滑坡自動化專業(yè)監(jiān)測及預(yù)警研究

范濤　寇正衛(wèi)　王寶紅

摘要：滑坡災(zāi)害在我國很多山區(qū)較為發(fā)育，因此進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害自動化的專業(yè)監(jiān)測和預(yù)警非常重要?；诖?，本文以嵩縣黃莊鄉(xiāng)的黃莊村滑坡為例，討論滑坡自動化的專業(yè)監(jiān)測以及預(yù)警方面的具體策略。

關(guān)鍵詞：滑坡自動化;監(jiān)測;預(yù)警

中圖分類號：X833 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.06.099

Monitoring and early warning study of landslide automation specialty：a case study of Huangzhuang village landslide in Huangzhuang town，Song county

Fan Tao1，Kou Zhengwei2，Wang Baohong1

（1.Henan Institute of Geological Environment Monitoring，Henan Provincial Key Laboratory of Geological Hazard Prevention，Zhengzhou Henan 450018，China;

2.Henan Province Coalfield Geology Bureau Resource and Environment Investigation Center，Zhengzhou Henan 450053，China）

Abstract：Landslide disasters are relatively developed in many mountainous areas in China，so it is very important to carry out professional monitoring and early warning of geological disaster automation.Based on this，this article takes Huangzhuang village landslide in Huangzhuang township of Song county as an example to discuss the specific monitoring and early warning strategies of landslide automation.

Key words：Landslide automation;Monitoring;Early warning

滑坡的自動化專業(yè)監(jiān)測是隨著目前我國科技的發(fā)展而產(chǎn)生的一種比較先進(jìn)地對滑坡進(jìn)行監(jiān)測的技術(shù)。目前在我國的很多地區(qū)都有一定的滑坡現(xiàn)象，會造成很多經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)安全方面的損失。因此提前對其進(jìn)行預(yù)警也是非常重要的。本文主要以嵩縣黃莊鄉(xiāng)的黃莊村滑坡作為例子，來進(jìn)行滑坡自動化專業(yè)監(jiān)測和預(yù)警方面的探索。

1 嵩縣黃莊鄉(xiāng)黃莊村的地質(zhì)環(huán)境

1.1 滑坡地點(diǎn)的地理環(huán)境

黃莊鄉(xiāng)位于河南省洛陽市嵩縣東南部外方山腹地，距嵩縣縣城25km。滑坡位于黃莊鄉(xiāng)黃莊村四組，有陸車公路通行，交通便利。

黃莊滑坡地處低山區(qū)，位于東、西向山梁的東部前緣，山頂?shù)匦屋^平坦，寬30m～40 m左右，海拔500 m左右，南北兩側(cè)山坡坡度約35～40°。南、北兩側(cè)為季節(jié)性小型河流?；麦w所在的斜坡地勢呈西高東低，滑坡南北兩側(cè)及滑坡前緣均為居民區(qū)，滑坡前緣距汝河約200m。滑坡后緣頂部高程約449m，前緣坡腳高程約425m，前后緣高差約24m，滑坡縱向坡度約30°?；麦w上為梯田。陡坎高度一般1～2m。

1.2 巖土體的工程地質(zhì)條件

根據(jù)滑坡區(qū)各類巖土體工程地質(zhì)特征，將其劃分為兩類工程地質(zhì)巖組。（1）碎裂狀較軟花崗巖強(qiáng)風(fēng)化巖組，以花崗巖為主，其次為石英二長斑巖、正長巖、安山玢巖等，巖體致密堅硬，較完整。抗風(fēng)化能力較弱，風(fēng)化層厚度1～4m。節(jié)理裂隙強(qiáng)發(fā)育區(qū)風(fēng)化層厚度稍大。（2）第四系松散土類，境內(nèi)主要為中更新統(tǒng)風(fēng)積一洪積層，上更新統(tǒng)沖積一洪積層，全新統(tǒng)沖積亞粘土、亞砂土等，主要分布于河流沿岸地區(qū)。

