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地質災害監測方法案例

發布時間: 2021-02-22 07:58:02

A. 浙江省地質災害監測方法探討

趙建明1唐小明2

(1浙江省地質環境監測總站,浙江杭州,310007;2浙江省地質礦產研究所,浙江杭州,310007)

【摘要】浙江省是全國地質災害多發省份之一,但地質災害專業監測工作開展較晚,目前已經開展或正在開展的主要監測項目集中在滑坡、崩塌上。作者根據多年從事地質災害研究、監測經驗,系統分析了國內外滑坡、崩塌監測工作的現狀,為浙江省進一步開展以滑坡、崩塌為主的突發性地質災害監測提出了切實可行的建議。

【關鍵詞】地質災害監測方法探討

浙江省是全國地質災害多發省份之一。近年來隨著人類工程活動的加大,地質災害的發生次數明顯增多,分布面積不斷擴大,已成為我省四大災害之一。地質災害對人民的生命和財產構成越來越嚴重的威脅,直接影響國民經濟持續發展和社會安定。

我省最為突出的、危害最大的地質災害類型為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降,除地面沉降屬緩變性地質災害外,其他均屬突發性地質災害。根據已完成調查與區劃的45個縣(市)統計,全省共有各類地質災害點5480處,其中滑坡3513處,佔64%,崩塌1511處,佔28%,泥石流、地面塌陷456處,佔8%。全省受地質災害威脅的人口為13.4萬人,潛在財產損失20.6億元。

地質災害監測是地質災害防治的重要手段與內容,其目的是通過一定的監測儀器或監測手段對已知的地質災害體進行形變、位移、地下水動態、應力狀態等特徵進行測量,分析、了解地質災害體的變形位移狀態及趨勢,為地質災害防治決策以及預報預警提供定量的數據。

1浙江省地質災害監測現狀

我省地質災害專業監測工作開展較晚,目前已經開展或正在開展的主要監測項目集中在滑坡、崩塌上,具體項目見表1。

長期以來,我省崩塌滑坡等突發性地質災害的監測仍然以群測群防為主要手段,並且取得了很好的效果,而專業監測開展較晚,應用范圍有限、監測手段偏少,監測網路尚需完善。我省滑坡崩塌的專業監測工作開始於20世紀90年代末,實施單位以高校為主,地勘單位介入較晚;監測對象以高速公路、治理後滑坡為主,未治理點的監測較少;監測方法以常規的絕對位移、相對位移、地下水水位以及雨量監測為主,應力監測、推力監測、地聲監測等尚未應用;既有地表位移監測,也有深部位移監測,但是兩者配合程度偏低。但是,通過幾年的實踐,我省在滑坡崩塌監測工作領域已經取得了長足的進步,積累了一定的經驗,並且培養了一批專業監測技術人員,為我省開展系統的專業監測奠定了基礎。

表1浙江省滑坡崩塌監測項目基本情況表

2國內外滑坡崩塌監測現狀

2.1滑坡崩塌監測的主要方法

滑坡崩塌監測儀器的設計目的概括起來主要有3個。第一是直接獲取滑坡崩塌體的變形特徵,包括地下變形、地表變形兩類;第二是間接獲取滑坡崩塌體的變形特徵,如地下水位、孔隙水壓、泉水量、地音、應力等測量,第三是滑坡崩塌相關因素監測,如降雨、地表水流量等。目前國內應用的主要監測方法可以歸納為:絕對位移監測、相對位移監測、聲發射監測、應力監測、地下水監測、地表水監測、地震監測、人類相關活動監測、宏觀地質調查監測。

2.2國外滑坡崩塌監測現狀

國外滑坡監測的研究與實踐走過了較長的過程,無論在感測器、數據傳輸與共享以及預測預報等領域均開展了大量的工作,目前處在一個較成熟的水平。其中美國、日本、義大利、瑞士、法國等發達國家的研究程度最高。滑坡監測已經由過去的人工用皮尺等簡易測量發展到儀器儀表監測,並逐步實現自動化、高精度、實時性的遙測系統。其中近年來最主要的進展在數據傳輸網路方面。圖1為美國地質勘探局(USGS)為監測連接內華達州與加利福尼亞州的50號公路兩側的多處滑坡設計並實現的活動滑坡實時監測系統(Real-Time Monitoring of active land-slides)。

近十年來,滑坡監測研究的一個熱點是時間域反射測試技術(TDR)的應用,它由美國的研究人員最早運用,目前已發展為一種成熟的滑坡監測技術。TDR技術因成本低、不易損壞、安裝簡易、觀測簡便、經濟實用、全孔連續測量、量程大等特點而得到廣泛的關注。

同時,監測系統與預警系統(Alarm system)的銜接也是目前國外研究的熱點,現階段國外較新的監測手段與技術包括 GPS監測、高解析度遙感監測、三維掃描測量監測等。同時,大量被利用的還有多種傳統的監測技術與方法,如全站儀為主要設備的位移測量、地下水位監測、降雨量監測、應力監測等。總之,縱觀國外地質災害監測的現狀,主要有以下特徵:

(1)新技術、新方法的大量使用與日趨成熟,其中主要是實時監測與數據傳輸,美國、日本等國家在這一方面的優勢比較明顯。

圖1滑坡實時監測網路結構

(2)監測的重點仍然以對交通、城鎮以及重要設施構成威脅的滑坡為主,如美國地質勘探局對加利福尼亞州50號公路滑坡體的監測、法國對 Séchilienne滑坡的監測、日本對岡山市Taguchi滑坡的監測等。目前還未見對小規模滑坡監測方法、監測技術的詳細報道。

(3)監測效果較好。由於實現了實時監測,監測數據能夠及時傳輸以供技術人員分析之用,所以在地質災害的監測效果方面有較好的表現。

2.3國內滑坡崩塌監測現狀

國內的地質災害專業監測工作雖然起步稍晚,但是發展的水平與國外相近。以往的專業監測主要集中在交通、水利水電等重要設施領域,近年來隨著技術的發展與國家基礎建設的投入不斷加大,地質災害專業監測工作逐漸得以推廣。

「九五」及「十五」期間開展了以國土資源部《地質災害監測預報與防治技術方法研究》、《滑坡、崩塌地質災害監測新技術開發》項目為代表的地質災害監測新方法、新技術的研究工作,其目的是「研製適用於滑坡、崩塌地質災害動態監測的新技術,實現低成本、高精度、自動化、快速、遙測和實時監測」。目前這一批項目已經完成並通過驗收,或即將提交驗收。香港與台灣地區是我國山地地質災害最發育的地區,港台學者在山地地質災害監測預警方面的調查與研究深度也較高。香港特區政府土木工程署通過建立一個覆蓋范圍廣闊的自動雨量計網路,為山泥傾瀉(即滑坡)警報系統的運作提供即時的雨量數據(圖2)。

該網路於1984年設立,現有86個雨量計分布全港各處。資料記錄、控制及處理系統可從設立的86個雨量計及另外24個由香港天文台運作的雨量計接收數據,根據雨量特徵及地質災害敏感分析在全港發布預警信息。台灣地區通過社區預警來提高山地災害的防災能力。三峽庫區是我國較早開展系統化地質災害監測的地區。到目前為止,除對危害程度較大的地質災害,如鏈子崖危岩、黃臘石滑坡等進行專業監測外,對其餘數以千計的地質災害點仍然以群測群防為主要監測手段。從我國一些比較典型的地質災害成功預報的實例來看,群測群防仍然是最為有效的監測措施,這一方面反映群測群防的必要性與實效性,另一方面又說明專業監測仍有待進一步加強。

圖2香港地區的雨量監測與預報(右圖黑點為雨量站位置)

概括而言,我國崩塌、滑坡地質災害監測現狀的基本特徵為:

(1)監測技術的研究的研製達到較高的水平,但是儀器的穩定性與使用年限仍有待進一步提高;

(2)一些較先進的監測技術與方法的研究取得顯著的成果,但是科技成果轉化為生產的速度慢、周期長;

(3)突發性地質的監測工作一般仍採用群測群防為主,群專結合的模式。

3 浙江省地質災害監測建議

在調研基礎上,對近階段開展我省地質災害監測工作提出以下建議:

3.1堅持走「群專結合,群測群防」的地質災害防治道路

群專結合、群測群防仍然是十分有效的地質災害防治手段。在三峽地區,雖然國家投入了大量資金用於重要滑坡崩塌點的監測,但是對規模小、數量多、危害面廣的小規模滑坡崩塌點,仍然採取群測群防為主的措施,並且取得了很好的效果。我省現查明各類災害點5000餘處,其中絕大多數以中、小型為主,尤以小型居多。對如此眾多的地質災害,必須加強群測群防網路建設。

3.2積極開展重要地質災害點的專業監測

對危險性大、穩定性差、成災概率高、災情嚴重和規模較大的地質災害點;或者對集鎮、村莊、工礦和重要居民點人民生命安全構成威脅的(一般威脅人員較多);造成嚴重經濟損失的;威脅公路、鐵路、航道等重要生命線工程和重大基礎建設工程的地質災害點應開展專業監測工作。

地質災害監測點建設,對尚未治理的滑坡可了解和掌握滑坡的演變過程,直接得到滑坡變形的位置、規模、位移方式、方向和速率等,及時捕捉滑坡災害的特徵信息,為滑坡的正確分析評價、預測預報及治理工程等提供可靠資料和科學依據;對已進行治理的滑坡,又是檢驗滑坡分析評價及滑坡防治工程效果的尺度。因此,專業監測是滑坡調查、研究和防治工程的重要組成部分,又是預測預報信息獲取的一種有效手段。

3.3加強地質災害規律性研究,完善地質災害氣象預報(警)

在尚不具備准確逐點監測預報的情況下,加強區域趨勢預報是提高地質災害預報預警技術的重要手段。趨勢預報的基礎是規律研究,包括災害類型、成災機理、形成條件、誘發因素等。香港地區山泥傾瀉預測業務開展以來,共發布警報13次,其中1次誤報,另有2次漏報,結果較為滿意。

