滑坡监测仪器野外安装与保护方法

我国国土地形地貌错综复杂,地质灾害分布广,是世界上滑坡等地质灾害多发的国家之一。滑坡、泥石流是对人类危害较大的自然灾害类型。因此对滑坡灾害的发生进行实时有效监测,对于防灾减灾十分重要。滑坡监测仪多安装在无人或少人居住的山体上,且因目前国内民众对地质灾害监测意义认识上的不足,容易造成破坏。结合丹巴县甲居滑坡及石棉前进一组滑坡的监测工程,总结了滑坡监测仪野外安装及保护方面的经验。     

基于普适型仪器的滑坡监测预警初探——以甘肃兰州岷县三处滑坡为例

在甘肃省滑坡灾害较为严重的兰州市和岷县,选择了三处滑坡,建设了基于普适型仪器的专群结合监测预警系统。按照《地质灾害专群结合监测预警技术指南(试行)》的要求,选用裂缝计、GNSS、土体含水量仪、雨量计、声光报警器等,对地质灾害体变形破坏、相关因素、宏观前兆等指标开展专业化立体综合监测。监测设备采用蓄电池加太阳能的方案来供电,保证24小时不间断工作;通讯系统采用现场LoRa组网配合2/3/4 G移动通信的方案,能够保证数据传输的效率,同时降低通信成本;监测数据同时发送到国家和省级地质灾害监测数据平台,能够高效支撑地灾预警工作;监测平台能够对实时采集的监测数据自动进行分析,支持用多种预警模型进行判别;监测数据发生变化触发预设条件时,能够自动发送预警信息。通过近四个月的系统试运行,捕捉到了滑坡mm级的蠕变变形,数据可靠,能够满足监测预警的需求。通过三处滑坡监测预警工程的实施,一方面对滑坡变形和环境因素实现了实时监控,同时也为类似问题提供了一个可供参考的解决方案。     

贵州兴义滑坡特征及过程预警研究

由于滑坡岩土体结构的复杂性和破坏机制的多样性,滑坡预警一直以来都是全球性难题,极具挑战性。本文论述了贵州省兴义滑坡特征及其成功预警,并分析了滑坡成功预警的关键因素。在对滑坡现场进行地质调查的基础上,综合应用卫星遥感、无人机航拍、LiDAR、地表位移监测等技术手段,初步分析结果认为,兴义滑坡属于典型的含软弱夹层的顺层岩质滑坡,滑源区坡体为2014年首次滑动后形成的不稳定斜坡,在不利的坡体结构加之与软弱夹层组合的地质条件下,受到长期重力及地下水作用,最终演变成滑坡地质灾害。兴义滑坡至2014年第一次滑动后,后缘山体对前缘公路和居民就产生了威胁,2019年2月17日凌晨5时53分,贵州省兴义市马岭镇龙井村兴-马大道旁约96×104 m3的山体再次发生顺层滑动。在滑坡发生前,研究人员就在滑坡体上安装了全球导航卫星系统(GNSS)和自适应性裂缝计两种位移监测传感器,对滑坡变形进行持续监控。现场监测数据实时传输到研究人员自主研发的“地质灾害监测预警系统”中,系统通过多种阈值综合预警模型自动计算监测数据并发布预警结果,在滑坡进入临滑阶段后,系统提前53 min发出了红色预警,完全避免了人员和经济损失。该滑坡的成功预警体现了自主研发的地质灾害监测预警系统、预警模型、监测仪器三者的适用性,可为今后类似滑坡的监测预警研究及应用提供借鉴。     

