劉云，肖斌

(1.江西省礦產(chǎn)資源保障服務中心，南昌 330025；2.江西省核工業(yè)地質(zhì)局信息通訊中心，南昌 330046；3.江西省大地數(shù)據(jù)有限公司，南昌 330096)

專業(yè)監(jiān)測預警是地質(zhì)災害防治的重要手段，是“人防+技防”中“技防”的核心要素。近年來，屢有地質(zhì)災害專業(yè)監(jiān)測成功預警的案例。如：2019年2月17日，地質(zhì)災害防治國家重點實驗室成功預警貴州省興義市龍井村9組滑坡[1]；2019年8月6日，中國航天科工三院航天慣性研制的地質(zhì)災害監(jiān)測預警系統(tǒng)成功預警了湖北省十堰市張灣區(qū)幸福小區(qū)大規(guī)模山體滑坡事件[2]；2020年9月11日，廣西地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站成功預警了八江鎮(zhèn)巖腳村高弄屯泥石流[3]。自2019年起，自然資源部在全國范圍內(nèi)啟動地質(zhì)災害監(jiān)測預警實驗工作，截至2021年6月，已有2.2萬余處地質(zhì)災害監(jiān)測預警實驗點全面建成進入試運行階段[4]。

江西是我國地質(zhì)災害高發(fā)、頻發(fā)的主要省區(qū)之一。江西省在20世紀90年代就已嘗試開展專業(yè)監(jiān)測點建設，但發(fā)展一直緩慢。近年，隨著全國監(jiān)測預警實驗的開展，江西省急劇擴張的專業(yè)監(jiān)測點的建設，使早期隱藏的系列問題充分暴露出來。本文藉在分析總結(jié)江西省專業(yè)監(jiān)測預警存在的問題、展望與討論未來趨勢，即為其它省份參考借鑒。

1 背景現(xiàn)狀

1.1 專業(yè)監(jiān)測點建設概況

1998年6月，原橫峰縣國土資源局在上饒市橫峰縣港邊鄉(xiāng)靈西村南城灣滑坡和龍門畈鄉(xiāng)山口村劉家榨滑坡各安裝了1套地表位移形變監(jiān)測設備，是江西省地質(zhì)災害專業(yè)監(jiān)測的最早記錄。其后，專業(yè)監(jiān)測在江西省進展緩慢，甚至在2001～2007年間出現(xiàn)過一段建設空白期。2020年和2021年，隨著專群結(jié)合地質(zhì)災害專業(yè)監(jiān)測預警工程的實施，江西省專業(yè)監(jiān)測進入急劇擴張期。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2021年底，江西省共建成專業(yè)監(jiān)測點1 173處，總計投入9 413.5萬元(表1)[5]。其中，投資或建設規(guī)模較大的專業(yè)監(jiān)測預警項目有10處(表2)。

表1 江西省歷年專業(yè)監(jiān)測點建設概況

表2 江西省投資或建設規(guī)模較大的專業(yè)監(jiān)測預警項目概況

1.2 專業(yè)監(jiān)測點的地域分布

專業(yè)監(jiān)測點建成數(shù)量與隱患點數(shù)量[6]的地域分布趨勢大體一致(圖1)。專業(yè)監(jiān)測點建成數(shù)量以贛州市居首，達341處；九江市、宜春市、吉安市、撫州市次之，建成數(shù)量在100～200處之間；萍鄉(xiāng)市、上饒市較少，建成數(shù)量在50～100處之間；鷹潭市、景德鎮(zhèn)市、南昌市、新余市的建成數(shù)量在個位數(shù)水平(圖1)。

圖1 江西省專業(yè)監(jiān)測點與隱患點地域分布對照圖

1.3 專業(yè)監(jiān)測設備的應用與發(fā)展

江西省專業(yè)監(jiān)測設備按功能大致可以分為地表形變、壓力、雨量和其它等4類。地表形變監(jiān)測主要有裂縫計、拉線位移計、GNSS、泥位計、傾角計、重力加速度計、激光測距儀等；壓力監(jiān)測主要有土壓力計和孔隙水壓計；雨量監(jiān)測目前有翻斗式雨量計和壓電式雨量計兩種；其它監(jiān)測有土壤含水率計和視頻監(jiān)控等。