目前在全省25個重點縣(市)地質災害調查與區劃工作的基礎上,研製了 SPV-ANN/GIS突發性地質災害預報(警)系統,開展了浙江省突發性地質災害氣象預報(警)工作的試運行。隨著全省45個重點縣(市)地質災害調查與區劃工作的完成,對這些資料的深入開發與利用,完善地質災害氣象預報(警)系統是迫在眉睫的一項工作。要與浙江省水文勘查局、省氣象台密切合作,開展我省不同區域(小流域、地質單元或地質災害防治區)、不同災害類型的臨界降雨量研究,逐步提高地質預報(警)水平。

3.4密切注意國內外動態,逐步開展儀器研發

目前國家、國土資源部以及中國地質調查局都對低成本簡易監測儀器的研發十分關注,並鼓勵各省、各科研、生產單位開展這類儀器的研製與開發。我們將密切關注國內外在這一領域的研究動態,加強與高等院校、科研機構和儀器生產廠家的聯系,在條件成熟時開展簡易監測儀器的開發與研製。

首先,力爭將我省列為由中國環境監測院負責實施的《中國地質災害監測關鍵技術研究》項目的參與和試點省份,以建立適合我省地質災害監測的指標體系。同時密切關注我省正在進行滑坡監測的項目實施情況,如中國地質大學在我省重要示範地質災害點布置的裂縫監測儀器,如通過實踐證明監測手段有效、監測效果可靠,可與中國計量學院、浙江溫嶺南光地質儀器廠合作,在充分調研已有儀器的原理、性能、優劣勢的基礎上,通過改進其量程,增加自動測量與數據傳輸的功能,有針對性地進行改良與創新,達到較好的簡易監測效果。

B. 地質災害監測方法技術現狀與發展趨勢

【摘要】20世紀末期以來,監測理論和技術方法有長足發展,常規技術方法趨於成熟,設備精度、設備性能已具較高水平,並開發了部分高精度(微米級位移識別率)、自計、遙測、自動傳輸的監測設施。未來,將充分綜合運用光學、電學、信息學、計算機和通信等技術(諸如光纖技術—BOTDR、時域反射技術—TDR、激光掃描技術、核磁共振技術、NUMIS、GPS技術、合成孔徑干涉雷達技術—InSAR及互聯網通訊技術等),進一步開發經濟適用、有效可行的地質災害監測新技術,提高精度、准確性和及時性,最大程度地減小地質災害造成的損失。

【關鍵詞】地質災害監測技術方法新技術優化集成

20世紀80年代以來,我國地質災害時空分布特點呈現新的變化。隨著人類工程活動越來越強,人為地質災害日趨嚴重,規模、數量和分布范圍呈增加趨勢;人口密集、經濟發達地區地質災害造成的損失越來越大。崩塌、滑坡和泥石流等突發性地質災害發生頻度和造成的損失不斷加大,地面沉降、海水入侵等緩慢性地質災害的范圍逐漸增加。據相關統計資料顯示,1995~2002年,地質災害共造成9000多人失蹤或死亡,突發性地質災害共造成直接經濟損失524億元,緩慢性地質災害造成直接經濟損失590億元,間接經濟損失2700億元。地質災害已經成為嚴重製約我國經濟發展的重要因素之一。

為了摸清我國地質災害的分布情況,我國系統地開展了地質災害調查工作,先後出台了《地質災害防治管理辦法》和《地質災害防治條例》,明確指出:防治地質災害,實行「以人為本,防治結合,統籌規劃,突出重點,分期實施,逐步到位」的方針。並於2003年4月啟動了全國性地質氣象預報。對已經查明的地質災害體,特別是對生產建設、人民生命財產安全構成嚴重威脅的地質災害,若能運用適當、有效、經濟可行的監測措施,作出科學的監測預報,則可最大程度地減小災害損失。

滑坡監測在不同條件、不同時期其作用不同,總的來說有以下幾個方面:

(1)通過綜合分析多種監測方法的監測數據,確定地質災害穩定狀態及發展趨勢,及時作出預測,防止或減輕災害損失。

(2)研究導致災害體變形破壞的主導因素、作用機理,為防治工程設計提供依據。

(3)在防治工程施工過程中,監測、分析災害體變形發展趨勢及工程施工的擾動,保障施工安全。

(4)施工結束後,進行工程效果監測。

(5)綜合利用長觀監測資料,分析災害體變形破壞機制和規律,檢驗在防治工程設計中所採用的理論模型及岩土體性質指標值的准確性,對已有的監測預報理論及模型進行驗證改進,改善、提高監測預測預報技術方法。

1地質災害監測技術綜述

地質災害監測的主要任務為監測地質災害時空域演變信息(包括形變、地球物理場、化學場)、誘發因素等,最大程度獲取連續的空間變形數據,應用於地質災害的穩定性評價、預測預報和防治工程效果評估。

地質災害監測是集地質災害形成機理、監測儀器、時空技術和預測預報技術為一體的綜合技術。地質災害的形成機理是開展地質災害監測工作的基礎;監測儀器是開展工作的手段;更為重要的是只有充分利用時空技術,才能有效發揮地質監測的作用;預測預報是開展地質災害監測的最終目的。

崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害,具有爆發周期短、威脅性及破壞性顯著、成因復雜等特點,因此,當前地質災害的監測技術方法的研究和應用多是圍繞突發性地質災害進行的。1.1監測方法

監測方法按監測參數的類型分為四大類:即變形、物理與化學場、地下水和誘發因素監測(見表1)。

表1主要地質災害監測方法一覽表

1.1.1 變形監測

主要包括以測量位移形變信息為主的監測方法,如地表相對位移監測、地表絕對位移監測(大地測量、GPS測量等)、深部位移監測。該類技術目前較為成熟,精度較高,常作為常規監測技術用於地質災害監測。由於獲得的是災害體位移形變的直觀信息,特別是位移形變信息,往往成為預測預報的主要依據之一。

1.1.2物理與化學場監測

監測災害體物理場、化學場等場變化信息的監測技術方法主要有應力監測、地聲監測、放射性元素(氡氣、汞氣)測量、地球化學方法以及地脈動測量等。目前多用於監測滑坡等地質災害體所含放射性元素(鈾、鐳)衰變產物(如氡氣)濃度、化學元素及其物理場的變化。地質災害體的物理、化學場發生變化,往往同災害體的變形破壞聯系密切,相對於位移變形,具有超前性。

1.1.3地下水監測

地下水監測主要是以監測地質災害地下水活動、富含特徵、水質特徵為主的監測方法。如地下水位(或地下水壓力)監測、孔隙水壓力監測和地下水水質監測等。大部分地質災害的形成、發展均與災害體內部或周圍的地下水活動關系密切,同時在災害生成的過程中,地下水的本身特徵也相應發生變化。

1.1.4誘發因素監測

誘發因素類主要包括以監測地質災害誘發因素為主的監測技術方法,如氣象監測、地下水動態監測、地震監測、人類工程活動等。降水、地下水活動是地質災害的主要誘發因素;降雨量的大小、時空分布特徵是評價區域性地質災害(特別是崩、滑、流三大地質災害的判別)的主要判別指標之一;人類工程活動是現代地質災害的主要誘發因素之一,因此地質災害誘發因素監測是地質災害監測技術的重要組成部分。

1.2監測儀器

1.2.1按從監測儀器同災害體的相對空間關系分為接觸類和非接觸類

(1)接觸類:是指必須安裝於災害體現場或進行現場施測的監測儀器系列。如滑坡地表或深部位移監測、物理和化學場監測等。該類儀器所獲得的信息多為災害體細部信息,信息量豐富。

(2)非接觸類:是指於現場安裝簡易標志或直接於災害體外圍施測的監測儀器系列。該類監測方法多以獲得災害體地表的絕對變形信息為主,易採用網式施測;特別是突發性地質災害的臨災前後,具有安全、快捷等特點。如激光微位移監測、測量機器人、遙感雷達監測等。

1.2.2按監測組織方式分為簡易監測、儀表監測、控制網監測、自動遙測

(1)簡易監測:採用簡易的量測工具(皮尺、鋼尺、卡尺)對災害體地表的裂縫等部位進行監測。

(2)儀表監測:採用機測或電測儀表(安裝、埋設感測器)對滑坡進行地表及深部的位移、應力、地聲、水位、水壓、含水量等信息監測。

(3)控制網監測:在滑坡變形破壞區及周邊穩定地帶,布設大地測量或GPS衛星定位測量控制點網,進行滑坡絕對位移三維監測。

(4)自動遙測:利用有線和無線傳輸技術,對儀表監測所得信息進行遠距離遙控自動採集、傳輸,可實現全天候不間斷監測。

2地質災害監測方法技術現狀

地質災害監測技術是集多門技術學科為一體的綜合技術應用,主要發展於20世紀末期。伴隨著電子技術、計算機技術、信息技術和空間技術發展,國內外地質災害調查與監測方法和相關理論得到長足發展,主要表現在:

(1)常規監測方法技術趨於成熟,設備精度、設備性能都具有很高水平。目前地質災害的位移監測方法均可以進行毫米級監測,高精度位移監測方法可以識別0.1mm的位移變形。

(2)監測方法多樣化、三維立體化。由於採用了多種有效方法結合對比校核以及從空中、地面到災害體深部的立體化監測網路,使得綜合判別能力加強,促進了地質災害評價、預測能力的提高。

(3)其他領域的先進技術逐漸向地質災害監測領域進行滲透。隨著高新技術的發展和應用的深入,衛星遙感、航空遙感等空間技術的精度逐漸提高,一些高精度物探(如電法、核磁共振等技術)的發展,使得地質災害的勘查技術與監測技術趨於融合,通過技術上的處理、提升,該類技術逐漸適用於區域性的地質災害和單體災害的監測工作。

