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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地质灾害预警,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
地质灾害时间分布地质灾害高发期为6~9月主汛期,灾害类型以滑坡、崩塌、泥石流为主[15](图2);2~5月冰雪冻融期次之,灾害类型以崩塌、滑坡为主;10月、11月、12月、1月为低发期,主要诱发因素为人类工程活动,灾害类型以崩塌、滑坡为主。
2降水引发地质灾害的特征
地质灾害的发生与气象因素有很大的关系,降水在甘肃引发的地质灾害具有以下特征。
2.1突发性特征局地强对流天气形成的短时强降水强度大,历时短,覆盖面积较小。可形成突发性崩塌、滑坡、泥石流灾害。尤其是泥石流灾害,往往形成严重的人员伤亡和经济损失。典型的如舟曲8.8特大泥石流灾害,距离县城15km的东山站记录的小时降水量达77.3mm,过程降水量达96.6mm,造成严重的人员伤亡和经济损失[14]。
2.2群发性特征区域性的暴雨往往是诱发滑坡、泥石流的主要因素。据调查和统计,5月下旬~9月上旬,为甘肃大暴雨或暴雨发生期,其中7月上旬~8月中旬,为大暴雨或特大暴雨集中期,同时也是崩滑流的集中发生期。如2013年陇东南部“7•25”群发性地质灾害,天水、平凉、庆阳等地区形成了滑坡、泥石流数量近千次。
2.3滞后性特征大型滑坡一般出现在降雨过程后期,甚至降雨结束后数天。典型的如天水珍珠沟滑坡,在经历了2013年4次强降水过程后在2013年12月21日发生大规模滑动。
3地质灾害预警模型研究
3.1研究思路从理论上讲,地质灾害气象预警指标应全面考虑前期岩土体含水量、未来降水以及实时降水情况。但目前准确获取前期岩土体含水量还不具备条件。因此要解决问题必须从宏观上结合地质环境条件和气象条件综合分析研究,建立适合的模型,得出有效的地质灾害气象预警指标。目前国内采用的地质灾害气象预警多是把崩滑流灾害考虑在一起,但实际情况是泥石流的激发雨量比滑坡小,且往往为短历时强降雨。因此考虑地质灾害预警的实际需求,本次将分别建立泥石流和滑坡的预警模型,并考虑如前期降水、新近强震、地面高程等关键影响因素。
3.2滑坡预警指标和模型
3.2.1滑坡与降水关系据统计降雨类型的滑坡约占滑坡总数的70%,同时调查表明95%的降雨型滑坡发生于雨季[17]。对1967~2010年80个气象站逐日降水量资料与滑坡灾害的关系分析表明,滑坡与雨型、前期降水等具有显著关系,根据甘肃实际降雨可归类为连阴雨型、暴雨(雷暴)、前期—暴雨型、持续暴雨型(表1)。根据对汶川地震、岷县漳县6.6级地震研究表明,地震烈度大于6度区时,各种雨型对应的滑坡临界雨量呈显著下降趋势,降幅可达20%~50%[18-19]。例如2013年7月25日,岷县漳县地震灾区烈度Ⅵ度区范围内降雨量仅30mm,就出现了大量的小型滑坡,对抢险救灾造成了严重的影响。
3.2.2滑坡预警模型构建前述分析表明,滑坡与雨型、过程等有着直接的关系。根据历史滑坡灾害资料、降雨资料和灾害易发度综合统计分析,并借鉴国内外研究应用成果,建立基于综合有效累积降雨量的滑坡24h趋势预警模型和基于实时雨量的滑坡实时预警模型。(1)滑坡24h趋势预警模型基于综合有效累积降雨量,并考虑地震影响,建立滑坡24h趋势预警模型。式中:RL为综合有效累计雨量,Ri为前i天实测雨量,包括当日最新实况雨量(i=0-4),RF为24h预报雨量。a为前期降雨影响时间衰减系数,一般取0.5~0.8,b为地震烈度修正系数,取1.25~2.0。对应不同的灾害预警等级和灾害易发度等级,两者共同确定某一综合有效累积雨量值为该易发区内该预警等级的指标临界值,具体数值可根据当地情况进行动态调整。(2)基于实时雨量的滑坡预警模型目前甘肃省气象、水利、国土等部门建设的雨量计接近4000处,网格密度5~30km2,基本可以满足滑坡实时监测预警。因此综合考虑不同雨型特征,建立基于实时监测的区域滑坡预警模型。采用临界雨量系数来表征。公式(6)适用于1h、3h、6h暴雨雨量计算;公式(7)适用于12h和24h暴雨雨量计算。
3.2.3滑坡气象预警等级划分根据全国统一的地质灾害气象等级,将甘肃省地质灾害气象预警等级划分为4个等级(表2),当预报出现1~3级地质灾害时,对外预报或预警。
3.3泥石流预警指标和方法
3.3.1泥石流与降水的关系分析对甘肃东部武都北峪河、舟曲三眼峪沟、天水市桦林沟、罗峪沟等典型泥石流的22组成灾过程研究表明:泥石流发生时的10min雨强最小值为8.3mm,最大值为24mm,说明灾害性泥石流的暴雨初始雨强是非常大的;泥石流发生的时间大都集中在一场降雨的前期,主要集中于3h之内,3h雨量达到了过程雨量的45%~100%(表3)。进一步研究表明,降水量与降水历时呈指数相关(图3,表4),相关系数在0.89~0.99,说明引发泥石流的降水过程具备一定的规律性,四条典型泥石流发生的10min雨量差别不同,在图3上基本重复,而随着时间的增加则出现自南而北、自西向东雨量不断增大的趋势。
3.3.2泥石流临界雨量确定根据省内各地资料状况,选用历年积累的泥石流灾害调查资料、实测大暴雨资料和历史洪水调查资料,优先选择资料较为充足完善的地方,依据上述典型泥石流研究方法,采用内插法计算全省不同时段泥石流临界雨量值。
3.3.3泥石流实时预警模型泥石流的发生和雨强有很强的关联性,因此当预警判据中的临界雨量达到下限时,已开始产生泥石流,当30min降雨达到临界雨量时,则可能暴发大规模的泥石流;根据牛最荣[21]等研究,同一流域内各时段暴雨和高程具有密切关系,暴雨雨量随高程增高而增大,并呈直线相关。因此基于泥石流暴发的雨强特征,建立基于临界雨量和实时雨量为参照的泥石流预警模型,该模型考虑高程对暴雨雨量的影响。
3.3.4泥石流预警等级划分参照滑坡预警等级,泥石流预警等级仍设定为四级,当1/6h、1/2h、1h、3h临界雨量系数符合表8的规定时,分别对应于蓝色、黄色、橙色、红色预警(表8)。
4预警模型检验
2013年甘肃省连续遭受强降水、暴雨袭击,从5月14日开发预警信息,直到9月24日结束,省级地质灾害气象预警平台共122次地质灾害气象预警产品(因降雨范围、强度发生变化而有34个降雨日一天内了两次预警信息),其中红色预警信息(Ⅰ级)9次、橙色预警信息(Ⅱ级)37次,黄色预警信息(Ⅲ级)68次、蓝色预警信息(Ⅳ级)8次。成功预报367起地质灾害(图2),转移安置145868名群众,114363.9万元财产及时的进行了避让,有效的保护了人民群众生命财产安全。本年度是首次采用24h预报、临灾(2~6h)预报,预警信息量是多年平均量的150%,地质灾害区域成功预报率达22.82%。典型案例如天水6.20、甘肃东部7.25(包含岷县漳县地震灾区)(图4)、文县8.7等强降水过程引发的群发性地质灾害。
5结论
关键词气象因素;地质灾害;预警报系统;WebGIS
