地質災害監測站施工
⑴ 全國地質災害監測預警體系建設的主要任務
全國地質災害監測預警體系建設的總體規劃如圖7.1所示。
7.3.1 國家、省、市、縣級地質災害監測預警站網建設
縣級以上國土資源行政主管部門建立地質災害監測預警體系,會同建設、水利、交通等部門承擔地質災害監測任務,負責業務技術管理,並可受政府委託行使部分地質災害監測管理職能,發布地質災害監測預警信息。地質災害監測機構是公益性事業單位。
(1)國家級地質災害監測站
國家級地質災害監測站負責全國性地質災害專業監測網、信息網的建設與運行工作,並承擔國家級地質環境監測任務;承擔全國地質災害預警預報和相關的調查研究工作;擬編全國地質災害監測規劃、計劃、工作規范和技術標准;開展科技交流與合作,研究和推廣新技術、新方法;承擔全國地質災害監測數據、成果報告的匯總、分析、處理和綜合研究,為政府決策部門和社會公眾提供信息服務;負責對省(區、市)級地質災害監測業務的指導、協調和技術服務。
(3)地質災害監測預警研究試驗區
針對我國突發性地質災害具有區域性、同時性、突然性、暴發性和危害大等特點,結合國土整治規劃和資源能源開發,在代表性地區開展地質災害監測預警示範。在試驗區建立自動遙測雨量觀測站網,逐步建立試驗區滑坡、崩塌和泥石流區域爆發的降雨臨界值,為突發性災害的區域預警提供依據。同時,在試驗區開展降雨期斜坡岩土體滲流觀測,研究降雨誘發滑坡、崩塌和泥石流的機理。
2010年前,進一步完善和建設三峽庫區立體式監測預警示範區。完成三峽庫區滑坡、崩塌、泥石流災害的立體監測網建設,在庫區60處地質災害點實現監測數據的自動採集、實時傳輸和自動分析;完善庫區20個縣級監測點建設;完成1∶1萬航攝飛行;建立全庫區的遙感(RS)監測系統,完成全球定位系統(GPS)控制網、基準網建設。
2010年以前重點在重慶市區、北京市、甘肅蘭州市、陝西安康市、四川雅安、雲南新平、雲南東川、浙江金華市、江西宜春市等地區開展突發性地質災害監測預警試驗研究。
(4)地面沉降和地裂縫監測網
1)國家級地面沉降監測網選址原則:①跨省區的地面沉降災害區域;②有一定的監測工作和設施基礎;③地方政府有積極性,並提供配套資金;④具有較為完善的法規和管理體系。
2)工作部署:2010年之前,重點開展長江三角洲、華北平原、關中平原、淮北平原和松嫩平原地面沉降和地裂縫監測網的建設;2010年以後逐步開展汾河谷地、遼河盆地、珠江三角洲以及全國其他主要城市地面沉降和地裂縫的調查及監測網的建設。
長江三角洲地面沉降和地裂縫監測網包括上海市全部,江蘇的蘇錫常地區、南通地區和鹽城地區南部的三個縣(市),浙江的杭嘉湖平原,控制面積近5萬km2。
華北平原地面沉降和地裂縫監測網包括北京、天津市的平原區,河北省的環渤海平原區和山東的魯西北平原,控制面積5萬多km2。
關中平原和汾河谷地地面沉降和地裂縫監測網的覆蓋范圍自六盤山南麓的寶雞,沿渭河向東,經西安到風陵渡轉向北東,沿汾河經臨汾、太原到大同,寬近100km,長近1000km,包括渭河盆地、運城盆地、臨汾盆地、太原盆地、大同盆地等,涉及近50個(縣)市。
7.3.3 群測群防體系建設
突發性地質災害群測群防網主要針對地質災害較嚴重的山區農村,以縣為單位,在專業隊伍指導下,建立由當地政府領導下的縣、鄉、村三級群測群防體系。在各級地方政府的組織和領導下,充分發揮各級監測站的技術優勢,提高群眾的防災意識和參與程度,完善監測預報制度,到2010年,建成1400個縣(市)突發性地質災害易發區的群測群防網路體系。
(1)群眾監測網路建設
1)監測點選定原則:①危險性大、穩定性差、成災概率高,會造成嚴重災情的地質災害隱患體;②對集鎮、村莊、工礦及重要居民點人民生命安全構成威脅的地質災害隱患體;③一旦發生將會造成嚴重經濟損失的地質災害隱患體;④威脅公路、鐵路、航道等重要生命線工程的地質災害隱患體;⑤威脅重大基礎建設工程的地質災害隱患體。
