滑坡地質(zhì)災(zāi)害研究進(jìn)展

皇甫文超

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013）

地質(zhì)災(zāi)害包括自然地質(zhì)災(zāi)害和人為地質(zhì)災(zāi)害兩類，其種類包括滑坡、崩塌、流水侵蝕、地表沙化、巖土膨脹等，地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的重要因素。其中滑坡指的是坡體局部失穩(wěn)，在重力的影響下，巖土體在剪應(yīng)力方向順著滑動(dòng)面往下移動(dòng)的過程與現(xiàn)象。（晏同珍，2000；A.Nem?ok et al.,1972 ；D.J.Varnes,1978）。

自20世紀(jì)以來，我國(guó)社會(huì)飛速發(fā)展，各種各樣的經(jīng)濟(jì)工程活動(dòng)的規(guī)模與范圍一步步擴(kuò)大。人類的亂砍亂伐造成了地質(zhì)環(huán)境的不斷惡化，地表植被減少，土質(zhì)變得疏松，遇到強(qiáng)降雨天氣后，經(jīng)過雨水的沖擊極易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害；采礦作業(yè)不正確，導(dǎo)致采礦塌方，山體崩裂，繼而發(fā)生滑坡；河流以及雨水的滲漏作用，導(dǎo)致巖土體變得濕潤(rùn)，最后因軟化作用致使滑坡泥石流發(fā)生；采石和爆破，填充和裝載等也會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

滑坡的危害是巨大的，會(huì)破壞人類的居民建筑、基礎(chǔ)保障設(shè)施，還會(huì)破壞植被致使地表裸露，潛在危害性進(jìn)一步增大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，21世紀(jì)初至今，中國(guó)因滑坡災(zāi)害而造成的人員傷亡數(shù)多達(dá)1200人，可以預(yù)估的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)50億～100億元，嚴(yán)重制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步的發(fā)展。我國(guó)政府每年都會(huì)投入大量財(cái)力用于滑坡災(zāi)害的治理，可是由于滑坡受多重因素的影響，人們對(duì)滑坡研究的局限性以及技術(shù)水平有限，給防災(zāi)減災(zāi)帶來了極大的困難。近年來國(guó)內(nèi)的滑坡災(zāi)害的理論研究、治理技術(shù)都有了顯著的提高，但是區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，由于受到多種不確定因素的影響，具有偶然性，往往防不勝防、難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，對(duì)區(qū)域滑坡災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查、分析、評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)研究，仍是一種經(jīng)濟(jì)有效的滑坡災(zāi)害防治手段。在這種情況下對(duì)滑坡災(zāi)害的發(fā)生進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)顯得尤為重要?；聻?zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)是根據(jù)滑坡災(zāi)害發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境條件、特征，參考其歷史發(fā)生的狀況，應(yīng)用定性分析結(jié)合定量評(píng)價(jià)的方法來確定其風(fēng)險(xiǎn)。評(píng)價(jià)結(jié)果能夠直觀地反映滑坡災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)的空間分布，為政府防災(zāi)、抗災(zāi)提供有助的參考，能夠避免和減少滑坡災(zāi)害造成的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失，提高區(qū)域滑坡災(zāi)害事前防治效率。

1 研究進(jìn)展

1.1 國(guó)外研究進(jìn)展

西歐國(guó)家對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的研究始于20世紀(jì)70年代，隨后，其他國(guó)家和地區(qū)也逐漸進(jìn)行了地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性研究（劉學(xué)明，2014）。如Brunetti等（2010）選取意大利中部的Abruzzo地區(qū)為研究區(qū)，統(tǒng)計(jì)了753次與滑坡相關(guān)的降雨事件，研究意大利滑坡發(fā)生所需要的最小降雨條件；Hasali等（2018）為了確保開發(fā)的可持續(xù)性，利用Logistic回歸模型對(duì)斯里蘭卡的Badulla地區(qū)的滑坡易發(fā)性進(jìn)行了預(yù)測(cè)；Rauter（2021）等為了降低滑坡災(zāi)害產(chǎn)生的危害，依靠流體動(dòng)力學(xué)原理對(duì)滑坡災(zāi)害產(chǎn)生的脈沖波進(jìn)行了有效的模擬；Abraham等（2021）以印度南部地區(qū)為例，在考慮土壤濕度的情況下對(duì)影響滑坡災(zāi)害發(fā)生的降雨量閾值進(jìn)行了研究，以便能夠有效的進(jìn)行預(yù)警。地理信息系統(tǒng)（GIS）理論出現(xiàn)后被廣泛應(yīng)用于地學(xué)研究領(lǐng)域中（鐘畝鋒，2019）。Tan等（2021）基于遙感和GIS，采用層次熵變權(quán)法對(duì)線路兩邊的滑坡地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估；Banuzaki等（2021）以Garut-Tasikmalaya公路為研究區(qū)，采用層次分析法和簡(jiǎn)單數(shù)值分級(jí)法，在GIS環(huán)境中處理數(shù)據(jù)并繪制滑坡敏感性圖；Mohd和Sofia（2020）以印度尼西亞的Putat地區(qū)為研究區(qū)，利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)對(duì)該地區(qū)的滑坡易發(fā)性進(jìn)行研究。近些年伴隨著機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的發(fā)展，許多研究者開始使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型和定量的多因素綜合評(píng)價(jià)方法來研究地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)性。Ohlmacher等（2003）提出在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)，可以考慮將Logistic回歸模型與GIS技術(shù)結(jié)合使用；Aditian等（2018）以印度尼西亞的Ambon為研究區(qū)，采用Frequency ratio模型、Logistic回歸模型和Artifificial neural network模型對(duì)研究區(qū)的滑坡敏感性進(jìn)行研究，并將三種模型結(jié)果進(jìn)行比較。Ozdemir等（2013）選用Frequency ratio模型、證據(jù)權(quán)重模型和Logistic回歸模型共三種模型，以土耳其西南部的蘇丹山為研究區(qū)域，對(duì)該區(qū)域的滑坡災(zāi)害進(jìn)行了易發(fā)性評(píng)價(jià)分析，并將三種方法進(jìn)行了對(duì)比分析。