我国是一个地质灾害多发的国家,崩塌、滑坡和泥石流等常见灾害发生的地域广、频率高,具有较强的破坏性。研究表明,除地质构造及人类活动外,气象条件也是形成地质灾害的一大原因,暴雨或连续降雨常常是触发地质灾害的直接因素。因此,如何通过对雨情的监测提供可靠的地质灾害预警信息,成为一项重要工作内容。
1地质灾害预警报系统概述
目前,在气象部门的协助下,许多地区的国土资源部门都相继建立了地质灾害预警预报系统。灾害的风险预报是指在收集和集中监测信息的基础上,进一步分析地质灾害及次生、衍生灾害等可能对社会经济、群众生活所造成的影响,提前风险预报,并为政府部门、有关单位及广大民众提供应对的措施和指导。气象监测(特别是雨量监测)系统和基于WebGIS的地质灾害预警系统组成的地质灾害预警预报平台,在突发性地质灾害的预测和防范中起到了关键性的作用[1]。
1.1预警报系统的建设目标
预警报系统的目标是建设一个时效高、预警报信息内容全面且准确可靠的地质灾害预警报体系,为相关政府部门的决策和灾害地区群众的减灾措施提供科学、及时、有效的信息指导。充分利用现代化建设的成果,在已获取的大量气象探测和灾害性天气监测信息的基础上,对信息进行存贮、处理和分析,建立地质灾害预警报服务平台和流程,根据决策服务的要求,提供连续无缝隙的地质灾害预警报信息[2]。
1.2预警报系统的工作流程
地质灾害预警预报系统主要由监测系统和预警报系统2部分组成。启动气象信息收集、地质灾害信息收集以及信息自动生成等模块后,通过实时监控雨情,一旦降水因子达到相应的监测指标,系统即可在决策中心进行数据分析,生成地质灾害预警等级,并在确定信息后,利用短信、广播、电视、网络等媒介按照预警等级对特定部门及相关群众警报信息。
2地质灾害预警报系统的组成及实现
基于WebGIS的地质灾害预警系统中,灾害信息的汇集及预警平台是数据信息处理和服务的核心;气象监测系统具有雨情报汛、预警等功能;群测群防预警系统则包括预警、警报传输和信息反馈功能[3]。要实现地质灾害预警系统的正常运转,应注意以下几个方面:
2.1建立高效稳定的应用平台
高效稳定的应用平台为整个地质灾害预警系统的正常运作提供强有力的支撑,对提高系统的稳定性具有至关重要的作用。良好的应用平台依赖于完善的数据信息、高科技的硬件设备、成熟的先进软件环境及规划合理的结构设计。
数据库是地质灾害预警报系统的核心部分,除实时采集和的雨量数据、预报雨量数据、雷达图、卫星云图和台风信息等气象数据外,当地行政区域图、区域地理信息及区域内的群众信息等,都是数据库的重要组成部分。软件系统应由用户界面、后台管理系统、数据交换平台(EAI)、后台管理应用核心构件群、WebGIS组件、Microsoft.NET应用服务器平台及其他系统组成。先进、灵活、适用的软件架构符合管理信息化的要求,以构件化设计为核心,实现事件触发、数据驱动、参数设置的开放可行的地质灾害预警预报系统管理平台。
2.2科学合理的灾害等级划分
灾害等级的划分关系到预警报启动的决策、预警报信息的范围及对象等,在地质灾害预警报系统中,需要给予特别的重视[4]。依照国土资源部制定的地质灾害预报等级标准,预报等级可分为5级:一级为可能性很小;二级为可能性较小;三级(注意级)为可能性较大;四级(预警级)为可能性大;五级(警报级)为可能性很大。从预警报系统的角度分析,一级和二级灾害没有实际预警意义,预警工作由三级开始启动,应围绕三至五级地质灾害开展防灾减灾工作。
2.3保证系统的安全性
预警预报系统将为防灾减灾的决策提供重要的依据和指导,因此,必须保证其安全性和权威性,安全是系统设计的关键[5-6]。首先,在设计中要充分考虑到网络安全的问题;其次,注重系统的整体维护是延长系统使用寿命的重要保障。此外,地质灾害预警预报系统与其他相关系统的联系均以特定的接口程序来实现,当地质灾害预警预报系统或相关系统出现故障时,不会出现系统间的相互影响。在系统的运行中,应保留详细的操作日志,出现问题可以查明错误原因,及时恢复,并为系统的科学评价提供依据。
3小结
综上所述,地质灾害预警预报系统的建设和维护是一项长期工作,涉及的部门多、范围广,须参考的因素多而复杂。因此,必须在工作中不断地总结经验,并在各部门的积极配合下,建立顺畅的信息链,为相关部门和群众提供即时的、权威的、人性化的信息指导,将地质灾害的影响降到最低。
4参考文献
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掌握灾情信息,及时预防应急处理灾情关系到人民群众的财产和生命的安全。本文从地质灾害预警及信息管理出发,以GIS为基础,运用计算机技术、网络技术、射频技术等设计出一种高效、科学处理灾情的系统,重点介绍了系统总体设计、软件体系结构、灾情预警模块、数据传输模块、数据库等,实现对灾区实时监测、信息整合、灾情分析等功能。
[关键词]
地质灾害预警;GIS;数据库;实时监测
及时、全面、综合获取全面而又可靠的灾害信息是完美处理灾情的关键。GIS是一种有效地收集、存贮、分析、再现空间信息的信息系统[1-3]。他将空间信息和属性信息相结合,通过数据整合、管理、图层叠加、分析,集合遥感学、测绘学、计算机学等学科,融合先进监测技术实现对灾害区域有效掌控,以达到对灾情预知、灾后科学补救的目的。目前地质灾害的工作主要依赖于地质调查、野外调绘、现场观测等技术,缺乏一种完善的综合整理利用信息的系统,在预警方面也不能第一时间整合有效资源作分析寻找最优解决方案。因此,在地质灾害预警及信息管理工作中,如何让在短时间内,有效获取有用的信息提供给管理部门,理性提出解决方案为越来越多的人所重视[4-7]。本文统筹考虑多方面因素,提出一种基于GIS的管理系统,希望在地质灾害工作中有所帮助。
1GIS在地质灾害管理上的应用现状
随着科学技术的日新月异,计算机,RS、GPS等技术也得到迅猛发展,地质灾害领域的GIS由于得到新技术的支持,也使得它的应用越来越广泛。从上世纪九十年代起,GIS就成为我国研究的一个讨论热题,渐渐的被人们熟知。地理信息系统在我国起步比较晚,经过多年的努力,在技术上和经验上已经取得了可人的成绩,但也存在一些不足之处。就整体而言,在技术上和规模上达到了国际先进水平,但在硬件设备配套,软件的商品化,综合分析模型的使用性和系统更新能力等方面和国际先进水平相比还存在着差距。传统的系统不足之处在于对空间数据的管理比较困难,如空间环境的模拟机信息的显示,只能完成一些基本的数据查询、报表处理的工作。但就目前而言,GIS在地质灾害方面的应用比较单一,只要体现在对灾害的监测、评价、分析、预警等方面,缺乏一种整合信息综合管理的应用。GIS在地质灾害领域的发展不仅仅取决于GIS技术的发展,更取决于地质灾害领域信息化的进程,随着现代化、信息化的进一步发展,GIS将在该领域得到更加广泛的应用。
2系统设计
2.1系统总体结构
系统不仅服务相关部门同时也拥有面向群众的平台,主要承担两个方面的功能:一是通过计算机网络构筑灾害监控与管理实现数据的共享,利用GSM/GPRS无线网络实现基础数据、实时监测数据及其它有关数据的采集、交换等;二是通过灾害实时监控与管理平台,向社会公众和灾害管理人员提供信息和数据处理功能。
2.2应用软件体系
