广州市滑坡地质灾害专业监测示范点建设

■董希彬

（广州南方测绘仪器有限公司　广东　广州　510665）

广州市滑坡地质灾害专业监测示范点建设

■董希彬

（广州南方测绘仪器有限公司广东广州510665）

滑坡灾害占我国地质灾害总数的51%以上，边坡地质灾害监测意义重大。应用我国北斗卫星，让卫星定位系统监测地表位移手段更加适应了滑坡监测的现场环境的要，提高了监测精度，确保了监测系统的可靠性。

坡监测地灾监测北斗卫星地灾监测系统

1　引言

滑坡灾害占我国地质灾害总数的51%以上，边坡地质灾害监测意义重大。广州市由于地形地质条件较为复杂，局部断裂构造较发育，雨水充沛，降雨时空分布不均匀等自然环境条件影响，特别是经济的高速发展时期，人类工程活动强烈，地质灾害时有发生。从化良口-吕田镇为低山区滑坡灾害易发区,湖光山庄灾害点地处国道G105线湖光山庄北侧,市一处老滑坡,滑坡体见多条裂缝,裂缝长15-60m,宽10-30cm,裂缝两盘相对错位差30-60cm.滑坡仍然处于变形中.滑坡体下的居民大30户,约150人。选定国道G105线湖光山庄北侧建立广州市滑坡地质灾害专业监测示范点。

广州市滑坡地质灾害专业监测示范点卫星影像图

2　监测示范点建设和运行

在G105国道良口至吕田段低山区地质灾害专业监测示范点建立降雨量监测系统1套、地表面位移监测系统4套（其中基准站1套，监测站3套）、内部位移监测系统2套，分别用于监测地质灾害隐患点的降雨量、表面位移和内部位移，并将监测数据通过无线网络即时发送至地质灾害监测预警中心服务器系统中，并保障监测数据的连续性和完整性，安装地质灾害监测预警系统1套，用于接收和分析监测数据，发出预警信息。

2.1区域降雨量监测

降雨量是滑坡地质灾害发生的最主要的诱发因素，示范点地处从化，雨水十分充沛，降雨时空分布不均因此本项目十分重视对区域降雨量的实时监测。取得降雨量资料，结合位移变化进行关联分析，构建监测预警模型十分重要。

2.2深部位移监测

在滑坡灾害监测中，人们更为关心的是滑体深部，特别是滑动面处的滑移变形和滑动方向，钻孔倾斜仪的出现较为圆满地解决了该问题，现已成为观测深部水平位移的重要手段。由于其适应于各种类型的斜坡且稳定可靠，被广泛应用于滑坡变形监测当中。

2.3地表位移监测

地表位移监测滑坡监测预警的重要依据，现阶段边坡地质灾害监测中大量采用GPS进行位移监测，但现场环境导致向坡一侧卫星遮挡严重，并且多路径效应影响明显，常导致GPS监测数据解算失败，或精度不好。加入北斗卫星提高，提高卫星高度截止角，可有效减少多路径效应的影响，提高解算精度。

3　滑坡地质灾害专业监测系统建设

地质灾害自动化监测预警系统包括数据采集模块、数据分析处理模块和安全信息管理模块。边坡地质灾害自动化监测信息系统数据采集软件功能框图：

3.1数据采集软件

数据采集软件功能模块主要包括：系统工具、数据采集、数据管理和数据通讯。下面分别加以说明。

3.1.1系统自检功能

有系统自检、自诊断功能，能对系统各部位运行状态自检、自诊断，并实时打印自检、自诊断结果及运行中的异常情况，作为硬拷贝文档。

3.1.2数据通讯功能

实现监控主机与各台测控装置（MCU）、监控主机与信息管理主机之间的双向数据通讯。通过通讯媒体与上级计算机连接，可实现远程数据传输和系统远程控制。

3.1.3数据采集功能

数据采集软件具备两种运行方式：

①中央控制方式（应答式），由数据采集软件下达命令，网络节点上的所有测控装置（MCU）进行巡测或选测，测量完毕后将数据根据命令存储在监控主机中；

②自动控制方式(自报式)，测控装置（MCU）按内部设定时间间隔自动进行测量，测量完毕后将数据存储，并根据命令将存储数据传送到监控主机中存储。

3.1.4数据管理功能

将原始监测数据储存在监控主机的数据库中，可按要求对存储数据进行初步处理，供运行人员浏览和检查。具有完善的临时和历史测值的数据库管理功能。测值数据可显示、查寻、检索、绘制过程线、拷盘、打印等。