2016年以前，裂縫計、翻斗式雨量計、土壓力計、土壤含水率計是江西省專業(yè)監(jiān)測設備的常用“四件套”，監(jiān)測項目基本圍繞上述4項組合開展，簡單或經(jīng)費少的項目甚至僅布設裂縫計一項；2017～2019年，逐步出現(xiàn)拉線位移計、泥位計、激光測距儀、視頻監(jiān)控等監(jiān)測設備；2020年和2021年，隨著專群結(jié)合地質(zhì)災害監(jiān)測預警工程的開展，傾角計、重力加速度計、GNSS、壓電式雨量計等監(jiān)測設備批量涌現(xiàn)。目前，拉線位移計、傾角計、重力加速度計、GNSS、壓電式雨量計、土壤含水率計等，成為江西省專業(yè)監(jiān)測設備的常用組合選項。

2 存在的問題

2.1 專業(yè)監(jiān)測經(jīng)驗不足、技術(shù)基礎薄弱

2016年以前，江西省專業(yè)監(jiān)測點建設極少，省內(nèi)地勘單位大多未從事過相關(guān)工作；2016～2020年，專業(yè)監(jiān)測點建設數(shù)量略有增加，省內(nèi)少數(shù)地勘單位開始涉及相關(guān)工作。因此，整體上省內(nèi)地勘單位的專業(yè)監(jiān)測經(jīng)驗不足、技術(shù)基礎薄弱，并從江西省2020和2021年度專群結(jié)合地質(zhì)災害監(jiān)測預警工程(共建設1 010處監(jiān)測點)中充分暴露出來。

(1) 設備選用問題

江西省地質(zhì)災害隱患多與人工切坡有關(guān)，以小型為主，隱患體坡短陡直[7]，部分監(jiān)測設備缺乏安裝空間。地勘單位對專業(yè)監(jiān)測設備的選用一般側(cè)重于性能參數(shù)，對設備的結(jié)構(gòu)設計、外部系統(tǒng)、安裝方式等鮮有整體性考慮。

如江西省專群結(jié)合地質(zhì)災害監(jiān)測預警工程中使用最多的傾角計(多集成重力加速度)，為監(jiān)測到有效形變數(shù)據(jù)，大部分設備安裝在陡坡邊緣，且配以數(shù)百公斤重的水泥基座和立桿；陡坡邊緣本身處于失穩(wěn)狀態(tài)，設備安裝后，陡坡承重增加，可能會加速隱患體的垮塌，并加大向下沖擊力，造成更大的破壞。從傾角計的安裝結(jié)構(gòu)看，水泥基座是為了立桿，立桿是為了安裝太陽能板，與設備的監(jiān)測功能無關(guān)。市場上已有長效干電池供電或長效干電池+小太陽能板(集成在設備上)類產(chǎn)品，但因經(jīng)驗欠缺，選用了不合適的設備。

(2) 選點與布設問題

江西省存在明顯變形跡象的隱患點極少，難以選出合適的監(jiān)測點。這也是多年來江西省專業(yè)監(jiān)測難以鋪開的重要原因。為盡快完成部署任務，江西省專群結(jié)合地質(zhì)災害監(jiān)測預警工程的選點已不考慮變形跡象。選點要求也一降再降，從中型隱患點(威脅人數(shù)≥100人)降為威脅50人以上，再降為威脅30人以上，最后將威脅15人以上也納入選點范圍。

因隱患體缺明顯變形跡象的硬傷，各類隱患要素基本靠調(diào)查人員在圖上估測，使監(jiān)測設備的布設存在較大的主觀隨意性。即使方案設計通過了專家審查，也多是紙上審查，未經(jīng)現(xiàn)場核實。因此，監(jiān)測設備布設不當?shù)膯栴}比比皆是。如，因布設不當，存在部分設備無法或難以安裝，出現(xiàn)安裝與設計不符，部分監(jiān)測設備未安裝在恰當?shù)狞c位，太陽能板、激光測距儀和雨量計等被植被遮擋等問題。

(3) 預警模型閾值問題

江西省開展專業(yè)監(jiān)測預警20余年，但從未開展過預警模型閾值的專項研究論證。模型閾值基本由項目承擔單位自主設置，基本不會考量不同隱患點的特征差異，采取統(tǒng)一、單一設置方式，早期的專業(yè)監(jiān)測預警項目如此，現(xiàn)在的江西省專群結(jié)合地質(zhì)災害監(jiān)測預警工程亦是如此。究其原因有二：一是缺乏閾值設置經(jīng)驗，二是簡單省事。由此形成的后果是，不同承擔單位的閾值設置，時間與形變、與雨量等的對應紛繁復雜，差異性極大，無依據(jù)和規(guī)律可循。閾值設置基本流于形式。