应用软件体系采用一种B/S、C/S混合的构架模式,充分利用两种构架各自的优势,包含展示、应用、平台、存储、网络传输、数据采集等层。
2.2.1C/S结构
C/S这种共享系统自国外引进经过发展与20世纪九十年代达到成熟[8],这种系统响应速度快并且对服务器造成的负担较小,在数据传输速率方面也可以达到很高的要求。C/S的客户端主要承担的功能是数据的查询、浏览等,服务器接受指令后迅速运作响应客户端需求,两个部分分开工作又相互配合实现数据的集中统一管理,由于问题在不同的构建解决,也有利于系统给的安全性。这种分开的工作机制也会带来相应的局限性[9]。首先,C/S这种构架只适用于电脑数量有限的局域网,超过百台后,即使匹配相符合的版本软件,也会因为自身工作结构的特殊性难以达到理想效果,且付出的代价很高昂。现在生活节凑加快,各种信息铺天盖地,这就要求大幅度提高各类信息资源获取的时效性,C/S构架也不能通过互联网实现移动办公、视频会议等现代办公需求。此外还有一种C/S三层结构,这种结构实在常规客户机基础上再添加一个服务器,对数据传输的数量、质量、频度要求比较高。
2.2.2B/S结构
B/S在克服C/S存在问题的基础上进行改进[10],这种结构最大的优势是在服务器端处理事务,简化了电脑载荷也降低了成本,从目前看在局域网使用这种构架是最划算的,在内网、外网、网络视频操控的方面也能体现出其强大的功能。B/S包含表示层、处理层、数据层三层结构。其显著特点是能实现客户端零维护,不需要软件只要有电脑拥有管理员分配的用户信息就可以使用[11]。由于其操作只是针对服务器,所以不管用户规模有多庞大都不会增加系统工作量。也正是这种工作模式,造成最大的弊端在于服务器负担过重,web浏览器也不能满足大量数据输入、输出,数据访问和业务处理也不在同一页面,难以实现共享。
2.2.3B/S、C/S混合结构
为了综合两种构架的优势,本灾害预警信息管理系统决定采取一种B/S、C/S相结合的结构。可以满足既可以满足普通用户的访问请求,应用软件体系如下图,其中表示层主要承担信息的浏览和输出、功能层处理用户请求并执行相应的程序实现反馈、数据层主要满足数据库服务器提出关于数据操作的请求,执行后提交服务器。
2.3灾害预警模块
根据国内外地址分析进程和预警研究的深度,综合GIS基本功能设计一种综合预警系统,主要作用体现在通过利用基本信息实现灾害区域三维可视化、场景现场化而实现灾害的预警和监测。利用GIS分析功能结合灾害区域基本地理特征,通过数据库统一管理综合遥感影像数据、DEM数据、三维模型数据等,调用灾害预测分析模型对数据进行分析,从而实现成熟的空间预测。系统根据模型结合区域实时动态信息,分析后实现空间和时间的预报。预警系统采用一种三维可视化监测方式,可对主要监测区实施可视化管理监测[12-13]。
2.4数据传输模块
地质灾害发生在野外,所以系统主要的应用领域在野外,数据由野外直接储存然后传给相关部门,这就对数据传输的质量要求比较高,野外地形地貌比较复杂,各种设施也不完善,电力、网络等条件也达不到,这就需要一种具备各种条件的传输系统保证数据的正常传输。在山地、林地等情况下,运用无线传输,采用多频技术跨频段传输,运用GIS地图分析功能将研究区域划分为多个单元模块,每个单元模块设立一个数据接收中转站,在网络覆盖地区设立数据接收站,中转站的数据通过网络传输给接收站,在传给相关部门。无网络传输区域采用风光互补发电系统供电,在无指令阶段进入休眠调度管理,提高野外应用周期,以ARM微型处理器为核心,传输频段使用2.4GHz和UHF/VHF频段,既保证数据传输的时效性,也提高了远距离传输的可靠性,采用多级延伸也可以拉大适用范围。公共网络覆盖区域采用移动4G、蓝牙、无线wlan等实现数据的正常传输[14-15]。
2.5数据库
数据库存储的有属性数据和空间数据,采用集成方法通过编程关键的字符段来避免数据类型不一致,属性数据以表格形式展示,包含监测区域名称、范围、图片,影像等信息,空间数据依托与专题地图,包含基本的河流、道路、湖泊、树木等,以遥感影像为基础图像在ArcGIS环境中对地图要素进行数字化等操作,最后存放在数据库中。增加管理员登录系统,实现对数据的统一分类管理,用户访问端拥有上传功能,可以上传最新的数据信息至数据库,通过这种平台可以有效节约更新成本,提高数据更新频率。数据库存储基本的灾害发生群众转移信息,通过分析得到转移最优路线,提高灾害应急能力。
3结语
基于ArcGIS设计的地质灾害预警及信息管理系统可以满足相关部门和普通用户对灾害情况的了解以及对灾害区域宏观的掌控,该系统提高了灾害处理的信息化、现代化水平,为进一步利用灾害信息处理灾情提供了平台,通过局域网和互联网,各级部门各层次用户可以有针对性获取信息,大大推动了灾情预防处理的进展。灾害预警功能的实现需要各类基础信息,所以不断地更新完善信息是系统发挥功能的重要条件。
作者:杨溯 张兵 单位:四川省第一测绘工程院 成都理工大学
参考文献:
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关键词:地质灾害监测;预警;滑坡远程监控
中图分类号:P642.22 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)17-0151-02
1 地质灾害监测预警示范系统的内容
地质灾害是指源于自然以及人为的地质作用对生存环境造成的灾难性破坏。地质灾害主要有地面塌陷、泥石流、滑坡、地层崩塌以及地层裂缝等。在地质灾害研究中,关于滑坡、泥石流类灾害的研究是行业研究的重点。地质灾害监测预警示范系统是基于遥感技术RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS以及相应的地质灾害监测技术,划定一定的地质灾害预警方位,用以监测该范围内的特定地质灾害在变现象,并将监测结果、破坏信息以及诱发因素等以信息平台的模式进行。在这个地质灾害监测预警示范系统中,使用人员可以通过对监测数据进行系统分析,并且根据现场搜集的地质变形因素和相关因素进行规整分析,进而对地质灾害情况的稳定性状态和变化趋势做出预判,从而达到揭示地质灾害时间和空间的分布规律,为地质灾害治理及决策奠定基础。
地质灾害监测预警示范系统中主要使用的专业设备有:位移传感器、雨量计、视频监测网络、地理信息系统动态记录等。地质灾害监测预警示范系统可以和地理信息测绘系统紧密结合,两者相互配合,充分补充在地质勘察中发现的不良地质情况,进而对不良地质情况中的地质灾害实施预警和监控,同时采用系统中的资源分析调配,采用构建地质灾害模型的方式来对地质灾害进行预演。地质灾害监测预警师范系统还可以对已经发生的地质灾害实施连续、实时、动态的监测和检测,及时获取和记录全面准确的数据,并且采用信息系统自动化集成技术进行分析,协助相关的地质灾害处理和决策部门针对地质灾害情况进行高效协调处置,进而节约地质灾害救援时间,避免地质灾害影响的扩大,尽最大可能减少人民群众的生命财产损失。
2 滑坡远程监控的要素及子系统配置
