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地質災害模型研究中心

發布時間: 2021-02-11 05:35:09

㈠ 開設地質災害的綜合防治的大學或研究機構有哪些 我想考研,地質災害的綜合防治方向,幫忙推薦一下!

你好,樓主,我在研招網(學信網)查詢了一下,總共65個招生單位招收地質資源與地質工程 專業。
如下招生單位招收 地質資源與地質工程 專業,你所說的地質災害綜合防治是 地質資源與地質工程的一個二級學科,一般院校均會涉及這個方向的。考研不難,關鍵是選好學校,定好復習計劃,祝你好運~

2011年全國碩士研究生招生專業目錄查詢
查詢條件: 任意 省/市/區 任意 學校 任意 門類 (0818)地質資源與地質工程 學科 任意 專業
招生單位所在省市 招生單位名稱 是否211 是否研究生院 是否985 是否自劃線 是否有博士點
(11)北京市 (10004)北京交通大學 是 是 否 否 是
(11)北京市 (10008)北京科技大學 是 是 否 否 是
(11)北京市 (11413)中國礦業大學(北京) 是 是 否 否 是
(11)北京市 (11414)中國石油大學(北京) 是 是 否 否 是
(11)北京市 (11415)中國地質大學(北京) 是 是 否 否 是
(11)北京市 (80001)中國科學院研究生院 否 否 否 否 是
(11)北京市 (82501)中國地質科學院 否 否 否 否 是
(11)北京市 (82806)核工業北京地質研究院 否 否 否 否 是
(11)北京市 (83401)中國石油勘探開發研究院 否 否 否 否 是
(11)北京市 (85401)中國地震局地球物理研究所 否 否 否 否 是
(13)河北省 (10076)河北工程大學 否 否 否 否 否
(13)河北省 (10077)石家莊經濟學院 否 否 否 否 否
(13)河北省 (10081)河北聯合大學 否 否 否 否 否
(14)山西省 (10112)太原理工大學 是 否 否 否 是
(21)遼寧省 (10145)東北大學 是 是 是 是 是
(21)遼寧省 (10147)遼寧工程技術大學 否 否 否 否 是
(22)吉林省 (10183)吉林大學 是 是 是 是 是
(23)黑龍江省 (10220)東北石油大學 否 否 否 否 是
(31)上海市 (10247)同濟大學 是 是 是 是 是
(32)江蘇省 (10284)南京大學 是 是 是 是 是
(32)江蘇省 (10290)中國礦業大學 是 是 否 否 是
(32)江蘇省 (10291)南京工業大學 否 否 否 否 是
(32)江蘇省 (10294)河海大學 是 是 否 否 是
(33)浙江省 (10335)浙江大學 是 是 是 是 是
(33)浙江省 (85302)國家海洋局第二海洋研究所 否 否 否 否 否
(34)安徽省 (10359)合肥工業大學 是 否 否 否 是
(34)安徽省 (10361)安徽理工大學 否 否 否 否 是
(35)福建省 (10386)福州大學 是 否 否 否 是
(36)江西省 (10405)東華理工大學 否 否 否 否 否
(37)山東省 (10423)中國海洋大學 是 否 是 否 是
(37)山東省 (10424)山東科技大學 否 否 否 否 是
(37)山東省 (10425)中國石油大學(華東) 是 是 否 否 是
(37)山東省 (10429)青島理工大學 否 否 否 否 是
(41)河南省 (10078)華北水利水電學院 否 否 否 否 否
(41)河南省 (10460)河南理工大學 否 否 否 否 是
(42)湖北省 (10489)長江大學 否 否 否 否 是
(42)湖北省 (10491)中國地質大學(武漢) 是 是 否 否 是
(42)湖北省 (11075)三峽大學 否 否 否 否 否
(43)湖南省 (10533)中南大學 是 是 是 是 是
(43)湖南省 (10534)湖南科技大學 否 否 否 否 否
(45)廣西壯族自治區 (10596)桂林理工大學 否 否 否 否 否
(50)重慶市 (10611)重慶大學 是 是 是 是 是
(51)四川省 (10613)西南交通大學 是 是 否 否 是
(51)四川省 (10615)西南石油大學 否 否 否 否 是
(51)四川省 (10616)成都理工大學 否 否 否 否 是
(51)四川省 (10619)西南科技大學 否 否 否 否 否
(52)貴州省 (10657)貴州大學 是 否 否 否 是
(53)雲南省 (10674)昆明理工大學 否 否 否 否 是
(61)陝西省 (10697)西北大學 是 否 否 否 是
(61)陝西省 (10704)西安科技大學 否 否 否 否 是
(61)陝西省 (10705)西安石油大學 否 否 否 否 否
(61)陝西省 (10710)長安大學 是 否 否 否 是
(61)陝西省 (83306)煤炭科學研究總院西安研究院 否 否 否 否 是
(62)甘肅省 (10730)蘭州大學 是 是 是 是 是
(65)新疆維吾爾自治區 (10755)新疆大學 是 否 否 否 是

㈡ 中國地質災害分區預警模型

根據5.4節中中南山地丘陵區試運算過程中的總結修正的思路,在全國7個預警大區范圍內分別完成地質災害潛勢度計算、地質災害預警指數計算,從而實現國家級地質災害氣象預警預報。

5.6.1 分區潛勢度計算

5.6.1.1 權重計算結果

考慮到因子圖層准備情況和時間關系,本次計算中選取了25個因子圖層,在7個大區分別開展計算。各區內因子圖層的權重計算結果見表5.10。從權重計算結果來看具有如下特點:

(1)總體上符合經驗認識

從敏感因子排序來看,中南山地丘陵區(C區),最敏感的因子是地形起伏(權重為0.17);西南部地區(D區),最敏感因子為地震動參數(權重為0.18);黃土地區(E區),最敏感因子為岩土體類型(權重0.09),等等。而鐵路、塔廟宇等因素的敏感度則非常低,甚至很多區的權重為0。

(2)因子權重差偏小

主要是由於選取因子較多(25個),且各因子之間有一定重復,因此造成每個因子的權重相對較小,權重差偏小。25個因子的平均因子權重應為1/25,即0.04,因此當某個因子權重超過0.04時,可以認為該因子為地質災害的敏感因子。

(3)精確程度還有待進一步提高

目前的計算,是在整理現有的地質背景環境資料和歷史災害點資料基礎上,圖層資料的比例尺還相對有限,特別是歷史災害點資料主要是建立在縣市調查數據基礎上的,已調查縣災害點密集,而未調查的縣數據缺失,造成統計分析結果的精確程度有限。

表5.10 分區計算各因子權重結果表

目前的計算,主要旨在探索計算思路,計算結果的精確程度會隨著原始資料的不斷充實而不斷提高。

5.6.1.2 潛勢度計算結果校驗

將各區潛勢度的計算結果,與歷史災害點的分布情況進行對比分析,校驗潛勢度是否能夠體現地質環境的優劣程度。

圖5.20~圖5.26反映地質災害潛勢度值大的區域歷史災害點分布多,地質災害潛勢度值小的區域歷史災害點分布少,即地質災害潛勢度值的大小能夠反映歷史地質災害點的多少,能夠反映地質背景環境條件的優劣。

圖5.20 A區地質災害潛勢度與災害分布對比

圖5.21 B區地質災害潛勢度與災害分布對比

5.6.2 分區預警模型

在全國7個預警大區中,C區(中南)、D區(西南)、B區(華北)災害樣本較多,雨量站點相對稠密,採用統計分析方法,建立了顯式統計的線性回歸模型。

圖5.22 C區地質災害潛勢度與災害分布對比

圖5.23 D區地質災害潛勢度與災害分布對比

圖5.24 E區地質災害潛勢度與災害分布對比

圖5.25 F區地質災害潛勢度與災害分布對比

圖5.26 G區地質災害潛勢度與災害分布對比

A區(東北)、E區(西北黃土)、F區(西北新疆)、G區(青藏高原)由於災害點樣本太少和雨量站點稀疏,匹配到災害點上的雨量誤差較大。不具備統計分析的樣本條件,採用的是潛勢度-雨量經驗方法,即不同潛勢度分段范圍內,根據經驗給定臨界降雨判據。

5.6.2.1 線性回歸模型

將歷史災害點的發生個數作為輸出量,潛勢度值、當日雨量、前期累計雨量作為輸入雨量,進行線性回歸分析,根據統計結果可見,地質災害的發生與地質環境基礎因素(G)、降雨激發因素(Rd,Rp)存在一定程度的線性關系。

根據T值進行預警等級劃分的原則如下:

回歸分析中,輸出量為歷史地質災害點的發生個數;得到預警模型後,T值(預警指數)為地質災害發生可能性大小的量化參數,是地質環境條件與降雨條件綜合作用的量度。根據我國各大區歷史地質災害發生情況以及幾年來地質災害氣象預警預報工作經驗總結,主要通過試運算進行地質災害預警等級劃分。統計分析時將地質災害的嚴重程度按區分為3個級別,並以此3個級別作為預警模型中預警等級劃分的重要參考。同時,具體操作中也考慮了如下4個方面:

1)各大區內,挑選近年來地質災害群發的典型區域,進行預警模型試運算,並將其結果與地質災害點實際發生情況對比分析,從而修正預警等級劃分標准。

2)在典型區域內,分別採用第二代預警系統和第一代預警系統開展預警預報試運算,通過結果對比修正預警等級劃分標准。

3)預警模型中各變數的實際意義與取值范圍。G(潛勢度)為地質環境條件的量化參數;Rd和Rp為降雨條件的量化參數。取值范圍各區有所不同。

4)考慮到地質災害氣象預警預報對於地質災害防治工作的具體作用,在預警預報區域面積的大小方面也有所考慮,此項考慮主要為定性考慮。預警區域面積過大,可能會導致地質災害防治工作中無從參考,預警區域面積過小,可能會導致地質災害多發區域的漏報。

在B,C,D3個區的回歸分析過程和結果如下。

(1)B區

復相關系數:R=0.19;

判定系數:R2=0.16;

得到回歸模型方程為

中國地質災害區域預警方法與應用

根據括弧內的t統計量的值可知:G,Rd,Rp均對地質災害的發生情況有顯著影響。根據F統計量的值F=5.60,可知:回歸方程是顯著的。

通過試運算,根據T值進行分段,確定預警等級。3級(T<10);4級(10≤T<20);5級(T≥20)。

(2)C區

復相關系數:R=0.50;

判定系數:R2=0.48;

得到回歸模型方程為

中國地質災害區域預警方法與應用

根據括弧內的t統計量的值可知:G,Rd,Rp均對地質災害的發生情況有顯著影響。根據F統計量的值F=21.40,可知:回歸方程是顯著的。

通過試運算,根據T值進行分段,確定預警等級。3級(T<10);4級(10≤T<60);5級(T≥60)。

(3)D區

復相關系數:R=0.48;

判定系數:R2=0.45;

得到回歸模型方程為

中國地質災害區域預警方法與應用

根據括弧內的t統計量的值可知:G,Rd,Rp均對地質災害的發生情況有顯著影響。根據F統計量的值F=14.40,可知:回歸方程是顯著的。

通過試運算,根據T值進行分段,確定預警等級。3級(T<18);4級(18≤T<50);5級(T≥50)。

5.6.2.2 潛勢度-臨界雨量經驗方法

(1)A區

根據潛勢度G值,將A區分為3類:

中國地質災害區域預警方法與應用

(2)E區

根據潛勢度G值,將E區分為3類:

中國地質災害區域預警方法與應用

(3)F區

根據潛勢度G值,將F區分為3類:

中國地質災害區域預警方法與應用

(4)G區

根據潛勢度G值,將G區分為3類:

中國地質災害區域預警方法與應用

㈢ 國土資源部新構造運動與地質災害重點實驗室

(一)實驗室簡介

國土資源部新構造運動與地質災害重點實驗室於年9月30日得到國土資源部正式批復成立,其前身為中國地質科學院地殼變形與地質災害重點實驗室。重點實驗室主要從事5個領域的科學研究:新構造運動及其引發的地質災害與地質環境過程研究,地應力監測技術與地質災害預測評價技術方法研究,中國大陸主要活動構造帶地應力測量及其構造應力場研究,國家重大工程、重大城市和重要經濟區帶的地殼穩定性和地質環境安全研究。

圖46 退化與廢棄地遙感信息提取和監控信息系統開發及其應用研究技術流程

(二)2013年度重要科研成果

1. 「汶川地震地質災害調查評價」入選地質學會十大地質科技進展

入選地質學會十大地質科技進展的「汶川地震地質災害調查評價」項目是由中國地質科學院地質力學研究所、中國地質環境監測院等單位共同承擔完成的。殷躍平、張永雙研究團隊緊密圍繞汶川地震地質災害等重大科學問題和關鍵技術,在理論、方法和技術方面取得了多項創新性成果,特別是集成創新地面測繪、綜合物探和InSAR技術,修正了強震區逆沖型工程活動斷裂和地震破裂帶安全避讓公式;首次開展了斜坡地震動特徵監測和地脈動特徵測試,獲得了山體斜坡地震動放大規律,提出了豎向地震力對峽谷區山體穩定性的放大效應;建立了基於天空地一體化應急調查技術的汶川地震災後快速編圖與評估方法,以及地震滑坡-碎屑流的成災機理和震後高位泥石流早期識別的特徵指標,為制定行業標准提供了理論支撐。項目成果集成出版了《汶川地震工程地質與地質災害》一書,在「5·12」汶川地震發生5周年到來之際,由科學出版社出版發行。本書對汶川8.0級地震區的地震工程地質和地質災害進行了系統研究,涉及汶川地震區域地質構造、地震工程地質、斜坡地震動監測與試驗方法、地震地質災害等關鍵科學問題(圖47)。

圖47 《汶川地震工程地質與地質災害》

2.《泛亞鐵路雲南大理至瑞麗沿線基礎地質與主要工程地質問題》出版

「泛亞鐵路雲南大理至瑞麗沿線地質構造綜合研究」項目組及時對計劃項目成果進行了綜合集成,編著完成了《泛亞鐵路雲南大理至瑞麗沿線基礎地質與主要工程地質問題》專著並出版發行(圖48)。

被譽為「鋼鐵絲綢之路」的雲南大理-瑞麗鐵路(簡稱「大瑞鐵路」)全長約336km,是連接中國大陸與東南亞各國的泛亞鐵路網中的咽喉工程。但由於鐵路需要穿越水文網密度大,且山高谷深的橫斷山脈南段,因此,橋隧工程將占整個線路的70%左右,尤其是隧道工程的最大長度與埋深都大大超出了已有鐵路工程,建設難度極大,亟須扎實可靠的高精度基礎地質與工程地質資料支撐,並為鐵路選線和設計提供科學決策依據。

圖48 《泛亞鐵路雲南大理至瑞麗沿線基礎地質與主要工程地質問題》

為主動配合和服務於國家重大工程建設,盡快打通我國西南地區中緬國際鐵路通道。在中國地質調查局基礎地質部的精心部署下,由地質力學研究所和成都地質調查中心共同組織實施的「雲南大理至瑞麗基礎地質綜合調查」計劃項目,及時完成了沿線22個圖幅的1:5萬基礎地質調查工作和鐵路優選線兩側各2k m廊帶區的1:2.5萬基礎地質和工程綜合調查任務。為更好地將基礎地質工作服務於國家重大工程應用,專著綜合了鐵路沿線最新的1:2.5萬綜合地質調查資料,以及新構造和活動構造研究等成果,全面介紹了滇西橫斷山南段大理至瑞麗地區,包括:岩石地層與地質構造、主要岩土體與特殊岩性體、水文地質、地熱活動、新構造運動與活動斷層和地震活動等工程地質條件,並在此基礎上,進一步梳理總結了鐵路沿線各主要工程地段的工程地質環境及特徵,全面剖析了在施工建設中主要面臨的九大重要工程地質問題,包括:外動力地質災害、岩溶作用導致的工程地質問題、特殊岩性體(主要包括二疊紀「破灰岩」和上新世「軟岩」)的工程地質問題、順層問題、活動斷裂與強震活動、高溫熱害、岩爆與軟岩大變形、隧道涌水突泥和棄渣環境問題等,確定了不同類型工程地質問題最易發生的地段,並提出了防範建議。另外,重點分析總結了影響該區地殼穩定性的主要區域活動斷裂帶的晚第四紀活動及其未來大地震危險性,並結合歷史強震資料重新確定了鐵路沿線的大於等於Ⅸ度的高地震烈度區。最後針對高黎貢山越嶺段超長超深鐵路隧道的圍岩穩定性,結合岩石力學測試分析資料和原地地應力測量結果,分別開展了二維和三維數值模擬研究,對隧道工程的圍岩穩定性進行了綜合評價,並圈定了隧道的強岩爆區和軟岩大變形區。

專著資料翔實,將基礎地質工作成果與工程應用緊密結合,因此,對進一步深入認識滇西橫斷山地區的工程地質環境具有重要參考價值,對於相鄰地區的重大工程建設也可起到重要借鑒作用,並且相關研究成果可供從事區域地質、工程地質、活斷層與地震地質、地質災害、數值模擬和岩土工程等多方面的科研技術人員參考。

3.重大工程擾動區特大滑坡災害防治技術研究取得初步進展

2013年是「十二五」國家科技支撐課題「重大工程擾動區特大滑坡災害防治技術研究與示範」執行的第二個年度,也是課題攻關關鍵的年度,在關鍵科技問題、技術方法和示範基地研究取得階段性成果,主要包括下列5方面:跟蹤對比分析國內外工程滑坡防治進展,初步建立災難性工程滑坡資料庫格架;初步探索研究工程滑坡防治3個關鍵科技問題;工程滑坡機理實驗及模擬研究有所進展;工程滑坡快速防治關鍵技術方法研究和示範基地建設初見成效,相關研究成果以學術論文的形式在「地質通報」出版專輯(圖49),相關的發明及技術專利正在申請受理過程中。