「八五」以來,我國在地質災害監測技術研究方面取得了豐碩的成果,並積累了豐富的經驗,使我國的地質災害監測預警水平得到很大程度的提高;但是還存在一定的局限性,主要表現在:

(1)地質災害監測技術、儀器設施多種多樣,應用重復性高,受適用程度、精度、設施集成化程度、自動化程度和造價等因素的制約,常造成設備資源浪費,效果不明顯。

(2)所取得的研究成果多側重於某一工程或某一應用角度,在地質災害成災機理、誘發因素研究的基礎上,對各種監測技術方法優化集成的研究程度較低。

(3)監測儀器設施的研究開發、數據分析理論同相關地質災害目標參數定性、定量關系的研究程度不足,造成監測數據的解釋、分析出現較大的誤差。

因此,要提高地質災害預警技術水平,必須在地質災害研究同開發監測技術方法相結合的基礎上,進行地質災害監測優化集成方案的研究。

3地質災害監測技術方法發展趨勢

3.1高精度、自動化、實時化的發展趨勢

光學、電學、信息學及計算機技術和通信技術的發展,給地質災害監測儀器的研究開發帶來勃勃生機;能夠監測的信息種類和監測手段將越來越豐富,同時某些監測方法的監測精度、採集信息的直觀性和操作簡便性有所提高;充分利用現代通訊技術提高遠距離監測數據信息傳輸的速度、准確性、安全性和自動化程度;同時提高科技含量,降低成本,為地質災害的經濟型監測打下基礎。

監測預測預報信息的公眾化和政府化。隨著互聯網技術的發展普及,以及國家政府的地質災害管理職能的加強,災害信息將通過互聯網進行實時發布,公眾可通過互聯網了解地質災害信息,學習地質災害的防災減災知識;各級政府職能部門可通過所發布信息,了解災情的發展,及時做出決策。

3.2新技術方法的開發與應用

3.2.1調查與監測技術方法的融合

隨著計算機的高速發展,地球物理勘探方法的數據採集、信號處理和資料處理能力大幅度提高,可以實現高解析度、高采樣技術的應用;地球物理技術將向二維、三維採集系統發展;通過加大測試頻次,實現時間序列的地質災害監測。

3.2.2 智能感測器的發展

集多種功能於一體、低造價的地質災害監測智能感測技術的研究與開發,將逐漸改變傳統的點線式空間布設模式;由於可以採用網式布設模式,且每個單元均可以採集多種信息,最終可以實現近似連續的三維地質災害信息採集。

3.3新技術新方法

3.3.1光纖技術(BOTDR)

光導纖維監測技術又稱布里淵散射光時域光纖監測技術(BOTDR),是國際上20世紀70年代後期才迅速發展起來的一種現代化監測技術,在航空、航天領域中已顯示了其有效性。在土木、交通、地質工程及地質災害防治等領域的應用才剛剛開始,並受到各發達國家研究機構的普遍重視,發展前景十分廣闊。

通過合理的光纖敷設,可以監測整個災害體(特別是滑坡)的應變信息。

3.3.2時間域反射技術(TDR)

時間域反射測試技術(Time Domain Reflectometry)是一種電子測量技術。許多年來,一直被用於各種物體形態特徵的測量和空間定位。早在20世紀30年代,美國的研究人員開始運用時間域反射測試技術檢測通訊電纜的通斷情況。在80年代初期,國外的研究人員將時間域反射測試技術用於監測地下煤層和岩層的變形位移等。90年代中期,美國的研究人員將時間域反射測試技術開始用於滑坡等地質災害變形監測的研究,針對岩石和土體滑坡曾經做過許多的試驗研究,國內研究人員已經開始該方法的研究工作,並已經在三峽庫區投入試驗應用階段,同時開展了與之相關的定量數據分析理論研究。

所埋設電纜即是感測器,又可傳輸測試信號;該方法相對於深部位移鑽孔傾斜儀監測具有安裝簡單、使用安全和經濟實用等特點。

3.3.3激光掃描技術

該技術在歐美等發達國家應用較早,我國近期開始逐漸引進。主要是用於建築工程變形監測以及實景再現,隨著掃描距離的加大,逐漸向地質災害調查和監測方向發展。

該技術通過激光束掃描目標體表面,獲得含有三維空間坐標信息的點雲數據,精度較高。應用於地質災害監測,可以進行災害體測圖工作,其點雲數據可以作為地質災害建模、地質災害監測的基礎數據。

3.3.4核磁共振技術(NUMIS)

核磁共振技術是國際上較為先進的一種用來直接找水的地球物理新方法。它應用核磁感應系統,通過從小到大地改變激發電流脈沖的幅值和持續時間,探測由淺到深的含水層的賦存狀態。我國於近期開始引進和研究,目前已經在三峽庫區的部分滑坡體進行了應用試驗,效果較好。

應用於地質災害監測,可以確定地下是否存在地下水、含水層位置以及每一含水層的含水量和平均孔隙度,進而可以獲知如滑坡面的位置、深度、分布范圍等信息,從而對滑坡體進行穩定性評價,並對滑坡體的治理提出科學依據。

3.3.5合成孔徑干涉雷達技術(InSAR)

運用合成孔徑雷達干涉及其差分技術(InSAR及D-InSAR)進行地面微位移監測,是20世紀90年代逐漸發展起來的新方法。該技術主要用於地形測量(建立數字化高程)、地面形變監測(如地震形變、地面沉降、活動構造、滑坡和冰川運動監測)及火山活動等方面。

同傳統地質災害監測方法相比,具有如下特點:

(1)覆蓋范圍大;

(2)不需要建立監測網;

(3)空間解析度高,可以獲得某一地區連續的地表形變信息;

(4)可以監測或識別出潛在或未知的地面形變信息;

(5)全天候,不受雲層及晝夜影響。

但由於系統本身因素以及地面植被、濕度及大氣條件變化的影響,精度及其適用性還不能滿足高精度地質災害監測。

為了克服該技術在地面形變監測方面的不足,並提高其精度,國內外技術人員先後引入了永久散射點(PS)的技術和GPS定位技術,使InSAR技術在城市及岩石出露較好地區地面形變監測精度大大提高,在一定的條件下精度可達到毫米級。永久散射(PS)技術通過選取一定時期內表現出穩定干涉行為的孤立點,克服了許多妨礙傳統雷達干涉技術的解析度、空間及時間上基線限制等問題。

隨著衛星雷達系統資源的改進和發展,以及相應數據處理軟體的提高,該技術在地質災害監測領域的應用將趨於成熟。

3.4地質災害監測技術的優化集成

3.4.1問題的提出

(1)監測方法的適應性。對於各種監測方法所使用的監測儀器設施,均有各自的應用方向和使用技術要求;針對不同地質災害災種、類型,其使用技術要求(包括測點布設模式、安裝使用技術要求等)不同。

(2)地質災害不同的發展階段。對於崩塌、滑坡等突發性地質災害,不同發展階段所適用的監測方法和儀器設施各異,監測數據採集周期頻度不同。

(3)監測參數與監測部位。實踐證明,一方面,不同的監測參數(地表位移、深部位移、應力、地下水動態、地聲等)在不同類型的災害體監測中具有不同程度的表現優勢;另一方面,同一災害體不同部位的監測參數隨時間變化趨勢特點並不相同,即存在反映災害體關鍵部位特徵的監測點,又存在僅反映局部單元(不具有明顯的代表性,甚至是孤立的)特徵的監測點。因此,監測要素(監測參數、監測部位)的優化選擇,是整個監測設計工作的基礎。

(4)自動化程度。決定於設備的集成度、控制模式、數據標准化程度和信息發布方式。

(5)經濟效益。決定於地質災害的規模、危害程度、監測技術組合、設備選型等因素。

3.4.2設計原則

地質災害監測技術優化集成方案遵循以下原則:

(1)監測技術優化原則:針對某一類型地質災害,確定優勢監測要素,進行監測內容、監測方法優化組合,使監測工作高效、實用。

(2)經濟最優原則:首先,不過於追求高、精、尖的監測技術,而應選擇發展最為成熟、應用程度較高的監測技術;其次,對於危害程度較大的大型地質災害體,可選擇專業化程度較高的監測技術方法,由專業人員進行操作、維護,對於危害程度低,規模小的災害體,可選擇操作簡單、結果直觀的宏觀監測技術,由群測群防級人員進行操作。

3.4.3最終目標

根據不同種類地質災害和不同類型地質災害的物質組成、動力成因類型、變形破壞特徵、外形特徵、發育階段等因素,研究適用於不同類型地質災害的監測要素(監測參數、監測點位的集合)、監測方法、監測點網的時空布置模式、監測技術要求,建立典型地質災害監測的優化集成方案。

C. 實時監測技術在地質災害防治中的應用——以巫山縣地質災害實時監測預警示範站為例

高幼龍1張俊義1薛星橋1謝曉陽2

(1中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所,河北保定,071051;2西北化工研究院,陝西臨潼,710600)

【摘要】本文在地調項目工作實踐的基礎上,系統地總結了地質災害實時監測的含義、特點和系統構成。詳細介紹了巫山縣地質災害實時監測預警示範站的構建,針對實際運行狀況,評價了實時監測技術的可行性和可靠性。

【關鍵詞】地質災害實時監測遠程傳輸示範站

1 引言

隨著現代科學技術的發展和邊緣學科的相互滲透,自動控制、網路傳輸等越來越多的技術被不斷應用於地質災害的監測當中,極大地提高了監測的自動化水平,在一定程度上緩解了生產力匱乏和地質災害急劇增加之間的矛盾。國際上,美國、日本、義大利等發達國家在一定的區域范圍內建立了基於降水量、滲透壓、斜坡變形等參數的地質災害實時監測系統,藉助國際互聯網實現了監測數據的集中處理與實時發布。與之相比,我國地質災害監測的實時化、網路化水平依然較低,監測信息為公眾服務的功能未能得到明顯體現,預警的信息渠道不暢,對重大臨災的地質災害缺乏快速反應能力。因此,在我國進行地質災害實時監測預警研究,對重大災害體實施實時化監測預警,具有十分現實的意義。