2)監測點的建設:根據上述原則確定需要監測的地質災害隱患點後,由專業調查組及時向當地政府提出監測方案,同時協助搞好監測點的建設工作。①監測范圍的確定:除對地質災害隱患點和不穩定斜坡本身的變形跡象進行監測外,還應把該災害點威脅的對象和可能成災的范圍,納入監測范圍。②監測方法與要求:對當前不宜進行治理或暫時不能進行治理的隱患點,危害大的應建立簡易監測點,同時要對宏觀地面變形、滑坡體內的微地貌、地表植物和建築物標志等進行觀察。以定期巡測和汛期強化監測相結合的方式進行。定期巡測一般為半月或每月一次,汛期強化監測將根據降雨強度,每天或24小時值班監測。③監測點的設置:簡易監測點一般採用設樁、設砂漿貼片和固定標尺,對滑坡體地面裂縫相對位移進行監測,對危害大的隱患點,如有條件也可用視准線法測量監測點的位移。
3)監測網點的管理與運行:①監測責任落實到具體的單位與個人。被監測的地質災害隱患點所在的鄉(鎮)、村和有關單位為監測責任人,在其領導下,成立監測組,監測組由受危害、威脅的居民點或有關單位的群測人員組成。②建立崗位責任制,縣、鄉(鎮)、村應逐級簽訂責任書。調查過程中,採取多種方式進行宣傳與培訓,教會監測責任人、監測組成員和群眾,如何監測、如何判斷災害可能發生的各種跡象和災情速報及有關應急防災救災的方法。③信息反饋與處理。縣(市)國土資源主管行政部門負責監測資料與信息反饋的收集匯總,上報到市(地、州)國土資源行政部門(或地質環境監測站)進行綜合整理與分析,省國土資源廳地質環境處(或省地質環境總站)將上報的資料與信息錄入省地質災害空間資料庫,進行趨勢分析,同時對下一步監測工作提出指導性意見。④預測有重大險情發生時,當地政府和有關單位應立即採取應急防災減災措施,同時應立即報告省、市、縣政府和國土資源主管部門,派出專業人員赴現場協助監測和指導防災救災。⑤建立地質災害速報制度,按國土資發[1998]15號文附件執行。
4)資料的收集與監測數據的整理:①監測數據包括地質災害點基本資料、動態變化數據、災情等。②所有監測數據均應以數字化形式儲存在信息系統中,同時,必須以紙介質形式備份保存。③監測點必須進行簡易定量監測,並須整理成有關曲線、圖表等。應編制有關月報、季報和年報,同時,對今後災害發展趨勢進行預測。④監測數據應按有關程序逐級匯交。
(2)群專結合的預報預警系統建設
1)縣(市)國土資源行政主管部門歸口管理和指導群眾監測網路,負責監測資料與信息反饋的收集匯總。
2)縣(市)國土資源行政主管部門的地質環境職能部門應根據氣象、水文預報和監測資料進行綜合分析,預測地質災害危險點,並及時向有關鄉(鎮)、村和礦山及負有對重要設施管理的有關部門發出預警通知。
3)縣(市)國土資源行政主管部門負責組織各鄉(鎮)、礦山、重要設施主管部門編制汛期地質災害防災預案。編制全縣(市)汛期地質災害防災預案,並負責組織實施。
4)縣(市)國土資源行政主管部門負責組織地質災害防治科普宣傳活動和基層幹部培訓工作。
7.3.4 地質災害監測預警信息網建設
地質災害監測預警與防治數據是國家與地方進行地質災害防治,保障社會與經濟建設的重要信息,具有數量大、更新快、用途廣等特點。通過信息網的建設,實現數據的採集、存儲、分析和發布,切實做到為政府、研究人員和社會提供所需的地質災害信息,為國家經濟建設宏觀決策提供基礎的科學依據。
到2010年,在完善中國地質災害信息網與各省地質災害信息網及部分地(市)地質災害信息網的同時,建成集地質災害監測、地下水環境監測等為一體的全國地質災害監測信息系統,實現地質災害監測數據的自動採集、傳輸、存儲、數據管理、查詢、應用和信息實時發布系統。
到2020年,以科學技術為先導,不斷完善全國地質災害監測信息系統,結合氣象、水文、地震等相關因素,建成多專業領域、多信息處理技術的信息系統;全面提升我國地質災害監測信息水平,滿足社會和民眾對地質災害信息的需求,實現遠程會商、應急指揮等重要決策功能。
地質災害監測預警信息系統建設依託於各級地質災害監測機構,具有統一要求、統一流程、分級管理等特點,是一個與現代計算機技術緊密結合的系統工程。本書在第11章(全國地質災害防治信息系統建設規劃研究)全面討論了包括地質災害監測預警信息系統在內的整個地質災害防治信息系統的建設問題,本節不再贅述。