3.2信息管理软件

边坡安全监测息管理软件用于对边坡安全监测自动化系统采集的监测数据及其它有关边坡安全的信息进行自动获取、存储、加工处理和输入输出，并且为数据分析软件提供完备的数据接口。

3.2.1数据分析模块

（1）过程线分析：以时间为X轴，雨量、边坡表面位移、深部位移等观测量为Y轴，绘制时间序列曲线。

（2）滞后时间分析：由于降水入渗变化与边坡位移的变化不完全同步，降水达到峰(谷)值的时刻往往比位移达到峰(谷)值的时刻来得晚，存在一定的时间差即“滞后时间”。系统采用自动化智能分析推求滞后时间。

（3）沉降分析：通过绘制垂直位移与时间的关系曲线对边坡垂直位移的变化进行分析，了解边坡垂直位移的变化情况。

（4）水平位移分析：通过绘制水平位移与时间的关系曲线对该水平位移变化情况进行分析，了解不同水平的位移变化情况。

（5）安全预测：通过对边坡的综合状态进行分析处理，提出相应的预防措施。

3.2.2数据查询模块

（1）历史数据查询：对以往的历史数据进行分类、分时间段进行查询。

（2）远程录像查询：查询远程服务器上的视频信息。

（3）数据下载：可以从远程服务器上下载所需要的数据信息。

（4）查询结果输出：根据用户查询结果，提供多种文件格式输出。

3.2.3数据输出模块

通过对历史数据的分析，可以对所有的数据进行统计分析，整理形成日报表、周报表、月报表、季度报表、年报表，以所需的报表格式输出进行进一步分析、打印。

3.2.4安全预警模块

（1）安全预警值：边坡自动化监测的主要内容：表面位移、深部位移、雨量。其中降雨作为诱发边坡滑坡、坍塌等的一个重要因子，它的变化间接反映了边坡体的稳定性；降雨对边坡的影响除了形成水压力，还将造成岩土体的力学性质发生弱化。雨量监测数据有利于后期对边坡稳定性综合分析提供第一手原始资料料。边坡的破坏模式类型主要是平面滑动，有单一平面滑动和同向双平面滑动两种。

（2）报警方式：包括短信报警、邮件报警、语音报警等方式，每种方式都有相应的特点，可根据用户的选择、实际情况的危急程序、报警级别等选择适当的报警方式，或者多种报警方式相结合，来确保用户及时收到预警信息。

本系统预警模块预警功能采用多级预警设计，预警初步设计分为黄色、橙色、红色三级，其中三级（较重），二级（严重），一级（特别严重），建立报警跃迁机制：当报警产生一段时间或次数后，如未处理报警，自动提升报警级别。

报警解除：当报警处理完后自动解除。

4　结语

广州市滑坡地质灾害专业监测示范点建设完成并运行半年以来，实时监控了示范点滑坡区域降雨量，以及降雨后引起的深部位移和地表位移的变化。通过大量数据的关联分析，证明了监测示范点监测要素选择合理，各要素关联清晰，监测设备精度满足滑坡监测实际需求，尤其是北斗卫星的引入确保了监测系统满足了滑坡监测现场环境的客观要求，实现了预期目标，并已取得初步成效。

[1]《地质灾害防治条例》.

[2]《广州市地质灾害防治规划 (2005~2020年)》.

[3]殷跃平等.《长江三峡库区移民迁建新址重大地质灾害及防治研究》。北京：地质出版社，2004.

[4]王洪德，高幼龙等.《地质灾害预警关键技术方法研究与示范》项目设计书.2003.

[5]刘传正，《地质灾害监测与预警预报》，国土资源部地质灾害防治培训(视频), 2008.

[6]周平根，《地灾监测预警传感器网络技术应用现状及发展建议》，南方国土资源，2011.

P694[文献码]B

1000-405X（2016）-9-441-2

董希彬，2011年毕业于中山大学，同年7月加入南方测绘。