水工環地質監測技術在地質災害治理中的應用

摘要：隨著全球氣候變化和人類活動的不斷影響，地質災害頻發成為全球性的環境問題。地質災害給人們的生命財產安全帶來了嚴重威脅，因此，研究地質災害治理技術，提高地質災害預測、監測和應對能力，具有重要的現實意義和緊迫性。探討了水工環地質監測技術在地質災害治理中的應用價值，以及遙感信息監測技術、北斗定位監測技術和GNSS技術在地質災害治理中的重要作用。通過綜合分析不同技術在地質災害監測、預警、應急救援和災后評估等方面的應用，揭示其在提高地質災害防治水平和減少災害損失方面的潛在優勢和挑戰。

關鍵詞：地質災害；水工環地質監測技術；應用效果

地質災害是一種嚴峻的挑戰，對人類的生命安全、財產和社會經濟都構成了嚴重威脅。隨著科技的不斷進步，諸如水工環地質監測技術、遙感信息監測技術、北斗定位監測技術和GNSS技術等先進技術已廣泛應用于地質災害治理領域。然而，如何更有效地利用這些技術手段，提高地質災害的預測準確性、監測及時性和應對效率，仍然是當前亟須解決的問題。通過對地質災害治理技術的深入研究，本研究旨在為提高地質災害預防和應對能力，減少人員傷亡和財產損失，保障社會穩定和經濟發展作出積極貢獻；同時，也將為相關領域的科研人員、政府部門和決策者提供重要參考，推動地質災害治理技術的不斷創新和完善［1］。

1地質災害概述

地質災害是一種由地質因素引起的突發性、災害性事件，對人類生命和財產造成威脅或破壞的現象。它們通常由地球內部的地質構造、地貌特征、巖性特點、地層結構、地下水情況等因素引起。這些因素的相互作用與地質條件、人類活動以及自然環境密切相關，決定了地質災害的發生和發展。

自然性地質災害主要包括地震、火山活動、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面液化、山體崩塌等。這些災害往往由地球內部的構造運動、地表的地貌變化、地層的變動以及自然氣候等因素引發，具有較強的自然性和突發性。

人為性地質災害則是由人類的活動直接或間接引起的，包括礦山塌陷、礦山爆破、采石場坍塌、堆填場塌陷、水利工程災害、采砂作業災害、地下采礦等。這些災害往往是由于人類的開采、建設、堆放等活動導致地質環境發生變化，從而引發地質災害。

地質災害的發生給人類社會造成了嚴重的損失和影響，因此加強地質災害的預防、監測和應對具有重要意義。通過科學的地質調查、建立監測預警系統、災害防治等措施，可以有效減少地質災害帶來的損失，保障人民生命財產安全和社會穩定。

2水工環地質監測技術在地質災害治理中的應用

2.1遙感信息監測技術

遙感信息監測技術需要借助無人機、飛機和遙感衛星等手段，實現水文氣象、土地利用、植被覆蓋以及地形地貌等地表信息的獲取。地表信息在熱紅外圖像以及數字高程模型和遙感圖像技術的加持下呈現出來，為城市規劃、資源調查以及環境監測和地質災害監測提供數據信息支持。在治理地質災害工作中，遙感信息監測技術主要用于地表特征提取、變形監測、影像解譯、監測指標提取以及數據分析與建模等。

地表特征提取即借助遙感技術完成對地表輻射和地表反射信息的捕捉，將土地利用以及植被覆蓋和地形地貌等地表特征提取出來。對這些地表信息特征進行分析，有助于了解地形起伏以及地質構造，明確地質災害隱患點的分布，以便精準預測和監測地質災害。變形監測即地表變形信息主要包括地表垂直位移和地表水平位移，遙感技術將變形信息獲取后，對比時間序列遙感影像，然后加以分析，能夠有效監測地質災害隱患區域變形情況，進而對地質災害發展趨勢和跡象予以及時掌控。影像解譯可以解釋所獲取的遙感影像，然后對影像中地質災害跡象精準識別，如坍塌跡象以及滑坡體和地表裂縫等。在計算機輔助解譯、人工解譯的幫助下，有效提取遙感影像中的地質災害信息，進而精準評估和監測地質災害。監測指標提取即借助遙感技術完成地形高程以及植被指數和地表溫度等一系列地表指標的獲取，進而預測地質災害發生概率以及可能造成的影響程度。可見這些指標可以有效地對地質災害風險予以預測和評估。數據分析與建模，即獲取遙感地表數據信息后分析具體信息和數據并構建地質災害預測模型和監測模型。然后借助機器學習算法精準識別和分類遙感影像，進而對地質災害發生率、影響程度等予以科學預測，以便選取有效手段防治地質災害［2］。

2.2北斗定位監測技術

北斗定位監測技術可以實現目標位置的獲取以及目標信息的精準定位，該技術的研發依托于中國北斗衛星導航系統，該系統由我國自主研發建設，其涵蓋了大量的用戶設備和地面控制站以及衛星，以此可以將定位導航以及定時服務提供給全球用戶，服務內容可靠性高、精準度高。目前北斗定位監測技術被廣泛應用于地質災害治理工作中，北斗衛星系統將信號發射之后被接收器所接收，隨之接收器可以將目標位置的經緯度相關信息精準地計算出來，進而準確定位目標位置。北斗定位監測技術在地質災害治理中的應用價值包括排查和監測地質災害隱患、應急救援與災后評估、地質災害監測預警系統。

