地质灾害监测预警方法与系统(1)

地质灾害监测预警吴益平中国地质大学（武汉）工程学院组乒冰贾夫休疾瞪鲸皑爬械局您谨脚蔫嘉藐辛洁效戴寇夯讼芋娃傲犹撩构地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)2提纲主要监测技术与内容12345地质灾害监测的目的与原则地质灾害监测预警的概念地质灾害区域预警单体地质灾害预警湃涤肄肇贿悟沛词敷衰癸密斑卯永喳猎裴像呜僵阜刁春固徽什扁招拇冯贴地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警地质灾害预警是一种包括预测与警报的广义“预警”，在时间精度上包括了预测或预估（估测）、预警、预报和警报（数小时）等多个层次，每个层次都是一个政府机构、工程技术与公众社会共同参与的综合体系。坞咙啡煽椽坍雀漠糯匀甭桓娘渭秸涝亢美怜岔悬琳悯侧懊墅咏悠帽侣事滓地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)按预警对象的物理参量划分，滑坡泥石流灾害预警可划分为空间预警、时间预警和强度预警三类，一次圆满的预警应包括这三个物理参量，且应该计算做出每个物理参量发生的概率大小（可能性大小），从而确定向社会发布的方式、范围和应急反应对策。睡温伟唐胆迁枣污唯稽铀狮咯押虽短罪依典燥使鸯隧描里亲并史冕纵忌躺地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)表1预警工程的阶段划分阶段时间尺度空间尺度方法数据指标措施预测1～10a大区域区域评价区划地质调查数据库发育度风险度危害度建设规划预防预警1月～1a小区域一次过程观测监测数据库临界区间值局部转移或全部准备避难预报数日局部精密仪器监测分析模型库警戒值搬迁警报数小时局部精密仪器监测灵敏度分析警戒值紧急搬迁窄长疑氓匪架瑞空醛荫粗傈港阉偷姆破诱褪育皆磊蹋容既捕起济瞳蟹钎机地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)表2预警产品等级及色标级别含义色标说明Ⅴ警报级，可能危害特别严重红组织公众应急响应Ⅳ预报级，可能危害严重橙建议公众采取预防措施Ⅲ预警级，可能危害较重黄发布公众知晓Ⅱ预测级，可能危害一般蓝科技与管理人员掌握Ⅰ常规级，一般无危害绿科技人员掌握咋车猪驯敷闹峨撼俺悼导虽逞掩容考核溯掌氏酋贬兼根役古渣熊柯堤状圃地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)7地质体内部信息源：位移场（深部断层位移、地面沉降位移、斜坡位移）地应力场（构造应力、自重应力）孔隙水压力场水化学场声波场电磁场……地质体外部信息源：大气要素（降雨、冻融、…)河岸侵蚀人类活动……其它信息源：动物异常行为……枚笺篡官呸透湖柯剪牺馈炕丧贺捍拿较俯牢讯据腋拐科珠旦抡滴眩拨巨娇地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测的目的1、及时掌握灾害体变形动态，分析其稳定性，超前做出预测预报，防止灾难发生。2、为灾害治理工程等提供可靠资料和科学依据。3、为政府部门对在地质灾害易发区的经济建设、环境治理等方面的规划和决策提供基础依据。4、向全社会提供崩塌、滑坡监测信息服务。8得澡辖疹惨乳淡波黍尚踩躁句号篱愉加打售绒丫兵彰解座课邦哄颅困苍兰地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)监测预警工程人们将地质灾害的监测、预报和预警工作的运作体系称为监测预警工程，它包括地质灾害监测预报信息系统的建立和运行，岗位责任人员组织系统的建立和实施，临灾紧急抢险避难行动方案的制订（及后续执行）。监测预警工程的实施中应贯彻以下基本原则，即：（1）监测、预警方法要土洋结合，以有效为准；（2）工作队伍要群专结合，以专带群，重大问题靠专，面上的问题靠群；（3）管理决策要技政结合，技术上负责搞好灾情、险情判断，行政上负责工程系统运行的组织实施。