滑坡远程监控作为地质灾害监测预警示范系统的有效组成部分,其监控内容较为专业且单一,需要配备的专业仪器及系统配置相对较为简单且使用便捷,主要针对滑坡这一单项地质灾害专门配置,具有高效、简洁、明晰的优势。
滑坡远程监控子系统的设备配置主要包括:
①智能型电子测斜仪:主要测量XY两个维度,测量范围为±30°,自带温度补偿以及相应的数据输出端口。
②高智能裂缝宽度仪:量程200 mm,分辨率0.01 mm,自带温度补偿以及相应的数据输出端口。
③智能型雨量计:分辨力0.1 mm;降雨强度测量范围0.01~8 mm/min;测量误差:±0.2 mm;输出信号RS-485接口;雨量计本机存储记录容量大于1.5 a。
④多数据采集传输仪,采集仪主要针对单类型地质灾害进行多数据采集,采用传感器数据通过无线传输网络进行监测数据的传输及预警,并且绘制预警曲线,使用者可以进行实时查询,并且设置预警警告。此类数据采集仪可以针对滑坡、泥石流、岩石崩塌等单类型地质灾害进行多数据监测和远程警示,但是对于综合性的地质灾害则需要进行调试,目前效果仍未尽如人意。
在建筑工程施工过程中,由于边坡的受力处于不稳定状态,特别是在暴雨水浸情况下极易发生岩体移动和滑坡,形成地质灾害。为防止这类地质灾害的发生,目前较为常用的方法是对这类存在地质灾害隐患的边坡进行远程监控以及远程警示,并且根据监测的结果进行汇总和分析,绘制预警曲线,并根据预设情况出相应的地质灾害治理方案。目前的滑坡远程监测主要以调查岩体移动量、移动速度为主要手段,监测地质灾害时的地层演变信息和诱变因素,根据滑坡监测的数据结果,结合岩体力学和水文地质学科的调查分析,汇总出不良地质岩体移动方向的预设型资料,进而分析得出岩体移动的规律,设置数理模型来预判定不良地质移动岩体闫滑动面移动的位移、边线以及不良岩体的形状、大小以及滑动倾角等数据,从而判定岩体移动带来的影响,形成地质灾害的稳定性评价报告和监测预测报告。在稳定性评价报告和监测预测报告的基础上,才能形成地质灾害治理的综合意见,才能对移动的滑坡岩体采取相应的地质灾害防治措施,减少人民群众的财产损失。
3 滑坡远程监控预警示范系统应用方法
滑坡远程监控是在处置不良地质情况中用于预测及分析滑坡情况的方法,集合了监测仪器、监测数据搜集分析,并且结合地质灾害形成机理、地理信息处理技术和预测预报等技术为一体的一门综合性技术。滑坡监测一般可以分为几种监测方法实施,常规型的监测方式是采用位移监测法,目前的滑坡远程监控仪器已经可以进行毫米级的监测。而在部分重点工程中,如果采用高精度的位移监测方法,剔除了影像影响,则可以达到0.1 mm的监测精度。目前国际上较为流行的是光纤应变分析技术之布里渊散射光时域反射技术,又称BOTDR技术,这项技术此前主要应用于大型的建筑物及构筑物的安全监测和健康诊断,且在电力、通讯领域应用较为广泛,是应变监测和监控的主要手段。在我国,首先由三峡水库区中巫山滑坡监测中应用BOTDR技术。与传统的滑坡监测技术相比,BOTDR技术具有综合行、实时性、高精度和长距离的特点。由于采用了合理的点位布置方式,不仅可以长期使用,而且可以直接控制多个施工阶段以及后期使用过程,可以非常方便的对各类边坡的不同部位进行监测。而且由于这种技术才用了多种复合方式,使用多种有效监测方法进行对比校核修正,实现了错误数据剔除,使得数据更接近于真实,更为可靠。而且由于其实现了空中、地表、以及深达不良地质灾害体内部深部的立体化监测网络,建立了相应的数据模型,也增强了数据应用能力,加强了数据综合判别能力,同时也就促进了地质专业人员数据分析的精度,也相应提高了对地质灾害评价和预判能力。
在滑坡远程监控预警示范系统中,基于ESRI Arc GIS平台,以 2.0为开发平台,选用C语言,Web服务器采用IIS,在线数据通信部分在.Net平台使用C/S与B/S相结合的模式开发方式;系统的后台数据库选用Microsoft SQL Server 2005 Express或Oracle 10 G数据库,可以实现滑坡监控BOTDR技术的综合管理,同时开发了多个应用平台和管理权限,可以满足不同应用领域的技术要求。
在大型的长期地质灾害治理项目中,采取多点位传感器布置的方式进行信息采集,这样的方式进行滑坡监测,彻底改变了传统的多点和线路布设的模式。采用网状布设模式,结合地理信息处理系统,则可以在边坡的每个单元都可以采集到多个信息,将这些收集到的不同信息进行系统集中处理之后,就能够得到该地区的地质灾害三维图像数据。而随着地球物理系统的全面运用以及地质勘察勘探方法中关于数据采集、信息处理和资料传输能力都由计算机来高速实现,高分辨率、大图幅、大样本技术的应用也得到了实现,进而将滑坡监测技术推向二维和三维采集系统方向发展。由于有计算机参与,在数据收集上可以通过加大测试频率次数进而时间长时间序列上的滑坡监测。
4 滑坡远程监控现场布点及方案
在一般的滑坡监测中,可以通过实地调查和分析来判定边坡岩体不稳定范围的大小和形状以及岩体移动的方向。在选择相应的滑坡监测方案前要对地质灾害隐患进行实地的考察,选取最为适宜的监测方案和监测仪器。对于设备的集成度、自动控制模式、数据标准化程度和信息模式等,由滑坡监测系统的自动化程度决定,针对大型的长期地质灾害监测,应建立相应的数据整理系统,优选相应的监测参数后,采用多参数数据组合、设备选型调整等方式进行系统优化,以便应用于不同的地质灾害规模、针对不同的地质危害程度以及不同的发展阶段。
5 滑坡远程监控后期内业及管理
在滑坡监测外业进行之时,应及时开展相应的内业工作,对观测结果进行成果整理,根据收集到的滑坡数据计算和绘制滑坡曲线图。对于较为简单的滑坡监测,采用手工数据整理以及绘图就可以达到报告要求。但是针对大型长期项目监测,则需要进行系统建立和数据录入,采用计算机进行数据处理以及高速运算的优势,由系统出具相应的滑坡曲线图。基本的岩体移动范围确认之后,就能够在岩体移动变化较为活跃的区域,在增加一些分散的观测点,通过对于移动观测,了解到每个测点的移动量随时间变化的情况,对初步的岩体移动区域划定进行校核,同时针对位移点数据结合观测线进行综合分析。根据内业处理,就可以通过对多测点移动值大小以及方向的分布情况分析,总结出不良地质滑坡岩体移动的方向和趋势。根据分布观测点的水平位移和竖直位移,就可以求出观测点移动总方向的请教,从移动的倾角及倾向就能判断可能产生滑坡的空间位置。在数据模型监测系统中,一旦发生移动曲线的突变情况,出现跃迁进入岩体临滑突变阶段,就能够根据监控结果及时向有关部门通报,采取相应的财产及人员转移信息,避免人员及财产损失,并且为后续的不良地质情况处理提供相关的准确数据和信息。
6 结 语
伴随着地球物理信息系统的建立以及计算机技术的普遍应用,针对不同的地质灾害情况也衍生了不同类型的监测技术和方法。根据项目实际情况,选用远程监控方式对滑坡进行监控,既节省了大量的人力资源投入,也达到了长期监控及时处理的目的,保证滑坡的监测效果,满足地质灾害治理要求。
参考文献:
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[3] 魏彪.测氡技术的工程地质应用及其在三峡库区滑坡监测中的应用展望[J].重庆交通学院学报,2003,(5).