对滑坡监测预警相关问题的认识与思考

近年来,随着科技的迅猛发展,监测预警已成为主动防范地质灾害的重要手段,国家每年投入大量的人力物力财力开展滑坡预警工作。但调查发现,不少相关从业人员(主要是专业技术人员和管理人员)对滑坡监测预警方面的一些基本问题还存在误区甚至错误的认识,严重影响其防灾减灾效果。结合近年来在滑坡监测预警实践中的研究成果和经验教训,本文重点就滑坡监测和预警方面的一些问题提出了自己的认识。其主要观点包括:并不是监测点和监测手段越多就越有效,滑坡监测应突出针对性、实用性和目的性,监测方案设计及具体监测内容都应为滑坡预警提供依据。不少滑坡的发生具有一定的突发性,应采用具自动变频功能的监测设备才能获取滑坡全过程尤其是临滑阶段完整的数据,为科学预警提供保障。监测仅是手段,预警才是目的,不仅要重视滑坡的监测工作,更应高度重视预警工作,且应同时加强区域性气象预警和单体滑坡预警工作。目前常用的阈值预警方法误报、漏报率较高,应将预警的重心转移到对历史数据的统计分析和基于变形、地下水位、雨量等关键指标的预警模型和判据研究,据此提高滑坡预警的准确性和实用性。     

河南灵宝大湖金矿滑坡监测与预警初探

针对大湖金矿滑坡的灾害发育、活动与危害现状,建立了滑坡监测网,进行了滑坡变形及降雨监测;在复杂地质地形条件下,结合降雨情况寻求滑坡与环境（降雨）之间的临界状态值,对大湖滑坡诱发因素进行比较深入的分析和探索,达到滑坡预报预警的目的。     

切实加强滑坡全程预警预报研究

我国是多山之国,也是地质灾害严重的国家之一,尤其是滑坡与泥石流灾害呈多发、频发和群发态势.滑坡防治应以预防为主,治理为辅.滑坡预警预报是降低灾害影响、避免人员伤亡,减少经济损失的重要保证.     

滑坡监测预警国内外研究现状及评述

本文从降雨临界值研究、监测技术方法、区域性监测预警系统三个方面对滑坡监测预警的国内外研究现状进行了回顾和总结。首先归纳了国内外28个国家或地区的滑坡降雨临界值及统计方法,三个模型——日降雨量模型、前期降雨量模型和前期土体含水状态模型,基本概括了当前降雨诱发滑坡临界值的确定方法;但由于降雨入渗触发滑坡的复杂性,不同机理的滑坡"需要"不同的降雨临界值;目前的研究趋势是对雨量雨强雨时—土体渗流场动态变化—土体抗剪强度变化的耦合关系进行研究。按监测对象的不同,滑坡监测可分为四大类,即位移监测、物理场监测、地下水监测和外部诱发因素监测;按监测手段的不同,则可分为人工监测、简易监测、专业监测三大类;目前国内外在滑坡监测技术、方法、手段上并无太大差距,专业仪器已成为常规设备,只是由于价格因素得不到普及;一些新技术如InSAR、三维激光扫描等能很快应用到滑坡监测领域;监测数据的采集和传输也都实现了自动化和远程化;监测和预警系统有向Web—GIS发展的趋势。利用一个地区的滑坡易发区划或危险区划,结合降雨临界值,可以设定不同的预警级别,在区内布设一定数量的雨量站,监测雨量加上预报雨量,就可进行滑坡预警预报,国内外的区域性降雨型滑坡监测预警大体都是这个思路和做法,该方法在对公众进行警示方面起到了良好效果,但由于预警的范围太大,在具体的单点防治上,难以做到有效。我国在近10年开展了大量的监测预警工作,并取得了丰硕的成果,但根据统计数据,其成功预警率却并不理想,这一方面表现在成功预警实例中专业预警所占比例过低,另一方面同时表现在发生的大量的地质灾害在已有的预警点之外。制约目前工作有效性的主要问题是滑坡隐患点的排查和识别问题,因为只有识别出了隐患点才能进行下一步的监测和预警,它是一切工作的基础。而解决这一问题的重要途径是分析区域上的滑坡发育规律,找到有效的隐患点识别技术方法,以及引进风险管理的概念,进行监测资源的合理分配和有效预警。     