7.3.5 突發性重大地質災害應急反應機制建設與遠程會商應急指揮系統建設
(1)應急反應機制建設
從現在(2004年)起,國家、各省(區、市)要組建以省國土資源行政主管部門為指揮中心,以地質環境監測總站(院、中心)為主體,地(市、州)、縣(市、區)國土資源行政主管部門和地方專業隊伍協同作戰的地質災害監測預警應急反應系統。
1)應急反應系統要配置必備的應急設備,每年汛前對防災預案中地質災害隱患點的主要縣(市)進行險情巡查,重點檢查防災減災措施、群測群防網路、監測責任制是否落實到位,並對主要災害隱患點進行險情巡查,汛中加強監測,汛後進行復查。
2)發現險情和接到險情報告能在最短的時間內趕到現場,進行險情鑒定,同時能夠及時對災害進行動態監測、分析,預測災害發展趨勢,根據災害成因、類型、規模、影響范圍和發展趨勢,劃定災害危險區,設置危險區警示標志,確定預警信號和撤離路線,組織危險區內人員和重要財產撤離,情況危急時,強制組織避災疏散。
3)接到特大型和大型地質災害隱患臨災報告,指揮部辦公室會同相關部門,迅速組織應急調查組趕赴現場,調查、核實險情,提出應急搶險措施建議。
(2)突發性重大地質災害遠程會商與應急指揮系統建設
隨著國家經濟建設規模的日益擴大和人民生活水平的不斷提高,地質災害造成的損失日趨突出,地質災害的防治工作必須針對重大地質災害及時作出反應,提出科學的決策意見,及時指揮應急處理工作。
突發性重大地質災害遠程會商及應急指揮系統,是針對突發重大地質災害的預報和應急指揮,在建立地質災害綜合資料庫的基礎上,構建連接國務院國土資源主管部門、地質災害數據中心與重點地質災害發生區的遠程會商和應急指揮網路化多媒體環境及地質災害應急數據傳輸環境,形成一套信息化的地質災害遠程會商和應急指揮工作流程。
其主要工作內容如下:
1)對重大地質災害預報和應急指揮相關的信息進行提取、加工、整理、集成與分析,建立地質災害綜合資料庫。信息內容包括地理、地質背景數據;氣象分析數據;地質災害調查與監測數據;地質災害情況資料;救災條件信息等。
2)建立地質災害信息發布平台。開發和建設重大地質災害信息預報與應急指揮相關的動態信息發布系統、空間信息提取與發布系統、多媒體信息發布系統。
3)構建地質災害遠程會商和應急指揮的網路和多媒體運行環境。包括多點、多級視頻會議系統、大屏幕顯示系統及有關音像、電話系統;國家與重點地質災害區域之間的網路信息傳輸系統;構建地質災害重點區域應急調查數據快速傳輸環境。
4)研究與制定形成一套地質災害遠程會商和應急指揮系統工作規范。分析地質災害遠程會商和應急指揮工作的特點,提出地質災害遠程會商和應急指揮系統工作的模式,建立一套相關的工作規范。
⑵ 全國地質災害監測預警體系建設規劃的必要性、指導思想、基本原則和目標
7.2.1 必要性
《中國21世紀議程》提出了我國可持續發展的戰略目標。在我國經濟和社會快速發展的過程中,人類活動的強度和范圍達到前所未有的程度,其對包括地質環境在內的人類生態環境的干擾與破壞也日益增強,在許多地區引發的不同程度的自然地質災害造成了危害和損失成倍增加的現象,礦產資源和地下水資源等的開發利用以及各種工程活動誘發的地面沉降、崩塌、滑坡、泥石流等人為地質災害也較為普遍,對城市、公共基礎設施和廣大人民群眾的生命財產安全構成嚴重威脅。特別是地面沉降多發生在我國經濟最發達、人口密度最大、公共基礎設施最密集的東部地區,成為這些地區乃至國家可持續發展的重要制約因素。因此,保護生態環境、進行生態環境建設和防災減災,已經成為國家長期的目標和任務。為此,加強地質災害監測,進行全國地質災害監測與預警體系建設的規劃,在監測基礎上,實現對地質災害的治理與對地質環境的保護,不僅是防災減災的需要,而且也是國家經濟社會可持續發展、保護生態環境和進行生態環境建設的最基本的保障,是一項重要的基礎性和公益性的國家地質工作。現就從我國社會經濟的發展的幾個重要方面,對地質環境與地質災害監測的必要性,進行簡要論述:
(1)保障國家重大工程建設安全與西部大開發戰略的需求
全國有20餘條鐵路干線和所有山區公路不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流的危害或威脅。大型水庫岸邊,河流傍岸,尤其是峽谷段,常因發生滑坡、崩塌、泥石流而阻塞航道,並引起洪災。中東部沿海平原和盆地地面沉降、地裂縫和地面塌陷等地質災害嚴重威脅和破壞基礎工程設施。加強這些基礎工程設施和沿大江大河危險地段的地質環境監測,採取科學的分析方法進行預測預報,是一項長期的工作。
西部大開發戰略把加快水利、交通、能源和通訊等基礎設施建設放在首位,其中包括:長江三峽工程、南水北調工程、大江大河上中游干(支)流控制性水利樞紐工程、內河航運通道、青藏鐵路、西電東送工程、西氣東輸工程等。這些重大工程地域跨度大,多處在或穿越地質災害易發區,為保障上述工程安全施工和運營,必須加強地質環境監測工作。
(2)城市化發展對地質災害監測的需求
目前,我國有城市668座。預計2020年左右,我國城鎮化水平將提高到45%~50%,我國城市數將達到1000~1100座。城市是人類活動最集中,環境地質問題最突出的地區。為了保障城市化進程,指導城市規劃,預防由於不合理的工程活動引發的地面沉降、地裂縫、崩塌、滑坡等地質災害和其他環境地質問題,必須加強對城市地下水環境和地質災害的監測。
(3)礦產資源開發對地質災害監測的需求
我國礦產資源開發帶來了很多環境地質問題,產生大量的地質災害隱患。每年礦石開采量57億~60億t,礦山企業每年產生固體廢棄物133.8億t、產生尾礦26.5億t,處置率僅為6.95%。礦山固體廢棄物任意堆放形成了嚴重的滑坡、泥石流等地質災害隱患,地下采礦活動誘發的滑坡、地面塌陷等地質災害十分突出。礦山地質環境監測十分薄弱,礦山地質災害防治工作任重道遠。為了保障礦產資源的安全開發和礦山地質環境的有效治理,必須加強礦山地質環境監測。
7.2.2 指導思想
應堅持以人為本,全面、協調、可持續的科學發展觀和人口、資源、環境協調發展的一系列方針政策。緊密結合經濟社會發展規劃的總體目標和要求,充分認識地質災害監測預警體系建設的重要性和緊迫性。動員社會各方面的力量,從我國地質災害發生發育的實際出發,尊重自然規律和經濟規律,正確處理長遠與當前、整體與局部的關系,依靠科技進步,運用新思路、新理論、新技術、新方法,實現對地質災害的有效監控和預報預警,為我國地質災害防治、地質環境保護和資源環境的可持續利用提供有力支撐。
7.2.3 基本原則
(1)與國家國民經濟社會發展進程相適應的原則
建立和完善與全面建設小康社會相適應的、符合可持續發展要求的地質災害監測預警體系,為國家和地方宏觀調控和指導國土資源開發與整治提供依據。
(2)突出「以人為本」
堅持按客觀規律辦事,從實際出發,講求實效,山區、平原和不同災種的監測重點各有側重的原則。在以突發性地質災害為重點的地區,應以最大限度地減少人員傷亡、保障社會穩定和人民生命財產安全作為主要目的;緩變性地質災害應以專業監測為主要手段進行監測與規劃。
(3)群、專結合的原則
建立以縣、鄉、村為基礎,全民參與、群專結合的群策群防體系,是多年來地質災害防治工作中總結出來的寶貴經驗,也是避免人員傷亡,把災害損失降到最低限度的重要保證。
(4)統籌規劃、分步實施、分級管理
密切結合生產力布局和人口分布狀況,對全國地質災害監測預警體系建設工作進行統籌規劃,制定切實可行的分階段實施方案,明確各級政府和企(事)業單位在地質災害監測中的責任和義務,建立統一管理和分級(國家、省、市、縣)管理相結合,處理好全部與局部、長遠與當前的關系,優先實施重點地區和重要經濟區(帶)的監測預警體系建設。
(5)監測網建設與保護並重
擯棄重建設、輕保護的觀念,嚴禁邊建設、邊破壞,通過法律、經濟等手段,明確保護責任,落實保護費用,切實保護監測儀器、設備、設施的建設成果。
(6)站網建設與能力建設並舉