一、*年全市地质灾害概况
*年全市发生突发性地质灾害共310宗,受威胁房屋1831间,受威胁群众1568户9385人,损毁房屋191间,安全撤离6379人,直接经济损失1059.4万元,没有发生人员伤亡事故。与*年相比,发生宗数增加145宗,但经济损失下降了42%。主要原因有:一是各级党委、政府和各有关部门高度重视汛期地质灾害防治工作,精心组织,科学部署,靠前指挥,做到领导到位、任务到位、责任到位、措施到位、经费到位;二是地质灾害重要预防区域划定比较准确,预防措施有力;三是地质灾害预报预警及时和比较准确;四是地质灾害易发区广大干部群众通过地质灾害预防知识宣传与培训,防灾、减灾意识得到加强。
二、2009年地质灾害类型及重点防范期
我市是地质灾害易发区和多发区,是广东省地质灾害的重点防范区,地质灾害多以中、小规模为主,呈点多面广、突发性强、危害性大等特点。今年,极端气候因素仍是诱发地质灾害的主要原因。根据市气象局初步预测结果分析,2009年登陆和严重影响我市的台风有3~4个,与常年同期相比,全市大部分地区降雨量略偏多。地质灾害的发生类型,仍将以山区风化残坡积土层和各种因素的劈坡导致岩土体失衡而诱发的边坡崩塌、滑坡和泥石流为主,以及石灰岩分布地区由于气候干旱、地下水变化,易造成地面塌陷等地质灾害。
地质灾害重点防范时期为4月15日至10月15日,其他时期应加强人为工程活动诱发的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害防治工作以及冰雪融化和地震可能引发地质灾害的监测预警和研究工作。
三、地质灾害重点防范区段分布情况
今年,我市地质灾害重点防范的区段是:
(一)高易发区:〖HT〗主要分布于*市中部、北部,*市区北部山区,西江北岸(*至*段),*县西北部、东部,*西北部,*县中部、西北部,*县南部、东部,*县南部和东北部。总面积3776平方公里。区内地形陡峭,地质构造复杂,岩石风化破碎,残积土层厚,侵蚀、剥蚀作用强烈,斜坡不稳定,河流切割和人类工程活动强烈。主要地质灾害类型有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等,历史上区内地质灾害已导致80人死亡,34人受伤,目前受威胁人口22766人。
(二)中易发区:〖HT〗主要分布于*区,*市*至城区西江*,*市东南部丘陵平原隐伏岩溶区,*东部丘陵区及东南部平原石膏矿开采区,*县西部丘陵河谷平原区,*县西北部丘陵、*岩溶区,*县中西部低山、丘陵及河谷平原隐伏岩溶区,*县西北部与南部低山丘陵区,总面积3393平方公里。历史上区内地质灾害已导致10人死亡,目前受威胁人口8442人。
(三)重点防范的城区、街镇:〖HT〗*城中街*岗、大沙镇,*市*街、*镇、金利镇,*县江口镇、长安镇,*县怀城镇、*镇、*镇、*和梁村镇,*县南街镇,*县九市镇、*镇,*区*镇以及西江、贺江、绥江、新兴江两岸冲积平原软土区。
(四)重点防范的交通干线:〖HT〗广肇高速公路;国道321*-*段;省道四(会)连(山)线四会-*段;怀(集)封(开)线、悦(城)怀(集)线;*桥莲线;*-*路段;*县盘龙峡境区公路。
(五)重点防范的中、小学校:四会中学高中部;*县坳仔镇中学、罗逢小学、鱼南小学;*县*中学、赤坑中学、古水镇蒙坑小学;*县江口中学;*县九市镇中心小学、九市镇幼儿园。
(六)重点防范的矿山(区):四会石膏矿,*河台金矿,*县长安石膏矿,*县白水带铁矿、洽水铋矿、*藤铁铁矿,*市河台尚德-*县古有-*县清桂、木格瓷土矿区。
(七)重点防范的水利枢纽:九坑河水库大坝,白水河梯级水库(包括高塘、鱼跳、新湾和长调水库)大坝,景丰联围。
(九)重点防范的景区景点:星湖,鼎湖山,*县盘龙峡景区。
四、重点地质灾害隐患点、防治措施和责任单位
据统计,目前,我市有重点地质灾害隐患点68个,其中,威胁1000人以上的特大型地质灾害隐患点6个,威胁500人以上的大型地质灾害隐患点7个,威胁100人以上的中型地质灾害隐患点53个,威胁100人以下的小型地质灾害隐患点2个。除4个矿山地质灾害隐患点外,其余均为威胁村庄、学校的地质灾害危险点。
(一)*区:睦岗镇三村岗边一、二队崩塌、*镇下*村委阜通村崩塌、*镇蓝塘山体滑坡。监测预警,险情避让,建议工程治理。责任单位:*区人民政府。
(二)鼎湖区:坑口办事处迪村塌陷、凤凰镇同古村委观音岩。监测预警,险情避让,建议观音岩整体搬迁。责任单位:鼎湖区人民政府。
(三)*:城区*岗边坡崩塌、四会中学高中部河岸滑坡、大沙镇江民村地面塌陷、江谷镇洗田村佛仔坝滑坡、江谷镇马岗村滑坡、石狗镇庵江村滑坡、石狗镇讴坑村委八村四队滑坡,监测预警,险情避让,建议工程治理。责任单位:*人民政府。
四会石膏矿地面塌陷和坑道充水,监测预警,建议工程治理。责任单位:四会石膏矿。
(四)*市:*街道山口村山体滑坡、*镇桐槎村委金扇村滑坡,监测预警,险情避让,建议整体搬迁。乐城镇布浮村委布浮洞、水南镇教师宿舍楼、活道禾地咀大湖塘新村滑坡、河台镇尚德村坑口泥石流、蛟塘镇朗下村地面塌陷、金利镇鹿洲村地面塌陷,监测预警,险情避让,建议工程治理,受严重威胁的局部搬迁。责任单位:*市人民政府。
*河台金矿采空区和尾矿坝,监测预警,建议工程治理。责任单位:*河台金矿。
(五)*县:南街镇本策火箭一队滑坡,监测预警,险情避让,建议整体搬迁。*中学教师宿舍后背操场崩塌、*县农机学校滑坡、南街镇人民路滑坡、南街镇古琴岗崩塌、南街镇星坪深元垌村滑坡、赤坑镇教师村山体滑坡、古水镇蒙坑小学崩塌、洲仔镇盐田村滑坡、排沙镇春水瓦灶岗村滑坡、排沙镇扶罗村委坑边洞村滑坡、木格镇车下村滑坡、联和镇砚坑村崩塌、宾坑镇寺湾中寨村滑坡、宾坑镇吉崀、朱君村滑坡、宾坑镇罗溪大林村滑坡、宾坑镇罗汶山根过坑村滑坡、石涧镇马坳塘蚌村滑坡、横山镇后山崩塌、坑洞镇坑洞小学滑坡,监测预警,险情避让,建议工程治理,部分搬迁。责任单位:*县人民政府。
(六)*县:洽水镇天堂村山体滑坡、甘洒镇南洞村邵屋寨山体滑坡、甘洒镇罗密村山体滑坡、桥头镇徐安村大路下滑坡,监测预警,险情避让,建议整体搬迁。*镇邓屋中心村地面塌陷,监测预警,险情避让,建议工程治理,部分搬迁。坳仔镇中学崩塌、坳仔镇罗逢小学滑坡、坳仔镇鱼南小学滑坡,监测预警,险情避让,建议工程治理。责任单位:*县人民政府。
白水带铁矿排土场、尾矿坝滑坡、泥石流,监测预警,险情避让,建议工程治理。责任单位:白水带铁矿。
(七)*县:白垢镇白沙村背后山滑坡,监测预警,险情避让,建议搬迁避让。江川镇料塘村大巷口崩塌、江川镇江山村北凤咀滑坡、江口镇中学后山滑坡、江口镇塔山二路滑坡、江口镇虎鼻山滑坡,监测预警,险情避让,建议工程治理。责任单位:*县人民政府。