圖49 《工程滑坡防治成果專輯》

4. 「新型壓磁應力測量與監測系統研製」取得重要成果

吳滿路研究員負責的「原地應力測試技術方法試驗研究」項目自2008年實施以來,一直致力於試驗應用研究,在地應力測量及監測台站建設、監測儀器研製、專利及人才培養等方面取得了一系列成果。

壓磁法地應力測量及監測一直是地質力學所的特色和優勢科研方向。「原地應力測試技術方法試驗研究」團隊以壓磁應力測量與監測技術方法為主要研究對象,完成了對壓磁法地應力測量和監測儀器結構的全面改造升級,同時,研發的三分量壓磁應力解除系統在孔深213m處成功地獲得了有效應力數據,是同類技術方法中達到的世界最深的地應力測量;研製的新型四分量壓磁應力監測系統已在青藏高原東南緣、龍門山斷裂帶、河北紫荊關等地應力測量及監測實驗基地,首都圈、郯廬斷裂帶、東南沿海海岸帶等地殼穩定性評價及活動斷裂監測中得到了大量應用,在相關地區建立的地應力綜合監測站成功捕捉項目執行期間強烈地震前後應力變化的信息,豐富了應力實測數據和大量應力監測數據。

新型壓磁應力測量與監測系統獲得的數據成果已經或即將公開發表。項目研發的「無線深井地應力絕對測量壓磁感測器」和「深井地應力監測壓磁感測器定向及自控載入安裝系統」獲得了2項國家實用新型專利授權,為中國地殼探測計劃提供了必要的關鍵技術儲備。

5.獲蘆山地震發震構造與次生地質災害致災特徵研究初步成果

2013年4月20日,四川省蘆山縣發生了里氏7.0級地震。根據國土資源部統一部署和地質力學研究所的安排,重點實驗室完成了地震地質和地質災害應急排查,並將初步研究認識發表在《地質學報》(英文版)上。

初步認識之一的Seismogenic Structure of the April 20,2013,Lushan Ms7 Earthquake in Sichuan(《四川蘆山2013年4月20日Ms7.0地震發震構造初步研究》),通過高解析度遙感圖像解譯、主餘震分布、震源機制解釋等綜合分析認為,蘆山地震震中位於蘆山縣太平鎮和雙石鎮之間,震源深度13~14km,震中最大烈度達IX級。野外調查發現,盡管震中區房屋建築損壞較嚴重,但這次地震沒有產生明顯的地表破裂構造,僅見少量的地裂縫和噴砂冒水現象。蘆山地震是龍門山斷裂帶西南段一次獨立的破裂事件,屬於逆沖型地震。科研人員從新構造和活動構造角度,通過將精確定位的主震和餘震震中投影在地形圖、遙感影像圖上,得出了蘆山地震餘震的分布特徵,闡述了雙石-大川斷裂特徵型地震特點,推斷蘆山地震與龍門山構造帶底部滑脫帶(13~19km)斷坡構造活動有關。同時對未來強震發展趨勢進行了分析:雖然這次地震使這條斷裂的應變能得到釋放,但地應力監測結果指示該斷裂帶的應力釋放尚不完全,未來地震發生的可能性尚值得進一步關注。

初步認識之二的Geohazards Inced by the Lushan Ms7.0 Earthquake in Sichuan Province,Southwest China:Typical Examples,Types and Distributional Characteristics(《四川蘆山Ms7.0級地震地質災害基本特徵》),基於遙感解譯和野外調查結果,簡要論述了地震誘發的崩塌、滑坡、碎屑流和砂土液化等次生地質災害的發育特徵及其危害,地震地質災害主要受控於強震觸發作用、陡峻的地形地貌、地形放大效應以及軟弱的岩性和強烈的風化卸荷作用;研究表明,地質災害的發育分布規律主要體現在震中效應和地貌效應明顯、活動斷裂上盤效應不顯著,斷裂端點效應較明顯,與岩性和岩體結構的關系較密切。蘆山地震誘發的地質災害以及地震對山體造成的損傷存在隱蔽性,在災後重建中應引起重視。

6.烏江流域重大地質災害研究新進展

「重慶地區地質災害成災機理與防治研究」項目負責人為李濱副研究員,參加單位有長安大學、重慶市地質礦產勘查開發局107地質隊、中國地質環境監測院、重慶市地質環境監測總站。項目完成了烏江流域復雜地貌環境下三維激光掃描技術和機載激光雷達掃描技術在地質災害調查與監測中的應用,通過覆蓋研究區域DEM、SAR等多種數據,結合InSAR和GNSS監測結果,形成一套適合於烏江流域復雜地質環境下大范圍識別地質災害形變的理論方法。此外,在特大型地質災害特徵識別和地質模型分析基礎上,項目組結合室內力學試驗,通過數學模擬和物理模型試驗,提出了岩溶、采礦等因素影響下,特大型層狀滑坡的變形機理和失穩模式,並提出了穩定性評價方法和災害發生後崩滑體的運動特徵分析模型,該套分析方法及結果可在西南岩溶地區進行推廣應用(圖50,圖51)。

圖50 InSAR技術在區域地質災害調查中的應用

圖51 雞尾山滑坡累計形變圖(184天)

7.首都圈地區關鍵構造部位地應力監測新成果

(1)初步揭示了邢台—唐山主要發震構造帶北端遷安及其外圍地區現今構造活動性及其災害效應,認為華北平原地質構造以塊斷結構為主要特徵,構造體系走向多為NNE向,以壓扭性斷裂為主,現今活動性顯著,5級以上地震活動通常沿NNE、NE和NWW向斷裂帶分布,特別是不同方向斷裂帶的交會部位(圖52)。

(2)探討分析了唐山—灤縣—昌黎一帶現今地應力環境變化特徵及其地震地質研究意義。河北昌黎地應力實時監測台站地應力監測結果表明,日本9.0級大地震所誘發的華北地區產生同震位移,區域構造作用表現為近EW向拉張作用,最大水平主壓應力為近南北方向。而2012年6月6日以來,華北地區表現為近EW向主要為構造擠壓作用,最大水平主壓應力為近EW方向,說明區域構造應力作用恢復到日本9.0級大地震之前華北地區最大水平主應力方向,並且在區域構造應力作用方向轉換的過程中會導致地震的發生(如2012年5月28日和29日及6月18日在唐山及其周圍地區還分別發生了4.8級、3.2級和4.0級地震)(圖53)。

圖52 遷安市陳官營村地應力測量與監測鑽孔區域構造地質圖

圖53 河北昌黎地應力實時監測台站監測結果

㈣ 地質環境與地質災害

隨著經濟的快速發展,生態環境變化日益引起人們的關注。自然災害不斷發生,使人類的生存和發展受到了嚴重的威脅。監測環境、保護環境和防治災害,提高人類生活質量,成為當代地球科學研究的重要前沿領域。為此,國土資源部加強了對造成環境變化的自然作用與人為作用影響的綜合研究,建立和開發了區域性環境監測預警系統,不斷提高對環境變化和自然災害的預測能力。

洞庭湖地區地質環境調查及治湖對策研究

運用考古學、第四紀地質學、新構造運動理論,綜合研究了洞庭湖區地殼沉降,確認湖區內存在不均衡的地殼沉降,進而進行了合理沉降分區,為規劃防洪工程及蓄洪垸區的布置指明了方向。運用遙感與計算機技術,准確計算出洞庭湖的湖泊面積、湖容量與湖邊界等基礎數據;採用綜合打分法對洞庭湖區防洪工程基礎穩定性作出了評價;建立了東洞庭湖、南洞庭湖湖底高程變化量與泥沙淤積厚度及地殼沉降量的平衡方程,預測了2010年和2034年湖區的空間形態特徵和泥沙淤積特徵;首次建立了洞庭湖地區綜合地質環境概念模型,認為現有的洞庭湖湖域由於被防洪大堤所圈定,當城陵磯水位達32米以後,調蓄洪功能主要取決於防洪大堤高度與城陵磯水位的差,即「杯子原理」,差值越大,湖蓄洪能力越強。本次研究將洞庭湖區洪澇災害綜合治理劃歸為8個治理區,並提出了平垸行洪、動態蓄洪、疏浚

河道等具體治理規劃方案。

九寨溝上季節海(枯水期)

㈤ 三峽庫區萬州—巫山段地質災害監測預警研究

歐陽祖熙張宗潤陳明金師潔珊陳征韓文心

(中國地震局地殼應力研究所,北京,100085)

