1、滑坡和崩塌监测
一、监测项目
滑坡和崩塌的监测项目包括地表变形、地下变形以及影响滑坡产生和判别滑坡发生的一些相关因素，包括地下水动态、地声、岩土体含水率、岩石压力、人类活动、宏观地质现象和气象等(表7-1)。
表7-1 滑坡崩塌监测要素及技术方法
二、监测频率
滑坡和崩塌自动化监测一般每天1次，必要时(如强降雨期间)可加密。
滑坡和崩塌人工监测一般每月2～3次，必要时(如强降雨期间)可加密。
三、监测成果应用案例
1985年6月12日凌晨3时45分至4时20分发生的新滩滑坡是成功根据监测数据预测滑坡灾害的典型案例。新滩滑坡位于湖北省秭归县，处于长江三峡之西陵峡上段兵书宝剑峡出口处，因多次岩崩而形成险滩。湖北省西陵峡岩崩调查工作处从1970年成立以来，科技人员一直坚持在高山峡谷现场进行多方面的考察调研工作；1977～1982年7月在工作区内布设了4条视(水)准线，计12个变形点；1983年后，在监测结果和现场调查资料中均发现异常，随即向上级报告了险情。至1985年6月11日，当现场调查和位移监测资料十分有力地说明大滑动即将来临，临滑前兆非常明显时，岩崩调查工作处立即向湖北省科委和长江流域规划办公室发出了险情告急。仅隔11h，便发生了震惊中外的大滑坡。由于预报及时，撤离措施果断有效，新滩镇475户居民1371人无一人伤亡，将一场毁灭性的地质灾害带来的经济损失和人员伤亡减小到了最低程度。
2、地质灾害与地下污染探测
程业勋
（中国地质大学（北京））
“环境”一词起源于18世纪，逐步被广泛引用到自然环境、社会环境、经济环境等。但当代环境科学研究的环境范畴，主要是指人类生存与可持续发展的外部条件。所以《中华人民共和国环境保护法》中明确指出：“本法所指的环境，是指人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。”地球物理学主要研究发生在岩石圈、水圈、大气圈和地球空间的对人类生存和发展有重要影响的环境变化和供给条件。因此，从一定意义上讲，地球物理学从产生的那一天起，就是一门研究人类生存与发展环境的科学。
西方工业化300年，已经消耗地球亿万年的资源储备，而且日益加剧，造成资源紧缺，环境恶化。2007年10月25日联合国环境规划署（UNEP）发布集1400位科学家智慧写成的《全球环境展望》（GE0-4）综合报告指出，自1978年以来的30年，人类消耗地球资源的速度，已将人类自身置于岌岌可危的境地，到目前为止，已经超出地球生态承载能力近三分之一。每年有7.5万人死于自然灾害，全球一半以上城市的环境超出世界卫生组织（WHO）制订的污染标准。
岩石圈（含土壤）、水圈（含地下水）、大气圈和生物圈构成地球物质循环的整体，是人类生存不可或缺的各个组成部分。地下（土壤和岩层）一直是人类处置废弃物和垃圾的场所。包括大气沉降物在内，超过土壤自净（降解）能力的时候，就会构成土壤污染，特别是难以被土壤生物降解的有毒物质，还会随着水的蒸发和大气环流，扩散到全球（称蚱蜢效应）。这就告诉我们，对于难以降解的有毒物质来讲，地球是一个封闭的生态系统，这些有毒的污染物，只能转移而不会消失。即使远离污染源上万千米，生活在北冰洋的伊努特人体内也可以检测到持久性污染物（POP）的存在。
美国上世纪30～40年代，就开始将工业废弃物以及活水、污油注入地下。时隔二三十年后，由于地下地质环境的变迁，有些原来埋在河谷（山谷）地区的这些物质，经历容器的腐蚀、洪水冲刷而扩散、深灌的污水上涌，造成泄漏污染。为进一步防治，在不得已的情况下，找到地球物理方法，探测再次造成的地下污染分布区域。这也是环境地球物理分支学科建立的起始。
1 自然地质灾害的勘察
地球上山地面积占陆地总面积的四分之一，居住人口占总数的10%，道路总里程占30%，是泥石流、滑坡、崩塌等自然灾害主要分布区。我国地处自然地质灾害集中的太平洋环带和地中海至喜马拉雅山带的聚集部位，成为地震和各种地质灾害多发国家之一。据报道，全国共有地质灾害隐患地点22.92万处，威胁着3500万人的安全，财产超万亿元，以及重大工程、城镇和村庄的安全。1965年11月23日发生在云南禄劝县火山泥沟的特大滑坡，总土方量达3.9亿m3，滑体流速高达5～6km，在河中迅速堆积成长1100m，高167m的拦河大坝，形成5万m3蓄水的堰塞湖。不久滑体大坝陷落，迅速淹没5个村庄。1981年7月9日暴雨引发成昆铁路线上利子依达沟发生的泥石流，使400吨重的巨石冲入沟口，将数节火车推入大渡河，迅速堆积成坝，形成回水5km，积水29万m3的堰塞湖。长江三峡链子崖危岩体位于秭归县新滩镇，长江南岸，兵书宝剑峡的出口处，属于西陵峡崩塌隐患区。本区有历史记载的崩塌滑坡造成重大自然环境破坏性灾害的有14次。其中1030年崩塌滑坡体堵塞长江21年，1452年滑坡堵江82年，1985年6月12日凌晨3点45分至4点20分，历时35分的大滑坡，使总计3,000余万立方米的崩塌堆积体整体滑移，高速飞下的土石将位于江岸的新滩镇全部摧毁，在江内激起54m高的巨浪，将对岸上的建筑卷入江中。由于几年前的电磁测深和浅层地震为主查明了滑体的厚度和范围。1977年开始连续监测，及时准确预报，撤离果断，滑区内457户，1,371人，无一人伤亡，仅航运中断12天。这样大规模的滑坡，及时准确预报成功，在国内外是罕见的，被誉为一起世界奇迹。[1]
我国山地多，滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害的分布区域占国土总面积的65%。随着自然的变迁和人为的致灾作用，各种地质灾害逐年增加。据四川省统计，泥石流致灾的县市：20世纪30年代有14个；50～60年代76个；70年代109个；1981年135个；1990年达200个。70年代以前地面沉降、地面塌陷和海水入侵还是少数地区，近年来由于对地下水的过度开采，至2008年有70多个城市出现地面沉降，总面积达6.4万km2，上海、天津、西安等城市有的降幅达2m，天津塘沽达3.1m；地面塌陷3000多处，总面积300多km2；海水入侵总面积达1000km2。