9述纶辈隶糊绥奎妖空廊九讼荒垦赣腔藻护藻孰坡袱敌轿蝗讼谍怨耕嫁霄彦地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)滑坡常规监测技术不同类型的滑坡，所采用的监测技术方法各不相同就监测内容来说，常分为：（1）位移监测（2）应力应变监测（3）地下水动态监测（4）地表水动态监测（5）地声监测（6）放射元素监测（7）环境因素监测（8）宏观现象监测……10科堰遂策盂尧掇疥宾鸽要调孝漾愧综畔淑枢舷劲妊钓凑扔润摔一瑚亦肢候地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)11却眠百绰村溜蜜硝院津垃窒让面熏母午憎朗拧栏嘻扦陷碟毋纹孪埂避茨毗地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)位移监测主要有简易监测（皮尺、钢尺等）、仪器仪表监测（绝对位移监测、裂缝相对位移监测、地面倾斜监测等）几种形式。一、相对位移监测相对位移监测是设点量测地质体重点变形部位点与点之间的相对位移变化（张开、闭合、下沉、抬升、错动等），从而定量表示变形的一种监测方法。主要用于对裂缝、崩滑带、采空区顶底板软弱夹层、危岩体边界等部位的监测。按所采用的仪表可分为机械式传动仪表观测法(简称机测法)和电子仪表观测法(简称电测法)两类。。12覆虫腆猛汤怜尽迂起润绢寐黄饲况婴涕吻榨愿录灼纸刀此补芜膳体戮法稠地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)（一）机测法1、主要方法（1）在裂缝或滑面两侧（或上、下）设标记或埋桩，定期用钢尺等直接量测裂缝张开、闭合、位错或下沉等变形；（2）在裂缝、滑带以及建筑物上设置骑缝式标志，如贴水泥砂浆片、玻璃片等，直接量测；（3）在平斜硐及采空区顶板设置重锤，量测硐顶的相对位移和沉降。2、特点（1）简便易行，投入快，成本低，便于群测群防；（2）操作简单，直观性强；（3）精度稍差，观测时劳动强度大。13燎磷何梢彰困学傈核基臆亥得潭勤材副籽艺舟杏狡褐跑嘉插檄猪蹬馏吻湛地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)14▲裂缝两侧设立标杆▲裂缝壁上安装标尺▲在滑坡裂缝两侧设置木桩、标尺，▲埋桩法测量滑坡体后缘位移量可以测量其变形拉裂迹疫瞅粹绵稻或姓学元瓶千腐牢穿移洽车腆潘柯韩拜殴囚测娘锡陵馒鳞桥地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)15图2-6钢尺直接测量裂缝伸缩量绣毯献寅奶滩参仓莎佣悲予公哮累拌像换愿谩鲍伐醋扎腆患搪具邀斑削捧地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)16图2-10BGK4420裂缝计蔓赖逢誓术辐竹蛇革赣姐比能聋诡斧腔钳夺矽棍深度她悸蔓听擎政陶结叼地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)（二）电测法电测法往往采用二次仪表观测，即将传感器(探头)埋设于崩滑灾害体变形部位，使用能将传感器电信号转换成人们所感知(或熟识)信息的电子仪表(如频率计之类)观测。特点：（1）仪表灵敏度高、精度高；（2）监测采样速度快，可自动巡回检测，远距离传输；（3）观测的成果资料不及机测可靠度高。电测位移计一定要具备防风、防雨、防腐蚀、防潮、防震、防雷电干扰等性能，以保障仪器仪表的长期稳定性及监测成果资料的可靠度。17栓解何难彻记炒龚仗审痉控甜拱撞扔侮旦楚田淫犹拾输诬闰焙锰绥灼豪朋地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)二、绝对位移监测有大地测量法、GPS测量法、近景摄影测量法等。（一）大地形变监测1、主要监测方法有：视准线法、小角法、测距法等。2、特点（1）量程不受限制，能大范围全面控制崩滑体；（2）技术成熟、精度高；（3）易受通视条件和气象条件（风、雨、雪、雾）影响；（4）外业工作量大、周期长。18书山朝苞戊鄙进杂费懒清孟秽靠谆茄愧絮穆韶蛇锤功撮烟规猿击划扒吾炙地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)3、常用监测仪器一般采用高精度测角、测距的光学仪器和光电测量仪器。4、观测点的布设观测点分为固定观测点(控制点)和变形观测点，标型均为墩标。固定观测点(控制点)，埋设在滑坡体之外稳定区(基岩)；变形观测点主要布置在滑坡主轴观测断面线(或利用主勘探线剖面)和监测网通过的滑坡体地面拉伸、压缩变形和上述变形的过渡地段。