国际地质灾害防治科技研究现状及发展趋势
(1)降雨诱发滑坡泥石流的形成机制
近30年来，降雨滑坡的研究是滑坡研究的热点之一，其核心是通过研究降雨与滑坡的关系来预测可能的滑坡状态。据初步统计，全球至少有23个国家的学者对降雨诱发滑坡进行了不同程度的研究，美国、意大利、日本、英国、澳大利亚、新西兰、中国、香港和大陆的学者发表的研究论文较多。1984之后，中国香港政府加大了对降雨诱发滑坡的研究。除了每年对降雨型滑坡进行调查外，研究滑坡与降雨的关系，降雨型滑坡的分布和发展规律，降雨入渗的水文地质模型，利用概率统计等数学方法建立更为准确的滑坡-降雨关系尤为重要。随着研究的深入，研究者一致认为香港火成岩风化层中的非饱和土和残积土的独特性质控制了浅层降雨滑坡的形成机制。结果表明，降雨型滑坡形成机理的实质在于雨水渗入边坡后破坏了边坡的应力平衡。因此，从理论上解释雨水入渗后边坡应力的变化过程，以及雨水在边坡中的入渗特征和过程是关键。
(2)岩溶塌陷发育机理及判据研究。
日本学者诺古希(1970)、苏联学者Xоменко(1986)、美国学者Ralphj Hodek(1984)和Thom-As M. Tharp (65438)。国外也有学者尝试使用土工离心机进行湿陷试验，如Borms和Bennermark(1967)、Marir(1984)、Bertin(1978)、Howell和Jenkins(1984)、Sterling和Ronayne(1984)。Craig(1990)、Abdulla和Goodings(1996)用离心机模拟了坍塌破坏机理和导致坍塌的临界组合条件，重点研究了洞穴上覆弱固结砂层的坍塌破坏与洞穴开口大小、洞穴本身的强度、弱固结砂层的强度和厚度、上覆砂层的厚度和表面荷载之间的关系。
美国、意大利和英国基于GIS技术的地质灾害风险评估包括岩溶塌陷风险评估。
(3)区域滑坡和泥石流调查和风险评估
早期的地质灾害空间预测主要是基于野外调查和航片解译，由专家对地质灾害的敏感性进行判断和评价，故称为专家评价法(Aleotti and Chowdhury，1999)。该方法评价结果的准确性取决于实地调查的详细程度和专家的知识和经验。评估中使用的潜规则使得结果难以分析和更新，不同调查者和专家得出的结果无法比较。
20世纪70年代，以美国加州旧金山圣马特奥县滑坡敏感性图为代表，利用多参数图加权(或不加权)叠加获得区域滑坡灾害预测图的方法得到了极大的推广。这种方法的优点是克服了使用隐含规则的问题；缺点是权重的确定仍然带有主观性，难以推广应用。
20世纪80年代，受统计回归分析和判别分析在油气运移和矿床预测中应用的启发，Carrara(1983)将多元统计分析和预测方法引入区域滑坡空间预测，并使这一技术在世界范围内迅速发展和普及。例如，Haruyama和Kawakami(1984)用数理统计理论评估了日本火山活跃区降雨引起滑坡灾害的风险。巴埃萨和科罗米纳斯(1996)利用统计判别分析模型对浅层滑坡的敏感性进行评价，边坡失稳的正确预测率达到96.4%，显示了统计预测的适用性。Carrara，Cardinali和Guzzetti (1991)将统计模型与GIS相结合，并将其应用于意大利中部一个小流域的滑坡风险评估。结果表明，综合运用统计分析和GIS是一种快速、可行、低成本的区域滑坡风险评估与制图方法。
20世纪90年代以来，随着计算机技术和信息科学的飞速发展，具有动态链接属性数据库和图形数据库功能的地理信息系统(GIS)技术得到空前发展，其与地质灾害定量空间预测模型的结合也成为地质灾害研究的新领域。