各种地质灾害的发生都是地质环境变化引发致灾岩体内部结构变异，稳定性受到破坏的结果。因此，自然地质灾害勘察的目的在于查明致灾岩体（土）的地质环境和内部结构，研究致灾岩体的结构变异和稳定状态，圈定致灾岩体范围，评价发生发展趋势。在滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷以及海水入侵等地质灾害勘察中[2]，应用地球物理勘查主要是查明致灾的地质条件，为防治或预测预报提供依据。
表1 自然地质灾害地球物理勘查的主要任务和可用的技术方法一览表
为了进一步说明地球物理勘查在自然地质灾害防治中的作用，列举三个实例如下。
1.1 滑坡体和滑坡面的勘察
滑坡勘查的主要任务是查明滑坡体的深度和范围，以及滑动面的深度与形态[3]。
黑海沿岸高加索地区是滑坡发育地区之一。滑坡所处的地形高约为20～25m，滑坡体主要由砂质粘土加碎石构成，下伏泥岩风化壳。选用电阻率法以及浅层地震进行勘察。电阻率测量结果如图1所示。
图1 电阻率与地震划分的滑体与滑床
可划为三层：地表层电阻率ρ1=13~29Ω●m，相当于滑体。中间层电阻率ρ2=2~4Ω●m，为风化岩，可认为相当于滑动带。最下层电阻率ρ3=8~12Ω●m，是未风化的泥岩，为该滑坡的滑床；浅层地震资料解释，可划为上下两层：上层纵波速度VP=340~360m/s，可认为是滑体和滑动带，下层：VP=1360~1400m/s，为坚硬的未风化泥岩。在未风化的泥岩顶部用电阻率和地震测量得到的速度跃变界面和电性界面在深度上比较一致（相差1~1.5m），构成的过渡带（弱带）可能形成滑坡的滑动面。
1.2 滑坡的监测与预测研究
山区占地球陆地总面积的四分之一，加上矿山开采构成的人为坡地，滑坡每年造成的经济损失和人员伤亡巨大。对滑坡的监测和预测引起重视[3]。1985年6月12日凌晨3点45分发生在长江三峡新滩镇大滑坡预报成功。其监测工作中的地质、物探和测量工作是从1962年开始的，基础调查工作完成后，于1977年设置四条视准线，连续观测滑坡堆积体的水平位移。前后监测研究23年。多年来设想主要用地球物理方法预报滑坡的研究也不在少数。其中南乌克兰露天开采铁矿的斜坡滑动研究是以视电阻率（ρs）观测和矿山测量联合研究提出的。滑坡地点如图2（a）所示，视电阻率（ρs）观测，采用不同供电极距的对称四极装置与水准点矿山测量共同布置在滑动体上。连续观测得到三种极距视电阻率曲线如图2（b）所示，两种极距的视电阻率比值ρs*/ρso—t曲线；反映地电断面变化非常灵敏。图2中t1，t2，t3时刻视电阻率出现异常，反映t1时刻斜坡岩石形成微小裂隙；t3时刻斜坡岩石产生滑落。
图2 倾斜露天矿场滑坡上的动态观测
1.3 海水入侵的勘察
近年来由于地下水的过度开采，造成地下漏斗100多个，面积达15万km2；70多个城市地面沉降达6.4万km2；沿海城市的海水入侵达1000km2以上。莱州湾、辽东半岛历来最为严重。中国科学院地球物理所利用电测在这一地区进行了勘察[4]。研究了海水入侵与电阻率关系（表2）。根据电阻率分布划出海水入侵平面图（图3）。该区海水入侵可分为入侵严重区（ρ1=2~17Ω·m）；轻度区（ρ1=17~30Ω·m）；受入侵影响区（ρ1=30~100Ω·m）。在王河和朱桥河地区为两个地下漏斗区，地下水位分别为–15m和–10m，这一地区海水入侵面积最大，致使50万亩耕地不能使用地下水灌溉。
表2 海水入侵程度与电阻率关系
图3 山东莱州三河下游海水入侵分布图
2 地下污染物的勘查
近30年来，随着经济和城市人口的迅速增长，废弃污染物的排放量逐年增加：1999年工业废弃物排放量7.8亿吨，2007年达17.6亿吨，增长率15%，截至2009年废弃物积存量已达80亿吨；城市生活垃圾2000年总量为1.4亿吨，2005年为1.95亿吨，2010年将达2.0亿吨[5]。据调查，全国668座大中城市中2/3被垃圾围城，1/4城市已没有堆放场地。全国有近亿辆汽车在开动，加油站林立。据北京1000多座加油站调查，有1/2存在漏油现象。
所有排放的污染物，无论是气体、液体和固体，最终的归宿都是土壤和水体（地表水和地下水）。截至20世纪末，我国受污染土壤的耕地面积达2000万公顷，约占总耕地面积的1/5，每年因污染导致粮食减产1000万吨。水污染更为突出：“70年代水质变坏，80年代鱼虾绝迹，90年代身心受害”，成为水污染的真实写照。600座大中城市浅层地下水都不同程度地遭受污染，其中一半城市地下水已不能直接饮用。农村已有3.6亿人喝不上符合标准的饮用水。
地下污染，往往不易及时发现，直到危及生产和生活。如吉林工业废渣堆淋滤液渗入地下，导致几十平方千米内1800眼水井被污染而报废。佳木斯140多万吨工业和生活垃圾堆放场，产生的硝酸基荃污染地下水，使6个自来水厂停产。北京天通苑是20世纪60～70年代的垃圾堆放场，停用后掩埋，改建住宅小区，2008年一名绿化工人下井（在三区22楼外）接水管时中毒昏倒井内，另一名下去营救也倒在井内，经查为硫化氢中毒。这就是垃圾堆掩埋产生的“定时炸弹作用”。宋家庄三位地铁工人挖探井（2009年4月28日），3m深时闻到臭味，5m深时感到不适，一人呕吐，医院检查三人为中毒，经查该地20世纪70年代曾是一家农药厂，未作土壤污染处理，毒气在地下土壤中积累。
人的眼力有限，不可能看清地下污染。地球物理勘查就是帮助人们即时了解地下污染存在空间以及迁移状况。美国20世纪40年代开始在几个河谷和山谷填埋工业废弃物，几十年后这些当时认为处置安全的废弃物开始泄漏，到80年代开始，感到非治不可，但时至今日，地下污染物的空间位置及其污染流变范围都不清楚，于是通过地球物理勘查，重新圈定地下污染物的空间位置。
应用地球物理探测方法，对地下污染物的探测和监测，防止污染扩散，保护环境。概括来看，目前主要用在以下几个方面：
（1）用于废物填埋场选址调查[6]。工业生产废物和人类生活垃圾不仅量大而且成分复杂，有毒有害物质混杂其间，经雨水淋滤产生渗漏液侵入地下污染土壤和地下水水源。因此，选择远离地下水且致密的防渗岩（土）层作为垃圾填埋场地是重要的。主要用电阻率法、瞬变电磁法、探地雷达、折射地震和放射性测井。目的在于查明地下：①基岩面形状；②地表粘土层的结构；③地下水位及含水层分布范围及地下水流向；④基岩结构及构造；⑤地下暗河及河道分布。