筆者在參加地質調查計劃項目《地質災害預警關鍵技術方法研究與示範》的過程中,對實時監測技術進行了較為深入的研究,並在我國重慶市巫山縣新城區建立了地質災害實時監測預警示範站,經過1.5個水文年的示範運行,驗證了實時監測的可行性和可靠性。在對示範成果初步總結的基礎上形成此文,以期實時監測技術得以快速成熟及推廣應用,為我國地質災害防治事業作出貢獻。

2實時監測的含義和特點

實時監測(Real-Time Monitor,RTM)指通過各種監測、採集、傳輸、發布技術,讓目標層人員在第一時間內了解、掌握有關災害體的變形動態和發展趨勢,進而作出決策的多種技術的集合。其最主要的特點為實時性,即遠程的目標層人員可在第一時間獲取災害體的全部變形信息,而獲取的過程是自動的,無需技術人員值守干預。顯而易見,實時的特性可以最大限度地解放勞動力,降低監測人員風險和運營成本。

同傳統監測技術相比,實時監測的數據採集方式是連續的、跟蹤式的,數據的採集周期很短,通常在數小時之內,甚至更短。這對於跟蹤災害體變形過程,進行反演分析具有十分重要的意義。其龐大的數據量通常也會對配套的軟硬體系統提出更高的要求。

不難理解,實時監測也是自動化監測。所使用的監測儀器均需自動化作業方可實現無人值守。監測儀器自動化分為兩種,一種是監測儀器本身具備定時采樣和存儲功能,另一種是通過第三方的自動採集儀控制采樣。不管使用何種方式或基於何種原理,其數據採集是能夠自動或觸發實現的。

監測數據遠程傳輸是實時監測的另一主要特點。通常情況下,監測控制中心設立在遠離災體、經濟相對發達的城鎮區,需要藉助公眾通信網路或其他介質將各種類型的監測數據「搬運」過來,進行相應的轉換計算,生成目標層人員所需要的成果。這個「搬運」過程即監測數據的遠程傳輸。傳輸分為兩種方式,一種是有線傳輸方式,如架設通信線纜或光纜,在電話線兩端載入 Modem等;另一種是無線傳輸方式,如藉助 GSM/GPRS或 CDMA網路、UHF數傳電台或通信衛星等。

由於實時監測是數據自動採集、傳輸、發布等多個技術的集合,其中的任何一個環節失敗均可導致系統無法正常工作,因此,實時監測是存在風險性的。其風險構成除電力(如斷電停電)等保障體系統風險和監測儀器(如感測器、採集儀故障)、傳輸系統(如占線、網路資源不足、數據安全)、發布系統(如網路阻塞、病毒入侵、系統崩潰)等技術風險外,還包括人為抗力風險,如監測儀器設施的人為破壞、網路系統的惡意攻擊等。對於風險的營救除最大程度地降低保障體系風險和技術風險外,需要通過立法、宣傳等有效措施降低人為抗力風險,並設技術人員對監測系統進行即時維護,保障系統正常運行。

3實時監測系統構成

實時監測系統由監測儀器設施、數據採集系統、數據傳輸系統和網路發布系統四個子系統構成。各子系統均可獨立運行,以單鏈的方式協同工作。其工作原理如圖1所示。

圖1實時監測系統工作原理示意圖

3.1監測儀器設施

監測儀器及設施是獲取災害體變形參數最前端、最主要的組成部分,固定安裝於災害體表層或深部,並能夠表徵災害體對應部位的變形、變化。監測儀器的類型取決於所採用的監測方法。在地質災害監測中,常用的監測方法包括災害體地表及深部位移、應力、地下水動態、地溫、降水量等(表1)。監測儀器的精度、數量及布設位置是在地質災害勘查及綜合分析的基礎上,從控制災害體主體變形的需要設計確定的。監測儀器通常和相應的監測設施,如監測標(墩)、保護裝置等相互配合,完成災害體相關參數的獲取。

3.2數據採集系統

顧名思義,數據採集系統用於收集、儲存各類監測數據,是通過單片機或工業控制技術實現的。目前,多數監測儀器均有配套的數據採集及存儲裝置,可按設定的數據採集間隔定時自動化工作,並對原始數據進行轉換計算。數據採集裝置通常具有 RS-232或其他標准通信介面,可以方便地將數據下載至 PC中作進一步分析處理。對於不具備配套數據採集裝置或僅具備攜帶型讀數裝置的監測儀器,則可以通過第三方的數據採集儀實現自動採集工作,通用型的數據採集儀可方便地將頻率、電壓等模擬信號轉換為數字信號加以存儲和處理,並具備標准通信介面和PC交換數據。由於數據採集儀多置於監測儀器附近,二者間通常使用線纜相連接。

表1常用監測技術方法簡表

3.3數據傳輸系統

數據傳輸系統用於完成數據採集儀—控制中心—用戶間的數據傳遞。實際上,控制中心—用戶間通常是利用國際互聯網、通過發布系統實現的,所以狹義上的數據傳輸指數據採集儀—控制中心之間(即災害體現場至控制中心)的數據傳遞。

按照災害體和控制中心空間距離的長短,可將數據傳輸分為近距離數據傳輸(一般低於2km)和遠程數據傳輸兩種類型。前者由於傳輸距離較短,一般採用線纜連接,後者則採用遠程數據傳輸裝置。

按傳輸介質,遠程數據傳輸分為有線傳輸和無線傳輸兩種方式。目前常用的有線傳輸方式有電話線連接(即在電話線兩端載入 Modem對數據進行調制、解調)、光纜連接等,無線傳輸方式有數傳電台(用於中遠距離)、GSM/GPRS或 CDMA移動通信網路、通信衛星等(圖2)。

圖2常用的數據傳輸方法

3.4信息發布系統

信息發布系統通過國際互聯網,以 Web主頁的方式向目標層人員(即用戶)提供各類監測信息。監測信息包括災害體地質條件、發育特徵、監測網布置方式、多元監測數據、監測數據隨時間推移曲線變化情況、監測信息公告及圖片、視頻等。

信息發布系統由底層資料庫和發布主頁兩部分構成。前者用於管理各類基礎信息及監測數據,為後者提供數據源,後者為用戶提供信息訪問平台。二者之間通常採用B/S等架構交換數據。

信息發布系統一旦建立完成後,一些信息內容,如災害體地質條件、發育特徵、監測網布置方式等說明性的文字便相對固定下來,在短時間內不會做大的改動,這些信息通常稱為靜態信息。而隨著時間推移,監測數據及其曲線等信息不斷產生,且呈現動態變化並需在主頁上自動更新、顯示,這些信息稱為動態信息。要實現監測數據的實時發布,需建立動態主頁來顯示動態數據。

由於監測數據是由底層資料庫管理的,故只要即時將監測數據自動寫入資料庫中,為動態主頁提供隨時更新的數據源,便可實現自動顯示,即實時發布。而這一點是易於做到的。

4巫山縣地質災害實時監測示範站簡介

重慶市巫山縣新城區是我國地質災害危害最為嚴重的地區之一,全縣約1/3的可用建設用地受到不同程度地質災害的威脅。通過論證對比,在城區27個較大滑坡(崩塌)中,選擇了近期變形相對較為明顯、危害較為嚴重的向家溝滑坡和玉皇閣崩滑體建立實時監測預警系統進行應用示範。選用GPS監測地表位移、固定式鑽孔傾斜儀和TDR技術監測深部位移、孔隙水壓力監測儀監測滑體孔隙水壓力及飽水時的水位、水溫,同時通過安裝儀器的附加功能或定期搜集的方法兼顧了地溫、降水量及庫水位等監測。截至目前,共建立GPS監測標22處(含基準標)、固定式鑽孔傾斜儀和TDR監測點(孔)各3處、孔隙水壓力監測3孔7測點。多種監測儀器在同一地理位置同組安裝,這樣不僅便於不同監測方法之間資料的相互印證對比,還可以僅使用一台採集儀及傳輸裝置採集、傳輸多種監測數據,降低監測系統建設成本;另外,同組安裝便於修建監測機房(現場站)保護監測儀器設施。以上監測方法除GPS因建設成本、人為抗力風險等原因採用定期觀測外,其餘監測方法均採用實時化監測。

4.1示範站數據採集系統

固定式鑽孔傾斜儀、TDR、孔隙水壓力監測儀三種監測儀器均具備配套的數據採集裝置,其中TDR監測技術使用工業控制機作為數據採集裝置,恰好可以作為另兩種監測儀器的上位機,通過多串口擴展,將固定式鑽孔傾斜儀和孔隙水壓力監測儀連接至工控機,定時下載、存儲數據,並在預定時間統一傳輸至控制中心,同時在工控機上存放數據備份,防止數據丟失。示範站數據採集系統結構圖如圖3所示。

圖3示範站數據採集系統結構圖

4.2GPRS遠程無線傳輸系統

示範站控制中心設在巫山縣國土資源局,距向家溝滑坡直線距離2.74km,距玉皇閣崩滑體約0.6km,其間採用GPRS網路進行數據的遠程無線傳輸。

GPRS(General Packet Radio Service,通用分組無線業務)是中國移動通信在GSM網路上發展起來的2.5G數據承載業務,具有傳輸速度快、永遠在線、按量計費等優點。GPRS使用TCP/IP協議,因此可方便地將數據寫入指定(具固定IP地址)的伺服器中。