马里奥·梅希亚-纳瓦罗和埃伦·E·沃尔(1994)分析了哥伦比亚麦德林滑坡、泥石流等边坡失稳引起的区域地质灾害的敏感性和土地、生命的脆弱性，并结合GIS技术制作了风险评估区划图。Anbalagan和Bhawani Singh(1996)在Anbalagan对山区滑坡危险性评估和区划制图研究的基础上，提出了一种新的风险评估制图方法——风险评估矩阵(RAM)。
Aleollt(2000)利用GIS技术研究了意大利北部阿尔卑斯山前的皮埃蒙特地区的滑坡、洪水、雪崩、谷口堆积等灾害的风险和综合风险。Michael-Leiba等人(2000)在澳大利亚的一个城市发展规划项目中研究了斜坡地质灾害的危险性、脆弱性和风险评估，并以GIS软件为技术平台，分别以平面和三维评价系统研究了凯恩斯地区斜坡地质灾害的危险性和风险区划。Ragozin(2000)从理论上研究了滑坡灾害风险评估的危险性、脆弱性和风险性。提出了考虑风险评价目标有效期的单一滑坡危险性指数，并用其主要控制因素的概率乘积表示。对于区域滑坡灾害的评估，根据给定区域的面积、滑坡发生的面积、滑坡的数量与时间之间的关系，建立定量模型。
10.1.2监测预报技术研究
(1)滑坡泥石流引发的临界雨量及气象预警研究
在降雨诱发地质灾害临界值的研究中，各国学者采用了多种方法来确定降雨诱发滑坡的临界值，差异在于考虑的因素不同。Glade(1997)建立了三个确定滑坡临界雨量值的模型，并在新西兰惠灵顿进行了验证。三个模型需要的基础数据是:日降雨量、滑坡发生日期、土壤潜在日蒸发量(用Thornthwaite法计算)。模型的前提是:假设日降雨量最大的区域蒸发量最小；②最大降雨量诱发滑坡。这三个模型基本上概括了目前确定诱发滑坡的降雨量临界值的方法。
在1986至2月12 ~ 21的美国旧金山湾区滑坡泥石流预警中，首先由美国地质调查局分析确定，通过当地电台、电视台和美国国家气象中心的特殊预报方式进行预警。本次滑坡泥石流灾害预警分为两个阶段:第一个是2月14日的6小时灾害危险期，另一个是2月17日至6月19日的60小时灾害危险期。由于地质条件的复杂和地形条件的变化，这两次预报主要是针对整个旧金山湾区，而不是某个特定的滑坡灾害现场。根据滑坡泥石流灾害发生后的调查，10滑坡泥石流灾害现场的目击者能够提供准确的时间，8次滑坡泥石流发生的时间与预警时间段一致。
据研究，当旧金山湾区六小时降雨量达到4英寸(即101.6毫米)时，可能引发大面积泥石流。为了监测降雨过程中地下水位的变化，他们还设置了几个孔隙水压力计，观测边坡中地下水位的变化。旧金山湾区实时区域滑坡预警系统包括降雨和滑坡之间的经验和分析关系、实时降雨监测数据、国家气象服务中心的降雨预报和滑坡易发区草图。
自1984以来，雷达图像一直被用于解释香港的小规模地质结构，以确定潜在的滑坡区域。此外，还建立了滑坡灾害雨量监测网络，自动雨量计1999从48个增加到86个。定期向管理部门发送降雨量数据。如果预测24小时内降雨量达到175mm或市区60分钟内降雨量超过70mm，则认为达到了滑坡预测阈值，政府将发布公告。香港平均每年约有三次山洪爆发及山泥倾泻。
(2)滑坡泥石流灾害监测技术与方法研究。
美国、瑞士、意大利、日本、韩国等发达国家已经做了大量的工作。，特别是单个滑坡已经到了实时监测的阶段。监测内容包括地面位移、地裂缝、地下位移、地下水位(水压)、水温、地声等。监测技术采用常规监测、自动观测、GPS和卫星通信相结合的方式(图10.1，10.2)。在中国香港特别行政区，也建立了以降雨量监测为基础的较为完整的地质灾害监测网络。
图10.1使用太阳能无线遥控系统(左)和变形仪(右)。
图10.2瑞士南部提契诺州实时滑坡监测(根据www.geodev.ch)
(3)地面沉降监测与预测新技术、新方法研究。