2.2 各類預警系統(tǒng)林立

早期或地方零星自行建設的專業(yè)監(jiān)測點，因經(jīng)濟、技術(shù)受限，監(jiān)測數(shù)據(jù)一般訪問設備商服務器讀取，不會另行布設預警系統(tǒng)。目前，江西省省級地質(zhì)災害預警系統(tǒng)有3個：精細化預警技術(shù)研究與示范區(qū)建設預警系統(tǒng)、專群結(jié)合預警系統(tǒng)、地質(zhì)環(huán)境信息平臺監(jiān)測預警子系統(tǒng)。3個系統(tǒng)功能類似，但又相互獨立、不兼容。其中，專群結(jié)合預警系統(tǒng)和地質(zhì)環(huán)境信息平臺預警子系統(tǒng)為同一家單位研發(fā)，也難以協(xié)調(diào)兼容。部分區(qū)市亦獨立開發(fā)了預警系統(tǒng)。形成省級、區(qū)市級、設備商3類預警系統(tǒng)林立的狀態(tài)。

2.3 監(jiān)測預警效果欠佳

(1) 不能實現(xiàn)即時前端預警

江西省地質(zhì)災害具有突發(fā)性特征[7]，隱患體從變形到下挫往往在一瞬間，留給受威脅群眾應急避險的時間非常有限。因此，即時前端預警是成功預警的關(guān)鍵。但現(xiàn)有監(jiān)測設備一般按固定頻率(常見為3 600 s)采集和傳輸數(shù)據(jù)，經(jīng)后臺處置后再反饋至前端。因此，即使在有異常監(jiān)測數(shù)據(jù)的情況下，預警系統(tǒng)也只會按固有頻率發(fā)送預警指令，不能實現(xiàn)即時前端預警。

(2) 誤報數(shù)據(jù)量大

因閾值設置、外部擾動或設備故障等原因，導致大量誤報數(shù)據(jù)出現(xiàn)。如：江西省損毀地質(zhì)災害監(jiān)測設施修復工程2012年在崇義縣和上猶縣布設了67個專業(yè)雨量監(jiān)測站，大部分站點監(jiān)測的年降雨量數(shù)據(jù)嚴重偏小，僅600 mm左右，約正常年降雨量的三分之一；江西省2020年度群專結(jié)合地質(zhì)災害監(jiān)測預警工程在贛州市和上饒市共布設120個專業(yè)監(jiān)測點，自2021年4月中旬建成運行至2021年8月3日，不到4個月時間，誤報預警438次，且紅色預警等級誤報305次，而經(jīng)核實的正常預警僅192次[8]。

(3) 成功預警案例少

1998年至今，有記錄的成功預警案例僅1起。2021年5月9日，于都縣黃麟鄉(xiāng)流坑村新屋下組滑坡隱患點(2021年度專群結(jié)合項目監(jiān)測點)的裂縫變形速率達到 52.6 mm/h(紅色預警級別)，預警系統(tǒng)發(fā)出警報。接報后，當?shù)刈匀毁Y源部門立即啟動應急響應，指導黃麟鄉(xiāng)相關(guān)部門，第一時間組織現(xiàn)場受威脅人員撤離，避讓可能出現(xiàn)的滑坡。該起成功預警事件作為典型案例上報了自然資源部。但該隱患體急速變形后，停止活動，沒有下滑，亦未造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。反觀，如果該隱患體急劇下挫，并形成災情，當?shù)叵嚓P(guān)部門是否能有啟動應急響應、組織現(xiàn)場人員撤離的時間？值得思考。

2.4 經(jīng)濟效益不高

目前江西省一處典型的專業(yè)監(jiān)測點標配：3臺傾角計(集成重力加速度)、3臺拉線位移計(集成重力加速度)、3臺土壤含水率計、1臺壓電式雨量計，按批量化建設，設備采購、安裝調(diào)試加前期的勘查設計，總成本在6萬元左右。設備的日常維護、通訊費用等約3 000元/a，使用壽命按5 a計算。一處專業(yè)監(jiān)測點生命周期內(nèi)正常運行的總費用約7.5萬元。