在不斷完善地質災害監測網基礎硬體設施建設的同時,加強機構建設、法規制度建設、技術規范建設、信息系統建設、人力資源建設和研究能力建設。
(7)專業服務功能與公眾服務功能並重
地質災害監測信息既要為國家決策和專業調查評價提供支持,也要為社會公眾提供地質災害現狀信息和防災減災信息。
(8)依靠科技創新、提高監測工作質量
加強科學研究,改進監測設施,依靠科技進步,全面提升監測能力和服務水平。
(9)建立多渠道籌資機制
各級地質災害監測機構的監測經費要納入同級政府財政預算。多渠道籌集監測資金,設立各級地質災害監測專項經費,確保監測工作的順利實施。
7.2.4 目標
地質災害監測預警體系建設的目的是最大限度地減少人民群眾的生命財產損失,以保障經濟、社會的可持續發展;為國家及地方宏觀調控和指導國土資源開發與整治提供依據;從地質環境可持續開發利用角度提出地區發展戰略建議;為改善人居環境,保障交通大動脈安全暢通,水電工程正常運行等提供保障;為地區社會經濟發展提供決策參考。在基本掌握全國地質災害分布狀況與危害程度的基礎上,建立並逐步完善全國地質災害的監測預警網路體系。
(1)總體目標
從現在起到2020年,在逐步查明我國地質災害分布狀況與危害程度的基礎上,建成覆蓋全國的較完善的突發性地質災害群測群防網路體系;建成以省(區、市)及部分縣(市)地質環境監測站為骨乾的突發性地質災害應急反應體系;建成我國較完善的地質災害專業監測骨幹網路,重點地區及重要經濟區(帶)達到監測數據的實時採集、分析、預警預報的水平。使地質災害防治工作以被動救災為主的局面得到根本性扭轉,人為有效控制地質災害,使損失逐年攀升的趨勢得到有效控制。
(2)階段目標
1)到2010年,地質災害監測預警體系建設的目標如下:①群測群防監測網路覆蓋到全國突發性地質災害易發區的1400個縣(市),形成縣、鄉、村三級監測體系。②初步建成由各級政府和有關部門參與的全國地質災害專業監測骨幹網路。③初步建成重要交通干線和水利工程區的專業監測預警系統。充分推廣高新技術在地質災害監測中的應用,利用計算機技術、3S技術等先進手段,提高監測預報的自動化水平。④在進一步完善群、專結合,群測群防監測網路的同時,完成分布在全國各省(區、市)重大突發性地質災害隱患點的監測預警預報示範系統。⑤建成較完善的地質災害監測信息網路系統,重點地區及重要經濟區(帶)的專業監測要初步達到監測數據的實時採集、自動分析、自動預警預報的水平。⑥初步建成重點地區及重要經濟區(帶)地面沉降等緩變性地質災害監測網路系統。力爭使我國地質災害監測預警預報的儀器、設備達到國際水平。
2)到2020年,在地質災害監測管理法規、規章的支持下,要使國土資源部門對地質災害監測監督管理的職能全面到位,並逐步納入科學化、規范化和法制化的軌道;使地質災害監測體系的科學理論與技術方法達到國際先進水平,建成覆蓋全國的較完善的地質災害重點防治區突發性地質災害群專結合的監測預警預報網路;建成全國地面沉降、地裂縫等緩變性地質災害的實時監控體系;建成完善的地質災害監測信息網路,實現地質災害監測數據的自動化採集、傳輸、存儲和信息的實時發布。建成比較完善的地質災害防災預警指揮系統。
⑶ 地質災害監測有哪些單位在做
只要是擁有以下資質的單位就行:1、企業法人營業執照,2、地質災害治理工程勘查資質,內3、地質災容害危險性評估資質,4、地質災害治理工程設計資質
設計一般只需要和國土資源局掛鉤,如果當地設有專門的地礦局,那就和地礦局掛鉤
⑷ 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。
參考文獻
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⑸ 為什麼要進行地質災害監測
地質災害是當前世界最嚴重的自然災害之一。每年因為地質災害造成的人員傷亡和財產損失都是所有災害中最嚴重的。進行地質災害監測,預先進行人群疏散,是減少人員傷亡和財產損失的唯一有效方法。
⑹ 地質災害防治的工作步驟
1.查明地質災害的特徵及致災的地質環境條件