在美国、荷兰、日本等发达国家，地下水位常与基岩标和分层标布设在同一孔中，同时进行自动监测(图10.3)。一是可以判断是否是过量抽取地下水造成的，即地面沉降的原因；其次，可以与监测到的地面沉降数据进行动态耦合，获得地下水开采(水位)与地面沉降的相关性；然后用水流模型预测地面沉降。同时，作为地下水位的实时监测数据，可以直接成为地下水资源管理的可靠依据。
图10.3分层标签自动监控系统及其示意图(根据Amelung et al .，1999)
在美国加州萨克拉门托，GPS测量已经取代了区域地面高程的水准测量。1986年，该地区建成38个GPS监测站，1989后，数量达到68个。通过严格的测量程序，大地高程的精度可以达到毫米级。经过Ashtech Z12双频GPS信号接收机在中国上海近两年的应用，1999大地高精度达到3mm。它的优点是对于大范围的区域地面沉降监测可以起到事半功倍的效果。
根据美国地质调查局的数据，美国用于探测地面沉降的干涉合成孔径雷达(InSAR)技术仍在开发和测试中(图10.4)。Gabriel等人率先在1989发表了《测绘大面积小高程变化:雷达干扰测量方法》一文。1993年，Massonet等人通过雷达干涉测量绘制了着陆器地震的地面形变场。Van der Kooij等人利用航天器干扰的卫星孔径雷达数据，调查了荷兰格洛宁天然气开采区的地面沉降。Marco等人利用美国实验研究学会的干涉卫星孔径雷达数据，对美国贝尔里奇油田1992 ~ 1996的地面沉降进行了详细研究。由于该探测技术的使用，地面沉降测量的精度达到了毫米级，其探测结果可以很好地处理成二维沉降等值线图。而且这种方法可以为常规的找平石测量节省大量的人力物力。因此，我们不能低估这项新技术的发展和应用前景。目前可以参考国外的成功经验在国内进行实验。
(4)岩溶塌陷监测技术研究。
美国学者本森(1987)提出了利用地质雷达进行监测预报的方法，在美国北卡罗来纳州威尔明顿西南的一条军用铁路上进行了试验。监测期为半年，取得了良好的效果。2002年，在全国国土资源大调查项目的支持下，中国地质科学院岩溶地质研究所在广西桂林柘木镇建立了第一个岩溶塌陷灾害监测站，为深入系统地研究岩溶塌陷预测方法提供了良好的条件。
图10.4合成孔径雷达干涉测量获得的内华达州拉斯维加斯山谷。
(5)地质灾害监测预警信息传输、处理和发布系统研究。
发达国家和地区越来越重视地质灾害监测的信息化。例如，美国、日本、意大利、法国和韩国都建立了地质灾害实时监测系统，在实际应用中可以实现实时预警。对单一地质灾害的监测和预警研究较多，但对多种灾害的集成系统研究较少。
10.1.3地质灾害治理工程技术研究
(1)地质灾害防治理论
重视基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究。例如，针对温泉地区滑坡的特点，日本研究了利用排气工程和地下水拦截工程对滑坡进行综合防护；法国对降雨诱发的粘土滑坡采用虹吸排水技术；美国和日本正在研究植被覆盖良好地区的浅层滑坡，并采取生物措施调整植物类型。在地质灾害防治中，生物防护系统得到广泛应用，并注重生态环境保护。日本在滑坡治理中，将抗滑桩与建筑基础相结合，实现防治工程与土地开发利用相结合。
(2)地质灾害防治工程设计的技术方法。
国外在复杂围护结构设计技术、地下水排水技术、基于环境和景观设计的技术规程以及实用计算机软件开发等方面做了大量研究，形成了较为完整的设计计算理论方法和工业软件。比如美国开发了三维连续体的快速拉格朗日分析软件——FLAC 3d，三维模拟离散元程序——3d EC；加拿大开发的软件包GEO-Slope Office(GEO-Slope Office 5.0 for Windows)已广泛应用于世界许多国家的滑坡防治工程设计中，形成了模块化的设计软件和方法。
(3)地质灾害治理工程技术