19秆崩储邦翌迢确狗欺糜拆谴腆饶痉样踢卞遍身燎要履激予循非棵皂雀垒密地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)20图2-4全站仪应用于边坡监测族氟秆鸽总侈滋土谱秘酷徒恨写镀漓斩淬仿信钮兑兼可澈祟遏菇磅苏獭韶地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)(二)GPS测量法1、特点（1）观测点之间无需通视，选点方便；（2）观测不受气候条件限制，可进行全天侯监测；（3）可同时进行平面位移与垂直位移监测；（4）可长期连续监测，不会漏掉重大的变形信息；（5）从数据采集、数据处理到分析、管理的全过程易于实现自动化。（6）如果监测点数量多、且要全部进行长期自动化监测时，需要大量的GPS接收机、太阳能供电装置及通讯设备、微机等安装在野外无人值守的监测房内，安全难以得到保证等问题。2、适用范围适用于各种滑坡不同变形阶段的三维位移监测。21夯嚏浚洞惟崩诺仔耗大套丧阻思斯擞乐氦拜饱赐钵仰戊援豢予裔舌巫掘畔地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)22佬喳柱嫩涧畏闹法斌居致蔬俗苛彝谈兆柿阻腰揉组踪锭免磐谬纽压耗疟婉地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)9/2002系统配置(续)控制器基准参考测量站roverMeasurementStationroverMeasurementStation办公室基准参考测量站GPS天线太阳能电池板需要有较好的视天移动电话或无线电收发机天线•系统管理•GPS数据处理•数据管理•数据可视化•与各测量站通讯资蕉莱贪斗勤休与韵稻贸得方獭攫悍蕊促酝瞧庙钵拙浆俩狂古搓烬暴娩锌地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)(三)近景摄影测量法1、工作原理通常把近景摄影仪安置在两个不同位置的固定测点，同时对滑坡区观测点摄影构成立体象对，利用立体坐标仪量测象片上各观测点三维坐标的一种方法。在相对精度方面，可以满足崩滑体处于速变、剧变阶段的监测要求。即适合于危岩体临空陡壁裂缝变化或滑坡地表位移量变化速率较大时的监测。2、特点（1）周期性重复摄影，外业工作简便，可同时测定多个测点的空间座标；（2）获得的像片是崩滑体变形的实况记录，可以随时比较分析；（3）设站受地形条件限制，内业工作量大。3、常用仪器：量测摄影机、半量测摄影机、非量测摄影机。25掷胞偶邮枣燕掸框自乒氯暗土瑚列蚤揍侈铰钱跟治粕珊钳戴翟艺缄共丙啄地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)26学嗜揍袍浊残乱式烃技魁人矣皆登捶终晌蔚或认珍妹畴带盲摄榜炼粕傀谜地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)地面倾斜监测法1、工作原理主要用于监测崩滑体地面倾斜方向和倾角变化。将移动式倾斜仪定期巡回放置于固定专用测点的盘座上，按预定的几个方向各自180°往复测量，为判断测点三维合成位移变形方向及趋势提供直接信息。2、适用范围①主要用于倾倒式崩塌、拉裂式崩塌、切层滑坡等；②对于顺层滑动不宜采用。27碱砌硬畔趟唆宾治略脸乍欠齐币蜀纶澳苦斜曾魁讲鲍杏骇嘴平筛妇京怠佯地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)深部位移监测一、钻孔测斜法钻孔测斜法是用于观测钻孔内目标深度岩（土）体横向位移矢量的一种原位测试监测手段。测斜仪类型包括：滑动电阻式、滑动电阻片式、钢弦式、伺服加速度计式和电解式。目前以伺服加速度计式应用较广。28爪舆幕屎尚销颓甘滋鹤役便彤滦秧吓段更汞炳冷抚泥捻傣崔胃桌氨悦寻令地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)29图2-9钻孔倾斜仪糖细付割鹿矾例抚绍丽态甚酿芝惯斗耗僵庸闰思肺岔栅逐统斡簇熙吐话请地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)30▲管式应变测量计安装图▲测斜孔结构图躇婴色访坝盖债厌憎撑拯面虹箭墓怯似凯挣礼誓返笺售播谅吵椰炉萧铣谚地质灾害监测预警方法与系统(1)地质灾害监测预警方法与系统(1)深部位移监测二、钻孔多点位移监测法钻孔多点位移监测法是用于观测钻孔岩土体单向