【摘要】為了較好地解決滑坡監測中高度的不確定性問題,需要配合使用多種類型的監測系統。本文系統介紹了三峽庫區萬州、奉節、巫山等地開展的地質災害監測預警研究工作,包括基於3S技術和地面變形監測台網建立的研究區典型地段滑坡監測網、研製的新型滑坡無線遙測台網,以及流動傾斜儀、激光測距儀等專用設備。通過近年來獲得的一些典型監測結果剖析了不同技術和方法在地質災害監測預警相關方面應用的有效性。

【關鍵詞】三峽庫區滑坡監測預警系統3S技術

1引言

自1998年以來,中國地震局地殼應力研究所(以下簡稱地殼所)三峽庫區地質災害項目組依託國務院三峽建設委員會移民局「三峽工程萬州庫區GPS滑坡監測示範研究」,科技部「十五」攻關項目「示範區新型、高效地質災害遙測台網技術系統研究」,重慶市政府和移民局下達的「奉節、巫山高邊坡與高擋牆穩定性監測」,以及地殼所與德國地球科學研究中心和英國倫敦大學學院關於「應用PSInSAR遙感技術監測三峽庫區滑坡及庫岸變形」等項目的支持,在萬州、巫山、奉節三地移民局和國土局的配合下,廣泛深入地開展了庫區地質災害監測預警系統的研究。監測的對象由滑坡、危岩與庫岸變形,擴展到高擋牆、高邊坡和移民樓房基礎的穩定性,監測技術體現了多學科的融合。

幾年來,在進行地質調查的基礎上,項目組運用3S技術,建立地質災害地理信息系統(GIS);開展全球衛星定位(GPS)滑坡變形監測及多手段儀器監測;並整合現今成熟的、先進的感測器與測量技術、計算機信息處理技術與通訊技術,以 GSM/GPRS為通訊平台的無線遙測台網,可以選擇連接不同的感測器來監測崩、滑體地表變形、深部位移、地下水動態、聲發射、裂縫變化、雨量,以及庫岸及抗滑樁等工程構築物內部應力及所受的推力等;在遙感(RS)技術應用方面,將國際上新近提出的角反射器技術用以輔助進行InSAR信號處理,建立了試驗台網。迄今,項目組在庫區庫岸與滑坡變形監測及災害預警系統的工作中已獲得了多項階段性成果,一些典型地區的監測成果為政府減災決策提供了重要依據。

2庫區地質災害監測網設計的指導思想

庫區崩塌、滑坡監測的主要目的是:全面了解和掌握崩、滑體的演變過程,及時捕捉崩、滑體災變的特徵信息,為崩塌、滑坡災害的正確評價分析、預測預報及治理工程等提供可靠的資料和科學依據。同時,監測結果也是檢驗崩塌、滑坡分析評價及滑坡工程治理效果的尺度。

為了達到上述目的,庫區地質災害監測系統總體設計思想為:

(1)針對不同崩、滑體的地質構造與變形階段特徵,應採用不同的方案、手段進行監測;

(2)鑒於崩、滑體變形破壞過程的高度不確定性,同一崩滑體上宜採用多種手段監測,形成點、線、面、地表與地下相結合的立體監測網,使其互相補充、檢核;

(3)在群測群防工作的基礎上,發展常規人工儀器觀測與無線自動遙測的技術、建立靜態和動態監測相結合的監測預警網路,分別服務於地質災害的長期、中期預測和短期預警。

3地質災害監測方法與技術

依據崩、滑體變形監測的物理量,兼顧變形測量對精度的要求和監測工作的效率,結合當前國內外監測技術和方法的發展水平,在實際應用中採用GPS、InSAR、激光測距、流動傾斜、裂縫監測技術測量地表形變,一些地段也採用了傳統方法如全站儀和水準測量;鑽孔測斜儀監測深部位移;孔隙水壓力計監測地下水動態變化;鋼筋應力計與錨索(桿)應力計,分別用於監測抗滑樁內部鋼筋和錨索、錨桿的受力變化;同時,採用遙測台網技術採集包括地表變形、深部位移、地下水、鋼筋計、危岩聲發射等在內的各種動態監測數據。下面簡要評述這些方法的特點與適用領域。

3.1GPS(全球衛星定位系統)大地測量網

全球衛星定位系統(GPS)是美國國防部研製的導航定位授時系統,由24顆等間隔分布在6個軌道面上、大約20000km高度的衛星組成。在地球上任何地點、任何時刻,在高度角15。以上天空至少能同時觀測到4顆以上的衛星。用戶在地面用接收機接收這些衛星發射來的信號,測定接收機天線到衛星的距離,就可以計算出接收點的三維坐標。近年來,我國開發和應用GPS定位技術的發展速度很快,如在長江三峽工程壩區已建立了GPS監測網,實踐證實,高性能配置的GPS水平定位精度可達毫米級,完全可用於崩塌、滑坡的位移監測。

相對於傳統的大地測量方法,GPS測量技術應用於滑坡監測有以下優點:①觀測點之間無需通視,選點方便;②不受天氣條件限制,可以進行全天候的觀測;③觀測點的三維坐標可以同時測定;④新一代 GPS接收機具有操作簡便、體積小,耗電少的特點。所以,這種方法已廣泛運用於滑坡變形監測、施工安全監測以及滑坡工程治理效果監測之中。但是,由於監測站建設和獲取數據周期較長,在災害的短期預警中該方法用得較少。

3.2專用儀器監測網

在此類測量方法中,有多種傳統的測量儀器目前仍在廣泛使用,如經緯儀、全站儀、水準儀和鑽孔測斜儀等,它們主要用於各種工程治理項目的施工安全監測中。除了前述的儀器外,我們還從三峽庫區的具體環境條件出發,結合地質災害其他方面監測工作的需要,開發了攜帶型傾斜儀、流動激光測距儀等設備,彌補GPS觀測受房屋、山坡遮擋而不便施測的不足,以便對位於河谷斜坡地形上的庫區移民新城鎮的滑坡地表變形、房屋及地基基礎變形進行全面監測。在一些經過工程治理的重點滑坡、變形體上,結合治理效果監測,還大量運用了鋼筋計和錨桿(索)計以監測抗滑樁內部應力及滑坡的推力。

在地表開展各種流動儀器觀測具有監測參量多,靈敏度高,測量范圍較大,效率高,成本低,操作簡單等特點,因此這類測量方法適用於滑坡治理施工安全監測和效果監測,與前一種GPS流動站觀測法相同,也大量應用於多種地質災害的中、長期監測預報中。

3.3地質災害無線遙測台網

目前,國外崩塌、滑坡監測預警技術已發展到一個較高的水平。首先是較普遍採用了全自動、多參數監測的遙測台網;其次,在地質災害模型預報和預警系統方面,已運用3S(GPS、GIS和RS)技術進行地質災害空間分析、模型預報和預警系統研究。國內在上述方面盡管還存在較大的差距,但近年來,鐵道部、交通部等個別研究所及少數礦區已嘗試採用小型遙測台網進行滑坡災害的監測預報;2002年,中國地震局地殼所在三峽庫區又率先建立了用於地質災害監測預警的多參數無線遙測台網。

「RDA型地質災害無線遙測台網」系地殼所開發的基於GSM/GPRS技術的新型無線遙測台網。該系統主要由監測子站群、監測預警數據中心和GPRS數據通訊公網等三部分組成(系統構成見圖1)。GPRS是在GSM基礎上發展起來的一種無線分組交換的數據承載業務。相對於GSM/SMS的電路交換數據傳送方式,GSM/GPRS採用分組交換數據傳送方式,提高了傳輸速率,有效利用無線網路信道資源,全面實現了移動Internet功能,對於每個用戶永遠在線等方面具有非常明顯的優勢。

圖1GPRS滑坡無線遙測系統構成

根據單體滑坡監測的需要,可以確定所需遙測子站的個數,各遙測子站可以選擇連接不同的感測器來監測滑坡地表位移、深部位移,或者地表傾斜、裂縫變化、雨量,以及監測護岸、抗滑樁等工程構築物內部應力和所受的推力等。監測預警數據中心系統軟體功能包括接收各地質災害點遙測子站的數據、數據入庫、顯示變形趨勢曲線和超限自動報警等功能。同時,數據中心站可對各遙測子站發出指令,改變其工作參數,如數據采樣間隔(5分鍾、1小時、24小時等)。系統可接入地區監測預警中心微機區域網,支持運行基於GIS的減災決策支持系統。市、縣級地質災害監測指揮中心的計算機屏幕上可以准實時地密切監視滑坡加速變形趨勢,支持對庫岸和滑坡破壞事件進行短期及臨滑預報,也可以對發生的地質災害事件進行現場監測和救助指揮。從2002年我們在萬州WJW滑坡建成第一個遙測台網以來,在萬州和巫山運用「RDA型地質災害無線遙測台網」監測的崩、滑體已有近20處,積累了豐富的數據。該地質災害無線遙測系統主要具有以下特點:

(1)監測參量多,精度高

系統集成了包括:滑坡地表變形(位移、沉降)、傾斜變形測量儀、裂縫測量儀、崩滑體微破裂聲發射信號記錄儀、鑽內地層滑移變形測斜儀、孔隙水壓測量儀、鋼筋測力計、錨索(桿)拉力計等8種滑坡監測儀器。這些測量儀器均具有較高的測量精度和較大的動態范圍。