长安石膏矿地面塌陷,监测预警,险情避让,工程治理,部分搬迁。责任单位:*县长安石膏矿有限公司。
(八)*县:九市镇中心小学河岸滑坡、*镇里村黄泥坑村崩塌,监测预警,建议搬迁避让。*镇云帮新村滑坡、*镇云帮金坑村滑坡、*镇小水珠源村滑坡、九市供销社崩塌、莫村镇古有居委新街崩塌、永丰镇文善双款村崩塌、回龙镇六水大湖村滑坡、高良镇金山旧屋村滑坡,监测预警,险情避让,建议工程治理,部分搬迁。责任单位:*县人民政府。
五、工作要求
(一)提高认识,增强责任感。地质灾害防治工作关系广大人民群众的生命财产安全,关系经济社会发展全局和大局稳定。我市地质条件复杂,地质环境脆弱,是地质灾害易发区和多发区,具有地质灾害类型多、分布广、危害大等特点,是我省地质灾害较严重的地区之一。尤其是近年来,我国南方出现一系列极端天气,更应引起我们的高度警惕和提高应急处置能力。我市地质灾害隐患潜在威胁4.2万多人生命和财产安全,其中威胁100人以上重大地质灾害隐患点(危险点)68处,受威胁人数2万多人,潜在经济损失约3.6亿元。同时,我市地质灾害防治监测机构不完善,防治科技含量低,装备落后,经费投入不足,基层管理力量薄弱等问题比较突出,直接影响了地质灾害防治工作的深入开展。各级政府、各有关部门要清醒认清我市地质灾害防治工作的严峻形势,高度重视地质灾害防治工作,采取有效措施,防范突发性重特大型地质灾害发生,避免出现群死群伤事件,最大限度减少人员伤亡和财产损失,确保全市经济社会全面、协调和可持续发展。
(二)加强领导,落实责任制。〖HT〗各级政府、各有关部门要坚持以人为本,把人民群众生命财产安全放在首位。坚持贯彻以防为主,避让与治理相结合和全面规划、突出重点的原则,把地质灾害防治工作摆上重要议事日程,切实加强对地质灾害防治工作的领导,主要领导负总责,分管领导具体负责,一级抓一级,层层抓落实。要实行“市领导包县、县领导包镇、镇领导包村、村干部包片”的四级地质灾害防治工作责任制。汛前,市、县、镇、村要层级签订防灾责任书,明确各级防灾责任人。各级国土资源、建设、水利、交通、气象、教育、民政、公安、农业、林业、经贸、卫生、旅游、财政等有关部门要按照各自的职责,加强协调,健全互动工作机制,共同做好地质灾害防治工作。汛期,各级政府、各有关部门要把灾害危险点的监测任务落实到具体单位,明确具体责任人,真正做到任务到人、责任到位、措施到位,确保把灾害损失降到最低程度。
(三)加强管理,提高防灾工作能力。一是加快地质灾害防治规划的编制实施工作。各地要在认真组织实施《*市地质灾害防治规划》的基础上,尽快启动县(市)地质灾害防治规划的编制工作,确保2009年底前编制完成。各地、各有关部门要把地质灾害防治作为城市总体规划、村庄和集镇规划编制工作的重要组成部分,尤其是地质灾害易发区的城镇和新农村建设,必须做好地质灾害危险性评估并编制地质灾害防治专项规划。在开展矿业、农业、林业、水利开发利用和建设时也应重视预防地质灾害,确保生产安全。二是完善制度,加强应急管理工作。建立健全市、县(市、区)、镇、村四级地质灾害群测群防体系,不断完善汛期值班、险情巡查、灾情速报与专报、地灾评估、群测群防、灾情险情登记台帐、应急管理等制度。对重要地质灾害隐患点和地质灾害危险点要制定防灾预案。建立起横向到边、纵向到底的预案体系,确保形成“统一领导、综合协调、分类管理、分级负责、属地管理为主”的应急管理体制。进一步建立健全地质灾害基层应急管理组织体系,尽快形成“政府统筹协调、群众广泛参与、防范严密到位、处置快捷高效”的基层应急管理工作机制。提高群众“自我识别、自我监测、自我预报、自我防范、自我救治”的自救互助能力。积极推进地质灾害气象预报预警平台建设,建立和完善地质灾害预报预警信息反馈机制及网络体系,进一步提高地质灾害预报预警的质量和水平。三是加强监督,加大地质灾害防治工作执法力度。各级政府要将防治地质灾害纳入本地区经济社会发展规划,依法加强监管。要切实加强地质灾害易发区工程建设的管理,禁止在地质灾害危险区审批新建住宅以及爆破削坡和从事其他可能引发地质灾害的活动。无法避免必须在地质灾害易发区内新建农房或新村建设选址,要严格执行地质灾害防治工程主体建设同时设计、同时施工、同时验收的“三同时”制度。严格控制矿产资源和地下水开发利用以及工程建设项目造成的地质灾害,从源头上减少人为地质灾害的发生。四是加强地质环境队伍和监测机构建设,尽快设立市县(市)地质环境监测站,增加人员编制,提高地质灾害防治管理工作水平。
关键词地质灾害;物联网专网;通信模组;开放云平台
1业务分析
1.1业务需求分析
依据《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》要求,地质灾害防治工作主要包括地质灾害调查评价、监测预警体系建设、避让搬迁与工程治理、基层能力建设和应急体系建设等。地质灾害调查评价以查清地质灾害发生发展的地质环境条件,评价其稳定性危险性及发展趋势,进行地质灾害风险区划,确定重大地质灾害隐患点为主要工作。监测预警体系建设主要包括群测群防监测预警体系建设以及专业监测预警体系建设,通过群测群防终端设备及自动化专业监测预警设备完成对地质灾害监测数据收集、上报、分析、预警等工作。搬迁避让及工程治理是针对危险性大、危害严重的地质灾害隐患点采取搬迁避让的措施,按轻重缓急,有计划地分期、分批实施工程治理,从而彻底消除地质灾害隐患。应急管理体制通过建设应急处置平台,实现语音通信、视频会议、图像显示、预警预报、动态决策、综合协调与应急联动等功能。
1.2物联网技术的应用需求分析
2015年,四川省国土资源厅《关于加强地质灾害防治工作的实施意见》中提到,在地质灾害防治工作中应积极采用地理信息、全球定位、卫星通信、无人飞机、遥感遥测等先进技术手段,探索运用物联网等前沿技术,提升地质灾害调查评价、监测预警的精度和效率。因此随着物联网技术的发展以及基于物联网技术的专业设备商业化,结合物联网技术手段完善自然灾害调查评价体系、监测预警体系、防治体系、应急体系,成为地质灾害防治及应急救灾信息化建设的新思路。目前全国各省围绕地质灾害调查评价体系、监测预警体系、防治体系、应急体系已基本建成信息化平台,本文则是基于信息化平台为依托,将NFC、物联网专网、通信模组、开放云平台、无人机等物联网领域技术应用于国土地质灾害防治及应急救灾中,以实现地质灾害防治及应急救灾标准化、智能化管理,从而提高对自然灾害的综合防范和抵御能力,最大限度地减少人民群众生命和财产损失。
2物联网技术在地质灾害防治及应急救灾应用中的分析
2.1群测群防人员智慧管理