（2）一些发达国家常以地球物理监测作为垃圾填埋场和废物堆放场的档案资料。从垃圾填埋（堆放）开始，直至垃圾填埋场终止封场后延续30年进行监测，跟踪监测表明，固体垃圾降解很缓慢，以固体垃圾溶解物总量（TDS）为例，前10年降解1/2，20年时余1/5,30年后余1/10；氯离子、硫酸盐等30年只降解1/10。一旦发现泄漏且有扩散危险，应立即进行处理。所用的探测方法主要是电阻率法和瞬变电磁法。激发极化法也有良好的效果。而我国还没有建立监测制度。
（3）追踪污染源。根据地下环境中水流与污染物迁移模型以及地层渗透率的差异，或者存在地下古河道、断裂、裂隙，使地下水和污染物在地下形成一定的迁移轨迹。在某井位或河边、海岸发现污染可以利用地球物理方法追踪探测出迁移路线，查出污染源所在地，为污染防治提供资料，主要利用电阻率法。
（4）探查垃圾填埋场衬底塑料膜出现漏洞位置。由于受压、承重等原因使衬底塑料出现漏洞，使填埋场的渗漏液外泄。为了修复需要及时找到漏洞位置。主要利用直流电阻率法。
（5）地下废弃物的调查。故旧废弃物和垃圾堆放场填埋多年，现移作他用，为了重新处理，需了解其分布范围和确定深度。主要采用电阻率法、地震雷达法等。
（6）废弃物堆放场对土壤和地下水污染的监测。矿山废弃物、选矿和冶金废弃物，化工厂和药厂等可能成为污染源的堆放场进行监测。主要使用电法、磁法和土壤氡测量方法等。
（7）地下储油罐和输油管泄漏探测。加油站世界林立，仅北京市就有1100多处。美国探测证实上世纪70年代以前建的加油站几乎全部有泄漏。因此，加油站是土壤和地下水的主要污染源之一，对加油站进行常规监测是必要的。常用的探测方法有自然电位、电阻法以及挥发性气体（CH4）法等。用土壤氡气测量法也有良好效果。我国也做了试验监测工作。
（8）深埋废液处理场的监测。随着区域地质结构变化和地下水位变化，废液可能发生迁移和外溢，所以监测是必要的。一般用自然电位法圈定二次污染范围。
（9）核电厂对核废物处置场有深埋和浅埋两种，其选址要求和方法各不相同。浅埋与垃圾场选址类似。深埋选址是永久性的，要进行深部选择勘查。选址是极为慎重的地质勘查工作。深埋选址一般要选择区域地层稳定，没有裂缝断层、渗透系数极小的岩层。主要使用深部探测的重力、磁法和电磁法以及地震方法。
现举两个应用实例如下。
2.1 保定韩村地下垃圾填埋场勘查
保定韩村垃圾堆放场，占地200m×200m，后来加盖1.5m原土层，掩埋了垃圾堆多年，成为平地。四周已有建筑。急需查明地下垃圾堆的污染区域，以利整治（杨进，刘兆平等，2006）[7]。
为了取得好的效果，探测工作以高密度电阻率法和探地雷达为主。用了5种探测方法，测线以东西方向3条，南北方向4条，均匀分布，每条测线长度为200m。
2.1.1 高密度电阻率法
沿测区7条测线:4条南北向(HCH.1.4.7.10)，3条东西向(HCH.11.12.13)进行剖面测量。使用电极64，点距3m。根据北京市北神树等3个垃圾填埋场渗沥液的实测电阻率资料，对比本区土壤的电性特征，每个剖面图可划分出4个电性层。其对比数值列于表3。可见视电阻率小于15Ω·m的区域为垃圾及其污染区。本区掩埋的故垃圾堆及其形成的污染区分带图如图4所示。
表3 工作区污染带异常划分表
2.1.2 探地雷达法
共测6条剖面，南北向4条，东西向2条，与高密度电阻率法同步进行。使用SIR-3000仪器，100MHz天线。探测深度10～15m。剖面图电磁波信号分区明显。根据本测区电性特征，进行对比。可以认为视电阻率1～10Ω·m，相对应的介电常数均为5~100；电磁波传播速度均在0.047~0.13m/ns。为此得到本测区垃圾污染区埋深在2.5~3.5m以下，如图5所示，为资料解释结果。
对已掩埋多年的韩村地下垃圾场探测后根据异常区，用洛阳铲和挖掘的方法进行了验证，证明在深1.5m以下见到垃圾，说明探测结果是可靠的。
图4 韩村测区HCH.1.4.7.10线剖面污染异常分带图
图5 韩村测区HCH.1.4.7.10线雷达资料解释
2.2 安家楼第三加油站漏污染探查
北京市朝阳区安家楼住总第三加油站，1995年春发现泄漏，致使位于东南的自来水厂部分停产。7月某物探与化探研究所以氧化还原电位法、磁化率以及气烃（CH4和C2H4）测量方法，同时进行了面积勘查。由于周围都是道路和建筑，测线基本上沿马路两侧以及住总三公司停车场院内，宝马汽车维修中心院内空旷地区布置。
氧化还原电位，设备轻便，在人行杂乱的市区工作方便。其测量结果的等值图（5mV间隔）列于图6。由图可见，地下漏油的展布与该地区的地下水流方向一致（南偏东方向）。
土壤磁化率方法，土壤气烃方法测量获得的油污染展布与氧化还原电位测量结果非常吻合，展布方向的趋势也基本一致。
轻烃（CH4）和重烃（C2H4）是直接抽取土壤中CH4（甲烷）和C2H6（乙烷）测量的结果，其平面等值图与氧化还原电位也完全一致。
经过加油站核实，先后泄漏柴油78吨。开挖对污染土壤进行清理、更换。证明柴油逐步漏入地下包气带和潜水层，其地下分布于探测结果完全相符。
图6 北京朝阳某加油站漏油污染氧化还原电位等值图
美国杨百翰大学用探地雷达在亚利桑那州的Tuba城探测汽油罐漏油污染土壤和地下水。首先用探地雷达圈出漏油污染区，其次是钻孔取样分析油的含量，监测孔确定地下水位和流向，第三步是将雷达探测结果与钻孔土样、水分析结果进行对比，最终确定漏油引起的污染范围和深度。研究认为，由于油污一部分出现在潜水面之上，另一部分流入浅水面下方的饱水带，使电磁波反射变得模糊不清。所以，图7中雷达信号反射增强部分对应于漏油处。探地雷达用的80MHz天线频率。
图7 石油罐泄漏区上的探地雷达记录（中心频率80MHz）
主要参考文献
[1]陆业海.新滩滑坡征兆期及成功的监测预报[J].水土保持通报，1985，(5):1～8.
[2]郭建强.地质灾害勘查地球物理技术手册[M].北京：地质出版社，2003.
[3]程业勋，杨进.环境地球物理学概论[M].北京：地质出版社，2005.
[4]蒋宏耀，程业勋.环境与地球物理，地球物理科普文选（第三集）[M].北京：地震出版社，1997.
[5]中国环境科学学会.2008—2009环境科学技术学科发展报告[M].北京：中国科学技术出版社，2009.
[6]余调梅，朱百里编译.废弃物填埋场设计[M].上海：同济大学出版社，1999.
[7]刘兆平.地球物理方法在垃圾填埋场的应用研究[D].北京：中国地质大学（北京），2010.
