江西省地质灾害专业监测预警存在的问题与展望

刘云，肖斌

(1.江西省矿产资源保障服务中心，南昌 330025；2.江西省核工业地质局信息通讯中心，南昌 330046；3.江西省大地数据有限公司，南昌 330096)

专业监测预警是地质灾害防治的重要手段，是“人防+技防”中“技防”的核心要素。近年来，屡有地质灾害专业监测成功预警的案例。如：2019年2月17日，地质灾害防治国家重点实验室成功预警贵州省兴义市龙井村9组滑坡[1]；2019年8月6日，中国航天科工三院航天惯性研制的地质灾害监测预警系统成功预警了湖北省十堰市张湾区幸福小区大规模山体滑坡事件[2]；2020年9月11日，广西地质环境监测总站成功预警了八江镇岩脚村高弄屯泥石流[3]。自2019年起，自然资源部在全国范围内启动地质灾害监测预警实验工作，截至2021年6月，已有2.2万余处地质灾害监测预警实验点全面建成进入试运行阶段[4]。

江西是我国地质灾害高发、频发的主要省区之一。江西省在20世纪90年代就已尝试开展专业监测点建设，但发展一直缓慢。近年，随着全国监测预警实验的开展，江西省急剧扩张的专业监测点的建设，使早期隐藏的系列问题充分暴露出来。本文藉在分析总结江西省专业监测预警存在的问题、展望与讨论未来趋势，即为其它省份参考借鉴。

1 背景现状

1.1 专业监测点建设概况

1998年6月，原横峰县国土资源局在上饶市横峰县港边乡灵西村南城湾滑坡和龙门畈乡山口村刘家榨滑坡各安装了1套地表位移形变监测设备，是江西省地质灾害专业监测的最早记录。其后，专业监测在江西省进展缓慢，甚至在2001～2007年间出现过一段建设空白期。2020年和2021年，随着专群结合地质灾害专业监测预警工程的实施，江西省专业监测进入急剧扩张期。据不完全统计，截至2021年底，江西省共建成专业监测点1 173处，总计投入9 413.5万元(表1)[5]。其中，投资或建设规模较大的专业监测预警项目有10处(表2)。

表1 江西省历年专业监测点建设概况

表2 江西省投资或建设规模较大的专业监测预警项目概况

1.2 专业监测点的地域分布

专业监测点建成数量与隐患点数量[6]的地域分布趋势大体一致(图1)。专业监测点建成数量以赣州市居首，达341处；九江市、宜春市、吉安市、抚州市次之，建成数量在100～200处之间；萍乡市、上饶市较少，建成数量在50～100处之间；鹰潭市、景德镇市、南昌市、新余市的建成数量在个位数水平(图1)。

图1 江西省专业监测点与隐患点地域分布对照图

1.3 专业监测设备的应用与发展

江西省专业监测设备按功能大致可以分为地表形变、压力、雨量和其它等4类。地表形变监测主要有裂缝计、拉线位移计、GNSS、泥位计、倾角计、重力加速度计、激光测距仪等；压力监测主要有土压力计和孔隙水压计；雨量监测目前有翻斗式雨量计和压电式雨量计两种；其它监测有土壤含水率计和视频监控等。

2016年以前，裂缝计、翻斗式雨量计、土压力计、土壤含水率计是江西省专业监测设备的常用“四件套”，监测项目基本围绕上述4项组合开展，简单或经费少的项目甚至仅布设裂缝计一项；2017～2019年，逐步出现拉线位移计、泥位计、激光测距仪、视频监控等监测设备；2020年和2021年，随着专群结合地质灾害监测预警工程的开展，倾角计、重力加速度计、GNSS、压电式雨量计等监测设备批量涌现。目前，拉线位移计、倾角计、重力加速度计、GNSS、压电式雨量计、土壤含水率计等，成为江西省专业监测设备的常用组合选项。

2 存在的问题

2.1 专业监测经验不足、技术基础薄弱

2016年以前，江西省专业监测点建设极少，省内地勘单位大多未从事过相关工作；2016～2020年，专业监测点建设数量略有增加，省内少数地勘单位开始涉及相关工作。因此，整体上省内地勘单位的专业监测经验不足、技术基础薄弱，并从江西省2020和2021年度专群结合地质灾害监测预警工程(共建设1 010处监测点)中充分暴露出来。