在地质灾害防治管理工作中,群测群防监测体系是针对灾害点完成野外巡、排查、监测等工作的管理体系,传统的群测群防监测是通过终端设备,采集所负责的地质灾害隐患点的信息,并上传到后台系统,经过分析以实现对地质灾害隐患点的日常管理、监测预警等功能。通过对现有信息技术的分析,传统的群测群防信息管理技术不仅无法实现对群测群防野外工作的监管,也难以确保群测群防人员采集数据的真实性、准确性及实时性,这将影响地质灾害防治工作实际落地。结合应用NFC、GPS与移动基站的动态耦合定位技术的地质灾害隐患点调查、巡查、排查、监测方案。一方面应用NFC技术,通过为每个地质灾害隐患点建立一张基于NFC芯片的识别码,群测群防人员在进行地质灾害隐患点的调查、巡查、排查、监测时,通过终端设备扫描识别码,采集界面将自动生成该地质灾害隐患点的基本信息,群测群防人员无需选择地质灾害隐患点,仅需上传调查、巡查、排查、监测结果数据,完成数据采集工作,基于NFC技术的地质灾害隐患点信息采集技术,确保了采集数据的真实性、准确性及实时性。另一方面,利用GPS和移动基站动态耦合技术,实现群测群防人员工作轨迹的查询和动态定位,以达到野外人员工作监管,提升群测群防数据采集工作的智能化监管,为地质灾害的防治工作开展提供了技术保障。
2.2监测设备的智能化管理
在地质灾害防治工作中,使用如地表位移监测设备、降雨量监测设备等专业的地质灾害监测设备对灾害点进行实时监测,利用监测设备针对灾害点进行数据实时采集及海量存储,结合大数据分析手段提供灾害点的监测预警功能,从而达到对灾害点的实时管理能力,提升专群结合的监测预警水平。伴随大量监测设备的部署实施,业务在监测数据的时效性、安全性及专业监测设备的精细化管理上提出了新的要求。第一,目前的专业监测设备回传监测数据是通过传统的2G/3G/4G传输渠道,在公用信道的情况下,如何保障专业监测数据能够以最快的速度传回到后台系统进行分析预警,以达到对地质灾害的时效性管理要求。第二,在信息化飞速发展的现状下,信息安全是当前信息化发展的必须要求,专业监测数据属于业务保密数据,如何保障监测数据在传输过程中的安全性。第三,大量的专业监测设备都部署在野外,如何保障专业监测设备的精细化管理。基于物联网技术的自动化专业监测平台是在上述业务需求背景条件下,结合运用了物联网专网卡、物联网通信模组、开放云平台技术,志在解决监测数据传输的实时性及安全性,以及监测设备的精细化管理三大问题。图1所示是物联网专网组网架构图,中国移动物联网专网是指中国移动为满足物联网发展所需的丰富码号资源、物联网“规模性、流动性、安全性”特点以及业务个性化需求、客户高质量的网络保障而搭建的一张网络。通过建设物联网短信中心、物联网GGSN、物联网HLR等物联网专用网元,实现物联网用户与大众用户的网络分离,为行业客户提供可靠性和稳定性的高质量网络。专业监测设备使用物联网芯片、通信模组,即可将专业监测设备采集的灾害点数据通过物联网专网进行传输,将传输渠道与大众用户使用的网络分离,不仅提高了网络传输效率,同样也保障了数据传输的安全性,对地质灾害监测数据的时效性及安全性提供了有力的保障。图2所示为中移物联网开放云平台架构,该云平台支持泛连接和大数据存储,可满足海量设备的大并发高吞吐量地快速接入,支持将分散在各地的设备通过云平台进行集中式管理,完成高效的资源管理和数据的安全存储。实现设备的监控管理、在线调试、实时控制;并且云平台提供消息路由、短彩信推送、APP信息推送等多种方式将数据分析结果、预警告警消息等快速推送给移动终端。针对分散的地质灾害监测设备,利用云平台提供的泛连接功能方便快捷地接入云平台。结合物联网专网提供的各个监测设备物理位置(GPRS定位)、数据交互流量等信息,通过Model_Bus等工业控制器集中控制网络协议,实现远程对监测设备状态监控及集中管理。随着物联网技术的蓬勃发展,在地质灾害专业监测工作中积极探索运用物联网技术,不仅可提高监测设备的精细化管理,同时保障了专业监测设备的数据采集传输的实时性及安全性,从而提高了地质灾害防治监测预警的精度和效率。
2.3地质灾害隐患点可视化管理
为了实现信息对称,国土地质灾害防治及救灾工作中,对灾害点的可视化管理以地质灾害隐患点的实时现场监管,从而在室内可查看地质灾害现场情况,提高了地质灾害隐患点的预警预报能力。实现地质灾害隐患点可视化管理,是从多个维度来监控地灾隐患点,使得监管部门在办公室或者应急指挥调度中心就可全面的了解地灾隐患点或者地灾现场的情况。这就包含前面我们所述的通过专业监测设备和现场监管人员反馈的信息,还可通过无人机快速的飞临现场结合物联网专网卡、通信模组,开放云平台技术。将该监控设备或无人机中灾害点的实时画面,利用通信模组及专网卡,实时传回开放云平台中,业务人员可以通过云平台查看实时的地质灾害现场数据,从而实现对地质灾害现场的实时监管。
2.4综合应急救灾指挥平台
突发地质灾害将造成人民群众生命及财产损失,通常在地质灾害发生后,清晰、全面、直观的数据展示能力将提升地质灾害应急指挥效率,同样可为领导、专家提供科学有力的决策依据。随着地理信息系统的发展,应急救灾指挥平台利用WebGIS平台,集成了地灾主客体数据于一体,在“一张图”上,实现了对地质灾害防治到救灾全业务流程的管理。图3展示了综合应急救灾指挥平台架构图。
3结束语
关键词:地质灾害;降雨雨型;天气预警
我国由于地域广袤,地形较为复杂,成为世界上地质灾害类型最多,亦是地质灾害最严重的国家之一。一般情况下,地质灾害的发生均与当地的地质条件存在比较密切的关系,亦可能受到来自于外界的诸多因素影响。长期的研究发现,在影响地质灾害的诸多外界因素当中,降雨雨型为最重要的影响因素之一。当前,国内外诸多学者对降雨雨型、降雨时间、降雨量等与地质灾害之间的关系均进行了不同程度的研究,希望能够通过气象预警做好地质灾害的预防工作,同时提高全社会的防灾减灾意识。本文选择了两种最主要的降雨雨型与地质灾害之间的关系进行分析研究,对当前的天气预警地质灾害诱发机制的完善具有重要借鉴意义。
一、降雨雨型所对应的地质灾害特征
比较常见的降雨雨型有台风降雨、局部暴雨等多种雨型。其中,局部暴雨的相关数据比较难以收集,此处仅以台风降雨所对应的地质灾害特征为主进行分析。
台风降雨的过程中往往会伴随着比较长时间的持续性强降雨。每年,我国南方大多省市均会受到台风降雨的影响,出现滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害。所谓台风降雨,具有降雨中心降雨较强大、时间相对较短、影响范围相应较小等特点,但是其诱发的地质灾害比较集中。从台风降雨引起的持续性强降雨方面而言,其降雨时间较长、影响范围较广、地质灾害分布较广、影响地域众多。例如,我国的浙江、连江、福建、海南琼海、广东澄海、海南万宁等诸多地区每年均会受到台风降雨的严重影响。