3、其他地质灾害
除了地震、火山之外的其他地质灾害类型也很复杂，主要有岩土体重力失稳形成的崩塌、滑坡和泥石流，因地质构造和其他地质原因形成的地面沉降，新地质构造运动造成的地段旋转和地裂缝等，都会给人类的生命财产和工程设施带来严重的破坏和危害。除了常规的地质灾害学研究、监测、预报和防治外，本书着重强调各类地质灾害的形成和触发还存在一个重要的深部地质构造和动力背景，忽略了这一重要背景，往往对灾害的形成和触发缺乏全面深入的分析，对灾害发生的时空特征也预测不准，防治灾害的措施就必然缺乏科学依据，现举例阐述如下:
1.岩土体重力失稳所形成的崩塌、滑坡和泥石流灾害
岩土体由于地质结构原因和地球内外力地质作用形成重力失稳是广泛存在的自然现象，通过崩塌、滑坡、泥石流改变其重力失稳的状态，这本身就是地质运动的客观现象。人类为了防治、躲避这些灾害，就得对涉及人类安全的、可能发生重力地质灾害的地段，时刻加以监控、预测。其观测和分析内容很多，目前全国地质灾害的监测网已经形成并投入运行。但往往忽视了深部地质构造和动力背景这一重要因素，例如造成岩土体结构性重力失稳地段，经常出现在地质构造深部底辟、底冲的圆涌构造边缘，引起崩塌、滑坡、泥石流的时刻，则是这些深部热动力触发的瞬间。1982年7月18日前后，重庆云阳鸡扒子地区发生了大型滑坡，面积达0.77km2，滑坡体积为15×109m3，其中2.30×106m3的岩土冲入长江堵塞了长江航道，造成严重的经济损失。为什么会发生这一灾难呢?究查地质构造背景，结果在航摄相片上发现本地确存在几个隐伏的圆涌构造，其中江边的三漩沱地表特征显示很清晰，这些圆涌构造可能是燕山-喜马拉雅期的侵入岩株，滑坡前就地气旺升，出现热异常引发了三天的暴雨，滑坡后几十天内地热仍然很高，这就是本滑坡群的真正驱动根源，实际上鸡扒子地区过去也曾发生过多次滑坡，如果能早期监测到这些地区的热峰显示，就可以事前预防，不致造成560万元的经济损失和1353人的流离失所(图5-5，图5-6)。
图5-5 云阳鸡扒子滑坡
图5-6 长江三峡新滩崩塌区
类似的长江三峡新滩崩塌滑坡也具有同样的深部地质构造背景和深部热力涌升的特点，加上本地段特殊的地形岩层，所以历史上曾多次造成崩塌滑坡，1985年6月12日崩滑岩土3000万m3，200万m3岩土冲入长江，堵塞长江航道，造成900亿元的经济损失。
1950年8月20日的陕西西安东南浐河白鹿原滑坡也遵循同样的机理。浐河西侧白鹿原脚存在一群隐伏的圆涌结构，造成南南东向新断裂带，热爆发引起前几天的暴雨，当再次热涌时，发生了大规模的山体滑坡。泥石流也是如此，发生泥石流的地段在深部热涌的长期冲击下，岩石破碎风化，造成失稳潜势，当隐伏的热涌源活跃时，引起暴雨引发泥石流灾害(图5-7)。
1985年3月7日甘肃东乡洒勒山滑坡，崩滑岩土5000万m3，造成4000万元的直接经济损失。
对于这一类重力地质灾害隐患排查时，首先要注意深部有无圆形隐伏热动力爆发筒(灾害烟囱)，然后分析这一热根的地震、暴雨、高温、干旱历史，并对其热力温度进行监测，结合地震应力变化，进行崩塌、滑坡和泥石流预报防御。
图5-7 浐河白鹿原滑坡
2.地面升沉与地裂缝
地面升沉、特别是急剧突然的陷落，往往造成很严重的灾害，在城镇工业区和海岸工程地段更为明显。尽管造成地面突然下降的地壳中，浅部原因很多，但究其根本原因，特别是灾害突发的时机，则不得不追溯到地球深部那些热爆活跃的隐伏圆涌动力喷口，正是这些喷口的长期作用，构成地表陷落的潜势，当热动力喷口再次爆发时就形成突然的地表陷落和工程破坏。
图5-8 日本相模湾地区因地震引发的现代旋扭
同样的原理，地内热涌动力喷口，即灾难烟囱，造成近地表的中浅层降升和拗陷，因而形成地表的现代地裂缝，这种灾害在旷野不容易被发现，而在城镇、工矿区、工程沿线、海湖河岸地段则表现得很明显。研究现代活动的地裂缝，需要全面地从浅入深地分析造成降升、拗陷的中深地质结构，更要找到推动中浅部地质构造的深部热动力通道和机制，只有找到地表降升陷落、地裂缝形成的根源进行监测和治理才能遏止地面沉降，减轻地裂缝的破坏作用。地内热冲击还可以造成地面的局部旋转变形，例如日本相模湾地区由于地震形成大范围的旋转变形，其深部圆涌热通道的显现就更明显(图5-8)。
4、山崩是什么引起的？
地震可以引起山崩，但并不是所有的山崩都是由地震引起的。事实上，由于岩石的风化作用，以及水的侵蚀作用，也会出现山崩或泥石流，并造成灾害。相传大禹治水时，第一项工程就是“导河自积石”，张汝翼先生认为，这座积石山很可能便是山崩造成的，可惜无法确考。不过，江河两岸的土石崩塌却是经常发生的，商帝祖乙(公元前1525至1505)时，由于汾河发生洪水崩塌，曾被迫迁都。大约500年地方后，即周成王五年，黄河亦发生山崩，“梁山崩，遏河水三日不流”，梁山在今陕西韩城县西南的黄河旁，类似的黄土悬崖崩塌事件时有发生。
长江两岸的崩塌、滑坡灾害亦十分严重，重庆至宜昌江段有150多处、岳阳至九江沿岸有52处经常发生崩塌、滑坡现象，其造成的险滩地段严重阻碍了长江航运。在江苏省境内，由于长江两岸崩塌，近几十年已毁坏良田数十万亩，并迫使沪宁线铁路在栖霞山段江岸崩塌后改道南迁，许多港口和乡镇也被迫搬迁。应当指出，在江河上航行的船只所产生的波浪，也是促成江岸崩塌的重要因素。
山崩、滑坡，俗称“山笑”；人若避之不及，山笑之后便是人哭。1978年冬天，湖北宜昌地区远安盐池磷矿区的工人，发现附近山顶有地裂缝；1980年殷盐矿务局在山顶布设了观测点，随着山体变形的加剧，又安置了警报器，划定出安全区，确定好人员紧急撤离路线。1986年5月底，矿区连续下了几场雨，6月3日凌晨矿务局领导上山察看裂缝变形急速加剧后，一边讨论着如何撤离采矿设备，一边回到了办公楼。就在这时，100万方土石铺天盖地而来，事先划好的安全区居然是山石堆积最厚的地方，284人被淹埋在山土巨石之下，年产万吨磷矿石的矿山被毁。
1985年6月12日凌晨3时45分，远处传来低沉可怕的轰鸣声，许多人惊醒之后兴奋地相互庆贺大家死里逃生，他们是两天前从新滩古镇撤离的群众，共计1371人，而在轰鸣声中，新滩古镇的1569间房屋已被飞冲下来的山石摧毁到长江中。这就是长江西陵峡秭归新滩北岸发生的一起大型山体滑坡，3000万方土石滑落，幸好预报及时，无一人伤亡。
值得回味的是，上述秭归新滩是长江三峡的险滩之一，它本身也是历史上山崩的遗迹。北宋天圣四年(1026年)，秭归城东20里的赞皇山发生大规模的岩崩，土石方达数千万立方米，堆积江中，致使长江在此处断航整整25年之久，到北宋皇佑三年才在官府主持下疏通河道。