(1) 设备选用问题

江西省地质灾害隐患多与人工切坡有关，以小型为主，隐患体坡短陡直[7]，部分监测设备缺乏安装空间。地勘单位对专业监测设备的选用一般侧重于性能参数，对设备的结构设计、外部系统、安装方式等鲜有整体性考虑。

如江西省专群结合地质灾害监测预警工程中使用最多的倾角计(多集成重力加速度)，为监测到有效形变数据，大部分设备安装在陡坡边缘，且配以数百公斤重的水泥基座和立杆；陡坡边缘本身处于失稳状态，设备安装后，陡坡承重增加，可能会加速隐患体的垮塌，并加大向下冲击力，造成更大的破坏。从倾角计的安装结构看，水泥基座是为了立杆，立杆是为了安装太阳能板，与设备的监测功能无关。市场上已有长效干电池供电或长效干电池+小太阳能板(集成在设备上)类产品，但因经验欠缺，选用了不合适的设备。

(2) 选点与布设问题

江西省存在明显变形迹象的隐患点极少，难以选出合适的监测点。这也是多年来江西省专业监测难以铺开的重要原因。为尽快完成部署任务，江西省专群结合地质灾害监测预警工程的选点已不考虑变形迹象。选点要求也一降再降，从中型隐患点(威胁人数≥100人)降为威胁50人以上，再降为威胁30人以上，最后将威胁15人以上也纳入选点范围。

因隐患体缺明显变形迹象的硬伤，各类隐患要素基本靠调查人员在图上估测，使监测设备的布设存在较大的主观随意性。即使方案设计通过了专家审查，也多是纸上审查，未经现场核实。因此，监测设备布设不当的问题比比皆是。如，因布设不当，存在部分设备无法或难以安装，出现安装与设计不符，部分监测设备未安装在恰当的点位，太阳能板、激光测距仪和雨量计等被植被遮挡等问题。

(3) 预警模型阈值问题

江西省开展专业监测预警20余年，但从未开展过预警模型阈值的专项研究论证。模型阈值基本由项目承担单位自主设置，基本不会考量不同隐患点的特征差异，采取统一、单一设置方式，早期的专业监测预警项目如此，现在的江西省专群结合地质灾害监测预警工程亦是如此。究其原因有二：一是缺乏阈值设置经验，二是简单省事。由此形成的后果是，不同承担单位的阈值设置，时间与形变、与雨量等的对应纷繁复杂，差异性极大，无依据和规律可循。阈值设置基本流于形式。

2.2 各类预警系统林立

早期或地方零星自行建设的专业监测点，因经济、技术受限，监测数据一般访问设备商服务器读取，不会另行布设预警系统。目前，江西省省级地质灾害预警系统有3个：精细化预警技术研究与示范区建设预警系统、专群结合预警系统、地质环境信息平台监测预警子系统。3个系统功能类似，但又相互独立、不兼容。其中，专群结合预警系统和地质环境信息平台预警子系统为同一家单位研发，也难以协调兼容。部分区市亦独立开发了预警系统。形成省级、区市级、设备商3类预警系统林立的状态。

2.3 监测预警效果欠佳

(1) 不能实现即时前端预警

江西省地质灾害具有突发性特征[7]，隐患体从变形到下挫往往在一瞬间，留给受威胁群众应急避险的时间非常有限。因此，即时前端预警是成功预警的关键。但现有监测设备一般按固定频率(常见为3 600 s)采集和传输数据，经后台处置后再反馈至前端。因此，即使在有异常监测数据的情况下，预警系统也只会按固有频率发送预警指令，不能实现即时前端预警。

(2) 误报数据量大

因阈值设置、外部扰动或设备故障等原因，导致大量误报数据出现。如：江西省损毁地质灾害监测设施修复工程2012年在崇义县和上犹县布设了67个专业雨量监测站，大部分站点监测的年降雨量数据严重偏小，仅600 mm左右，约正常年降雨量的三分之一；江西省2020年度群专结合地质灾害监测预警工程在赣州市和上饶市共布设120个专业监测点，自2021年4月中旬建成运行至2021年8月3日，不到4个月时间，误报预警438次，且红色预警等级误报305次，而经核实的正常预警仅192次[8]。