(2)自動遙測,無人值守

遙測儀器均內置微處理器和無線數據傳輸模塊,動態范圍大,全自動監測,無線傳輸,可用交流電源或太陽能電池供電。

(3)無障礙設計

所研製的儀器在測量、數據傳輸等方面均符合無障礙設計要求,因而有安裝方便,環境適應性好等優點。

(4)依託先進的通訊技術

本遙測台網綜合運用了最新發展的GSM/GPRS通訊技術,既適應三峽庫區的地形條件,便於安裝和維護,又具有高容量、覆蓋范圍廣以及成本較低等特點。

3.4崩塌滑坡應急監測系統

以往,無論在三峽庫區還是我國其他地方,發現有崩塌滑坡跡象時,常因缺乏應急監測手段,未能詳細積累數據,錯失研究的機會且不論,有時終因措施不力造成人民生命的損失。我們在RDA型遙測台網的基礎上,將通訊改為GSM/SMS,即簡訊息方式,目的是使系統對通信公網的適應能力更強,架設更簡便可靠。在監測環境偏遠以及應急監測的場合,這一點顯得尤為重要。

應急監測系統優選了地表傾斜、激光測距、裂縫測量儀等手段。一旦有群眾報告或者通過儀器監測發現某地滑坡有加速變形跡象,便能急速趕赴現場,及時安裝台網,實施24小時連續監測。既能有效避免不測事件的發生,還可積累研究滑坡變形破壞階段的寶貴資料。2003年,應萬州地方政府的要求對公路、橋梁開展的應急監測便收到了良好的效果。

3.5合成孔徑干涉雷達InSAR測量技術

合成孔徑雷達干涉(InSAR

InSAR—Interferometry Synthetic Aperture Radar的縮寫。)測量技術,是利用相鄰航線上觀測的同一地區的兩幅SAR影像的相位差來獲取地面數據的測量技術,其主要特點是利用雷達數據中的相位信息。

干涉雷達優點較多:具全天候工作能力,發射的微波對地物有一定穿透能力,能提供光學遙感所不能提供的信息,且為主動式工作方式。對於歐洲雷達衛星 ERS-1/2和加拿大雷達衛星RADRSAT-1,採用干涉技術來產生 DEM,監測地面位移變化,精度可以達到毫米量級。因此,該技術手段特別適用於大面積的滑坡、崩塌、泥石流以及地裂縫、地面沉降等地質災害的監測預報,是一項快速、經濟的空間探測高新技術。

三峽地區植被茂盛,雨水充沛,地貌差異較大,不利於干涉雷達信號的處理,曾有人在該地區做過嘗試未獲成功。為此,地殼應力研究所與德國地球科學研究中心(GFZ)合作,採用了國際上新推出的角反射器技術以輔助進行 InSAR信號處理。角反射器是用三塊角形金屬板製作的一種裝置,它對照射其內的雷達波可按原方向反射回去,反射信號相對於周圍環境有顯著的增強。通過在工作區范圍內均勻布設人工角反射器,並確定一些穩定的點作為天然反射點,便於圖像的配准和精確計算角反射器的位移。對於三峽庫區如此大的范圍,僅僅利用有限的點位進行 GPS或其他儀器設備測量滑坡體形變是有局限的,因此,探索利用InSAR技術開展三峽庫區滑坡監測,具有重要的意義。2003年,我們已經在萬州和巫山兩地安裝了14個角反射器,進行試驗監測和研究,同時還聯合進行 GPS變形監測作為對比。

4用於地質災害監測預警的GIS系統

地質災害監測地理信息系統是一個能夠有效管理各種四維空間(含地理坐標和時間變化)數據的信息系統。它以崩滑體等監測對象為基礎,把地形、城市規劃、監測點分布等空間數據,按其空間位置存入計算機;通過資料庫模塊、曲線顯示模塊與數據分析模塊,實現監測數據的存儲、更新、查詢、趨勢分析、繪圖顯示及圖、表輸出等功能。

系統主要由四部分組成:地理信息子系統、地質基礎資料文獻管理子系統、地質災害監測資料庫子系統和監測數據分析子系統。

地殼所自1998年在重慶市萬州區開展地質災害的監測與研究工作以來,首先致力於建立基於GIS的地質災害數據和資料管理平台,在2000年研製成功「萬州庫區移民工作地理信息系統」。之後,又逐步完善相關的資料庫管理系統,充實數據分析模塊,增加自動報警功能,實現了含數據管理、分析於一體的滑坡監測預警GIS系統,並相繼推廣到巫山、奉節兩縣。

系統採用面向對象的編程語言Visual C++6.0為開發工具,以MapInfo為基本開發平台;地質災害監測資料庫利用Microsoft SQL Server 2000創建,通過ADO技術進行資料庫連接、訪問。地質災害監測預警GIS系統以大比例尺電子地圖作為工作用圖,可以任意縮放、漫遊、能夠自動查找地圖目標,並與資料庫相關聯。該系統為管理各種工程地質、水文地質資料,為管理上述幾類地質災害監測網和監測數據,為數據的分析與結果顯示,包括為群測群防工作的管理均提供了一個有效的平台,進而為滑坡穩定性的研究打下了很好的基礎(系統總體結構如圖2)。

圖2地質災害監測預警GIS系統總體結構框圖

根據前述功能的要求,該系統可以輸出多種表達數據處理及空間分析結果的圖形、圖表與三維模擬圖等可視化形式。圖3顯示了巫山縣GIS系統的一個界面,顯示出滑坡、道路及四類監測站的分布,即為一例。

圖3巫山GIS系統顯示的GPS和傾斜監測站分布圖

1.GPS靜態監測站;2.GPS動態監測站;3.流動傾斜監測站;4.GPS坐標控制點

數據分析流程基本上有如下的3個方面:

(1)整個監測系統獲得的數據,包括自動傳輸與流動觀測的,經過校核確認無誤後,即可存入當地地質環境監測站基礎資料庫。

(2)基於地理信息系統的地質災害趨勢分析及預警技術研究,包括進行監測結果的統計分析、時間序列分析、地表位移矢量圖分析、滑坡的深度—位移曲線分析、位移—降雨量分析等,並進而確定在不同的地質環境下滑坡預警的閾值。

(3)所獲得的滑坡變形時間變化曲線及其二維平面分布圖像的結果,可用於做進一步的滑坡穩定性分析研究。

5各類監測技術的應用與典型監測結果

5.1GPS技術用於滑坡變形監測

自1999年底萬州庫區建成含120餘個流動站的GPS滑坡變形監測網,到2002年底,共完成了8期測量。結果顯示,多數滑坡近期變形速率較低,在5mm/a以下;但半邊石壩與實驗小學等少數滑坡年變形速率分別達84mm和49mm;關塘口、青草背等滑坡也有明顯變形。圖4顯示了萬州城區滑坡現今變形的分區特點:變形大的地區多為陡坡,有的是古滑坡分布地區;近期的變形主要和人類工程活動以及強降雨等因素有關。

圖4萬州城區滑坡變形分布示意圖

1.GPS滑坡監測點;2.滑坡;3.滑移矢量;4.變形較小的穩定地區

上述結果對於庫區城鎮的建設規劃有指導意義。據了解,有的基礎設施項目選在上述變形區域內,自2002年初開工,場平屢屢受阻,歷時3年無法開展基本建設,付出了沉重的代價。對這幾處穩定性差的滑坡體,加強了跟蹤監測和研究。例如萬州 SMB滑坡2003年繼續發生變形垮塌,其北部區域5月以來曾發生嚴重變形。圖5給出了3條有代表性的基線變化情況,縱坐標表示日降雨量以及GPS基線長度變化,單位為mm。由圖中可以看到,2003年一季度該區變形速率不高,4月18日(即圖中第108日)降大雨84mm後,滑坡變形明顯加速。G123-134是接近主滑方向的測量基線,到6月累計變形量達到400m左右。除了該區是因人類工程活動觸發滑坡變形因素外,強降雨的影響不可低估。

又如奉節新縣城地區有大小崩塌、滑坡50餘處,其中以三馬山、寶塔坪、白衣庵、南竹園等大型滑坡對新建縣城的影響最大。由於新縣城地處復雜的地質構造部位,岩層較為破碎,沖溝發育,高階地較窄,且連續性差。新建移民區大多分布在地勢較陡的溝、谷坡上,人工開挖的高陡邊坡隨處可見,並以高度大、連續分布長為特點,邊坡高度可達30~40m,長度數百米。高邊坡的穩定性問題是奉節縣城最大的潛在地質災害問題之一。