土工织物、预应力复合支护结构和地下水排水技术是广泛应用的处理技术。特别是美国、西欧、日本和中国香港特别行政区在地质灾害管理方面投入巨大，并取得了显著成就。比如日本的滑坡治理工程，耗资6543.8+05亿日元(约合6543.8+05亿人民币)，可以看作是地质灾害防治工程的博物馆。
国外治理崩塌滑坡灾害的常见技术工程有:①冲刷防护工程:冲刷坝、泥沙坝、护岸、防浪坝、丁坝；②减重及背压工程；③地面排水工程:地面排水沟和防渗工程；④地下排水工程:地下排水沟、排水隧道、水平钻孔、集水井、虹吸排水工程；⑤地下截水工程:防渗心墙截水、灌浆截水、化学固化截水；⑥围护工程:挡土墙、格栅墙、抗滑桩、锚杆；⑦排气工程:用于治理温泉地区的滑坡；⑧采用生物护坡技术和轻型网防护系统相结合的方法治理崩塌和小型滑坡灾害。
由于水是滑坡的重要诱发因素，地表排水工程和地下排水工程始终是首先考虑的治理技术，也是大规模滑坡防治中首先采用的治理技术。美国、日本、新西兰等国家在滑坡治理中广泛采用地下排水工程技术，采用水平钻孔排水和排水井与排水隧道相结合的排水技术治理滑坡。法国采用虹吸排水技术治理了超过100次降雨诱发的粘土滑坡。这是一个密封的PVC管道系统。这项技术最大的优点是可以自行排水，降低滑坡的地下水位。
在支护工程技术应用方面，大断面抗滑桩、锚索抗滑桩、锚索、带锚索小钢架桩、微型群桩等各种支护结构的研究与应用。，在锚索防腐技术、通用计算方法、设计软件和技术标准等方面取得显著进展。减重和反压工程是防治滑坡经济有效的工程措施。英国Huchinson提出的“中性线”方法为失重和背压的计算提供了理论基础。
近年来，发达国家在地质灾害防治工程实践中，在崩塌和小型滑坡灾害治理中应用了轻质网防护系统和生物护坡系统的配套技术，使防治工程进一步向轻质、美观方向发展。如SNS柔性支护系统和生物护坡系统，在欧洲许多国家得到广泛应用。
10.1.4国际地质灾害防治科技研究发展趋势分析
未来地质灾害防治技术的总体发展趋势是重视地质灾害的早期预测预警能力建设，提高地质灾害领域的科技水平和防灾减灾能力，建立3S(即RS-遥感、GPS-全球定位系统和GIS-地理信息系统)技术平台，开发建立区域地质灾害动态实时监测网站和预测预警信息系统，建立地质灾害信息系统平台和* * *共享通道，提高地质灾害减灾能力。
对地质灾害形成机制的深入研究一直是国际地质灾害研究的难点，降雨型滑坡的研究是滑坡研究的热点之一。重点是研究诱发泥石流和浅层滑坡的临界降雨量随区域和气候变化的变化，揭示降雨与滑坡的各种关系，预测可能的滑坡状态。
应用GIS技术分析地质灾害的区域特征，绘制灾害空间图，正成为研究的热点。利用计算机高科技手段(GIS、GPS、RS等)将灾害分析与风险评价、风险预测有机地结合起来，将成为灾害地质学研究的一个重要趋势。)形成实时预警决策系统。
在各种监测技术方面，发达国家在加强各种地质灾害实时监测站建设的同时，非常重视高新技术的应用，高新空间对地观测技术在地质灾害中的应用研究也是发达国家的重要研究方向。各种更先进的遥感探测系统的应用正在逐步深入，美国、法国、意大利和日本都把重点放在GPS和干涉雷达遥感在滑坡和地面沉降动态调查和监测中的应用。
近年来，发达国家在地质灾害治理工程技术方面有以下特点和发展趋势。
在防治理论上:注重基于地质灾害形成机理的地质灾害防治理论研究；注重防治工程与生态环境保护和土地利用相结合；形成模块化设计软件和方法，研发新的治理技术和方法。
在灾害信息处理方面:逐步实现了各种高速数值预报；随着高速、智能、综合的通信网络技术、分布式数据库技术和海量数据操作技术的发展，灾害通信、计算机网络和信息开发处理一体化，形成综合灾害信息网络系统，使各种分散的灾害信息真正享有资源；人工智能、多媒体和三维仿真技术的发展促进了灾害信息产品的应用和再加工。