(3) 成功预警案例少

1998年至今，有记录的成功预警案例仅1起。2021年5月9日，于都县黄麟乡流坑村新屋下组滑坡隐患点(2021年度专群结合项目监测点)的裂缝变形速率达到 52.6 mm/h(红色预警级别)，预警系统发出警报。接报后，当地自然资源部门立即启动应急响应，指导黄麟乡相关部门，第一时间组织现场受威胁人员撤离，避让可能出现的滑坡。该起成功预警事件作为典型案例上报了自然资源部。但该隐患体急速变形后，停止活动，没有下滑，亦未造成人员伤亡和财产损失。反观，如果该隐患体急剧下挫，并形成灾情，当地相关部门是否能有启动应急响应、组织现场人员撤离的时间？值得思考。

2.4 经济效益不高

目前江西省一处典型的专业监测点标配：3台倾角计(集成重力加速度)、3台拉线位移计(集成重力加速度)、3台土壤含水率计、1台压电式雨量计，按批量化建设，设备采购、安装调试加前期的勘查设计，总成本在6万元左右。设备的日常维护、通讯费用等约3 000元/a，使用寿命按5 a计算。一处专业监测点生命周期内正常运行的总费用约7.5万元。

但是，地质灾害是小概率事件，即使看起来不稳定的隐患点，也很可能数十年不会活动。根据灾险情与江西省地灾隐患库(现有隐患点69 897处[6])的关联分析，2020年1月至2021年底，江西省共发生地质灾害灾险情552起，其中157起(占比28.4%)为隐患库隐患点，另有395起(占比71.6%)为隐患库外点。可知，库内隐患点发生灾险情的年概率在10-3水平，为数百年一遇。以500 a一遇计算，需要100次专业监测点的生命周期，经费投入约750万元，才能成功(或有效)预警一次。按江西省地质灾害突发性特点，即使成功(或有效)预警，也难有有效响应时间并紧急避险。显然，专业监测预警的经济效益远不及工程治理、移民搬迁。

2.5 增加防治工作量

(1) 维护工作量巨大

监测预警设备长期暴露于野外，易受损毁和干扰。一是江西雨热丰富，草木滋长，容易遮挡或干扰雨量、激光测距、视频等设备的使用；二是日晒雨淋等容易腐蚀设备外壳，破坏设备的密封性，水汽侵入导致设备短路等；三是蚂蚁、蜜蜂等昆虫喜欢在机箱内造窝、啃食线路；四是设备可能会受到人为破坏。根据早期专业监测点建设经验，在简易维护情况下，专业监测设备运行首年，设备在线率尚可；1 a之后，设备离线逐渐增多；3 a之后，大部分设备已不能正常运行；5 a之后，设备基本报废。

专业监测点的维护是一项持续性工作，既需要定期清理植被等日常巡护，又涉及修复线路、更换故障设备等专业维护。维护工作量巨大。

(2) 管理投入加大

专业监测设备的自动化、精确化，稳定不知疲倦性能，是人力无法替代的。但“技防”会减轻“人防”工作？从目前运行状况看，显然没有。为保障监测预警系统的正常运行，省级层面组建专班，市、县、乡镇、村组及地勘单位逐级落实责任，实时关注、报送监测预警信息；系统预警，第一时间通知群测群防员现场核实，不能解决问题的再派技术人员现场解决。而系统预警的误报率又如此之高，让管理人员和基层群测群防员疲于应对。

