我国是一个地质灾害发生十分频繁且灾害损失极为严重的国家，尤其是大型滑坡灾害往往会造成重大人员伤亡和财产损失，一直备受社会高度关注。近年来多地发生了由地震、降雨、灌溉、水库运行和工程建设等因素诱发的边坡变形破坏事件，甚至酿成灾难性事故。我国黄土高原面积仅占全国的10%，却发育了全国三分之一的地质灾害。位于黄土高原西部的黑方台，是一个典型的灌溉诱发大量黄土滑坡的地区。这类滑坡具有突发性强、滑动速度快、运动距离远、治理难度高等特点，若能提前对滑坡的变形演化行为做出准确的预警预报并采取有针对性的应急处置措施，将极大地降低生命财产损失。
▲ 黑方台研究区黄土滑坡的发育特征及空间分布规律
面对异常严峻的防灾减灾形势，自20世纪80年代起，我国就逐步建立起了一套具有中国特色的地质灾害防治尤其是群测群防体系，在防灾减灾中发挥了重要作用，取得显著的成效。但是，时至今日，我国每年仍会发生数千上万处地质灾害，造成数百人死亡和数十上百亿元的直接经济损失，防灾减灾任务依然十分繁重。
我国政府和相关管理部门高度重视地质灾害防治工作。
2018年10 月10日习近平总书记主持召开中央财经委员会第三次会议，会议强调大力提高我国自然灾害防治能力，并指出要“实施自然灾害监测预警信息化工程，提高多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力”。
2019 年11 月29 日，中共中央政治局就我国应急管理体系和能力建设进行集体学习，习近平总书记在主持学习时强调，要充分发挥我国应急管理体系特色和优势，积极推进我国应急管理体系和能力现代化，并指出“提升多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力”。
2018年，新组建的自然资源部和应急管理部先后多次召开专题会议，讨论地质灾害防治问题。会议明确地质灾害防治工作的四大任务，即研究原理、发现隐患、监测隐患、发布预警。同时陆昊部长强调，当前防范地质灾害的核心需求是要搞清楚“隐患点在哪里？”“什么时间可能发生？”
成都理工大学许强教授及其领导的研究团队长期从事地质灾害的早期识别和监测预警研究。在国家自然科学基金创新研究群体项目和国家重点基础研究发展计划的支持下，结合“一带一路”国家战略和“实施自然灾害监测预警信息化工程，提高多灾种和灾害链综合监测、风险早期识别和预报预警能力”的国家重大需求，选取“黄土重大灾害超前判识、预警预报与风险控制的理论及技术方法体系”这一热点问题作为攻关课题。
自2014年起，在大量扎实的野外工作和丰富的室内试验基础上，针对黄土滑坡的隐蔽性、突发性和成灾演化过程的复杂性，重点对黄土滑坡成灾模式、形成机理、早期识别和监测预警方法开展系统深入地研究，提升了我国乃至国际上对灌溉诱发黄土滑坡的成因机理、早期识别与监测预警认知水平，为我国黄土高原地区城镇化建设、防灾减灾、人居安保、重大工程安全运营和经济可持续发展提供科技支撑。
《黑方台黄土滑坡成因机理、早期识别与监测预警》（许强等著. 北京：科学出版社，2020.7）以甘肃黑方台为典型研究区，拟重点回答和解决黄土滑坡“隐患点在哪里？”“什么时间可能发生？”这两个关键问题。
本书主要取得以下5 个方面研究成果：
1.根据黑方台黄土滑坡空间分布规律和发育特征，将黑方台黄土滑坡分为“两区七段”和四类成灾模式(黄土基岩型、滑移崩塌型、黄土泥流型和静态液化型)。研究揭示地下水位上升是滑坡的主要促发因素，地层岩性控制黄土滑坡的发育类型，地下水控制黄土滑坡的成灾模式。通过现场灌溉试验、高密度电法水文地质调查和有限元软件模拟揭示了黑方台灌溉水以活塞流为主渗入地下。
▲ 地下水位上升对黑方台斜坡稳定性的影响
▲ 现场灌溉试验揭示灌溉水的三维渗流过程