1.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

與世界上許多其他國(guó)家相比，中國(guó)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的研究開始時(shí)間相對(duì)靠后，一直到七十年代，我國(guó)主要在進(jìn)行地震災(zāi)害的研究，九十年代之后，我國(guó)的學(xué)者開始進(jìn)行滑坡災(zāi)害的研究，在這一時(shí)期誕生了很多知識(shí)架構(gòu)體系，尤其是一些定量化的方法，大大加快了地質(zhì)災(zāi)害的研究進(jìn)展。由于我國(guó)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害研究的逐漸加深，許多的科學(xué)理論都被運(yùn)用起來。而以非線性動(dòng)力學(xué)模型、協(xié)同預(yù)測(cè)模型、突變論預(yù)報(bào)模型等為代表的非線性理論也被應(yīng)用到地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)方面。隨著這一切進(jìn)展，GIS和機(jī)器學(xué)習(xí)算法也逐漸被運(yùn)用到地質(zhì)災(zāi)害的研究中。如孫小凡、張鵬等（2018）利用地理信息系統(tǒng)對(duì)湖北省宜昌市城區(qū)的城市滑坡災(zāi)害易發(fā)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)；丁亮、王文嫻等（2012）將GIS與邏輯回歸模型相結(jié)合，對(duì)江蘇省連云港市郊區(qū)進(jìn)行了滑坡因子危險(xiǎn)性分析，并且建立了地質(zhì)環(huán)境因子數(shù)據(jù)庫(kù)；黃發(fā)明，殷坤龍等（2018）以三峽庫(kù)區(qū)萬州區(qū)為研究區(qū)，引入自組織映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決“非災(zāi)害點(diǎn)”不易選取的問題，然后構(gòu)建支持向量機(jī)模型（SVM），以此對(duì)萬州區(qū)滑坡災(zāi)害進(jìn)行易發(fā)性評(píng)價(jià)；孫德亮（2019）利用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法對(duì)重慶市奉節(jié)縣地災(zāi)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，并且對(duì)與降雨有關(guān)的滑坡災(zāi)害開展了預(yù)警研究；陳濤等（2020）利用深度信念網(wǎng)絡(luò)對(duì)三峽庫(kù)區(qū)秭歸縣郭家壩鎮(zhèn)的滑坡易發(fā)性進(jìn)行了研究；吳潤(rùn)澤等（2021）基于隨機(jī)森林模型對(duì)三峽庫(kù)區(qū)湖北段的滑坡災(zāi)害進(jìn)行了空間易發(fā)性評(píng)價(jià)；Zhang等（2020）利用隨機(jī)森林模型，對(duì)江西省貴溪市滑坡災(zāi)害進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)性區(qū)劃研究；Zhou等（2021）采用隨機(jī)森林模型對(duì)江西省瑞金市滑坡災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并將區(qū)劃分為5個(gè)等級(jí)；Ou等（2021）通過構(gòu)建Logistic回歸模型，對(duì)江西省滑坡災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行了預(yù)測(cè)；蘇晨旭等（2019）結(jié)合頻率比法，使用偏最小二乘回歸法（PLSR）對(duì)江西省龍南縣滑坡進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，并與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、SVM模型的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，趙建華等（2004）基于決策樹算法對(duì)浙江省慶元縣境內(nèi)滑坡災(zāi)害進(jìn)行了危險(xiǎn)性區(qū)劃評(píng)價(jià)。

隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)程的加快，學(xué)者們對(duì)滑坡災(zāi)害的研究理念、方法也已經(jīng)逐漸向著多元化方向發(fā)展。

2 結(jié)論

本文立足于國(guó)內(nèi)外學(xué)者們對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的研究成果，揭示了對(duì)于不同區(qū)域，研究者們使用了不同的滑坡災(zāi)害評(píng)價(jià)指標(biāo)與建模方法，在各自的研究中均取得了滿意的效果，能為具有相同地質(zhì)環(huán)境的其他地區(qū)的滑坡災(zāi)害研究提供一定的參考。

各種滑坡災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)模型因地制宜、各有千秋，針對(duì)不同區(qū)域應(yīng)建立相應(yīng)的滑坡易發(fā)性評(píng)價(jià)模型。