2002年我們在奉節建立了含290個監測樁的GPS和地表傾斜變形監測網。到2003年中,整個縣城近8km2范圍的變形分布如圖6所示,發生最大變形的地區是西部朱衣河谷坡一帶的高邊坡。這些地帶大多是高階地、陡坡,表現的主要地質災害問題是建築載荷導致的自然高、陡邊坡、古滑坡失穩;因平整建築場地而切削邊坡,填平坡腳、溝谷,產生的高邊坡與回填邊坡的失穩等。

圖5SMB滑坡地表變形 GPS測量成果

圖62003年奉節新縣城變形等值線圖

5.2在滑坡工程治理安全施工階段運用的監測技術

本階段的監測工作主要用於評價滑坡(危岩)治理施工過程中滑坡的穩定程度,及時反饋、跟蹤和控制施工進程,對原有的設計與施工組織的改進提供最直接的依據,對可能出現的險情及時發出報警信號,以便調整有關施工工藝和步驟,避免惡性事故的發生。做到信息化施工,以期取得最佳的經濟效益。目前,在安全監測中使用了大量的專用儀器布設監測網,這已為廣大工程技術人員所熟悉,這里僅舉一例說明「RDA型地質災害無線遙測台網」的應用成果。從2002年5月起在萬州 WJW滑坡建立了無線遙測台網。該滑坡為三峽庫區二期地質災害工程治理計劃項目,從2002年11月開始施工,2003年2月完成。圖7所示為沿滑坡主滑方向激光測距遙測儀獲得的結果。盡管施工包括59個抗滑樁的開挖與澆注,但由於設計與施工合理,整個施工期間滑坡體位移僅幾個毫米,可見通過遙測台網連續監測,可以及時准確掌握滑坡變形動態,確保施工安全。

5.3 工程治理效果監測

仍以萬州WJW滑坡為例。該滑坡治理工程採取以預應力錨拉抗滑樁為主,地表排水及生物工程為輔的綜合治理方案。治理效果監測網採用了GPS、深部位移、孔隙水壓力測量和鋼筋應力計等儀器監測方法,在關鍵部位還設置了遙測台網進行連續監測。

圖7萬州 WJW滑坡工程治理施工安全監測位移曲線

圖8 為A2號抗滑樁上3002遙測子站2003年8月到12月觀測結果的日變化曲線。由圖可見:錨拉抗滑樁內力(鋼筋計、錨桿計觀測)和滑坡深部位移的變化與地下水孔隙壓力(滲壓計觀測)的變化呈明顯的相關關系;根據氣象資料,滑坡孔隙水壓力的變化與降雨亦有直接關系。但是從總趨勢看,抗滑樁內力、深部位移變化不大,說明 WJW滑坡經過治理後基本上處於穩定狀態,這與其他監測點儀器巡測的結果基本一致。

圖83002遙測子站觀測結果曲線顯示

圖9 為巫山GIS系統上分析、顯示的WZB邊坡傾斜變形矢量圖,是使用儀器監測網進行工程治理效果監測的實例。如矢量圖所示,4個測點的傾向均與坡向大體一致,2003年累計角變數≤0.02°,說明經過治理後的邊坡穩定性良好。

5.4滑坡變形應急監測

巫山縣殘聯滑坡位於巫山新縣城中心地帶,滑坡區內高程在278~492m之間,為河流谷坡地形,坡角在10°~30°之間。滑坡體為第四紀坡積物,含碎石、粉質粘土,厚度0~12m,總體積約15萬m3。由於本區域為斜坡區,公路及房屋等建設須對原始邊坡不同程度的開挖、切坡,2001年已發現有變形發生。地勘資料表明殘聯滑坡周界明顯,滑面漸趨形成,屬推移式滑坡。2002年雖經兩度治理,其西區在2003年仍有明顯變形,危及其下的公路和移民樓房的安全。

圖9巫山縣 WZB邊坡傾斜變形矢量圖

圖10巫山殘聯滑坡激光測距曲線(2003年9月~2004年2月)

應巫山縣國土局要求,2003年9月安裝了遙測台網。殘聯滑坡遙測台網安裝在最能反映滑體變形特徵的部位,四台遙測子站沿主滑方向形成一條測線。

激光測距的監測數據隨時間的變化如圖10所示。上條曲線為測距結果,測線長51.3m,滑坡向下滑移對應測線縮短,單位為mm;下條為環境溫度曲線,單位為℃,橫坐標為測量時間,按-年-月-日時:分格式顯示。

從2003年9月12日至2004年2月3日,可大體分為兩個階段:

第一階段:9月12日到9月27日為滑坡體中部抗滑樁完工之前,由於開挖引起邊坡內部應力調整。受滑坡體上部載荷的影響,土體向前擠壓。滑坡體中、下部向臨空面的蠕滑變形明顯,下滑速率大致均勻,約2mm/d,16天總計變化量達30mm。

第二階段:在滑體中部的部分抗滑樁竣工後,位移速率變緩,降至0.5~1mm/d;到2004年2月上旬,變化量僅0.1mm/d。這說明抗滑治理工程對滑體變形起到了遏製作用,達到了搶險治理的目的。

6結論

(1)基於3S技術和地面變形監測台網,基本建立了研究區典型地段滑坡監測系統。運用GPS等空間技術可以獲得滑坡變形區域分布狀況,不但有利於確定需要重點監測的滑坡,而且對庫區城鎮改造規劃有指導意義。遙測台網可快速測定變形速率,是掌握滑坡動態變形趨勢與開展應急監測的有效工具。

(2)為了較好地解決滑坡監測中高度的不確定性問題,需要配合使用多種類型的儀器。作者等為此研製的新型滑坡無線遙測台網和流動傾斜儀、激光測距儀,精度高,性能穩定,有較大的推廣價值。

(3)由於滑坡、高邊坡所處地質環境差異以及影響因素的不同,其破壞機理和危險性程度也不盡相同。正確認識、區分滑坡與高邊坡的地質環景,合理布置穩定性監測點位,對其穩定性監測、分析及評價具有十分重要的意義。

在此,對參加過此項工作的楊旭東、陳誠、范國勝、李濤等同志表示感謝。

參考文獻

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㈥ 地質災害防治工程減災效益計算模型

效益評估除了對單項工程有意義外,對宏觀資源投入決策也必須有重要意義,否則就會產生資源錯誤配置。因此,地質災害防治效益模型主要為:一是宏觀上的投資規模效益分析,二是單項地質災害防治工程效益計算模型和區域地質災害防治工程效益計算模型。

一、單項地質災害防治工程效益計算模型

分析防治工程效益,就表明地質災害發生的可能性已經很高,我們把災害發生看作必然事件。

可能損失的評價指標有兩類,一是潛在災害體的特性指標,二是承災體的特性指標。

1.潛在災害體的特性指標,主要包含以下指標

(1)泥石流的主要指標。有兩個:一是預計堆積物的體積,分4個等級,特大型(大於50萬m3)、大型(20~50萬m3)、中型(10~20萬m3)和小型(小於10萬m3),體積越大,危害范圍越廣,危害程度越重;二是預計落差等級,可按每10m一個等級劃分,落差越大,對承災體的破壞強度越大。

(2)滑坡的主要指標。也有兩個:一是預計滑坡體的體積,也分4個等級,特大型(大於1000萬m3)、大型(100~1000萬m3)、中型(10~100萬m3)和小型(小於10萬m3),體積越大,危害范圍越廣,危害程度越重;二是預計高程等級,也可按每10m一個等級劃分,高程越高,對承災體的破壞強度越大。

2.承災體的特性指標,主要包含以下指標

(1)承災體的價值。

(2)承災體的易損性。

(3)承災體在潛在災害體的危害范圍內所處位置。

在這些影響因素中,承災體的價值是獨立確定的變數,其餘因素在各個潛在危害體的不確定性中相互交織。同一承災體對於滑坡的不同災變等級的易損性不同,同一承災體在災害體的危害范圍內所處位置不同,其易損性也不同。易損性表現為各因素的變數的函數。

承災體種類不多,且潛在危害體的危害范圍、方向、強度較明確的情況下,可以通過確定各因素的變數值現場估計承災體的易損性。易損性估計模型如下:

設潛在災害體的高程(落差)為H,潛在災害體的體積(堆積物的體積)為V,承災體在潛在災害體的危害范圍內所處位置為P(ρ,θ)(取潛在災害體中心為原點,取與預計成災時主放射線方向垂直的直線為始邊,θ=0),則潛在災害體危害范圍內第i類承災體的易損性為

vi=v(H,V,P) (3-3-1)

設第i類承災體的價值為Ai,承災體總價值A=A1+A2+A3+…+An

設第i類承災體的可能損失為Ci,則Ci=Aivi,承災體的可能損失總值為:

C=A1v1+A2v2+A3v3+…+Anvn(3-3-2)

單項地質災害防治效益計算模型為

Bi=Ci-Di/Di (3-3-3)