突发地质灾害研究某些新进展

2006年2月17日,发生在菲律宾中部南莱特省的泥石流灾难,导致1000多人死亡和失踪,震惊了全世界。为了介绍这类突发地质灾害在世界各国的研究现状和进展,作者试图以32届地质大会和国际滑坡风险评估管理大会所反应的有关地质灾害研究领域的新进展和新信息为主线,结合近两年参加国家中长期科技发展规划和国土资源部中长期科技发展规划地质灾害领域前期战略研究报告,概要介绍突发地质灾害预测预报、监测预警和风险评估研究方面的新进展。     

坡地地质灾害的减灾策略——以降雨预警基准为例

降雨是诱发坡地地质灾害的重要原因,因此掌握降雨的趋势与分布规律,可有效地用于坡地灾害预警,但由于降雨预测精度、灾害资料统计的不足与坡地地质条件的不确定性,实际应用降雨预警基准仍存在许多困难。通过分析台风诱发坡地地质灾害的降雨特性,来说明降雨预警基准在防灾减灾工作上应用的条件与限制。结果表明,对于不同类型之坡地灾害与降雨分布特性,需采用不同的雨量预警基准。唯有通过岩土力学、工程地质学与气象学的整合研究,才能有效提高降雨预警基准预测的准确率,因此各学科的整合是未来防灾减灾研究工作的发展趋势。     

三峡库区奉节火石滩滑坡的监测预警工程技术

三峡库区滑坡规模大、数量多，靠工程治理耗资巨大，因此监测预警工程便成为滑坡等地质灾害一种经济有效的防灾措施。以三峡库区重庆市奉节县火石滩滑坡监测预警工程为例，介绍了滑坡监测预警工程的设计与施工技术。论述了利用监测数据对滑坡稳定性评价的方法。     

滑坡地质灾害远程监测预警系统研制

作者研究开发了一整套用于滑坡监测的远程自动监控和数据管理系统。其中数据交换仪作为前置终端,与安置在滑坡地质灾害监测点的各种监测仪器连接,读取仪器传感信号、转换信号类型、存储数据;研究与管理层设一控制中心,借助覆盖范围广的移动通讯网络,对现场数据交换仪进行控制,实现数据回送、数据删除、监测模式设定、预警信号发送等作业;并对监测数据进行分析处理,供研究人员使用。现场设备由太阳能供电,适合偏远地区使用。该系统基本不受时间、空间、气候条件和监测点数量限制,节省人力,获取信息多,实时性强。通过室内模拟实验,该系统功能稳定,数据传输及时准确。     

区域滑坡泥石流灾害预警理论与方法研究

根据数年来的调查观测研究和工作实践,提出了滑坡泥石流灾害的预警分类体系,包括按物理参量划分的空间、时间与强度预警和按诱发因素参量划分的气象、地震与人类活动预警以及多参数、多因素共同作用下的综合预警。初步创建了区域性滑坡泥石流灾害暴发的两种预警理论方法,一种是基于临界过程降雨量判据图的预警方法;另一种是基于GIS的地质环境空间分析预警理论方法,通过计算预警区的滑坡泥石流灾害"发育度"、"潜势度"、"危险度"和"危害度"来实现。阐述了滑坡泥石流灾害预警的技术和行政工作程序,指出建立临界过程降雨量判据与地质环境空间分析相耦合的滑坡泥石流灾害预警理论方法是研究的新方向。     

基于机器学习的滑坡崩塌地质灾害气象风险预警研究

在划分气象风险等级时,传统地质灾害气象风险预警方法忽略了承灾体脆弱性因素,且气象风险预报等级整体偏高,导致高等级风险区空报率较高。基于此,提出基于机器学习的滑坡、崩塌灾害气象风险预警方法。利用信息量法,分析气象因素影响程度。选取坐标点、降雨量、易发生等级,将其作为机器学习人工神经网络的输入节点,判断是否发生崩塌、滑坡灾害;针对地质灾害区域,根据影响程度计算气象引发因子指数,结合滑坡、崩塌灾害潜势度G和承灾体脆弱性M,确定气象风险预警指数R,划分预警级别,完成滑坡、崩塌灾害气象风险预警。实验结果表明,设计方法有效降低了三级预报和四级预警空报率,提升了预警精细化程度。     