（1） 在排查和監測地質災害隱患方面，北斗定位監測技術可以對地理位置信息予以精準獲取，借助這些信息可以有效排查和監測地質災害隱患。我國部分山區地質災害發生率較高，借助北斗定位監測技術可以實時監測和定位地質災害隱患，具體隱患包括泥石流以及山體崩塌和山體滑坡。相關部門對隱患點精準位置信息獲取之后，可以制定搭建防護設施以及加固山體等針對性的防治方案，對地質災害風險的發生起到有效預防作用［3］。

（2） 在應急救援與災后評估方面，北斗定位監測技術的定位服務能力體現出快速和靈活的特點。當某地區突發地質災害時，借助被動定位監測技術能夠對受災地區予以精準定位，快速確定受災人員所處位置，以此可以提高救援行動的精準性和及時性，有助于財產損失和人員傷害的減少。此外，相關部門評估和統計災區受災情況時，也可以借助北斗定位監測技術獲取詳細數據，便于災后重建方案的制定。

（3） 在地質災害監測預警系統方面，地質災害監測預警系統的搭建工作可以借助北斗定位監測系統完成，進而實時有效監測和預警地質災害。如北斗定位監測技術可以在山洪暴雨來臨時，對洪水流速和水位予以實時監測，當監測結果顯示相關指標已經超出安全值，則系統會立即發出預警信息，相關部門、群眾接收到預警提醒后，可以及時采取應對措施保護自身及財產安全。

（4） 在地質災害防治管理平臺搭建方面，將北斗定位監測技術引入平臺搭建及防治管理工作中，可以有效監控并管理地質災害隱患點，動態監控受災區實際情況。地質災害防治管理平臺能夠對多源數據予以有效整合，如遙感影像數據和北斗定位監測數據等，分析整合數據后，相關部門依據分析結果制定災情防控方案。地質災害防治管理平臺既可以實現地質災害隱患點的實時挖掘，也可以實現災后應急救援以及災后重建指導，促進地質災害防治水平和防治效率大幅度提升。

2.3GNSS技術

GNSS（Global Navigation Satellite System）技術是一種全球導航衛星系統技術，旨在提供全球范圍內的定位、導航和定時服務。GNSS系統中較為常見的子系統包括中國的北斗導航衛星系統、歐盟的Galileo、俄羅斯的GLONASS（Global naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema）、美國的GPS（Global Positioning System）。GNSS技術的工作原理是通過一系列衛星在地球軌道上廣播精確時間和位置信息的信號，接收器接收并解算這些信號，從而確定接收器的位置、速度和時間。GNSS系統的工作原理基于三角測量原理，利用接收器與多顆衛星之間的距離和位置關系來確定接收器的位置。在地質災害治理中，GNSS技術應用價值體現在地震監測與預警、地質災害風險評估、滑坡監測與預警、地震災害應急救援、地質災害監測與預警系統建設等方面［4］。

（1） 在地震監測與預警方面，GNSS技術可以精準監測地殼運動情況，從而提供地震監測與預警服務。例如日本的地震監測網絡就廣泛使用GNSS技術，通過監測地殼的運動情況，提前發現地震發生的跡象，并向民眾發布地震預警信息，以減少地震造成的損失。

（2） 在地質災害風險評估方面，GNSS技術可以用于地質災害風險評估，幫助政府和相關部門了解地質災害的潛在風險和可能影響范圍。例如利用GNSS技術獲取的地表形變數據，可以對滑坡、地裂縫等地質災害的潛在風險進行評估，為災害防治工作提供科學依據。

（3） 在滑坡監測與預警方面，GNSS技術可以用于滑坡監測與預警，實現對滑坡體位移的實時監測和預警。例如在挪威的滑坡監測項目中，使用GNSS技術對滑坡體的位移進行監測，一旦發現滑坡體位移異常，即可及時發出預警信息，引導周邊居民撤離，避免人員傷亡和財產損失。

（4） 在地震災害應急救援方面，GNSS技術還可以用于地震災害的應急救援工作。例如在地震災害發生后，通過GNSS技術獲取受災地區的精準定位信息，可以幫助救援人員準確找到受災人員和災害點，快速展開救援工作，最大限度地減少人員傷亡和財產損失［5］。

3結論

通過對水工環地質監測技術、遙感信息監測技術、北斗定位監測技術和GNSS技術在地質災害治理中的應用價值進行綜合分析，可以得出以下結論：這些先進技術在地質災害治理中發揮著重要作用，能夠提高地質災害的預測準確性、監測及時性和應對效率。技術的不斷創新和應用推廣有助于地質災害治理工作的全面提升，但同時也面臨著技術標準、數據共享和人才培養等方面的挑戰。加強跨學科合作、推動科技成果轉化和完善相關政策法規，是提高地質災害治理水平和減少災害損失的重要途徑。本研究對于深入理解和應用先進技術促進地質災害治理工作具有一定的理論和實踐意義。

參考文獻：

［1］陳奎，安冬.水工環地質技術在地質災害防治中的應用［J］.中文科技期刊數據庫（引文版）工程技術，2023（1）：4.

［2］劉國謀，徐玲俊.水工環地質監測技術在地質災害治理中的應用［J］.價值工程，2022，41（29）：133135.

［3］安樹隆.水工環地質在地質災害治理中的應用策略分析［J］.華北自然資源，2021（4）：2.

［4］歐澤芳.水工環地質在地質災害治理中的應用策略分析［J］.城市建設理論研究（電子版），2021（2）：122123.

［5］張志軍，陳楚，王琳，等.天津北部山區典型地質災害遙感監測應用［J］.華北地質，2023，46（4）：7682.

作者簡介：張健，男，山東青島人，工程師，項目經理，本科，學士，研究方向：地質災害、水工環地質。