GPRS數據傳輸硬體為商用型GPRS-MODEM,控制軟體自主編寫,用於控制數據傳輸時間、目標地址及傳輸過程的錯誤處理,由伺服器端和客戶端兩部分構成。伺服器端用於設置網路配置、資料庫連接方式及數據文件、日誌文件和配置文件的存放路徑。客戶端安裝於現場站數據採集儀(工控機)上,控制網路連接、上傳時間、數據編碼、數據備份及傳輸錯誤處理。客戶端軟體和所有的數據採集軟體設置為不間斷工作狀態,在按控制參數工作的同時,接受控制中心的配置指令即時對控制參數進行調整。

4.3示範站信息發布系統

示範站信息發布系統硬體由1台小型伺服器和2台 PC終端的100M區域網構成。通過2M帶寬的ADSL接入Internet。底層資料庫和WEB主頁同時安裝於伺服器上。伺服器操作系統為Mi-croSoft Windows Server 2000,資料庫系統採用 MicroSoft SQL Server 2000。WEB主頁用 ASP.NET和Visual C﹟編寫,和資料庫之間採用B/S架構。在病毒防護和網路安全方面,採用商業軟體瑞星RAV 2004和天網防火牆系統。

(1)資料庫系統

資料庫系統是信息發布系統的基礎,按管理內容分為基礎信息管理、數據管理、輔助信息管理三部分。基礎信息管理的內容包括監測站(包括中心站和現場站)、監測鑽孔、監測點、發布信息、發布圖片等;數據管理內容包括固定式鑽孔傾斜儀、GPS、TDR監測系統、BOTDR監測系統、孔隙水壓力監測儀、環境溫度、降水量、庫水位等;輔助信息管理內容包括分級用戶、下載信息、訪問統計次數等,資料庫系統構成如圖4所示。

(2)數據伺服處理程序

數據伺服處理程序用於轉換、計算現場站傳來的數據,並即時將處理後的結果寫入資料庫中。處理程序採用Visual BASIC語言編寫,通過計時器控制的定時功能觸發寫庫過程,並在完成寫庫過程後刪除原數據以防止重寫。不難看出,數據伺服程序是傳輸系統和發布系統之間的連接,它使兩個彼此獨立的系統有機地結合起來。

(3)示範站信息發布主頁

信息發布主頁為遠程用戶提供所需的全部信息,包括示範站的概況、實時的監測曲線、最新的監測數據等。從發布信息內容、訪問方式及管理維護的角度出發,主頁設計成導航區、發布區、管理區和下載區,為遠程用戶、管理員提供交互。

圖4示範站資料庫系統構成框圖

導航區為遠程用戶提供必要的導航信息,包括公告信息、圖片及相關的專業網站鏈接,展示示範站建設工作的進展、取得的階段性成果及有關的預警內容。

發布區用於提供示範站概況、實時監測曲線及數據查詢。

示範站概況包括示範區自然地理條件、地質條件、示範站工作的整體部署,監測儀器設施(GPS、固定式鑽孔傾斜儀、TDR、BOTDR、孔隙水壓力監測儀等)的性能指標,監測現場站(含中心站)、監測鑽孔、監測點的基礎信息等內容。

實時監測用於顯示各種監測曲線,是發布主頁最核心的內容。從訪問方便的角度出發,實時監測採取了「選擇災體—選擇監測剖面—選擇監測點—選擇監測時段—顯示監測曲線」逐級打開、層層剝落的展示方式,並全部做成圖形方式鏈接,以增強訪問的直觀性。監測曲線的坐標設計成自適應型,圖形的大小在系統的配置文件中設置,並標明數據的最新更新時間。曲線是以圖片的形式顯示的,用戶可以方便地將其下載到自己的PC中保存。

從安全考慮,數據查詢進行了加密,用戶需用授權的用戶名和密碼登錄後方可查看。查詢採取了「選擇監測方法—選擇監測點—選擇監測起始時間—顯示數據表」組合式篩選的方式。輸入界定參數並提交後系統從底層資料庫中找到所有符合條件的記錄,按日期排序後列表顯示。用戶可以全部或部分選取查詢結果,粘貼至個人PC作為WORD文檔保存。

管理區專為系統管理員設計,用於管理員遠程管理文本、圖片、數據等信息,進行信息的添加、修改、刪除、上傳下載等操作。分為信息管理、圖片管理、數據管理、下載管理4個相互獨立的模塊,具有模糊查找等高級功能。

下載區為授權用戶提供工作圖片、視頻、監測報告、軟體等較大文件的下載功能,補充主頁在文件交換方面的不足。

主頁面布局如圖5所示。欲了解發布系統的更多內容,請登錄Http://www.wss.org.cn。

5示範站實時監測系統運行評價

由於本文著重論述實時監測技術的可行性和可靠性,因此不對監測成果和滑坡穩定性動態做更多分析。從以上論述明顯可以看出,在地質災害監測中,構建實時監測系統從技術上是可行性的。本節主要針對巫山縣實時監測預警示範站運行過程中出現的各種問題,從故障統計、故障原因分析等方面,對示範站採集系統、傳輸系統、發布系統的可靠性進行簡單評價,並提出意向性的改善建議。

圖5示範站信息發布主頁面

根據巫山縣地質災害監測預警示範站建設工作日誌,監測系統故障主要發生在傳輸子系統,故障表現形式為數據不傳輸或不正確傳輸,主要原因為GPRS網路信號不穩定造成傳輸隨機中斷所致;其次,撥號連接失敗後的重復嘗試連接導致伺服器80埠長期無效重復佔用,當超過伺服器最大連接數後導致網路無法正確訪問;再次,監測地區不規律的停電常常使保障體系失效,從而丟失數據。此外,示範站伺服器系統遭受過病毒破壞和惡意攻擊,兩次造成網路系統崩潰。可見,實時監測系統在基礎通信條件和保障體系完備的條件下,是能夠穩定可靠運行的。在建設過程中通過安裝長時後備電源系統、功能完善的病毒防火牆和網路防火牆,可有效降低保障體系風險,進一步提高系統運行的穩定性。

6結語

巫山縣地質災害實時監測預警示範站自2003年陸續建設運行以來,在技術人員的維護下,系統運行正常,取得了數十萬個監測數據,發布公告信息及圖片近百條(幅),編寫監測分析簡報數期,實現了監測信息遠程實時訪問,取得了良好的示範效果。實踐證明,將實時監測技術應用於地質災害防治中是完全可行的,也是比較可靠的。可以預見,實時監測技術將是地質災害監測的必然發展趨勢。

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D. 地質災害防治工程中監測新技術的開發應用與展望

季偉峰

(中國地質科學院探礦工藝研究所,四川成都,610081)

【摘要】地質災害防治工程中對地質災害體的監測十分必要。本文簡要介紹了我國當前地質災害監測的主要方法及新技術在工程實踐中的應用,指出了地質災害監測工程實踐中存在的主要問題,展望了我國在本領域技術發展的趨勢。

【關鍵詞】地質災害監測技術應用展望

自然地質環境和人為活動是引發地質災害的兩大主要原因。在最近的20多年時間里,隨著我國人口的增加,經濟建設的快速發展,特別是基礎設施建設規模的擴大,建設與用地的矛盾十分突出。植被的破壞嚴重,使山體滑坡、泥石流、地面沉降等地質災害在全國許多地區頻繁發生,嚴重阻礙了災害發生地的經濟建設和社會發展。

1我國主要的地質災害形式及危害

1.1地質災害及常見形式

地質災害是指由自然地質作用和人為活動作用形成的,對人類生存和工程建設可能構成危害的各種特有的自然環境災害的總稱。

常見的地質災害形式主要有6種,它們是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫和地面沉降,簡稱為崩、滑、流、塌、裂、沉。

1.2三峽庫區的主要地質災害

三峽水利工程建成後將產生巨大的經濟效益和社會效益。但它的建設對庫區的自然環境也帶來一定的直接或潛在影響。三峽工程的一期蓄水、二期蓄水和新城鎮的建設已經給庫區帶來了不少地質災害問題。在淹沒區的新城鎮建設中,由於在選址時考慮地質環境因素不夠,使有些新城鎮從建設一開始就與地質災害結下了「不解之緣」。主要表現形式為人為高切坡和深基坑誘發的滑坡和崩塌。湖北的巴東、秭歸,重慶的巫山、奉節、雲陽、萬縣等地在新城鎮的建設中都引發了大量的地質災害,如何趨利避害是擺在我們面前的重大課題。

1.3地質災害的主要危害

地質災害的危害是顯而易見的。我國幅員遼闊,地質構造復雜,地貌千姿百態,山地和丘陵面積占國土總面積的2/3以上。全國34個省、直轄市、自治區以及特別行政區均存在著不同形式和不同程度的地質災害,每年都要造成慘重的人員傷亡和財產損失。其中滑坡、泥石流和山洪等突發性地質災害被定為國際減災10年的主要災種,由於這些災害具有潛在性和突發性,一旦發生,來勢兇猛,常造成斷道、斷航、構築物損毀、人員傷亡和財產損失。在我國,每年喪生地質災害的總人數達800~1000人,經濟損失超過100億元人民幣。

1.4地質災害監測的特點

(1)滑坡等變形體分布通常較為分散,成因機制復雜。開展監測工作前,需有一定前期地質環境勘察、研究工作基礎;

(2)地質災害體大多位於交通、通訊十分不便地區,電源接入也很困難;

(3)目前大多數監測以手動為主,數據匯交速度相對較慢,人工勞務成本較高;

(4)與大壩、橋梁、隧道等固定建築物、構築物的安全監測相比,地質災害監測具有開放的監測邊界,條件復雜,自動化監測和遙測等監測手段、監測儀器的選擇、固定安裝、運行等須注意儀器設備的環境適應性和抗干擾性能,保證正常使用和安全運行。