台风“苏迪罗”期间温州滑坡灾害特征及预警成果分析

温州市滑坡地质灾害预警以近似于点状行政村为预警单元,具有精细化程度高、预警对象明确等优点.基于该理论建立的温州市地质灾害预警预报系统在政府防治地质灾害工作方面起到了关键作用.尤其是在2015年第13号台风"苏迪罗"期间,温州市滑坡地质灾害预警成功率较高,全市实现地质灾害成功避让6起,避免了95人的人员伤亡和40万元的财产损失事件,是温州市"十二五"期间地质灾害防治工作中成效最为明显的一次.本文结合台风"苏迪罗"期间温州市滑坡地质灾害特征及预警结果分析,对预警结果进行了评价,并指出下一步工作的方向和展望.     

重庆涪陵区谷水溪滑坡监测与预警

重庆地区属红层分布区,经常遇到紫红色、灰色泥岩与杂色砂岩组成的层状岩体斜坡或软弱基座斜坡,为全国滑坡灾害严重的地区之一.文章以重庆涪陵区谷水溪滑坡监测为例,对裂缝观测法在滑坡监测中的应用做了探讨.通过布设裂缝观测标志,按监测周期采集数据,对裂缝观测数据进行统计分析,并成功地做出预警预报,使100余人安全撤离;减少财产损失1500余万元,运用裂缝观测法监测滑坡收到了较好的效果.裂缝观测法是地质灾害群测群防中一种有效的基础方法.     

基于表面位移的公路滑坡监测预警研究

公路滑坡是常见的地质灾害,但对运营期公路边坡进行长期监测并成功预警的实例却很少。主要原因是公路边坡点多、线长、规模小、缺乏详细的地质勘探资料、监测费用高、预警难度大。利用拉索触发式位移计对滑坡表面位移进行监测,精度可达1 mm,通过电信的GPRS公网实时传送到远程监控中心,全程自动化,且费用低。同时,利用有限元商用软件 PLAXIS的强度折减模块和塑性分析模块对不同参数组合进行计算,在缺乏滑坡岩土体强度参数、渗透系数、土-水特征曲线等资料的情况下,建立滑坡安全系数与表面监测位移的关系, 从而通过表面位移量的变化进行阶段式预警,并制定相应的预防措施。提出的方法已在湘西某高速公路滑坡获得应用。     

突发型黄土滑坡监测预警理论方法研究——以甘肃黑方台为例

灌溉诱发的黄土滑坡大多数具有明显的突发性特征;斜坡破坏过程变形量小,历时短,具有较大的危险性。由于此类黄土滑坡加速变形阶段经历时间较短,GNSS系统和裂缝计等传统监测手段难以获取加速变形阶段系统完整的监测数据,更难以提前预警。针对这一难题,自主研发了自适应智能变频裂缝仪,它能够根据滑坡变形快慢自动调整采样频率。基于获取的黑方台多个突发型黄土滑坡的全过程变形-时间曲线,对这些变形曲线特征和规律进行分析研究,建立了针对性的黄土滑坡综合预警模型。将变形速率阈值和改进切线角作为滑坡预警的重要指标,建立了4级预警判据,通过自主研发的"地质灾害实时监测预警系统"实现滑坡的实时自动预警,并将预警信息与当地的群防群测信息平台对接,为防灾应急避让提供直接依据。2017年以来已先后6次对黑方台黄土滑坡实施成功预警,避免了重大人员伤亡,取得显著的防灾减灾效果。