地质灾害监测预警技术方法

地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用（现象）。如崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷与沉降、地裂缝、水土流失、土地沙漠化及沼泽化、土壤盐碱化，以及地震、火山、地热害等。中华人民共和国国务院令第394号《地质灾害防治条例》已经2003年11月19日国务院第29次常务会议通过，现予公布，自2004年3月1日起施行。总理温家宝2003年11月24日2006年，国土资源部、教育部等八部委联合举办了地质灾害万村培训行动。国务院关于加强地质灾害防治工作的决定国发〔2011〕20号……到2020年，全面建成地质灾害调查评价体系、监测预警体系、防治体系和应急体系，基本消除特大型地质灾害隐患点的威胁，使灾害造成的人员伤亡和财产损失明显减少。二○一一年六月十三日我国是地质灾害频繁的国家•已编录的灾害隐患点约23万处，直接威胁人口1359万人•平均每年造成死亡和失踪约1100人、经济损失120亿-150亿元•地质灾害监测体系薄弱，缺乏全面系统的基础资料，信息化程度较低，数据无法及时更新地质灾害调查新技术地质灾害调查：调查区划和详细调查一般调查：通过走访、群众上报和实地踏勘详细调查：通过实地踏勘，槽探、坑探、钻探、物探、化探、遥感解译、测绘等手段提高调查和填图的精度。调查过程的安全：人、车、设备。宣传培训：地质灾害防治知识的宣传普及。群测群防监测预警体系建设。埋钉法（一）地质灾害群测群防监测技术方法地质灾害监测示范贴片法上漆法刷漆法群测群防巡测工具用盒尺、皮尺、直尺和卡尺等测量工具人工巡视巡测为主，对滑坡崩塌地表裂缝和建筑物裂缝进行观测。埋桩法埋桩法测量滑坡体后缘滑动位移量万村培训行动后，部局安排申报地质灾害群测群防监测技术研发与示范项目，项目实施5年来自主研发了裂缝报警器、滑坡预警伸缩仪、泥石流报警器等20余种一系列实用型地质灾害自动监测预警仪器，已经获16项国家专利和1项软件著作权，还申报了13项国家发明专利，丰富了地质灾害监测预警技术方法和手段，提高了我国地质灾害群测群防自动化监测预警技术水平，为我国地质灾害群测群防体系建设和地质灾害防护能力的提高提供了强有力的技术支撑。这些仪器主要用于崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷突发性地质灾害的监测预警。为汶川玉树彝良雅安鲁甸地震灾区和全国地质灾害易发区提供了经济适用的地质灾害监测预警仪器十几万套及安装使用培训，得到了广泛的推广和应用，并多次成功预警，避免了人员伤亡。群测群防简易自动监测报警设备－－裂缝报警器一、裂缝报警器崩塌、滑坡及其上面建筑物裂缝位移监测。应用范围当裂缝位移达到预定的阈值则报警，提醒附近的居民注意防灾。仪器功能群测群防简易自动监测报警设备－－滑坡预警伸缩仪应用滑坡体、崩塌体和不稳定斜坡体地表裂缝位移的监测预警结构主要以可伸缩有刻度的不锈钢尺带为主，还有少量的传感器电子元件和报警器组成位移达到预定的阈值则报警滑坡伸缩仪成功预警实例群测群防简易自动监测报警设备－－地质灾害综合监测无线报警仪应用滑坡群、崩塌群和不稳定斜坡体群地表位移，可以监测到50路灾害监测点报警方式达到预警值则发出无线报警信号，报警主机开始报警，并显示报警点位。如果报警主机附近没有人值守，报警主机会自动循环拨打预存的6个电话号码进行电话报警，语音提示是哪个监测点报警。地质灾害－滑坡地质灾害－崩塌地质灾害－山洪泥石流地质灾害－地面塌陷群测群防成功预警实例怒江贡山比毕里泥石流COMPANYLOGO2014云南怒江州地灾监测水环中心怒江流域泥石流灾害监测预警共涉及19条泥石流沟，其中泸水县4条泥石流沟、福贡县6条泥石流沟、贡山县9条泥石流沟，需安装仪器设备共152台，其中涉及到项目研发的仪器设备：一体化卫星传输雨量自动监测仪（42台）、一体化电磁波雷达泥水位监测系统（30套）、泥石流地声监测系统（17套）、泥石流次声监测系统（16套）。COMPANYLOGO2014云南怒江州地灾监测水环中心雨量监测视频与地声监测COMPANYLOGO2014云南怒江州地灾监测水环中心电磁波雷达泥水位监测COMPANYLOGO2014云南怒江州地灾监测水环中心泥水位雷达和次声监测COMPANYLOGO2014云南怒江州地灾监测水环中心今夏，得来洛河泥石流沟今夏爆发过小规模泥石流，分析降雨量与泥水位数据，发现泥石流沟的泥水位变化趋势与降雨量的变化趋势密切相关。在降雨量不断增加的同时，泥石流沟出现了微弱的次声中心频率的幅值变化，并且所采集的数据分析当时泥石流沟内的次声中心频率在4Hz左右。