2地質災害防治工程中監測的必要性

地質災害防治工程的監測根據工程所處的不同階段,可分為施工安全監測、防治效果監測和長期穩定性監測,目前一般簡單地統稱為監測。在以往的工作實踐中經常發現,除經濟原因外,在地質災害的治理過程中存在一定的盲目性。有些地質災害進行了治理,理由是認為它不穩定。有些沒有進行治理,理由是認為它是穩定的。除一些簡單粗糙的勘察資料外,幾乎沒有充分的證據證明一個變形體穩定與否,是否需要進行工程治理。如果對滑坡等變形體進行必要的監測,將會減少這種盲目性,收到事半功倍的效果。

2.1對於已採取工程措施的地質災害體

對於已採取工程措施的地質災害防治工程,在治理過程中,根據監測結果進行效果評價,指導施工,及時對設計進行修改;防治工程竣工後,隨著周圍環境條件的變化,約束條件也會發生變化。如錨索的腐蝕和鬆弛、地下水位變化、臨空面加大、工程質量不高、巨大外力(如地震和大爆破)等,都有可能使一些已經治理過、暫時處於相對穩定的滑坡變形體重新失穩,如不進行持久的監測,它們具有更大的欺騙性和危險性,並非就可以高枕無憂,仍需通過必要的監測來評判它的治理效果和長期穩定性。

2.2對於未採取工程措施的地質災害體

對於一些未經治理、而又具有潛在危害的地質災害體,監測也是十分必要的。一些暫時沒有資金進行工程整治但又對人民生命財產構成較大潛在威脅的大型滑坡變形體,以投資較小的監測工作來彌補是有效的方法和途徑。通過有效的監測既可對其穩定性進行評價,監測結果又可為是否治理和如何治理提供設計依據。用監測的手段對滑坡等變形體進行有效的監控,是一項投資少、見效快的方法,目前已逐步被一些政府官員和業主所接受並推崇。他們也意識到用工程手段進行整治後應該用監測數據來驗證,否則是盲目的。但目前仍有相當多的管理和設計部門只注重被動的治理和亡羊補牢,而不注重防患於未然。

3當前地質災害監測的主要方法

以往作為監測工作的對象,主要是對一些重要的構築物和大型建設工程的變形、位移、沉降等進行監測,如水利水電大壩、大型橋梁、重要廠房、大型地下隱蔽工程、礦山邊坡和尾礦壩等。對復雜的地質災害體進行監測,則是近些年才逐漸開始應用的,當前採用的主要監測方法有以下幾種。

3.1地面絕對位移監測

絕對位移監測是最基本的常規監測方法,測量崩滑體測點的三維坐標,從而得出測點的三維變形位移量、位移方位與變形位移速率。主要使用經緯儀、水準儀、紅外測距儀、激光準直儀、全站儀和GPS等,應用大地測量法來測得變形體上某點的三維坐標。

3.2地面相對位移監測

地面相對位移監測是量測崩滑體重點變形部位點與點之間相對位移變化(張開、閉合、下沉、抬升、錯動等)的一種常用的變形監測方法。主要用於對裂縫、崩滑帶、采空區頂底板等部位的監測、沉降觀測等,是位移監測的重要內容之一。目前常用的監測儀器有振弦位移計、電阻式位移計、裂縫計、變位計、收斂計等。

3.3鑽孔深部位移監測

對於滑坡等變形地質體來講,不僅要監測其地表位移,也要監測其深部位移,這樣才能對整體的位移進行判斷監測。方法是先在滑坡等變形體上鑽孔並穿過滑帶以下至穩定段,定向下入專用測斜管,管孔間環狀間隙用水泥砂漿(適於岩體鑽孔)或砂、土石(適於鬆散堆積體鑽孔)回填固結測斜管;下入鑽孔傾斜儀,以孔底為零位移點,向上按一定間隔(一般為0.5m或1m)測量鑽孔內各深度點相對於孔底的位移量。常用的監測儀器有鑽孔傾斜儀、鑽孔多點位移計等。

3.4應力監測

對於滑坡等變形體不僅要監測其位移的變化,還需要監測其內部應力的變化。因為在地質體變形(或稱運動)的過程中必定伴隨著變形體內部應力變化和調整,所以監測應力的變化是十分必要的。常用的儀器有錨桿應力計、錨索應力計、振弦式土壓力計等。

3.5水環境監測

對於崩滑體來講,除了自然地質條件和人為擾動外,水是對滑坡的穩定狀態起直接作用的最主要因素,所以對水環境(含過程降雨及降雨強度、地表水的流量、地下水位、滲流量、滲流壓、孔隙水壓力、地下水溫度等)進行監測十分重要。常用的監測儀器有量水堰、遙測雨量計、測鍾、電測水位計、遙測水位計、滲壓計、滲流計、電測溫度計等。

3.6地震監測

地震監測適用於所有的崩滑監測。地震力是作用於崩滑體的特殊荷載之一,因此對崩滑體的穩定性起著重要作用。當地質災害位於地震高發區時,應經常及時收集附近地震台站資料;必要且條件許可時,可採用地震儀等監測區內及外圍發生的地震強度、發震時間等。分析震中位置、震源深度、地震烈度、評價地震作用對區內的崩滑體穩定性的影響。

3.7 人類相關活動監測

人類活動如掘洞采礦、削坡取土、爆破採石、載入及水利設施的運營等,往往造成人工型地質災害或誘發產生地質災害,在出現上述情況時,應予以監測並停止某項活動。對人類活動監測,應監測對崩滑體有影響的項目,監測其范圍、強度、速度等。

3.8宏觀地質調查監測

採用常規地質調查法,定期對崩滑體出現的宏觀變形痕跡(如裂縫發生及發展、地面沉降、塌陷、坍塌、膨脹、隆起、建築物變形等)和與變形有關的異常現象(如地聲、地下水異常等)進行調查記錄。該法具有直觀性強、適應性強、可信程度高的特點,為崩滑監測的主要手段,也是群測群防的主要內容。適用於所有崩滑體,具有準確的預報功能。

4監測新技術的研究與工程實踐

4.1國外監測新技術的研究與應用

發達國家在岩土工程及地質災害監測領域不但有傳統的監測方法和儀器,近年來已將高新技術應用於地質災害預測、預警工程。美國的PDI公司、Geokon公司、義大利Sisgeo公司、瑞士Leica公司、瑞典Geotech公司、德國Zeiss公司、日本尼康公司等在監測方法的創新和新技術的應用方面都處於領先地位。紅外技術、激光技術、微波技術、光纖技術、格區式光柵技術、機電一體化、自動化技術、衛星通訊技術、計算機及人工智慧等高新技術在監測技術方法和儀器的開發研究中得到了廣泛的應用。可以這樣講,作為岩土工程監測一個分支的地質災害監測及監測儀器,已經不是傳統意義上的大地測量儀器,而是實現了傳統方法和儀器與現代高新技術的完美結合,把監測儀器的技術水平推到了一個嶄新的階段,並正在向更高層次發展。國外具有代表性的產品有 Leica公司的TCR1800全站儀、TCR2003測量機器人、Geomos系統、DNA電子水準儀、GPS,Zeiss公司的DiNi12系列電子水準儀、North America公司的鑽孔多點位移計、Sicon公司的岩土工程監測系列儀器等。

4.2國內監測新技術的研究與應用

國內水電系統和國土資源部都開展了這方面的研究,如水利科學院、中科院有關院所、國土資源部技術方法研究所等。我所伴隨著三峽工程的建設,在國土資源部的大力資助下,也開發了多種岩土工程及地質災害防治監測儀器,如鑽孔傾斜儀系列、應力測量系列、地面位移測量系列等監測儀器、多參數遙測系統等,還承擔了科技部「崩滑地質災害自動化監測系統」項目的研究,為測量儀器國產化做了大量的工作,產品在三峽庫區和國家的重大工程中得到了較好的應用。我所近幾年研究的成果並形成的產品主要有以下8項:

(1)DMY型激光隧道斷面張斂測量系統;

(2)BYT型光纖崩滑體推力監測系統;

(3)DZQX新型多功能鑽孔傾斜儀;

(4)崩塌無線自動化監測預報系統;

(5)PSD型微位移變形測量系統;

(6)MS型錨索(錨桿)測力系統;

(7)DHS型地層含水率儀;

(8)岩心定向與取心技術研究。

4.3工程監測實踐

在研究開發的同時,我所用自己研究的成果積極參與國家重大基本建設工程的監測工作和三峽庫區地質災害防治的工程監測,取得了較好的經濟效益和社會效益。最近幾年承擔的重大監測工程有:

(1)寶成復線清江大斷面雙線長隧道變形量測;

(2)成昆鐵路電氣化改造西昌南馬鞍堡隧道變形量測;

(3)北京地鐵復八線變形量測;

(4)上海地鐵一號線人民廣場站變形量測;

(5)青島地鐵試驗段變形量測;

(6)成(都)—南(充)高速公路高陡邊坡變形及量測;

(7)內(江)—宜(賓)高速公路高邊坡變形量測;

(8)丹(東)—沈(陽)高速公路丹本(溪)段全線隧道驗收工程;

(9)318國道二郎山—康定段 K2794+860~980滑坡的地面位移、深部位移及應力監測;

(10)奉節縣、雲陽縣地質災害監測工程。

5監測技術發展展望

(1)地質災害的發生將更加頻繁,危害程度更大,監測工作將受到更多的重視,監測成果應用將產生更大的社會效益。

(2)在我們的上級主管部門——中國地質調查局的支持下,我們的監測儀器研究及運行系統軟體開發將會得到更多資助,並使我們的監測手段更加完備,登上一個新的台階,具有更強的市場競爭能力。

(3)自動化監測和遙測是地質災害監測的發展方向,但目前實施還有很多困難。

(4)地質災害具有一定區域性,是一項公益性的事業,更需要政府的引導和支持。

6結語

通過幾年的監測工程實踐,目睹了不少由於忽視地質災害的工程安全監測和失效工程而導致生命和財產的損失,也看到不少通過監測成功預報災害而避免災害發生的實例。在實行工程質量終生追究制的今天,對地質災害及相關岩土工程的安全進行長期監測顯得尤為重要和迫切。

監測工程是地質災害防治工程體系的重要組成部分,不能重治輕防,應做到治理、防範、監測並重,有時甚至重於工程治理手段。

在一定時期內對滑坡變形體實施監測工程,可以節省大量的投資。

地質災害防治工程應建立在科學監測的基礎上,以監測指導設計、施工、工程效果評價,以科學的態度面對它,應從過去的憑經驗和粗糙的勘察上升到定量階段,只有這樣,才能對滑坡變形體進行深入的認識和科學評價。

監測工作不是可有可無的,它是工程診斷的需要,是從事地質災害研究和預測必不可少的一項工作。

防範重於救災,監測勝於治理。

參考文獻

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[4]唐邦興主編.山洪泥石流滑坡災害及防治.北京:科學出版社,1994

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[7]王永年,殷世華主編.岩土工程安全監測手冊.北京:中國水利電力出版社,1999

[8]季偉峰主編.工程地質與地質工程.北京:地質出版社,1999.