地質災害防治工程不同於一般建築工程,它是控制地質作用和改造地質體的特殊工程。工程措施的選擇、工程布置、結構設計和施工要求等都要以地質災害的發育情況及其防治要求為依據,所以必須做好勘查工作,准確查明地質災害的特徵及致災的地質環境條件,包括致災地質作用的性質、原因、變形機制、邊界、規模、活動狀態、穩定狀況、危險程度,以及所處的地質環境條件(如岩土體特性、地下水及降雨情況、地震情況等),並預測評價可能造成的危害(包括可能受災的人、物或設施的位置、數量、規模、價值及可遷移程度等)。
2.確定地質災害防治目標
地質災害防治目標包括形象目標和安全目標。形象目標是指防治對象的部位、范圍;安全目標是指經過工程防治所應達到的安全標准。明確防治目標是地質災害防治工作的重要環節。
確定防治對象的范圍,一般應以致災地質作用的活動單元為界,作整體考慮,不宜隨便切割取捨。但在總體范圍內,則應視地質災害險情的輕重緩急劃分出重點與一般,或主要與次要的不同部位,並加以區別對待。
對於防治工程應達到的安全標准,應根據所欲保護的受災對象的重要性及可撤離程度,國家的財力水平和有關的工程規范合理確定。關鍵是適度,既不能標准過低、治而無效,又不能過分追求高標准,浪費國家資金。但對一個防治對象的不同部位或不同影響方面,也可以區別對待。
3.經多方案比選確定防治工程方案
對任何一處地質災害的防治,為達到穩定變形地質體和控制致災地質作用的目的,常有多種工程方案可供選用。工程方案的選擇是否合理常常影響到防治工程的效益。因此,必須進行多方案的慎重比選,從中選出最好的方案。方案比選的依據是地質有效性、技術可行性和經濟合理性。所謂地質有效性,是指能有效地達到穩定變形地質體或控制致災地質作用的目的,而又不會引起其他不良地質後果。所謂技術可行性,是指在技術方法、施工設備、材料及施工條件等方面不存在大的困難。經濟合理性是指投資相對較低,較易承受。這三者要相互結合,綜合考慮。對於重大地質災害防治工程,需進行專門的可行性論證。
4.地質災害防治工程的施工
選擇合適的施工方法,既能順利地完成本身的施工任務,又不至於因施工擾動而對變形地質體造成新的破壞。對每種新的或有破壞性的施工方法,採用之前都要進行方法(工藝)試驗。
施工程序包括防治工程總體的階段程序和具體防治工程單元的施工程序。每處防治工程的效果並不是都能一次性預見的,防治工程對變形地質體的長期擾動效應也不一定能很快暴露出來,有時需要通過局部或前期工程實踐才能有把握地確定下一步工程的做法。所以,地質災害防治工程的施工要分階段進行,以便根據前期效果修改後期工程設計。在施工中遇到地質情況與設計所預計的不同或發生新的變化時,應及時修改設計,使施工設計或工程結構設計能適應新的地質情況。
5.地質災害及其防治工程的監測
地質災害的發展情況需要通過監測才能較准確地掌握,地質災害防治工程的效果也需要通過監測對比才能反映出來。因此,必須重視和加強地質災害監測工作,使之貫穿於地質災害防治工作的始終。監測內容應根據地質災害的性質及防治措施而定,監測方法以經濟實用為原則。監測網一經建立,就要按預定計劃持之以恆地監測,並及時整理、分析監測資料,定期進行動態評價,發現險情及時上報。
⑺ 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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[3]喬建平主編.滑坡減災理論與實踐.北京:科學出版社,1997
[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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[6]國家技術監督局,建設部.工程岩體試驗方法標准.北京:中國計劃出版社,2001
[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.