式中:Bi為單項地質災害防治工程效益;Ci為潛在災害體危害范圍內承災體的可能損失;Di為單項地質災害防治工程投入。

二、區域地質災害防治工程效益計算模型

設評價區內有j個潛在災害體,按單項地質災害防治工程效益分析計算的結果,第j項防治工程的防治效益為Bj;設區域內的平均利稅率為R,把Bj從大到小依次排隊,設Bt≥R;第j個潛在災害體的成災概率為Pt,1-t個潛在災害體的平均成災概率為P=(P1+P2+P3+…+Pt)/t;設上一個評價期政府的基礎投入為E,則區域內地質災害防治效益的評價模型為

B=P(C1+C2+C3+…+Ct-D1-D2-D3-…-Dt-E)/(D1+D2+D3+…+Dt+E) (3-3-4)

式中:B為區域地質災害防治工程效益;P為區域內潛在災害體的平均成災概率;C為區域內承災體的可能損失值;D為區域內防治工程投入;E為上一個評價期政府的基礎投入。

㈦ 國土資源部地質災害應急技術指導中心關於報送年工作總結及年工作要點的報告

國土資應急中心函〔2013〕1號

國土資源部地質災害應急管理辦公室:

在國土資源部地質環境司(應急辦)的領導下,2012年國土資源部地質災害應急技術指導中心(以下簡稱應急中心)著力貫徹落實《國務院關於加強地質災害防治工作的決定》,強化突發地質災害應急能力建設,組織開展應急響應,認真落實應急技術指導工作。充分發揮專家隊伍作用,中心各部門密切合作,全面完成年度各項工作任務。

一、2012年工作總結

2012年應急中心以全國地質災害應急業務支撐工作為重點,規劃業務發展方向、開展預案修編等。具體完成以下幾個方面的工作。

(一)全面規劃應急業務指導工作。2011年國務院發布《關於加強地質災害防治工作的決定》後,全國地質災害應急工作迅速發展。根據應急工作發展需求,起草《全國地質災害應急業務發展規劃綱要》,編寫《國土資源部地質災害應急技術指導中心業務發展規劃》。經多次內部討論、全國專家研討、並徵求各省意見後,完成兩份規劃文本編寫。《國土資源部地質災害應急技術指導中心業務發展規劃》已發布實施;《全國地質災害應急業務發展規劃綱要(報批稿)》報國土資源部。

(二)系統修編地質災害應急預案。2006年國務院印發了《國家突發地質災害應急預案》。近年來,地質災害應急工作形勢和體系發生較大的變化,預案修編工作十分迫切。受國土資源部地質災害應急管理辦公室委託,應急中心組織開展預案更新修編。通過修編並徵求各省意見,完成《國家突發地質災害應急預案(修訂稿)》。

(三)統籌協調應急專家管理工作。開展2012年國土資源部地質災害應急專家管理工作。召開應急專家年度工作會議;制定《國土資源部地質災害應急專家組2012年工作要點》並上報部應急辦;協助應急辦完成地質災害應急防治區片專家調整工作,將全國劃分為西北、西南、華南、東南、華北、西部和東北7個區片;協助應急辦完成第二屆國土資源部地質災害應急專家遴選工作,遴選應急專家共200名。

(四)嚴格執行災情險情值守速報制度。堅持領導帶班、信息上報、首辦責任制和責任追究制等四項制度,採取日常值班、集中值守和現場值守三種方式,開展24小時地質災害應急值守。1-4月,實行日常值班,每天1名值班人員和1名帶班領導;5-11月中旬,執行汛期值班制度,每天2名值班人員、1名處級幹部和1名局級領導;11月下旬至年底,執行日常值班。值班工作的合理部署,保障了值守信息報送的准確性和時效性。應急中心全年參加值守800餘人次,協助完成報送災情險情報告153期並全部在地質環境信息網發布,簡訊息1000餘條,報送國土資源部值班信息48期,報送部內要情200餘條,參加國務院視頻點名24次。利用新技術新方法,開通網信功能,快速便捷地發送災險情信息和應急指令;簡訊問候前方應急人員,營造嚴肅溫馨的應急氛圍。

(五)持續認真開展地質災害氣象預警與趨勢預測。認真開展地質災害氣象預警工作,深化與中國氣象局的業務聯系,拓展與廣電總局的業務合作,深入研究改進預警預報模型和技術方法,提高突發地質災害氣象預警准確性和實效性。5月1日—9月30日,與中國氣象局公共氣象服務中心密切合作開展汛期地質災害預警,製作預警產品156份,在中國地質環境信息網發布預警信息141次,在中央電視台發布90次。開展了2次應急預警,在雲南省昭通市彝良縣地震抗震救災和強台風「海葵」登陸期間,主動提供地質災害應急氣象預警信息服務。

開展地質災害災情分析與趨勢預測,收集、整理和入庫了2012年全國地質災害動態數據10258條;開展2012年度全國地質災害趨勢預測並召開趨勢預測會商會;編寫2012年全國地質災害災情分析及趨勢預測月報12期;編寫第一季度、汛期各月和2012年度全國地質災害災情通報共7期,為部應急辦及時發布災情信息與防災部署提供支撐。完成地質災害災情統計月報網上直報系統的設計、開發和推廣,推進了地質災害災情統計工作標准化、規范化和信息化水平的提升。

(六)及時響應開展地質災害應急技術指導。把「守護生命」作為地質災害應急技術指導工作的最高價值准則,及時響應部應急指令,開展技術支持與服務。一是工作部署周密及時。分別召開汛前、汛中和汛末地質災害災情會商交流會,分析形勢,判斷趨勢,確定防範重點,總結各階段應急防治經驗與教訓,為提升汛期應急能力打下堅實基礎。二是巡查指導突出重點。充分發揮應急專家的作用,完善巡查指導會商制度,巡查指導和重點地區現場指導相結合。2012年7月19日-8月20日,部應急中心組成視頻巡查會商組,赴雲南、貴州、重慶、四川、湖南、湖北、江西、安徽等8省(市)地質災害重點防範區開展地質災害巡查指導工作。三是應急處置科學有效。派出20個技術專家組,赴甘肅岷縣「5·10」特大冰雹山洪泥石流、四川寧南縣「6·28」泥石流、北京「7·21」特大暴雨、新疆新源縣「7·31」大型滑坡、四川涼山錦屏水電站「8·30」大型滑坡泥石流、雲南彝良「9·7」地震、雲南彝良田頭小學「10·4」滑坡等大型、特大型突發地質災害及隱患現場,開展應急調查及技術指導,協助地方政府和有關部門開展重大地質災害應急處置和搶險救災工作,其中啟動二級應急響應4次。四是認真總結評估年度工作。及時編報6期重大地質災害應急調查簡報,起草《2012全國突發地質災害應對工作總結評估報告》,編寫《地質災害防治這一年2012》、《2012年度重大地質災害事件與應急避險典型案例匯編》、《滑坡監測預警與應急防治技術研究》和《全國地質災害通報》等。

(七)積極開展應急防治科普宣傳和培訓演練。製作地質災害防治知識宣傳材料,製作滑坡崩塌泥石流災害減災科普影像,廣泛開展地質災害防治知識科普宣傳。編制完成《地質災害「臨災避險」五步法動畫宣傳片》,動畫片共分5集,每集時長60秒。從「勤觀察、早發現」,「多監測、知險情」,「常演練、會應對」,「接警報、快逃生」,「聽指揮、保平安」5個角度開展臨災避險科普宣傳工作。

根據《國土資源部重大突發地質災害應急響應工作程序》,精心組織各類應急技術培訓演練。6月在大連舉辦今年第一期地質災害遠程會商技術培訓班。11月份,在雲南昆明組織開展特大型地質災害技術型演練,突出實時、實戰、實景,鍛煉應急隊伍,提高應急演練的水平。2012年部應急中心對省、市、縣的地質災害演練進行了10餘次技術指導。地質災害應急防治科普知識宣傳、培訓和演練工作有效提高各級地質災害防治人員的防災意識和應急處置能力。

(八)加強應急技術研究提升科技水平。圍繞年度突發地質災害應急技術支撐工作,圓滿完成「國家級地質災害應急防治2012」、「地質災害應急能力建設與示範」等項目工作,在系統總結地質災害應急工作的基礎上,開展應急調查、監測、處置新技術新方法研究。滑坡預測預警研究項目成果在多次重大地質災害應急響應與決策中得到了應用,取得了顯著的應用效果;利用物聯網技術建立3處高清視頻監控點,實現了對地質災害監測點的實時高清視頻監控;物聯網、衛星數據傳輸、無人飛行器調查監測等新技術應用,進一步提高地質災害應急支撐能力。

積極申報2013年應急工作項目,完成「國家級地質災害應急防治2013」、「地質災害應急物聯網技術應用示範」和「汶川地震區重大地質災害成生規律研究」等項目申報工作。

二、2013年度工作要點

2013年國土資源部地質災害應急技術指導中心繼續以《國務院關於加強地質災害防治工作的決定》精神為指導,根據部地質環境司(應急辦)和中國地質環境監測院(應急中心)2013年工作部署,著力做好如下工作。