有时暴雨还可造成泥石流，巨大的山石在稠稠的泥流中，相互磕撞着，发出轰隆隆的响声，若在夜晚还可看到无数撞击出的火花，它们从高处浩浩荡荡倾泻下来，逆之者亡，顺之者也亡。1981年7月9日，四川甘洛利子依达沟暴发泥石流，历时约1小时，流速每秒10米，流量每秒2000立方米，冲毁公路和铁路桥，正在成昆铁路上行驶的422次旅客列车遇难，中断通车370小时，直接经济损失上千万元。
我们脚下的大地并不都是致密坚实的，在地下还有许多空洞，它们会自己塌陷或在地震中塌陷。1981年1月广西玉林县南口乡的村民，就曾听到地下发出隆隆的响声，原来是地下的岩溶区发生塌陷地震，短短几天地面出现塌陷两百多处，许多房屋和大片农田遭到破坏。1511年云南永胜地震，百余顷田地下陷成方圆约10公里的湖。1605年海南岛琼山、文昌发生7.5级地震，千顷良田陷落成海。
5、地质灾害与环境
纵观风化和重力地貌，特别是重力地貌，由于它们所具有的特性，它们的发生对人类活动和建设工程有着不可低估的负面影响。它们发生的结果，就是对农田、道路及工程设施直接破坏，对人民的生命和财产造成重大损失。此外，它们的发生还可产生次生灾害，如滑坡体将江河堰塞，江河水流无法下泄，积水增加，达到一定量时就会冲破滑坡体形成的松软的临时堤坝，形成洪峰，对江河下游造成极大的危害。
例如，1963年意大利北方某水坝发生震惊世界的大滑坡而导致毁坝事件，其滑动土体达3×108m3，几乎填满了坝高265m的水库，洪水倾泻冲毁了4个村庄，酿成3000人死亡。又如我国湖北的长江新滩1985年6月12日发生巨型滑坡，滑坡体土方总量达3×107m3，将整个新滩镇摧毁，翻没大小船只70多条，迫使长江封航。2007年5月10日湖北巴东县清太坪镇木竹坪村清江支流（小地名大坦坪）发生大面积滑坡（图3-11），该滑坡体位于巴东县清太坪镇木竹坪村二组，其下部抵清江支流桥河西岸，后缘高程约600m左右，沿岸长达约1500m，约800×104m3的山体和12户18栋86间民房坠入清江中，导致清江支流桥河水域被截断，清金线交通中断，大小船舶停航，灾情涉及清太坪镇6个村，41个组，1506户，5678人。损失惨重，造成直接经济损失达4600余万元。
对风化和重力地貌，特别是重力地貌的孕育、发展方向、变形体量和影响区域及可能产生的结果进行科学的、认真细致的研究，将有利于相关部门为防灾减灾做出正确决断。
图3-11 巴东县清太坪镇木竹坪村清江支流发生大面积滑坡
6、系统运动的混沌性与滑坡可预报性
一、引言
根据NDS吸引子概念［26］，我们可以把长期的滑坡观测时间序列作为滑坡演化动力学模型的解来重建滑坡系统动力学，从系统运动轨道的发散速率确定可预报时间尺度。用这种方法，能够避开准确描述滑坡演化动力学方程和求解的难题。
二、理论基础
1.可预报性的测度
把滑坡演化过程看作一个非线性动力学系统（NDS）。滑坡NDS包括n个相互关联的分量xi，i=1，2，…，n。对一个具体系统，这些分量可能包含描述构造、岩性和水文等条件的不同因素或变量。设滑坡孕育动力系统有如下形式：
非线性岩土力学基础
动力系统的时间演化，由n 个变量（x1，x2，…，xn）构成的n 维相空间轨道x（t）=［x1（t），x2（t），…，xn（t）］描述。如果滑坡动力系统是混沌的，那么它应该满足［27］：①存在非整的吸引子维数；②至少它的最大 Lyapunov 指数大于零。
初始时刻t0的状态用相空间上的一点x0=［x1（t0），x2（t0），…，xn（t0）］表示，而x0+δx表示另一个状态，δx表示小偏差。δx在相空间上的时间演化受下列线性微分方程组控制，即
非线性岩土力学基础
式中，Aij是式（4-5）右端Jacobi 矩阵的元素，它的表达式为：
非线性岩土力学基础
Jacobi 矩阵的特征值在一段长时间内的平均值，可依其大小排列为：
L1≥ L2≥…≥ Ln （4-7）
式中，
非线性岩土力学基础
式（4-7）称为Lyapunov指数谱。如果时间相对长，式（4-8）可重写为如下表达式：
δxi=eLitδxi（0），（i=1，2，…，n） （4-9）
由式（4-9）可知，Lyapunov指数实际上给出了在相空间中，系统状态误差沿特征向量方向的指数增长率。如果状态误差随时间不断增长，那么该系统的长期行为是不可预报的，反之是可预报的，所以通过Lyapunov指数可度量系统的可预报性。
在三维相空间中，定常吸引子、周期吸引子、拟周期吸引子和混沌吸引子的三个Lya-punov指数符号（Wolf et al.，1985［27］）分别为：（-，-，-），（0，-，-），（0，0，-）和（+，0，-）。可见只有混沌吸引子至少有L1＞0，这是它与其他吸引子不同的标志，用它可以判断系统是否处于混沌状态。
所有正的Lyapunov指数之和为：
非线性岩土力学基础
称为Kolmogorov熵［28］，表征一个物理系统的信息平均产生率。1/h表示系统的状态误差增长一倍需要的时间，称为系统的平均可预报时间尺度。显然，这个量对滑坡预报研究很有价值。
2.可预报时间尺度的计算方法
对大多数滑坡系统，其动力学方程的具体表达式至今难以写出，所以直接计算h比较困难。然而，从NDS理论知道，从单一动力学变量的时间序列中，可提取其他动力学变量的信息。应用时序数据重建相空间的方法［29］，可方便地计算h的下限——二阶Renyi熵h2。
在m维空间中的两个点可定义为：
xm（ti）=［x（ti），x（ti+Δt），…，x（ti+（m-1）Δt）］ （4-11）
xm（tj）=［x（tj），x（tj+Δt），…，x（tj+（m-1）Δt）］ （4-12）
式中，Δt为时间间隔，且 ti-tj＞Δt。记这一点对的距离为rij，对给定的阈值r，rij＜r的点对在序列的总时间点数N中共有：
非线性岩土力学基础
式中，θ为 Heaviside函数，即
非线性岩土力学基础
标准化的关联函数为：
非线性岩土力学基础
当N足够大和r很小时，应用如下标度率［29］：
Cm（r）≈rd2e-mh2Δt （4-16）
来计算：
非线性岩土力学基础
非线性岩土力学基础
式中，d2和h2分别为吸引子的关联维数和二阶Renyi熵；k为正整数。若随相空间维数m的升高，d2趋于一个极限值，则由时间序列描述的系统存在一个吸引子，刚达到极限值的d2是该吸引子的维数，相应的m值是描述系统动力学行为所需的最少状态变量个数。若随m增大，d2也增大或呈随机变化，则表明所讨论的系统是一个非确定性的随机系统，具有完全不可预报性。