2 滑坡監(jiān)測預(yù)警的設(shè)備安裝

2.1 設(shè)備安裝的具體技術(shù)要求

首先是一體化雨量站土建施工的技術(shù)要求。一體化雨量站的選址要求應(yīng)該選在野外比較開闊的地方，站址周圍的45°角范圍之內(nèi)，不能夠有建筑或者是樹木，短信的通用性信號應(yīng)該穩(wěn)定，同時也要能夠考慮到設(shè)備安全的問題，水泥基礎(chǔ)要求基樁上方的表面積在450mm2，基裝下面的表面積在600mm2?；b需要能夠埋入地下至少600mm，基裝應(yīng)該足夠穩(wěn)固，同時表面要能夠更加光滑，要預(yù)埋螺栓4個。同時要配齊螺母以及平墊和彈墊，預(yù)埋螺栓的埋設(shè)平面的尺寸是300mm2的正方形，螺栓漏出的水泥的部分是60mm，基裝一面朝著南方，這對于太陽能的電池板采光是非常有利的。

其次是一體化含水率的土建施工類的技術(shù)要求。含水率的監(jiān)測站在選址的時候應(yīng)該選在滑坡體或者是泥石流的物源上。不能夠有過多的亂石。如果能夠在沙土或者是粘土上就最佳。站址周圍是不能夠有建筑或者樹木，同時通信信號應(yīng)該保持穩(wěn)定，應(yīng)該考慮到設(shè)備安裝的安全問題。水泥基礎(chǔ)必須要求基樁上面的表面積在450mm2?；b下方的表面積在600mm2。基樁能夠埋在地下至少600mm。同時應(yīng)該保持穩(wěn)固，表面要光滑，預(yù)埋螺栓是4個，并且要配齊螺母以及平墊和彈墊。同時預(yù)埋螺栓的預(yù)埋的尺寸為300mm2的正方形螺栓，露出水泥的部分是60mm左右?；b的一面需要朝南，這樣對太陽能的電池板采光比較有利。

2.2 設(shè)備安裝方面的工作量

在進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警設(shè)備安裝的過程當(dāng)中，首先要布置監(jiān)測系統(tǒng)，其中包括有監(jiān)測的基站以及監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測站。同時要布置一套雨量自動監(jiān)測站。在滑坡后面比較穩(wěn)定的地區(qū)也要布置土壤含水率的監(jiān)測站，以及一體化測斜儀自動監(jiān)測站，以及裂縫自動監(jiān)測站等。

2.3 監(jiān)測預(yù)警設(shè)備安裝的主要成果

在進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警設(shè)備安裝的過程當(dāng)中，在設(shè)備招標(biāo)以及購置還有勘察安裝的基礎(chǔ)之上，建立了8處滑坡監(jiān)測的預(yù)警系統(tǒng)。對這8處隱患點(diǎn)進(jìn)行了專項(xiàng)的地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查，同時對滑坡區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境條件還有成因以及成災(zāi)機(jī)制有了更多的認(rèn)識。為之后的滑坡模型的探索奠定了更加全面的地質(zhì)工作的基礎(chǔ)。同時三維激光掃描所形成的滑坡區(qū)域的點(diǎn)云圖也更加能夠直觀地反映滑坡區(qū)域的一些問題。通過三維激光掃描能夠獲取到云數(shù)據(jù)，并且對其進(jìn)行分層和配準(zhǔn)等進(jìn)行預(yù)處理。之后使用專業(yè)的軟件來處理數(shù)據(jù)，建立滑坡地表的三維模型。這為之后的微地貌的研究提供了更加基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。使用兩次三維激光的掃描數(shù)據(jù)來進(jìn)行滑坡體的穩(wěn)定性判斷。同時使用通信信號以及監(jiān)測站和監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)合。分析滑坡體的變形和破壞的情況以及穩(wěn)定性。使用自動雨量站來獲取降雨量，分析滑坡和降雨之間的關(guān)系。通過自動雨量站來獲取降雨量的數(shù)據(jù)，分析其二者之間的關(guān)系，為滑坡的預(yù)警預(yù)報提供更多的判斷依據(jù)。監(jiān)測預(yù)警能夠?qū)崿F(xiàn)基層單位和監(jiān)管的單位相互之間的信息共享。使預(yù)警預(yù)報更加自動及時。選擇預(yù)測的模型和臨災(zāi)的判斷依據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫，使用先進(jìn)的技術(shù)來建立三維展示模型。能夠有效地對滑坡隱患進(jìn)行預(yù)判。