(一)執行速報制度做好應急值守工作。認真完成國土資源部地質災害應急值守工作,非汛期日常值班、汛期集中值守、緊急狀況現場值守三種方式相結合;嚴格執行領導帶班、信息上報、首辦責任制和責任追究制等四項制度,確保應急信息上報的時效性和准確性。

(二)組織專家開展應急技術指導工作。指導全國重大地質災害應急防治工作,協助地方政府開展重大地質災害應急調查處置和搶險救災工作,為政府管理部門做好技術支撐服務;開展應急專家工作經驗交流,加強對省級應急機構的指導,開展技術支持與服務。

(三)開展地質災害氣象預警預報與災情分析預測。繼續開展汛期地質災害氣象預警工作,及時發布預警信息。遇極端降雨、地震、重大地質災害災等事件,啟動應急預警。完善預警技術方法,不斷提高預警能力和水平;開展2013年度地質災害災情分析與趨勢預測,編制月報、通報及趨勢預測報告等,為部局決策服務。

(四)開展應急防治及培訓演練工作。完善應急遠程會商系統,保證應急通訊傳輸鏈路暢通;根據國土資源部重大地質災害應急響應流程,組織應急技術培訓3次、應急演練2次。

(五)建立完善應急技術指導工作標准。逐步建立完善應急技術指導工作標准體系。2013年主要開展《滑坡防治技術指南》完善工作和《應急演練技術指南》的編寫工作。

(六)開展應急新技術、新方法研究工作。結合課題工作,研究探索物聯網、無人飛行器、三維激光掃描儀、衛星數據傳輸等高新技術方法與裝備在應急工作中的應用。

(七)做好年度工作總結及文獻匯編。總結評估年度突發地質災害應對工作,完成《全國突發地質災害應對工作總結評估報告》、《地質災害防治這一年》、《年度重大地質災害事件與應急避險典型案例匯編》、《全國地質災害通報》、《地質災害應急演練實例匯編》和《地質災害防治知識100問》等成果。

(八)其他應急支撐工作。協助國土資源部地質環境司(應急辦)做好「全國地質災害應急工作會議」、「全國群測群防員經驗交流會議」等會議的組織協調工作;配合部應急辦完成《國家突發地質災害應急預案》修編審報工作;完成部、局領導交辦的其他工作。

中國地質環境監測院(應急中心)在全年的工作部署中,人員、裝備、經費等方面統籌安排,保障各項工作要點順利實施。

國土資源部地質災害應急技術指導中心

2013年2月28日

㈧ 教育部長江三峽庫區地質災害研究中心的研究生怎麼樣

中國地質大學土木工程專業的研究生就業是不成問題的,而且薪資待遇都還不錯,內如果你讀北京容校區甚至能留京。這兩個專業方向偏重不同,工程學院的土木專業以工程地質、隧道及地下建築工程、岩土工程及基礎工程施工為專業特色,而研究所的那個偏向於水利和地深方向。但其實課程都差不多,更多詳細信息你可以登陸該校的研究生院網站了解。希望這些能幫助你,祝考研成功!

㈨ 中國地質大學三峽地質災害研究中心在哪

教育部長江三峽庫區地質災害研究中心位於湖北省武漢市魯磨路388號,中國地質大學(武漢)東校區院內

㈩  地質災害研究新進展

我國地質災害研究工作一直是圍繞著重大工程和重大建設需要而展開的,並且直到解放後才得以迅速發展。50~60年代,重點開展了西南及西北交通干線和三峽等水利樞紐的地質災害調查(重點崩滑流),以及上海地面沉降的勘察工作。70年代,上海地面沉降研究在預測和防治方面取得突破性進展,樹立了我國地面沉降控制規范。進入80年代以來,我國地質災害研究得到了空前的發展,並逐步開展了重點地區的地質災害調查工作,編制了一系列地區性和全國性專門圖件;對海城地震、新灘滑坡、元陽滑坡等進行了成功的預報、對東川和寧南泥石流和天津市區地面沉降實施了有效控制。特別是90年代以來,我國政府積極響應「國際減災十年計劃」,地質災害研究得到進一步重視,開展了如「地震、地質災害及城市減災重大技術方法研究」等一批國家及省部級重點科技攻關項目的研究工作。這些都極大地推動了我國地質災害研究工作的進一步開展。使得我國的地質災害研究在勘察技術、預測預報水平、減災防災手段等方面逐步接近或達到了世界發達國家水平。總結近20年來我國地質災害研究的成果,比較突出的有以下幾個方面:

1.編制了一系列大型地質災害圖件

根據國家經濟建設的需求,由原地礦部組織編制了一些全國性大比例尺的地質災害調查圖件,如1991出版的《中國地質災害類型圖》(1:500萬)(葛中遠主編),1992年出版的《中國地質環境圖系》(中國水文地質工程地質勘察院主持編制),1996年出版的《中國分省地質災害圖集》(1∶60萬~1∶500萬)(段永侯主編)。這些圖件從宏觀上反映了我國地質災害類型、區域分布特點及發生規律。是我國目前部署地質災害勘察研究及制定防災、減災、環境保護政策和規劃的主要科學依據。作為重要成果,在國內外也得到了廣泛交流,在學術界有著重要的影響。

2.地面沉降防治工作取得突破性進展

進入80年代後,我國的地面沉降研究得到了空前的發展,其中以上海、天津的地面沉降研究卓見成效。在動態監測、沉降機理研究、預報模型以及降低地下水開采量和人工回灌等技術方面都取得了顯著成績,特別是在預測預報技術方面,地礦部水文地質工程地質研究所、岩溶地質研究所、上海地礦局和天津地礦局等單位,通過建立擬三維水流和一維地層壓密的耦合模型,模擬地下水的水平垂直運動、含水層內外水量交換、弱透水層中水的壓力變化以及動態過程中的一維固結壓縮。計算評價在最優環境影響狀態下,最大安全可采水資源及優化控制調度方案。對含水層在各種采灌條件下的變化規律及地面沉降幅度進行中長期預報。這些技術的研究與應用使我國地面沉降防治水平跨上了一個新的台階,擠身於世界先進水平之列。

3.地質災害信息系統建設空前繁榮

隨著「3S」技術(地理信息系統、遙感技術和全球定位系統)的發展與成熟,以此為支撐技術的地質災害信息系統和防災決策支持系統建設取得長足進展。一大批各具特色的系統軟體相繼開發出來,使地質災害的研究上升到一個新的水平。其中以由原地礦部水文地質工程地質研究所開發研製的「地質災害預測防治智能決策系統」最具代表性,該系統以地質災害預測防治為目標,將相關的資料庫、圖型庫、模型庫和知識庫融為一個「四庫一體」的耦聯整體,實現了四者技術的有機集成,使系統具有空間數據管理、分析處理、空間建模與知識推理的分析功能。可對地質災害進行時空演化預測、危險性區劃、災害經濟評價以及減災防災對策選擇的任務。在理論和技術上都取得了突破性進展,開創了建設大型地質災害決策支持系統的先例。

4.地質災害防治工程領域得到飛速發展

從1994年以來,國家每年投入了5000萬元專項基金用於地質災害治理,從而掀起了地質災害治理工作的熱潮,相繼實施了對鏈子崖危岩體、黃臘石滑坡、豆芽棚滑坡、雞冠嶺崩塌等專項治理工程,形成了一支集勘察、設計、施工為一體的地質工程隊伍,同時也使地質災害防治工程作為專門的工程技術領域逐漸發展起來,形成了一套相對成熟的技術方法,尤其是由中國水文地質工程地質勘察院開發的「地質災害防治工程設計支持系統」成功地應用於鏈子崖滑坡治理中,切實起到了災害治理的示範作用。

5.一些新理論新方法的發展與應用

隨著地質災害研究工作的不斷深入,一些新的理論與方法不斷涌現,並逐步得到了學術界的認可,比較有代表性的有:

(1)滑坡過程模擬與過程式控制制理論技術。成都理工學院的黃潤秋教授在岩土應力分析的基礎上,對滑坡從其孕育、發展演化、激發成災或防治控制進行全過程的計算機動態模擬。通過將現代數學-力學、非線性科學和計算機圖形圖像技術結合起來,對滑坡系統的全過程模擬模擬,直觀地理性的分析災害發生影響因素及其強度,再現災害發生的全過程。從而將滑坡災害定量化研究向前推進一步。

(2)地質災害風險性評價理論與方法。在我國將風險性評價引入地質災害研究工作中是從90年代開始的。到目前為止,地質災害風險性評價作為一個相對獨立的研究領域不斷地發展和深化。其基本思想是在評價災害自然危險性的同時,還考慮地區人口經濟密度和抗災性能等,即災害區易損性分析,將地質災害自然屬性和社會屬性結合起來,綜合評價災區地質災害發展狀況。經研院張梁等以崩塌滑坡、泥石流和岩溶塌陷為典型災種進行了研究,建立了一套評價指標體系和模型方法,為該領域研究的深入開展提供了範例。

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