但是，地質(zhì)災害是小概率事件，即使看起來不穩(wěn)定的隱患點，也很可能數(shù)十年不會活動。根據(jù)災險情與江西省地災隱患庫(現(xiàn)有隱患點69 897處[6])的關(guān)聯(lián)分析，2020年1月至2021年底，江西省共發(fā)生地質(zhì)災害災險情552起，其中157起(占比28.4%)為隱患庫隱患點，另有395起(占比71.6%)為隱患庫外點。可知，庫內(nèi)隱患點發(fā)生災險情的年概率在10-3水平，為數(shù)百年一遇。以500 a一遇計算，需要100次專業(yè)監(jiān)測點的生命周期，經(jīng)費投入約750萬元，才能成功(或有效)預警一次。按江西省地質(zhì)災害突發(fā)性特點，即使成功(或有效)預警，也難有有效響應時間并緊急避險。顯然，專業(yè)監(jiān)測預警的經(jīng)濟效益遠不及工程治理、移民搬遷。

2.5 增加防治工作量

(1) 維護工作量巨大

監(jiān)測預警設備長期暴露于野外，易受損毀和干擾。一是江西雨熱豐富，草木滋長，容易遮擋或干擾雨量、激光測距、視頻等設備的使用；二是日曬雨淋等容易腐蝕設備外殼，破壞設備的密封性，水汽侵入導致設備短路等；三是螞蟻、蜜蜂等昆蟲喜歡在機箱內(nèi)造窩、啃食線路；四是設備可能會受到人為破壞。根據(jù)早期專業(yè)監(jiān)測點建設經(jīng)驗，在簡易維護情況下，專業(yè)監(jiān)測設備運行首年，設備在線率尚可；1 a之后，設備離線逐漸增多；3 a之后，大部分設備已不能正常運行；5 a之后，設備基本報廢。

專業(yè)監(jiān)測點的維護是一項持續(xù)性工作，既需要定期清理植被等日常巡護，又涉及修復線路、更換故障設備等專業(yè)維護。維護工作量巨大。

(2) 管理投入加大

專業(yè)監(jiān)測設備的自動化、精確化，穩(wěn)定不知疲倦性能，是人力無法替代的。但“技防”會減輕“人防”工作？從目前運行狀況看，顯然沒有。為保障監(jiān)測預警系統(tǒng)的正常運行，省級層面組建專班，市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村組及地勘單位逐級落實責任，實時關(guān)注、報送監(jiān)測預警信息；系統(tǒng)預警，第一時間通知群測群防員現(xiàn)場核實，不能解決問題的再派技術(shù)人員現(xiàn)場解決。而系統(tǒng)預警的誤報率又如此之高，讓管理人員和基層群測群防員疲于應對。

另外，大部分監(jiān)測預警設備原則上要納入固定資產(chǎn)管理，設備的臺賬錄入、建卡、清查盤點、報廢處置等，因設備數(shù)量龐大、程序繁瑣，也需要專人應對負責。

3 討論與展望

3.1 沒有進一步推廣鋪開的必要

除前述的隱患點特征、專業(yè)技術(shù)、預警效果、經(jīng)濟效益等問題，江西省宏觀防災減災背景形勢也不支撐進一步推廣鋪開專業(yè)監(jiān)測預警。

江西省地質(zhì)災害防治工作大致可分為4個階段：1990年以前，為地質(zhì)災害防治的空白期，對地質(zhì)災害的危害認識不夠，缺乏有效的防治(御)手段。農(nóng)村地區(qū)普遍為土胚房或木質(zhì)房，崩滑的土石方對房屋常常形成毀滅性損壞，死傷情況時有發(fā)生，年均死亡人數(shù)在40人左右。1990～2000年，隨著經(jīng)濟發(fā)展，農(nóng)村地區(qū)燒結(jié)磚瓦(鋼筋水泥)房逐步出現(xiàn)，對地質(zhì)災害的抵御能力增強。地質(zhì)災害對房屋的損毀一般限于局部，難以造成整體性損害，危害性降低。年均死亡人數(shù)相比1990年前略有下降，但仍保持在30人水平以上。2000～2010年，隨著對地質(zhì)災害防治工作的重視，尤其2002年以來開展的省級氣象預警工作[9]及1/10萬縣級地質(zhì)災害調(diào)查工作[10]的開展應用，使地質(zhì)災害的年均死亡人數(shù)呈顯著下降趨勢。2010～2020年，移民搬遷、工程治理、群測群防、1/5萬縣級地質(zhì)災害調(diào)查等各類地質(zhì)災害防治工作的開展，使地質(zhì)災害的年均死亡人數(shù)進一步下降，達到個位數(shù)水平(圖2)[11-12]。