计算维数d2时，可能出现以下几种情况：
1）d2=m。这种情况对应于噪声序列，具有完全不可预报性。
2）d2=1或d2=2。这种情况表明时间序列是一种周期或准周期振荡序列，具有完全可预报性。
3）d2＞2或d2不为整数。这表明时间序列具有混沌性，必须考虑满足某种精度要求的可预报时间尺度。
因为h2比h容易得到，而且一些实例说明h2是h的很好估计［28］，故可把
T=1/h2 （4-19）
作为可预报时间尺度。由NDS理论知道，d2越大，系统的混沌程度越强。
三、实例分析
1.龙西新滑坡
黄河龙羊峡龙西新滑坡发生于1986年1月25日。这是一个体积为150 × 104m3的平面滑动型滑坡。滑坡体由第四纪黏土和砂土组成，滑前位移时序观测数据如图4-10所示。
图4-10 龙羊峡龙西新滑坡位移观测序列［17］
图4-11 龙西新滑坡logCm（r）-logr关系图
根据上述方法，对图4-10的数据进行处理。具有等时间间隔（15天）的数据个数N=72。当m=2～6且Δt=3时，logCm（r）-logr的关系图如图4-11所示。根据曲线线性段斜率，可计算d2，然后考察d2随m的增加是否趋于极限，就可以确定吸引子属性和其维数。
由图4-12可知，当m=3时，分维值达到极限值d2=2.63。这说明，龙西新滑坡的演化已处于一个混沌吸引子上。这意味着描述该滑坡的动力学行为至少需要3个独立的状态变量，即建模时至少需要3个不同的观测序列。
图4-12 龙西新滑坡关联维数d2与相空间维数m关系
由于龙西新滑坡存在混沌吸引子，因此可确定它的平均可预报时间尺度。当m从3增加到5时，h2的变化范围为0.22～0.32，其平均值为0.27，可确定该滑坡的平均可预报时间尺度为T=15/0.27≈56 days。这说明在1986.1～1986.2.26之间可进行确定性预测，预测误差的增长量将小于一倍；在此时间范围外，预测误差将变得很大，确定性的预测已没有实际意义。
此外，改变Δt值再计算h2，发现h2变化不大，即Δt对h2影响不大，这表明确定的龙西新滑坡可预报时间尺度可信。
2.新滩滑坡
1985年6月12日凌晨，在湖北省秭归县新滩镇一带，发生了总方量达2000万m3的新滩滑坡，该滑坡为沿基岩接触面滑动的松散堆积体滑坡。在坡体中部A3观测点的实测位移-时间曲线如图4-13所示，该曲线随时间呈增长趋势。
同理，应用如上分析方法，可计算得到新滩滑坡的关联维数与可预报时间尺度分别为1.662与5.2月（如图4-14和4-15所示）。这也说明新滩滑坡的演化行为是混沌的，但其混沌程度比龙西新滑坡要弱。
图4-13 新滩滑坡A3测点在1979.4.1～1985.1.1间的位移观测序列［17］
图4-14 新滩滑坡lnCm（r）-lnr关系图
图4-15 新滩滑坡关联维数d2与相空间维数m关系图
四、滑坡长期预报、中期预报与临滑预报的可行性分析
在力学中我们已经讨论了许多确定性系统，例如，根据牛顿力学，利用一组确定性方程和初始条件能够预测天体的运动，这是一种确定性预测。基于这种成功的鼓舞，多数人认为：只要能获得足够多的观测信息，从原理上说任何预测都能做到确定性的。然而当系统稍微复杂时，预测问题不是如此简单。Nussbaum（Turcotte，1997［11］）用两个滑块组成的模型模拟了地震过程，模拟结果表明：尽管模型的控制方程是确定性的，但在给定的某些参数条件下，会出现块体的随机运动。这证实了简单的确定性系统也能产生随机行为——混沌。显然，系统的物理规律不总是确定性的，随机现象也有其物理基础。对复杂的滑坡系统，如果它的动力学行为是完全确定性的，那么任何滑坡都能被准确预测，但事实绝非如此。例如，包括湖北盐池河山崩与甘肃洒勒山滑坡在内的许多滑坡都没有提前预报，即使滑坡后的验证预测也不能达到较高的精度，这都说明了某些滑坡具有内在随机性（混沌）。混沌发生时，应该限制可预报时间尺度，一旦超过了该尺度，混沌对滑坡预测有显著影响。换句话说，确定性预测不能没有任何时间限制地进行，应该具有一定的可预报时间尺度。
1.长期预报
长期预报指从滑坡演化的线性阶段（减速蠕变）开始后预测滑坡发生时间。从NDS理论知道，当系统远离失稳态时，滑坡系统大多处于无序状态，混沌对滑坡未来的演化影响很大，即系统的长期行为不能被准确预测。
2.中期预报
中期预报指从滑坡演化的非线性阶段（等速蠕变）开始后预测滑坡发生时间。在此阶段，混沌的影响开始明显增长，在可预报时间尺度范围内，可以进行确定性预测。如果滑坡发生在此时间尺度范围内，预测误差可能较小，否则将会很大。总之，中期预报具有很强的不确定性。
3.临滑预报
临滑预报指当滑坡体处于极不稳定状态（加速蠕变）时，开始预测滑坡发生时间。在此阶段，早期在滑坡演化中存在的随机和难以察觉的内部因素及触发因素等变得更明显了，容易被观测到。我们能够把它们作为初始条件的一部分来推断即将发生的滑坡。NDS理论、岩石破坏试验与地震数据分析［30］都说明，岩体失稳过程是一降维、有序过程，因此可以推断，失稳前滑坡系统的有序度将增加、混沌性将减弱。再者，由于预测时间范围较短，混沌的影响可以忽略，因此，临滑预报能够相对准确地作出。例如，新滩滑坡的成功预报就是根据临滑前的前兆破坏现象作出的。
我们认为，确定性预测与非确定预测的结合将是滑坡预报研究的一个新特点，加强中期预报研究、重点突破临滑预报问题，将是目前和将来的主要研究课题。
7、地下水与滑坡
实践经验表明，80%以上的滑坡与地下水活动有关。这个问题已经引起人们的重视。有一些人进行了地下水诱发滑坡的阀值统计研究，谢守益在他的硕士论文中对长江三峡地区几个典型滑坡降雨诱发的阀值统计研究结果为：
（1）鸡扒子滑坡属于暴雨诱发型：Q0＝280mm，T0＝2d；
（2）黄腊石滑坡属于久雨诱发型：T0＝36d，I0＝12.5mm/d；
（3）新滩滑坡（姜家坡滑坡）属于久雨型，T0＝29d，I0＝15mm/d。
这个结果表明，降雨对滑坡的诱发作用是复杂的，笼统讲滑坡与降雨有关，是不够确切的。这可能与地质体结构和岩体以及地形特征有关。从理论上来讲，实际上是降水、入渗、排泄、储存关系，也就是说，大气降水的一部分由地面排走，一部分入渗地下。入渗地下部分，一部分渗流流走，一部分储存在地质体内，使地质体内的地下水位逐步升高。当地下水位升高到一定高度时，地质体就失去稳定性，而诱发成滑坡。这个关系是十分复杂的，这里有许多难确定因素，如降雨后有多少从地面流走，有多少渗入地下，这里有一个入渗系数，很难确定；入渗到地下形成的地下水又有多少渗流掉，留在地质体内的有多少，这部分地下水需要多长时间才能上升到地质体失稳的高度，这是很难确定的。示意性地可以用下式表示降水时地下水位上升高度H：