群测群防简易自动监测报警设备－－泥石流地声预警器仪泥石流地声监测仪昭通示范区云贵高原沟谷切割剧烈地质条件复杂建立群测群防和专业地质灾害监测系统，开展相关技术培训。建立群测群防体系2009年以来，安装了滑坡灾害监测预警仪器1000余台套，有效报警71次，成功预报救人4起，撤离26户114人，极大降低了地质灾害带来的人员伤亡和财产损失。群测群防监测技术示范区远程用户GPRS网络B/S架构Internet有线连接有线连接现场站中心站(二)地质灾害专业监测预警技术专业监测数据采集专业监测数据发布土砂災害等の早期警戒技術のアジア共同開発（実施期間：平成19～21年度）代表機関：特定非営利活動法人アイシーエル（研究代表者：佐々恭二）参画機関：（国内）京都大学（国外）中国国土資源部地質調査局、インドネシア公共事業省水資源開発研究所、インドネシア地質庁地質研究センター、フィリピン火山地震研究所、韓国地質資源研究院、韓国国立防災研究所、アジア工科大学（タイ）、ガジャマダ大学（インドネシア）、バンドン工科大学(インドネシア）（１）総合評価（所期の計画と同等の取組が行われている）研究成果の科学的な側面を客観的に評価するため、積極的に関連分野の専門家による評価を受ける等の取組を期待する。＜総合評価：Ａ＞地灾监测技术系统架构国家级、省级管理部门地市级管理部门县级管理部门滑坡体典型监测设备现场布设图泥石流典型监测设备现场布设图地面沉降典型监测设备现场布设图崩塌监测设备现场布设图滑坡体典型监测设备现场布设图（分布组网）二、地质灾害多参数采集传输仪地质灾害多参数监测仪•孔隙渗压监测•深部位移监测•地下水位监测•土壤湿度监测•土压力监测支持北斗卫星、本地组网的产品北斗卫星传输本地分布监测五、地质灾害预警电话机六、七、地质灾害监测无线预警系统八、大功率报警器2000瓦大屏幕广播系统预警广播设备手机•主要由崩塌泥石流防护网和冲击发射传感器（又称发射探头）及接收报警主机组成。九、泥石流（崩塌）防护网预警系统泥石流崩塌防护网预警系统泥石流防护性监测无线预警崩塌泥石流防护性监测预警十、地质灾害多功能报警器采用IC报警芯片，设置断线和短路报警输入接口，检测滑坡预警伸缩仪和防破坏报警，以及泥石流断线泥水位报警。十一、地面塌陷监测仪技术参数：距离范围（Km）5m-200km脉冲宽度（ns）5ns-20μs采样点64000，数据存储2000条波形显示屏类型6.4吋TFT彩屏光适配器FC/PC,SC/PC接口USB(主从模式各一个)、SD、RJ45备用电池内置可充电锂电池，充电时间4小时，工作时间10小时电源AC/DC适配器，输入AC90-240V±10%，输出18V工作温度0℃~40℃保存温度-10℃~50℃，相对湿度80%十二、电磁波雷达泥水位监测预警十三、北斗＋GPS变形位移监测系统十四、可视化视频监控预警系统－－激光透雾摄像监控视频光纤远程可视化监控视频卫星远程传送监控IPSTAR宽带卫星地面站终端设备系统（或美国休斯视频宽带卫星）休斯卫星专业型0.9米/1.2米便携式天线未来地质灾害监测预警技术发展趋势高端主要以物联网监测控制技术和信息管理平台技术为主，低端主要以群测群防监测体系＋群专结合自动监测预警技术为主，加强群测群防体系建设，提高监测技术水平和预警成功率。物联网信息管理平台概念模型物联网信息平台逻辑架构平台主要功能汇集数据：海量的传感数据、视频、图像分析展现：多样的图/报表、等值线/面，深入的数据挖掘基础服务：丰富的服务（短信、语音、传真、视频等）预警发布：快速、及时、多通道的预警信息发布设备管理：便捷的远程操控，实时设备状态查询数据共享：可将数据推送至各级数据中心，并支持多用户进行数据查询平台应用—数据分析平台应用-数据统计平台应用—设备状态平台应用—视频监控应急监控综合体研究成果“应急监控综合体”的设计效果图，，采用“屋脊式”布设主机箱，具有“防喷淋”效果。应急监控综合体研究成果第一代“应急监控综合体”选用了60W的三块折叠式硅太阳能板，45AH磷酸亚铁锂电池，重30公斤，比较笨重，单人携带困难。应急监控综合体研究成果第二代“应急监控综合体”选用了50W的两块折叠式硅太阳能板，30AH磷酸亚铁锂电池，重20公斤，重量有所减轻，但是整体还是较笨重。应急监控综合体研究成果第三代“应急监控综合体”选用了60W的柔性薄膜太阳能板，20AH磷酸亚铁锂电池，重9公斤，非常轻便，配套设备同样做了简化，主要针对滑坡类型灾害。应急监控综合体研究成果第二代与第三代“应急监控综合体”大小的比较应急监控综合体研究成果第三代“应急监控综合体”的接口示意应急监控综合体研究成果野外环境下应急监控综合体的组成，包括主机、轻便支架、北斗终端、光电雨量计、地表位移传感器。应急监控综合体研究成果野外环境下应急监控综合体的防水接口连线应急监控综合体研究成果野外环境下应急监控综合体的测试场境