⑻ 地質災害監測的方法有哪些
您好:地質災害是指在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、突泥、突瓦斯、煤層自然、黃土濕陷、岩土膨脹、砂土液化,土地凍融、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽鹼化,以及地震、火山、地熱害等。
中國的法律中的界定,根據2004年國務院頒發的《地質災害防治條例》規定,地質災害,通常指由於地質作用引起的人民生命財產損失的災害。地質災害可劃分為30多種類型。由降雨、融雪、地震等因素誘發的稱為自然地質災害,由工程開挖、堆載、爆破、棄土等引發的稱為人為地質災害。常見的地質災害主要指危害人民生命和財產安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等六種與地質作用有關的災害。
主要分類方法
地質災害的分類,有不同的角度與標准,十分復雜。
就其成因而論,主要由自然變異導致的地質災害稱自然地質災害;主要由人為作用誘發的地質災害則稱人為地質災害。
就地質環境或地質體變化的速度而言,可分突發性地質災害與緩變性地質災害兩大類。前者如崩塌、滑坡、泥石流等,即習慣上的狹義地質災害;後者如水土流失、土地沙漠化等,又稱環境地質災害。
根據地質災害發生區的地理或地貌特徵,可分山地地質災害,如崩塌、滑坡、泥石流等,平原地質災害,如地質沉降,如此等等。
主要類型
滑坡:是指斜坡上的岩體由於某種原因在重力的作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體向下滑動的現象。
崩塌:是指較陡的斜坡上的岩土體在重力的作用下突然脫離母體崩落、滾動堆積在坡腳的地質現象。
泥石流:是山區特有的一種自然現象。它是由於降水而形成的一種帶大量泥沙、石塊等固體物質條件的
特殊洪流。識別:中游溝身長不對稱,參差不齊;溝槽中構成跌水;形成多級階地等。
地面塌陷:是指地表岩、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,並在地面形成塌陷坑的自然現象。
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⑼ 在地質災害治理中施工坐標點的監測報告怎麼做
地質災害治理工程施工圖設計文件編制要點
地質災害治理工程設計總體原則:
查明病因,分析病理,對症下葯。
(1) 查明病因是基礎——強調地質分析和地質認識; (2) 弄清病理是關鍵——注重坡體穩定性分析; (3) 對症下葯是目標——設計方案應具有針對性。
主要內容:
一、施工圖設計思路
二、施工圖設計基本要求
三、施工圖設計各圖件應表達的基本內容
四、主要工程構築物施工圖設計應注意事項
一、施工圖設計思路 遵循初步設計方案進一步復核:
工程治理的有效性:控制災害體,保護對象
構築物結構的安全性:工程等級,設計標准
工程造價的合理性:主體工程、輔助費用
施工可行性:施工工序、工藝、機械。
以初步設計圖紙為基礎進一步深化、細化設計
深化設計:綜合考慮工程有效性、安全性、造價、施工可行性、完善設計方案,使治理方
案能夠落地。
細化設計:工程間的銜接、工程分部結構、特殊部位、施工做法、不同地段開挖斷面、外
觀要求等。
二、施工圖設計基本要求 (一;施工圖設計現場踏勘復核要求
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施工圖設計人員必須進行現場踏勘,復核與設計有關的工作。
1、現場復核:
地質災害治理范圍、災害體基本特徵、明確保護對象;
治理工程布置地段和位置、工程結構形式;
評估治理工程施工可行性和治理預期效果。
復核基準點、地形圖、剖面圖與實地的吻合性,必要時應修測或補測。
對存在異議或疑問的應及時與勘查(可研、初設;成果編制人員溝通。
2、施工圖設計定測:
現場查看工程布置位置的施工可行性,對各工程構築物中軸線兩端點、中心點等固定工程位置的測量關鍵點必須打樁標識(埋木樁或水泥樁並編號、補測其坐標、高程;;
測樁和測量數據表作為設計交底資料之一。