地质工程学原理
式中：ξ为入渗系数；W 为降水强度；K 为地质体渗透系数；I 为地下水的水力梯度；T为降水时间。
当H超过地质体稳定性允许的极限水位时，就要产生滑坡。
为了防止滑坡发生，可采取地面排水和地下疏干措施，如果疏干的水量能等于入渗的水量，则地质体内就不会由于大气降水形成地下水位逐渐升高。这一点是很难办到的，难是难在大气降水很难预报准确，入渗系数很难确定，地质体的渗透系数很难确定。
8、三峡水库蓄水后秭归县几个典型滑坡的变形及监测
彭轩明1 张业明1 鄢道平1 金维群1 汪发武2 霍志涛1 陈小婷1
(1宜昌地质矿产研究所，湖北省宜昌市港窑路37号，443003;
2日本京都大学防灾研究所）
【摘要】自三峡大坝蓄水以来，三峡库区秭归县境内的青干河和香溪河流域及其入长江水口部位，岸坡变形和失稳现象明显加剧。本文简要介绍了千将坪、树坪、白家包和黄阳畔等四个滑坡的基本特征和变形现象，认为构造形成的层间剪切带是千将坪滑坡发生的主要内在控制因素。采用大地测量和钻孔测斜等多种方法对白家包和黄阳畔滑坡的地表和深部变形状况进行不连续观测；与日本京都大学防灾研究所合作，采用伸缩计对树坪和白家包滑坡进行连续观测，据监测结果分析，这些滑坡目前均处于蠕动变形状态。
【关键词】三峡库区 秭归县 滑坡 变形监测
1 前言
三峡库区秭归县是我国地质灾害最为严重的地区之一。自三峡水库一期蓄水以来，秭归县境内的青干河流域发生了千将坪滑坡，长江干流的树坪及香溪河入长江水口部位的岸坡变形和失稳现象明显加剧，八字门、白家包、黄阳畔等大型滑坡有重新复活的现象（图1）。在中国地质调查局“香溪河流域岸坡调查评价”项目的实施过程中，对香溪河流域白家包和黄阳畔等大型滑坡进行了工程地质调查、工程钻探和监测（大地变形测量和钻孔测斜）等大量工作，基本查明了滑坡的组成、结构、地表变形状况，初步了掌握了滑坡的变形演变趋势。当千将坪滑坡发生时，及时对滑坡现场进行了细致的调查，从而获取了有关该大型顺层高速滑坡滑动后山体破坏现象的第一手资料[1]，并协助当地政府制定了抗灾救灾预案。在树坪滑坡出现严重变形的紧急情况下，又立即对滑坡的变形状况进行了调查和分析，并选择关键变形部位安装了两台伸缩仪，对其变形情况进行监测[1]。鉴于秭归县已经出现的严重的地质灾害现象，为了准确把握这些滑坡的变形动态，科学揭示降雨和水位变动与滑坡变形之间的内在关系，及时开展滑坡的预测和预报，我们与日本京都大学等单位联合向日本砂防—滑坡技术研究中心申请了“水位变动对滑坡的影响机理及滑坡预报方法”项目。此项合作的实质性成果之一就是在树坪和白家包分别已经安装了11台和5台由日方提供的伸缩仪。本文仅作为上述工作的初步总结。
2 千将坪滑坡及其滑动变形现象
千将坪滑坡发生于2003年7月13日12时20分，是三峡库区自新滩滑坡后发生的最大滑坡。该滑坡地处青干河左（北）岸，与沙镇溪镇隔河对峙，距三峡工程坝址约56km（图1）。构造上，滑坡区位于秭归向斜南端向西弧形转折端与百福来—流来观背斜向东倾伏的过渡地段。主要出露三叠系沙镇溪组碎屑岩，岩层稳定延伸，倾向南东，倾角较缓，滑坡所在岸坡为顺向坡。滑体平面形态呈舌状（图2），长1200m，宽1000m，总体上薄下厚，平均厚度约20m，面积约1.20km2，体积约2400万m3。后缘呈圈椅状外形，顶部高程450m，边界位于370～420m高程线之间；前缘没入青干河，高程102m，前后缘高差348m；北东和南西两侧出现陡立的剪切滑壁，走向分别为30°和330°。滑体地形总体上陡下缓，存在多级陡坎，坡角自上而下从35°变化至15°。滑体物质由两部分组成，上部为残坡积粘土夹碎石，下部为沙镇溪组泥质粉砂岩，上、下两层平均厚度分别为5m和10m。该滑坡属于基岩顺层滑坡，滑动面与地层层面产状一致，倾向南东，倾角28°。据对岸陡坡上残存的水渍痕迹估算，滑坡产生的涌浪高达30m以上。
图1 三峡库区秭归县典型滑坡分布图
图2 千将坪滑坡形貌图片
由于滑坡的南西侧临空，因此，受滑坡强烈影响的牵引区主要出现在北东侧山体中。对北东侧牵引区的调查表明，裂隙相对集中分布在剪切滑壁外侧100m范围内，自上往下，裂隙出现的频度和向外延伸的范围都呈逐渐增加趋势，如在高程分别为360m、300m和210m处，频度依次为0.2条/m、0.3条/m和0.5条/m；外延宽度依次为70m、120m和300m；经统计，裂隙方向有290°～295°、265°～285°和310°等三组。走向290°～295°裂隙组最为发育，平面呈雁列状展布，延伸长度5～50m，张开度在2～70cm之间，最大可见深度大于2m，最大水平和垂直位移分别为2.5m和2m。这三组裂隙均显示张扭性特点。
滑动面表面平滑，产状稳定。其上广泛分布灰白色方解石脉体和近水平构造擦痕，与滑坡有关的擦痕有两组，一组倾伏方向为160°，另一组为140°，后者相对稍晚，切割或覆盖了前者的印迹。根据调查，160°方向的擦痕分布局限，而140°方向的擦痕在暴露的滑动面上均可见及。因此可见，千将坪滑坡是沿袭构造形成的顺层剪切带发生的，滑体在启动后先朝着160°的方向，之后再沿140°方向快速整体向下滑动。在滑体内部，新生裂缝为张性，主要出现在滑体的前部，呈锯齿状，走向北东（25°～45°），倾角近直立，延伸长度30～250m，缝宽一般为1m左右，最宽可达2.5m，最大可见缝深度大于2.5m。部分裂缝两侧的岩土体，具有较大的垂向落差，最大可达3.5m，并在纵向上形成阶梯状地形。被快速剪出的部分在受到对岸坚硬岩壁的阻挡后，形成了高出水面5m多的岩土体鼓丘堆，岩体因撞击反冲而出现层理反倾现象。在滑体北东侧，形成宽80～100m的牵引带，发育290°～295°、265°～285°和310°等三组张扭性裂缝，其中走向290～295。裂隙最为发育，平面呈雁列状展布，延伸长度5～50m，张开度在2～70cm之间，最大可见深度大于2m，最大水平和垂直位移分别为2.5m和2m。
初步认为，不良的地质结构特别是层间剪切带的存在，是滑坡发生的主要内在原因，三峡水库的蓄水和强降雨是促发滑坡的两个重要诱因。
3 树坪滑坡伸缩计监测