另外，大部分监测预警设备原则上要纳入固定资产管理，设备的台账录入、建卡、清查盘点、报废处置等，因设备数量庞大、程序繁琐，也需要专人应对负责。

3 讨论与展望

3.1 没有进一步推广铺开的必要

除前述的隐患点特征、专业技术、预警效果、经济效益等问题，江西省宏观防灾减灾背景形势也不支撑进一步推广铺开专业监测预警。

江西省地质灾害防治工作大致可分为4个阶段：1990年以前，为地质灾害防治的空白期，对地质灾害的危害认识不够，缺乏有效的防治(御)手段。农村地区普遍为土胚房或木质房，崩滑的土石方对房屋常常形成毁灭性损坏，死伤情况时有发生，年均死亡人数在40人左右。1990～2000年，随着经济发展，农村地区烧结砖瓦(钢筋水泥)房逐步出现，对地质灾害的抵御能力增强。地质灾害对房屋的损毁一般限于局部，难以造成整体性损害，危害性降低。年均死亡人数相比1990年前略有下降，但仍保持在30人水平以上。2000～2010年，随着对地质灾害防治工作的重视，尤其2002年以来开展的省级气象预警工作[9]及1/10万县级地质灾害调查工作[10]的开展应用，使地质灾害的年均死亡人数呈显著下降趋势。2010～2020年，移民搬迁、工程治理、群测群防、1/5万县级地质灾害调查等各类地质灾害防治工作的开展，使地质灾害的年均死亡人数进一步下降，达到个位数水平(图2)[11-12]。

图2 2006年以来江西省因灾死亡人数和经济损失分布图[13]

近年来，江西省地质灾害死亡人数和直接经济损失呈逐年下降趋势，尤其是因灾死亡人数已趋近下限(零死亡)。除偶有波动，未来长期年均死亡人数可预期在个位数水平。从防灾减灾形势看，江西省对专业监测预警地进一步地推广铺开没有迫切需求[13]。

3.2 目前亟待解决的两个问题

虽然江西省专业监测预警没有推广铺开的必要，但为使已建成的1 100余处专业监测点发挥应有的监测预警效用，目前亟待解决如下两个问题：

(1) 起草适合江西省情的专业监测预警详细技术指南

根据前述所暴露的问题，及时总结经验。重点从设备选型、选点布设、预警模型、安装调试、运行维护等方面，起草适合江西省情的专业监测预警详细技术指南。

(2) 整合预警系统

以专群结合预警系统或地质环境信息平台预警子系统为基础，整合其它预警系统，方便全省专业监测预警数据的汇总、统计和查询。

3.3 树立正确的预警认识

基层工作人员和受威胁群众普遍将专业监测预警视为高科技，并有“可以有效保护人民生命财产”的心理预期。预期过高，易形成心理依赖；频繁的误报预警，又易厌倦，放松警惕。因此，有必要让基层工作人员和受威胁群众认识到专业监测预警的局限性，树立正确的预警认识，专业监测的效用在于预警，但不会消除隐患。最好的预警，是人的风险防范意识，“人防”仍重于“技防”。

3.4 趋势展望

(1) 气象风险预警为主，辅助开展典型隐患点专业监测

地质灾害气象预警是一种宏观层面简单、经济、有效的重要防灾减灾手段。2002～2019年，通过气象风险预警，江西省共成功预警地质灾害事件856起，避免可能伤亡8 885人次，预警成效显著[6]。因此，区域性气象风险预警仍将长期成为江西省地质灾害预警的主要手段。

但对部分变形迹象明显(或失稳特征显著)、有专业监测意义的典型隐患点，仍可开展专业监测预警工作[14]。

(2) 开展短临专业监测

针对重要的突发性险情，开展短期临时性专业监测。险情消除，则撤下专业监测设备。使专业监测预警从固定化转向灵活化、长期性转向短期性，以减轻管理和经济成本。

4 结论

(1) 江西省专业监测预警建设存在专业监测经验不足、技术基础薄弱、各类预警系统林立、监测预警效果欠佳、经济效益不高、防治工作量增加等突出问题。

(2) 近年来，江西省地质灾害死亡人数和直接经济损失呈逐年下降趋势，宏观的防灾减灾形势对专业监测预警的进一步地推广铺开没有迫切需求。

(3) 为使已建成的1 100余处专业监测点发挥应有的监测预警效用，目前亟待解决两个问题，一是起草适合江西省情的专业监测预警详细技术指南，二是整合各类预警系统。

(4) 让基层工作人员和受威胁群众认识到专业监测的局限性，树立正确的预警认识，“人防”仍重于“技防”。

(5) 江西省专业监测预警的未来趋势，一是气象风险预警为主，辅助开展典型隐患点专业监测,二是开展短期临时性专业监测。