3 滑坡預(yù)警方面的考察

3.1 預(yù)警預(yù)報主要對象

如果想要對滑坡進(jìn)行全程的預(yù)警，就必須要能夠確定其預(yù)報的主要對象，可以從滑坡的形態(tài)以及變形的破壞形式出發(fā)分成兩個最大的類別。首先就是需要預(yù)警預(yù)報的滑坡，也就是坡體長期以來都受到外界因素的影響，逐步的發(fā)展成了變形最終受到破壞的一類滑坡。其次就是受到很多特殊原因，比如強(qiáng)降雨或者是坡腳被破壞等因素影響導(dǎo)致的坡體出現(xiàn)了劇烈的變形。這種滑坡所對應(yīng)的坡體原本是比較穩(wěn)定的，并沒有提前的變形跡象，是處于正在發(fā)展當(dāng)中的變形體，這兩種就是滑坡變形主要的預(yù)報對象。

3.2 預(yù)警預(yù)報模式

首先，滑坡的預(yù)警預(yù)報主要可以分成3種等級模式，主要就是根據(jù)滑坡變形的發(fā)展速度以及出現(xiàn)的危險的可能性大小的不同，這3種等級的模式分別可以分成注意預(yù)警也可以稱之為三級預(yù)警。主要是用來高度引起預(yù)警預(yù)報的相關(guān)工作人員的注意，從而將相關(guān)的情況進(jìn)行宏觀調(diào)查查明滑坡位移的增長的主要原因，最后把情況可以匯報給上級部門。其次就是警示預(yù)警，也可以稱作為二級預(yù)警，主要就是根據(jù)滑坡變形發(fā)展的情況，同時也有可能會出現(xiàn)滑坡的可能性，這個時候應(yīng)該及時給當(dāng)?shù)鼐用褚欢ǖ木尽Ｔ俅?，就是臨滑預(yù)警，也可以稱作為一級預(yù)警，這一種預(yù)警就是在滑坡進(jìn)入到滑動階段，領(lǐng)導(dǎo)部門通過下達(dá)命令危險區(qū)的居民必須能夠及時撤離，以便讓生命財產(chǎn)不會受到損失。

4 結(jié)束語

通過對嵩縣黃莊鄉(xiāng)黃莊村滑坡作為例子進(jìn)行考察?？梢园l(fā)現(xiàn)滑坡變形的監(jiān)測主要就是準(zhǔn)確的分析考查出來的數(shù)據(jù)，并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在這個基礎(chǔ)上要能夠具有一定的針對性，要進(jìn)行全面的考慮，從而使變形體的變形情況能夠及時的被反映出來，只有這樣才能夠真正的提高預(yù)警警報的準(zhǔn)確度，及時發(fā)現(xiàn)問題，并且能夠采取相應(yīng)地措施減少損失，從而使監(jiān)測的變形體能夠更加穩(wěn)定，使滑坡被預(yù)測的可能性提高。

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收稿日期：2020-04-30

作者簡介：范濤（1982-），男，漢族，本科學(xué)歷，研究方向?yàn)樗きh(huán)地質(zhì)。