補測施工圖設計所需的各分部工程、結構變化部位、連接處等控制部位的大比例尺地形地質斷面圖。
3、施工條件復核:
地質災害治理工程的永久和臨時佔地、施工用電、用水、原材料來源、施工棄渣堆放及相關費用、價格等進行調查,並與當地國土資源局、當地鄉鎮政府溝通、會商、協調,形成《施工圖設計踏勘會商記錄表》(附表;,記錄表附在施工圖設計文件扉頁後,作為施工圖設計成果送審的要件。
(二;施工圖細化深化設計
在初步設計方案的基礎上,施工圖設計應充分考慮施工現場條件、環境限制因素、原材料來源及實際價格因素,合理選擇施工方法、工藝,合理安排工序及工期。
(三;施工圖設計文件組成
由施工圖設計說明(或設計報告;、施工圖紙、設計計算書(另冊裝訂;、施工圖預算書(另冊裝訂;等四部分內容組成,不得缺項。
施工圖設計說明(或設計報告;與施工圖紙可合訂,扉頁責任欄簽字齊全,加蓋公章,並附設計資質證書、委託書、勘查可研專家評審意見及修改說明、本單位專家組內審意見、施工圖設計踏勘會商記錄表等。
⑽ 實施地質災害監測預警體系建設規劃的保障措施
(1)建立健全地質災害監測的法規、制度和規范體系
建立和完善地質災害監測管理辦法、監測設施保護規定、監測資料共享、監測資料匯交制度。大力宣傳《地質災害防治條例》、《全國生態環境建設規劃》、《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國水法》和《中華人民共和國水土保持法》;積極推進《地質環境監測法》、《地質環境保護條例》和《礦山環境保護條例》等的立法進程。
修改完善地下水環境監測技術規范;做好礦山地質環境監測技術要求、地質災害監測技術要求、地質災害預報預警技術要求、地面沉降、地裂縫監測規范、地質環境監測數據採集、錄入等一系列規程規范和技術標準的編制或修訂工作。使地質災害監測工作走上法制化、規范化的道路。
(2)建立健全地質災害監測機構、理順體制關系
建立由中央到地方專門領導機構和專業組織實體,形成覆蓋全國的專業與群眾相結合的地質災害監測實體網路(圖)。國務院國土資源主管部門負責全國地質災害防治的組織、協調、指導和監督工作,其他部門按照各自職責負責相關部門的防治工作。縣級以上人民政府災害防治小組應會同水利、交通、城建和氣象等部門加強配合對地質災害險情的實時動態監測,形成既有各專業獨立性,又有統一領導的監測預警體系。
建立健全國家、省(市、區)、市(地、州)和縣(市)四級地質環境監測機構,明確各級監測機構作為國土資源管理部門的公益性事業單位。按照「站網管理,業務聯系,技術指導,資料匯交,成果集成」的原則,理順各級關系,加強內部機構建設,使其真正承擔起各類地質環境監測和地質災害群測群防的技術指導工作。
(3)健全監測經費保障體系
監測經費實行分級分責任承擔。國家、省、地和縣等不同級別的監測網點建設、維護、運行和基本建設經費,應納入各級政府的財政預算,建立地質環境專項經費;由采礦、開采地下水、工程建設等人為因素誘發的地質災害、環境地質問題等的專門監測網點建設、維護和監測的日常運行以及試驗研究經費,應由責任人承擔;各類建設項目,建設單位應承擔《建設用地地質災害危險性評估》中所要求的地質環境監測研究經費。
(4)把科技進步放在突出位置,大力推廣先進實用的監測設備
重視高素質人才的培養,引進先進的技術設備,加快地質環境監測的自動化進程,推廣規范化的技術規程,建設和完善地質環境信息網路,改進監測成果的發布形式,提高監測工作為社會公眾服務為政府決策服務的能力。
(5)加強國際交流與合作
加強國際交流與合作,學習和借鑒國外先進技術和經驗,提高我國地質環境監測水平和國際影響
總結地質災害預報預警成功的經驗,進一步嘗試和推進與其他公益網的合作,實現信息資源共享互為補充和促進,不斷拓展監測領域,提高為政府、為社會服務的水平。
(6)加強宣傳教育,提高全社會地質災害防治和地質環境保護意識
利用電視、廣播和報紙等多種宣傳媒體,結合「世界地球日」、「土地日」、「水日」等社會活動大力宣傳我國人口、環境與資源的基本國策,宣傳生態環境建設、地質災害防治、地質環境保護的重要性和迫切性,提高全社會對保護地質環境的重視程度,普及地質環境保護和地質災害防治知識,提高全民的防災減災意識。