模型和基于解析解的解析模型，這些模型可以考慮滑坡體的力學(xué)特性，如強(qiáng)度、應(yīng)力、形變等，從而預(yù)測滑坡的發(fā)生和演化。機(jī)器學(xué)習(xí)模型是通過大量地輸入數(shù)據(jù)和已知滑坡事件進(jìn)行訓(xùn)練建立預(yù)測模型的。常見的機(jī)器學(xué)習(xí)模型包括支持向量機(jī)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)森林等，這些模型可以通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中的模式和關(guān)聯(lián)性進(jìn)行滑坡災(zāi)害的預(yù)測?；聻?zāi)害預(yù)測每種方法都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，綜合多種模型和方法，結(jié)合地質(zhì)勘察、監(jiān)測和實(shí)時觀測數(shù)據(jù)等，可以更好地進(jìn)行滑坡災(zāi)害的預(yù)測和預(yù)警工作。

3 滑坡災(zāi)害防治工程

3.1 加固措施

滑坡災(zāi)害防治工程中的加固措施起著至關(guān)重要的作用。通過加固措施可以改變滑坡體的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)，減輕滑坡災(zāi)害對人類生命財產(chǎn)的威脅。主要的加固措施有鋼筋混凝土加固、巖石錨桿、地下連續(xù)墻和設(shè)置防護(hù)網(wǎng)等。其中，鋼筋混凝土加固、巖石錨桿等可以增加滑坡體的抗剪強(qiáng)度，使其能夠承受更大的剪切力，減少滑坡發(fā)生的可能性；設(shè)置地下連續(xù)墻可以增加滑坡體與地基的連接，提高整體抗滑能力，增加滑坡體的整體穩(wěn)定性，使其能夠更好地抵御外部作用力的影響；防護(hù)網(wǎng)可以限制滑坡體的移動范圍，減少滑坡對周圍環(huán)境的破壞。加固措施的選擇和設(shè)計需要綜合考慮滑坡體的特征、地質(zhì)條件和工程可行性等因素，以確保施工質(zhì)量和效果。

3.2 排除措施

排除措施是滑坡災(zāi)害防治工程的重要部分。其主要目的是在滑坡災(zāi)害防治過程中通過采取一系列措施，及時有效地清除或減輕滑坡體內(nèi)部的水分、雜物等不利因素，降低滑坡的發(fā)生可能性。一般通過設(shè)置排水溝、排水管等排水設(shè)施，可以及時排除滑坡體內(nèi)的水分，減少水壓力，提高滑坡體的抗剪強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性。滑坡體內(nèi)的雜物和植被會增加滑坡體的重量，影響滑坡體的穩(wěn)定性，通過清理滑坡體內(nèi)的雜物、山體上的裸露巖石、砂礫等，防止其滑入滑坡體內(nèi)，減少減輕滑坡體的重量和外部力量對滑坡的影響，降低滑坡發(fā)生的風(fēng)險。排除措施只是滑坡防治工程的一部分，與其他加固措施和監(jiān)測預(yù)警體系相結(jié)合，才能建立更完善的滑坡防治體系。

4 滑坡災(zāi)害防治研究的發(fā)展趨勢

4.1 智能化與數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用

智能化與數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展在滑坡災(zāi)害防治研究方面起到了重要的推動作用?；聻?zāi)害是一個復(fù)雜的物理過程，數(shù)字化技術(shù)可以通過模擬和仿真，對滑坡體的行為進(jìn)行深入研究。通過數(shù)字化建模和仿真技術(shù)，可以模擬不同條件下的滑坡體行為，探究滑坡體形成和演化規(guī)律，對滑坡體的穩(wěn)定性進(jìn)行評估和預(yù)測。同時，數(shù)字化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)滑坡災(zāi)害數(shù)據(jù)的管理和共享，通過建立數(shù)字化數(shù)據(jù)庫和知識庫，收集和整理全球范圍內(nèi)的滑坡災(zāi)害數(shù)據(jù)、研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)數(shù)據(jù)共享和合作，為滑坡災(zāi)害研究和防治工作提供參考。

智能化傳感器和監(jiān)測設(shè)備能夠?qū)崟r獲取滑坡體的變形、滲流、地震等信息，利用數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)，這些設(shè)備可以收集大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測。通過數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，可以從海量數(shù)據(jù)中提取有價值的信息，發(fā)現(xiàn)滑坡體的規(guī)律和趨勢，有助于更好地了解滑坡災(zāi)害的機(jī)理和特征，基于智能化技術(shù)的數(shù)據(jù)處理和分析，可以為決策者提供科學(xué)的決策支持和風(fēng)險評估。

4.2 綠色生態(tài)工程與自然修復(fù)

綠色生態(tài)工程和自然修復(fù)在滑坡災(zāi)害防治研究中具有重要的應(yīng)用潛力。通過恢復(fù)和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)，提高土壤穩(wěn)定性和抗沖蝕能力，能夠減少滑坡的發(fā)生風(fēng)險。

綠色生態(tài)工程和自然修復(fù)強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，不僅能夠有效地防治滑坡災(zāi)害，還能提供其他生態(tài)和社會效益。通過保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)，可以提高土地的可持續(xù)利用能力，提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。綠色生態(tài)工程和自然修復(fù)利用自然過程恢復(fù)土壤、植被和水資源的功能，通過植被恢復(fù)、土壤保護(hù)和水資源管理等手段，促進(jìn)滑坡地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)，并提供各種生態(tài)服務(wù)功能，良好的生態(tài)系統(tǒng)可以增加土壤的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高土壤的抗沖蝕能力，促進(jìn)滑坡地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和保護(hù)。通過合理的植被覆蓋和根系固土，增加土壤的抗剪強(qiáng)度和抗沖刷能力，適當(dāng)選擇草本植物、灌木和喬木等植被，并合理配置植物的密度和種類，可以有效地穩(wěn)定土壤，減緩滑坡體的形成和擴(kuò)展，減少滑坡發(fā)生的可能性。

5 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，滑坡災(zāi)害防治研究也迎來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在未來研究中，應(yīng)注重跨學(xué)科交叉融合，積極開展與地質(zhì)、水文、土木工程等學(xué)科的合作，共同推動滑坡災(zāi)害防治研究的深入發(fā)展。加強(qiáng)對滑坡形成機(jī)理和演變規(guī)律的研究，深入探討滑坡發(fā)生的多種因素及其交互作用，結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)，建立更加智能化和精準(zhǔn)化的滑坡監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，更加準(zhǔn)確地預(yù)測滑坡的發(fā)生和發(fā)展趨勢，提高對滑坡災(zāi)害的及時響應(yīng)能力。在滑坡治理技術(shù)與方法方面，應(yīng)不斷探索新的治理手段和資源利用方式，提高滑坡治理的科學(xué)性和可持續(xù)性，為相關(guān)部門提供科學(xué)決策和指導(dǎo)，減少滑坡災(zāi)害對人民生命財產(chǎn)的危害。

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