树坪滑坡位于长江右岸秭归县沙镇溪，为一古崩滑堆积体。2004年1月15日，滑坡开始发生变形，在滑坡的中部和侧缘形成粗大裂缝，前缘江水一直出现混浊现象。滑坡形态为明显的圈椅状，分布高程为65～500m，纵长800m，横宽700～900m，滑体前缘突入长江，剪出口高程约65～68m。滑体厚40～70m，体积约2600万m3。滑坡体形态总体呈下陡上缓斜坡，坡度22°～35°。自下而上分布有四级缓坡平台，高程为95～105m、150～200m、225～240m、300～350m。其中二、四两级平台规模较大，第四级平台是典型的滑坡后缘平台。滑体物质：主要为三迭系巴东组
棕红色砂质泥岩、泥质粉砂岩及灰褐色泥灰岩等的崩滑破坏产物，滑床为巴东组
基岩，岩层倾向山里。滑床西高东低，即滑槽方向斜向下游。
2004年4月，在树坪滑坡上安装两台滑坡位移伸缩计，2004年8月沿滑动方向再安装了11台伸缩计（图3）。4月以来2台伸缩计的监测结果见图4,8月以来10台伸缩计的监测结果见图4、图5。
图3 树坪滑坡伸缩计安装位置图
图4 4～9月伸缩计观测结果
图5 滑坡前缘和后缘伸缩计观测结果
据图4,4月至9月间，滑坡体中上部最大水平位移为280mm，且自6月份以来滑动速度有加剧趋势，侧缘呈现先压后张特点，最大压缩量为100mm。从图5、图6分析，8月份以来，滑坡体后缘拉伸，中部变化幅度总体较小，前缘压缩。该滑坡表现出的前压后张特点与地表裂缝的观测结果（图7）相吻合。
图6 滑坡中部伸缩计观测结果
图7 裂缝观测结果
4 白家包滑坡变形监测
白家包滑坡位处香溪河右岸，为一深层土质滑坡。滑坡呈舌形，纵向长约700m，前缘横向宽约500m，中上部宽约260m，最厚约86m，平均厚约58m，总面积25.2万m2，总体积1461.6万m3。滑坡后缘呈圈椅状，后缘高程约270m，前缘直抵香溪河。2003年6月22日，在其南侧边界出现走向280°的微小裂缝，7月17日北侧出现走向220°的裂缝。7月17日至7月21日连降暴雨，雨后白家包滑坡变形加剧，7月24日在滑坡后缘边界部位出现3条较大的裂缝，走向220°的裂缝宽在20cm以上，垂直错距25cm，延伸约40m,2条走向180°的裂缝延伸约30m。7月26日～7月30日，滑体后缘裂缝继续下错形成台阶，并出现270°～280°的纵向裂缝。滑坡体上的房屋均不同程度出现了裂缝，横穿滑坡中部的公路也因严重的变形破坏而一度影响通行。在该滑坡上，部署了大地形变测量、孔内测斜和伸缩仪等3种设备，对其地表和深部变形情况进行监测（图8），本文介绍了前两种方法的初步成果。
4.1 大地形变监测
在白家包滑坡体上共布置了9个监测点，其中2个为控制点（B、B′）,7个为监测点（A1～A7）（图8），采用GDM600型全站仪进行变形监测。监测从2003年6月2日开始，并将2003年6月2日的监测值作为后期监测的参考值。
图8 白家包滑坡监测设备部署图
各监测墩的结果见表1、图9。位移—时间曲线显示，在2003年6月2日到11月29日间，后缘监测点 A1、A3变形明显，A1变化最大，往NE54°33′方向变化，最大位移大于240mm，平均变化速率为4.0～5.0mm/d,A3相对位移及变化速率均小于A1，往57°32′方向变化。中部、前缘测点最大位移在120mm。中后部 Al～A5的高程具有明显下降，而前缘 A6、A7的高程明显上升。这些数据表明，滑坡后缘拉张，前缘的土体因挤压而向上隆起。
4.2 深部位移监测
数据采集采用CX-03D型钻孔测斜仪。从图10可以看出，中部监测孔ZK1位移监测的位移—深度关系曲线为“r”型[2]，位移在28.5m处增加迅速，推测此深度处存在有滑动面。布置在后缘的监测孔ZK3，由于变形剧烈，在深约11m处测斜管被剪断，这说明在滑坡后缘11m左右存在滑动面（带）。此外，根据监测数据，滑动面以上位移较大，而下部位移较小，变形速率有逐渐减小的趋势，2003年下半年为0.400mm/d左右，2004年为0.200mm/d左右，变形速率明显减小。
表1 白家包滑坡地表监测点高程变化值
图9 滑坡地表监测点相对位移—时间曲线
图10 白家包滑坡钻孔测斜仪东西、南北向累积位移一深度曲线图
5 黄阳畔滑坡及深部变形监测
该滑坡位于长江左岸归州镇万古寺村二组，在地貌上呈近东西向舌形凹地。前缘高程170m，后缘高程290m，前缘没入香溪河，长约500m，宽约230m，厚度约12m，总面积约为11.5万m2，总体积约为1400万m3。从图6、图7分析，测斜孔ZK8、ZK9的监测曲线基本上是直线或轻微的“钟摆状”，且摆动幅度不大，属于在量测综合误差影响范围之内，表明滑坡上部未发生明显的变化。发生明显变化的是钻孔ZK11，在深度12～14m左右存在明显的滑动面或者变形部位，下部位移较小，说明滑坡在监测时段内以浅层整体滑移为主（图11）。从时间上看，滑坡总的变形速率有减小的趋势。
6 结论与讨论
（1）在千将坪大型顺层岩质滑坡所在的斜坡中，由构造作用形成的顺层剪切带构成了对其稳定性产生潜在威胁的最不利的构造边界条件，也是导致滑坡发生的主导内在控制因素。滑体沿袭顺层剪切带向下发生大规模滑动，滑面产状稳定，主滑方向指向140°，在滑坡启动时，滑体曾向160°方向作短距离滑移。三峡水库蓄水和强降雨可能是触发滑坡发生的主要动因。
图11 黄阳畔滑坡监测设备部署图
（2）在树坪、白家包和黄阳畔滑坡的监测中，大地形变测量、钻孔测斜和伸缩计等3种方法所得的结果具有较好的一致和对应性。监测结果表明，树坪、白家包和黄阳畔滑坡均处于蠕动变形状态，变形速率有减小之趋势，其中，黄阳畔滑坡变形相对较弱，树坪和白家包滑坡以后缘部位最为明显，二者均显示后缘拉张、前缘挤压特点。
（3）钻孔测斜虽然在滑坡的深部监测中发挥了重要作用，但对于变形幅度较大的滑坡而言，一旦钻孔因变形而破坏，必将影响监测质量，甚至会导致此孔深部监测工作的终结。
参考文献
[1]Yeming Zhang,Xuanming Peng,Fawu Wang et al..Current status and challenge of landslide monitoring in Three-gorge reservoir area,China.Proceedings of the symposium on application of real-time information in disaster management,2004:165～170
[2]靳晓光，李晓红，王兰生等.滑坡深部位移曲线特征及稳定性判识[J].山地学报，2000,（5）