2.地下水长期作用对黄土的物理化学和力学特性影响显著；黄土的湿陷、软化系数都随着土体深度的增加呈先增加后减小的趋势；黑方台地区黄土强度弱化的浸水时效特征-抗剪强度及内摩擦角随浸水天数变化的曲线呈“勺”形；在临界土力学与砂土静态液化理论研究的基础上，结合原状黄土与重塑黄土的试验数据，提出一套判别黄土静态液化特性的修正状态参数ψm标准。黄土滑坡突发性失稳破坏主要是坡体中地下水产生的孔隙水压力达到一定程度后发生静态液化所引起，而静态液化则可能是斜坡前期的蠕动变形导致，两者相互促进使斜坡迅速失稳破坏。
▲ 滑坡模型破坏全过程
3.对黄土地区不同类型黄土滑坡的形成条件、发育特征、致灾因子和临灾前兆进行深入研究，将黄土滑坡归纳为十一类成灾模式，并结合其动态发展演化过程，建立了各类黄土滑坡的识别图谱和对应的判识标志，构建了黄土滑坡隐患的“地质识别”技术方法。构建了基于高分辨率卫星影像+InSAR的“普查”、基于无人机三维摄影测量的“详查”、以及地面调查复核+探(监)测的“核查”的天-空-地一体化的黄土滑坡隐患识别“三查”技术识别体系。通过“地质识别”和“技术识别”的有机结合，可精准全面识别出黄土滑坡隐患，由此破解了“隐患点在哪里”的科学难题。
▲ “三查”技术体系与“天-空-地”多源数据关系脉络图
▲ “天-空-地”多源信息数据融合技术在黑方台示范路线图
4. 针对黄土滑坡突发性的特点，研发了具有自适应调整采样频率的现场监测机制和仪器设备，建立了针对性的速率阈值预警和改进切线角过程预警的综合预警模型；研发了地质灾害实时监测预警系统。利用该系统，已六次成功精准预警黄土滑坡，破解了“什么时间可能发生”这一滑坡预警难题。
▲ 黑方台DC4#滑坡基于改进切线角模型的预警
5.建立了基于速度倒数法模型和斋藤模型的短期临滑时间预报方法。对于突发型滑坡来说，斋藤模型预报时间更为精确。探索了基于地貌数据深度挖掘和离散元数值计算的黄土滑坡危害范围预测预报方法，并结合新滑坡进行有效验证，后期有比较大的完善空间。
▲ CJ7#滑坡不同时刻数值模拟结果
本书共十六章，具体包括四大部分：第1 章至第6 章重点阐述黑方台地质环境、黄土滑坡成灾模式、灌溉水入渗过程和黄土斜坡失稳机理；第7 章至第11 章主要阐述黄土滑坡潜在隐患早期识别方法；第12 章至第14 章主要阐述黄土滑坡监测预警方法；第15 章和第16 章主要阐述黄土危害范围预测评价方法。
本文摘编自《黑方台黄土滑坡成因机理、早期识别与监测预警》（许强等著. 北京：科学出版社，2020.7）一书“前言”，有删减，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-064988-1
本书研究围绕国家防灾减灾的紧迫需求，拟重点回答和解决地质灾害“隐患点在哪里”和“什么时间可能发生”这两个关键问题。通过现场调查、无人机影像以及大量监测设备获取了丰富的黑方台滑坡基础资料，针对黄土滑坡的隐蔽性、突发性和成灾演化过程的复杂性，重点对黄土滑坡成灾模式、形成机理、早期识别、监测预警和危害范围预测方法展开系统的研究，逐渐形成黄土滑坡成因机理、早期识别与监测预警的理论认识和科学实践。本书有助于增进人们对黑方台黄土滑坡变形破坏机制、早期识别和监测预警方法的认识，有利于对已具有潜在隐患特征的斜坡体进行提前发现、持续监测和早期预警，为黄土滑坡防灾减灾和综合防控提供重要的理论依据。
本书可供工程地质方向科研、教学工作者；水文地质、工程地质、环境地质方向生产工作者；自然资源和应急管理等相关行政部门工作者参考使用。
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（本文编辑：刘四旦）
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