圖2 2006年以來江西省因災死亡人數(shù)和經(jīng)濟損失分布圖[13]

近年來，江西省地質(zhì)災害死亡人數(shù)和直接經(jīng)濟損失呈逐年下降趨勢，尤其是因災死亡人數(shù)已趨近下限(零死亡)。除偶有波動，未來長期年均死亡人數(shù)可預期在個位數(shù)水平。從防災減災形勢看，江西省對專業(yè)監(jiān)測預警地進一步地推廣鋪開沒有迫切需求[13]。

3.2 目前亟待解決的兩個問題

雖然江西省專業(yè)監(jiān)測預警沒有推廣鋪開的必要，但為使已建成的1 100余處專業(yè)監(jiān)測點發(fā)揮應有的監(jiān)測預警效用，目前亟待解決如下兩個問題：

(1) 起草適合江西省情的專業(yè)監(jiān)測預警詳細技術(shù)指南

根據(jù)前述所暴露的問題，及時總結(jié)經(jīng)驗。重點從設備選型、選點布設、預警模型、安裝調(diào)試、運行維護等方面，起草適合江西省情的專業(yè)監(jiān)測預警詳細技術(shù)指南。

(2) 整合預警系統(tǒng)

以專群結(jié)合預警系統(tǒng)或地質(zhì)環(huán)境信息平臺預警子系統(tǒng)為基礎，整合其它預警系統(tǒng)，方便全省專業(yè)監(jiān)測預警數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計和查詢。

3.3 樹立正確的預警認識

基層工作人員和受威脅群眾普遍將專業(yè)監(jiān)測預警視為高科技，并有“可以有效保護人民生命財產(chǎn)”的心理預期。預期過高，易形成心理依賴；頻繁的誤報預警，又易厭倦，放松警惕。因此，有必要讓基層工作人員和受威脅群眾認識到專業(yè)監(jiān)測預警的局限性，樹立正確的預警認識，專業(yè)監(jiān)測的效用在于預警，但不會消除隱患。最好的預警，是人的風險防范意識，“人防”仍重于“技防”。

3.4 趨勢展望

(1) 氣象風險預警為主，輔助開展典型隱患點專業(yè)監(jiān)測

地質(zhì)災害氣象預警是一種宏觀層面簡單、經(jīng)濟、有效的重要防災減災手段。2002～2019年，通過氣象風險預警，江西省共成功預警地質(zhì)災害事件856起，避免可能傷亡8 885人次，預警成效顯著[6]。因此，區(qū)域性氣象風險預警仍將長期成為江西省地質(zhì)災害預警的主要手段。

但對部分變形跡象明顯(或失穩(wěn)特征顯著)、有專業(yè)監(jiān)測意義的典型隱患點，仍可開展專業(yè)監(jiān)測預警工作[14]。

(2) 開展短臨專業(yè)監(jiān)測

針對重要的突發(fā)性險情，開展短期臨時性專業(yè)監(jiān)測。險情消除，則撤下專業(yè)監(jiān)測設備。使專業(yè)監(jiān)測預警從固定化轉(zhuǎn)向靈活化、長期性轉(zhuǎn)向短期性，以減輕管理和經(jīng)濟成本。

4 結(jié)論

(1) 江西省專業(yè)監(jiān)測預警建設存在專業(yè)監(jiān)測經(jīng)驗不足、技術(shù)基礎薄弱、各類預警系統(tǒng)林立、監(jiān)測預警效果欠佳、經(jīng)濟效益不高、防治工作量增加等突出問題。

(2) 近年來，江西省地質(zhì)災害死亡人數(shù)和直接經(jīng)濟損失呈逐年下降趨勢，宏觀的防災減災形勢對專業(yè)監(jiān)測預警的進一步地推廣鋪開沒有迫切需求。

(3) 為使已建成的1 100余處專業(yè)監(jiān)測點發(fā)揮應有的監(jiān)測預警效用，目前亟待解決兩個問題，一是起草適合江西省情的專業(yè)監(jiān)測預警詳細技術(shù)指南，二是整合各類預警系統(tǒng)。

(4) 讓基層工作人員和受威脅群眾認識到專業(yè)監(jiān)測的局限性，樹立正確的預警認識，“人防”仍重于“技防”。

(5) 江西省專業(yè)監(jiān)測預警的未來趨勢，一是氣象風險預警為主，輔助開展典型隱患點專業(yè)監(jiān)測,二是開展短期臨時性專業(yè)監(jiān)測。