E. 地質災害監測記錄怎麼寫

有規定的表格和檢驗項目,一般就是掌子面圍岩描述 節理 裂隙走向 滲水情況幾種吧

F. 地質災害減災防災實例

一、地質災害概況 二、地質災害危險區減災防災預案 三、地質災害易發區防災減災對策 四、地質災害防災預案的落實為切實做好2003年汛期地質災害防治工作,最大限度地減少或避免地質災害給人民生命財產造成的損失,根據《國務院辦公廳轉發國土資源部建設部關於加強地質災害防治工作意見的通知》(國辦發〔2001〕35號)和《地質災害防治管理辦法》(國土資源部第4號令)精神,特編制本預案。 一、地質災害概況 我市地處魯中山區北側,山區與平原交接地帶,地形地貌變化較大,地質構造復雜,黃河橫貫全區。受人類工程活動及自然因素的影響,區內地質災害時有發生。區內主要地質災害類型有:岩體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等。地質災害分為易發區和危險區。易發區包括歷城區西營、柳埠、高而、彩石、王舍人等鄉鎮的27個崩塌易發區、6處滑坡易發區、11個泥石流易發區和市區東郊1個地裂縫易發區。危險區包括歷下區燕翅山崩塌和滑坡、歷城區西營鎮林枝滑坡、歷城區西營鎮閣老滑坡、歷城區西營鎮積米峪滑坡、歷城區彩石鎮西嶺後滑坡、歷城區柳埠鎮杜家村滑坡、長清區張夏鎮梨棗峪滑坡、章丘市垛庄鎮上射垛泥石流、歷城區西營鎮八十崖村泥石流、槐蔭區濟南第二糧庫及附近居民房地裂縫。 二、地質災害危險區減災防災預案 (一)滑坡危險區防災預案 1.地質災害現狀。山體滑坡主要分布於南部山區,近年共發生滑坡18處,其中7處滑坡被劃為危險區。 歷下區燕翅山崩塌和滑坡:燕翅山位於濟南市歷下區政府駐地南部,姚家鎮姚家村西南,東經117°04′15″—117°04′29″,北緯36°39′31″—36°39′40″山體呈北東—南西向。佔地面積約0.28km2,海拔高程198m,相對高差80多米。 燕翅山地貌類型屬剝蝕殘丘。主要岩性為:奧陶系石灰岩和燕山期侵入的閃長岩,山麓地帶堆積第四系坡殘積物和近期人工堆積的雜填土。山體上部為奧陶系石灰岩,閃長岩則以岩床的形式隱伏於石灰岩之下。在奧陶系石灰岩與閃長岩交接帶附近富集有矽卡岩型鐵礦礦床。奧陶系灰岩受火成岩侵入的影響,岩層產狀較為凌亂,總體岩層走向為250°,傾向340°,傾角34°—37°。在硯泉的東側發育有一條北北東—南南西向的正斷層。 由於歷史上采礦削坡等人為活動,1998年2月山體局部發生崩塌。目前山體西北側已形成滑塌體,滑塌體滑向320°,所處的山坡坡角37°,前緣扇面寬340m、扇面平均寬度210m、垂直高度67m、從前緣到後緣的水平距離88.9m、滑動距離0.45—1.3m,體積約21.10萬方。滑塌體前、後緣與滑塌體內已出現18條寬度不等的山體裂縫,其中:3條主裂縫長40—210m,裂縫最大寬度1.6m,最大可見深度9.4m。由於人工開挖山體坡角,在山體北、西、南3面均形成了臨空面(即:陡崖),山體北側高度40m、西側21m,南側(窯頭小學及西側民房(二層樓)的北部)9.1m。臨空面岩石風化強烈,節理裂隙發育,破碎。山體周圍5處礦渣、生活及建築垃圾堆,構成不穩定邊坡(其中:1號位於硯泉東,2號位於1號南鄰,3號位於姚家小學西南,4號位於窯頭小學北,5號位於省高檢院東),邊坡坡度34°—37°,邊坡高度12—26m不等。 受滑塌體與渣體滑坡威脅的單位有姚家村、窯頭村、警官學校、市城管局宿舍樓、省高檢院、省航空大廈和歷下區建委宿舍共涉及住戶210戶,1225人。 監測、預防責任單位:歷下區姚家鎮政府。 歷城區西營鎮林枝滑坡:位於林枝村東,東經117°1′4″,北緯36°30′43″,滑坡體由太古界變質岩風化殘坡積層組成,地形坡角42°。滑體後緣裂縫寬23cm,長約32m,走向NE48°,滑向SW240°,滑距0.40m。滑體長50m,寬52m,厚度20m,總體積約5萬m3。滑體前緣居民2戶,共計7人。 監測、預防責任單位:歷城區西營鎮政府。 歷城區西營鎮閣老滑坡:位於歷城區西營閣老村東南,東經117°3′41″—117°3′46″,北緯36°28′6″,滑體長370m,寬300m,厚度88m,總體積約880萬m3。滑坡滑動面大於30°動力以牽引式為主,滑動速度慢。初滑時間為1940年前後,當時滑坡後裂縫僅1m,到2001年4月已擴展至17.9m,平均擴展速度為0.26m燉a。滑體前緣居民17戶,共計69人。監測、預防責任單位:歷城區西營鎮政府。歷城區西營鎮積米峪滑坡:位於歷城區西營鎮積米峪村,滑坡體傾向北東,傾角35°,前沿滑距4.2m,滑坡體總體積30萬m3,首次滑動造成5間民房不同程度的破壞,受滑坡威脅的居民進行了搬遷避讓,現階段滑坡仍不穩定。 監測、預防責任單位:歷城區西營鎮人民政府。 歷城區彩石鄉西嶺後滑坡:位於東經117°16′13″,北緯36°33′27″,滑坡體屬變質岩風化坡,滑坡體總體積0.19萬m3,受威脅居民3戶,共計11人。 監測、預防責任單位:歷城區彩石鄉人民政府。 歷城區柳埠鎮杜家莊滑坡:位於杜家莊村北路東,東經117°14′56″北緯36°23′17″,該滑坡體由寒武系張夏灰岩組成,裂隙發育,滑向285°,滑體傾角70°-80°,滑坡後緣裂縫31cm,可見深度1.4m,滑距0.7m,滑坡體南北長50m,東西寬5—15m,厚25—30m,總體積約1.38萬m3。現在滑坡體前緣有居民1戶5人,滑坡除威脅這戶居民的生命財產安全外,還直接威脅著進出村的行人及車輛安全。 監測、預防責任單位:歷城區柳埠鎮人民政府。 長清區張夏鎮梨棗峪滑坡:滑坡體分兩個小滑坡,1號滑坡體長約30m、寬15m、厚5m、約0.225萬m3,滑坡底面為寒武系徐庄組紫色頁岩,滑坡體以較破碎的張夏鮞狀灰岩為主,滑向北西。2號滑坡長約100m、寬約70m、厚度大於5m、約3.5萬m3,滑坡體滑坡裂縫有內、外三條,呈三級滑坡台階,後緣裂縫0.3一1.0m不等,滑坡方向南西。現階段受滑坡威脅最嚴重的10戶居民已搬遷,如滑坡突然下滑,還將有30畝土地(包括作物)被破壞。 監測、預防責任單位:長清區張夏鎮人民政府。 2.滑坡致災原因分析。滑坡發生在寒武系徐庄組、饅頭組頁岩山體及上覆張夏組石灰岩地層或變質岩體風化層,屬順坡切層滑坡。滑坡前緣均有居民挖山平地建房或因修道路開挖山坡,據測量,滑坡前緣垂直挖坡3一10m不等,導致邊坡失穩產生拉張裂縫,降水隨裂縫滲入岩體,軟化頁岩,裂縫逐漸延伸擴大,形成滑動面,在連續降雨或大暴雨之後,山體自重增大,岩體軟化,沿潤滑的滑動面下滑,產生滑坡。 此類災害與人類工程活動緊密相關,臨坡挖坡建房、修路,破壞植被開墾是災害產生的前提條件,岩體自身物理力學特性(風化、軟弱夾層等)是災害產生的內在原因,大氣降水是災害產生的誘導因素。 3.減災防災對策。一是建立群測群防體系,定人定時監測,雨季加密監測;二是由於各滑坡體目前處於不穩定狀態,當地政府應迅速採取避讓措施,以免造成危害;三是堵塞滑坡裂縫,在後緣開挖排水溝,防止雨水沿裂縫下滲;四是加強防災教育,使受災群眾在災害突發時掌握自救方法;五是對滑坡實施24小時值班監測,並在滑波前緣設明顯警示牌,使過往行人、車輛等嚴加防範;六是在滑坡前緣堆石壓腳,嚴禁在滑坡前緣取土;七是在滑坡適當地段進行減荷卸載,降低滑坡規模。 (二)泥石流危險區防災預案 1.地質災害現狀。全市共發現13處泥石流隱患點,其中2處泥石流地質災害危險區:章丘市垛庄鎮上射垛泥石流危險區和歷城區西營鎮八十崖村泥石流危險區。 章丘市垛庄鎮上射垛泥石流:位於垛庄水庫上游射垛溝,溝底寬30一50m,多為楊、柳林或柴草堆積占據,溝坡為高陡的變質岩風化坡或殘坡積物堆積坡,溝谷源頭區低山環繞,構成一個近似封閉的匯水盆地,出口寬不足百米,下連深切谷(射垛溝),匯水面積約3km2,匯水區內大部分為砂礫質荒坡,西南隅為鑿山工程棄渣堆積,該危險區直接威脅著沿溝上、中、下射垛村的安全。 監測、預防責任單位:章丘市垛庄鎮政府。 歷城區西營鎮八十崖村泥石流:處於低山區,地理坐標:東經117°15′14″,北緯36°27′52″,地形坡度45°-52°,山勢陡峭。出露地層為太古界變質岩,岩體表面節理、裂隙發育,風化強烈,殘坡層厚度30厘米,局部厚度可達1米。由於村莊沿沖溝而建,房屋侵佔河道嚴重,因此,該村仍存在泥石流隱患。目前該村受威脅居民14戶,共58人,已基本搬遷完畢。 監測、預防責任單位:歷城區西營鎮政府。 2.致災原因分析。泥石流一般在具備一定匯水、碎泥石物質、較大勢能等條件下產生。如:章丘市垛庄鎮上射垛村泥石流形成區為四面環山近似封閉的匯水盆地,在匯水面積3km2范圍內僅有不足百米的出口,為泥石流的產生提供了場所條件;區內岩性為泰山群變質岩,岩石風化強烈,岩體破碎,植被稀少,且在西南隅為鑿山工程棄渣堆積,為泥石流的產生提供了物質基礎;區內地勢陡峻,高差對比大,為泥石流提供強大的勢能。上射垛泥石流潛在區強烈的地表徑流,為泥石流的產生提供了動力條件,強烈地表徑流來源於暴雨。因此,該區若遇強的降水過程,將快速匯水至狹窄出口,產生泥石流。 3.減災防災對策。針對該泥石流形成條件應採取以下幾點防治措施:一是對陡坡地段退耕還林,植樹造林。對坡度較小地段可改坡田為梯田;二是在山坡截水,修築分洪溝,支護易坍塌坡面;三是沿溝修建攔擋調節工程,延緩泥石流下瀉速度或徹底阻擋泥石流前進;四是建立泥石流預防、監測體系,建立群測群防監測網路和警報系統,明確汛期值班人員,對泥石流產生時間、空間、強度進行預報,加強行政管理,形成抗災、救災、執法行政管理系統;五是對難以實施治理工程的泥石流危險區,採取必要避讓措施。 (三)地裂縫危險區防災預案 1.地質災害現狀。今年在我市發現1個地裂縫危險點:槐蔭區濟南第二糧庫及附近居民房地裂縫危險區。 濟南第二糧庫及附近居民房地裂縫:位下濟南市槐蔭區槐蔭街69—143號。該區域地裂縫開始於5月中旬,到目前為止,濟南第二糧庫及附近居民房共計發現120處裂縫(其中濟南第二糧庫約100多處,附近居民房有20餘處)。所有裂縫的開裂狀態均為斜裂,呈雁行式平行排列,裂縫長1—6m不等,寬度在0.1—7.5cm,傾角60°左右。 2.致災原因分析。在濟南第二糧庫的東北鄰方向,有一處建築施工工地,在基礎施工中,經濟南水務局批准施工了20個降水井配合降水,5月13日開始降水,60日完成,總降水量24萬方。據初步分析,可能是由於大量抽取地下水,使局部地段地基土的承載力下降,產生不均勻沉降所致。 3.減災防災對策。針對糧庫及居民房開裂的現狀,建議採取以下幾點防治措施:一是加強房屋裂縫的監測工作,特別是在汛期要加密觀測;二是在濟南第二糧庫院內進行第四系地下水的系統水位觀測;三是做好人員避讓及糧食的移倉工作;四是盡快對所涉及區域(槐蔭街69—143號)及其附近地區的地裂縫地質災害進行勘察論證。 三、地質災害易發區防災減災對策 (一)以崩、滑、流為主的地質災害 1.基本情況及威脅對象。目前已發現歷城區柳埠、西營、高而、彩石4鄉鎮共45處地質災害易發區,受威脅居民166戶,計652人。其中崩塌易發區27處,受威脅居民66戶,計263人;滑坡易發區6處,受威脅居民23戶,計94人;泥石流易發區11處,受威脅居民77戶,計295人(詳見附表)。該類地質災害致災地質條件已經具備,在汛期瞬時降水量較大及人為工程誘發條件下,有產生地質災害的可能。 2.預防措施。一是設立地質災害易發區警示牌;二是建立群測群防體系,定人定時監測,雨季加密監測,發現險情及時上報;三是對小型崩塌、滑坡體實施人工排險;四是當地政府應迅速採取必要避讓措施,將附近居民搬遷至安全地帶,對於難以實施搬遷的,根據監測結果,制定好撤離計劃。 (二)市區東郊地裂縫 1.災害基本情況。1988年至1991年在濟南市東郊陳家張馬至冷水溝一線發生地裂縫,造成50間房屋破壞,導致直接經濟損失達50萬元以上;1997年5月23日15時,歷下區姚家鎮賢文庄一民宅發生嚴重沉陷,直接經濟損失達10萬元;1999年以張馬屯為中心,西起大辛庄—八間堡,南至工業南路,東到王舍人—裴家營一線,北到洪家園—孟家莊—西沙河,南北長8km,東西寬6km,面積約50km2范圍內的4500餘間房屋出現不同程度的開裂,受災居民1100多戶,經濟損失達數千萬元。 2.地質災害致災原因分析。該區是東郊水源地主要取水地段,日取水量達20萬m3燉d以上。過量開采地下水使本區地下水位變化頻繁且變幅較大,導致岩溶發育發展。另外,區內廣泛分布有黃土,因其具濕陷性造成地基沉降,兩者綜合作用,是產生塌陷或地裂縫主要原因,致使大面積民房開裂。 3.減災防災對策。根據災害發生發展規律應採取以下防災措施:一是加強區內地下水動態監測,掌握水位動態變化規律;二是加強對災害發生區的日常監測,包括房沿、路面裂縫、塌坑范圍變化等,結合地下水位動態,預測地質災害發生趨勢;三是調度地下水開采量、控制地下水位變幅;四是在災害發生區進行工程建設時,要事先進行地質災害危險性評估,充分考慮岩土工程地質和水文地質條件,做到以防為主,盡量減少災害造成的損失。 四、地質災害防災預案的落實 (一)要建立健全地質災害防治工作責任制。各有關縣(市)區政府要依據本預案,結合本轄區地質災害實際狀況,抓緊制定具體的汛期地質災害減災防災預案。各級政府主要負責人要對本地區地質災害防治工作負總責,並層層建立和完善領導責任制,將災害危險區和易發區的監測和防治落實到具體單位,明確具體負責人。 (二)落實汛期值班制度和災害速報制度。要認真執行地質災害防治預案,建立群測群防網路,落實險情巡查、災情速報、汛期值班等制度。對地質災害危險區和易發區,要指派專人監測,同時,有針對性地做好宣傳工作,提高廣大幹部群眾的防災意識。 (三)加大地質災害防治工作執法力度。要加強對崩塌、滑坡、泥石流危險區和易發區跟蹤管理,加大執法監督力度。對在地質災害危險區、易發區進行的修路、建房、開礦、取土等工程活動,必須事先做好地質勘查工作,嚴格按照國家有關標准進行設計、施工,杜絕人為活動誘發的地質災害。對已經修建的工程,要及時採取補救措施,防止發生地質災害。

G. 怎樣監測地質災害

地質災害監測來方法地質災源害的監測方法可用簡易監測和儀器監測。
簡易監測方法:變形位移監測法、裂縫相對位移監測法、目視檢查監測法等。
(1)變形監測法:通過監測點的相對位移量測,了解掌握地質災害的演變過程。
(2)裂縫相對位移監測法:通過監測災體中拉裂兩側相對張開、閉合變化,了解地質災害體的動態變化和發展趨勢。
(3)目視檢查法:通過定期目視監測地質災害隱患點有無異常變化,了解地質災害演變特徵,及時發現斜坡地面開裂,剝脫落,地面鼓脹,泉水突然渾濁,流量增減變化,樹木歪斜,牆體開裂等微觀變化,及時捕捉地質災害前兆信息。
重要危險隱患點應採用儀器監測。

H. 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

I. 地質災害調查監測

完成抄全國1∶1萬工程地質調查1127平方千米,1∶5萬工程地質調查6530平方千米,1∶5萬災害地質勘查2200平方千米。各地成功避讓各類地質災害920起,安全轉移37926人,避免財產損失5.5億元。地質災害造成的死亡和失蹤人數同比減少12%,直接經濟損失減少42.7%。

長江三角洲地區全面建成地面沉降監測與控制體系,初步建立地面沉降主動防治和科學管理的決策機制。重慶巫山、奉節建立了具國際先進水平的地質災害實時監測預警示範站,為三峽工程庫區等國家重大工程建設區地質災害的監測預警提供了技術支撐。建立以專業的地質災害監測和群測群防相結合的雅安地質災害監測預警示範區和以區域地質災害監測為基礎的江西省地質災害氣象預警系統。西南山區城市、東南台風暴雨型、西北黃土地質災害監測預警示範工作取得良好進展。「萬村培訓行動」成效明顯,雲南昭通成功預報鹽津滑坡,避免2011人傷亡;四川達州成功預報青寧鄉岩門村滑坡,避免2251人傷亡。

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