二、地质灾害与降雨雨型的关系研究
(一)台风降雨与地质灾害关系
台风降雨的特点一般为:降雨持续时间一般在2-4d左右,时间并不长,但是降雨的强度比较大,影响较大。如2015年第9号台风“灿鸿”的登陆,对我国浙江等省市产生了重大影响。第9号台风“灿鸿”在2015年6月于西北太平洋洋面上性形成,于7月1日凌晨5点左右位于美国关岛东偏南方向,中心风力能够达到20m/s,中心的最低气压亦达到了995百帕。当时“灿鸿”以10-15海里/h的速度不断向西北方移动,最终于7月10日前后对我国东南沿海地区产生影响。登陆时,“灿鸿”的强度已经达到了台风级或者超强台风级,几乎为5-52m/s。据此,我国中央气象台相继了台风橙色预警、红色预警等。
台风“灿鸿”的出现,使得我国浙江地区,尤其宁波受到了严重的地质灾害影响,造成了地质灾害(隐患)点共300多处,其中包括崩塌120多处,滑坡130多处,泥石流40左右处。该降雨雨型多分布于我国的东南沿海地区,基本以福建、浙江两省为受影响最大的省市。
(二)局部暴雨与地质灾害关系
局部暴雨雨型的出现亦比较常见,我国受局部暴雨雨型影响出现地质灾害的情况亦比较多。一般情况下,局部暴雨雨型的降雨时间紧较短,为几个小时到一天左右。降雨过程中强度比较大,每日的降雨量几乎可以达到50mm以上。同时,局部暴雨具有一定突发性,能够获取的详细资料比较少。当前,比较典型的局部暴雨雨型造成地质灾害的应该为湖南衡阳的案例。湖南衡阳暴雨的出现,多集中在当地,加之预报难度比较大,预报的准确率比较低,使得当地产生了比较大的突发性地质灾害,难以躲避。现今,局部暴雨的预警仍旧属于比较具有难度的工作内容之一。
关键词:地质灾害 自动预警 泥石流 预警器
中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)06(a)-0062-02
近年来,我国地质灾害发生频繁。在西部地区,由于超量开发土地、草原、森林和水资源,加速了水土流失、土地沙化等灾害的发展,崩塌、滑坡、泥石流等灾害也随之增多。因此,做好地质灾害监测和预警,特别是滑坡体的监测和预警,对于有效减少直接经济损失和人员伤亡显得尤为重要。根据以往发生地质灾害事后的分析来看,地质灾害的发育分布及其危害程度与地质环境背景条件(包括地形地貌、地质构造格局和新构造运动的强度与方式,岩土体工程地质类型、水文地质条件等)、气象水文及植被条件、人类经济工程活动及其强度等有着极为密切的关系。因此,选择这些指标对滑坡带进行监测就显得尤为重要。
1 目前研究现状及其缺点
目前国内外较为成功的地质灾害预报预警方法可分为现象监测预报法、数理统计预报法、非线性系统论预报法和地球内外动力耦合法。在对各类方法以及存在问题进行概述的基础上,指出在方法应用的同时,集成和融合迅速发展起来的“3S”技术,建立集观测、研究、风险评估、预报预警、预防和治理一体化的灾害预报系统是未来发展的方向和趋势。
地质灾害,是自然和人为导致地质环境或地质体发生变化,并给人类和社会造成危害的灾害事件。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆和坑道突水等。地质灾害预报预警工作是在研究灾害成因的地质背景(如地形、地貌、气候水文、地质构造、地层岩性和地表植被等),灾害发生的时空分布、强度和频度以及灾害发生地区的经济易损性等的基础上,寻找灾害发生和产生危害的规律,从而对灾害发生的时空分布以及危害强度做出预测并提出应急预案的过程。随着世界人口的不断增长,人类活动的空间范围逐渐由平原向丘陵、山区等地质灾害易发区扩展,地质灾害给人类社会带来越来越严重的损失。因此,对地质灾害预报预警的研究成为当今社会的一个重要任务。
20世纪90年代以来,联合国将地质灾害纳入“国际减灾10年计划”后,地质灾害日益受到各国的关注和重视,研究方法上也取得了很大进展。数学、力学、非线性科学以及近年来发展起来的遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)技术等一些新的理论、技术和方法不断被引入地质灾害预报预警研究中。目前,国内外使用较多且比较成功的方法可分为现象监测预报法、数理统计预报法、非线性系统理论预报法和地球内外动力耦合法。地质灾害预报预警工作虽取得了一些进展,但仍存在一些问题,真正能做到实时、准确地预报还任重而道远。
地质灾害在性质上表现为突发性,这种突发性给人们的生命和财产安全带来了严重的威胁。突发性地质灾害一般包括崩塌、滑坡和泥石流等。一般呈两种形式发生,一种是单体型灾害,如新滩滑坡、东川泥石流等;另一种是区域型灾害,即几种灾害在特定的区域上成组出现。对于单体灾害的研究已经积累了一定的基础,但对于区域性的预报研究尚处于探索阶段。
目前主要以多参数的泥石流或山体滑坡报警系统为主,其技术特点是:包括中心管理平台、若干前端设备和若干后端设备,前端设备与中心管理平台之间通过高速通信网相连接,后端设备采用高速通信网或3G网络与中心管理平台相连接。这些系统昂贵,不易广泛布置。
目前,地质灾害预报预警系统主要是以计算机软件技术为核心,结合专业地质灾害检测设备和数据分析技术、地质灾害防控信息系统形成的一套地质灾害预警预报和防控的立体解决方案。软件主要采用基于JAVA6.0语言的J2EE技术实现,部分页面展现层使用ExtJS技术,雨量计同步功能采用Webservice技术实现,隐患点、监控点、气象分布信息的展现采用基于Flex和GIS概念的创新技术FakeGIS实现。
该方案的缺点如下。
(1)系统复杂昂贵,成本高。
(2)在偏远山区和公路两边无法实现实时监控。
(3)需要专家对多参数综合诊断,人为因素大,错误率高。
(4)安装维护复杂。由于该系统复杂设备多,每次安装和维护都要拆装,步骤复杂,耗费人力物力多,作业周期长。
(5)制造、维修费用高,对偏远地区的监控性价比不高。
2 主要内容和关键技术
研制和开发新型地震泥石流滑坡自动预警报警系统的意义和目的,就是为了克服现有系统所存在的这些弊端和缺点,研究如何提高预报系统准确性的要求,并且实现实时监控和预报。研制的新型地震泥石流滑坡自动预警报警系统能解决边远山区无法安装现有昂贵系统的问题。该系统采用机械机构,利用拉线测量地表变化。经查阅,在地质灾害警报系统应用拉线还是首次。
新型地震泥石流滑坡自动预警报警系统包括警报器及其电源线路,其特征在于:在易发生地震地区,选至少一块地,在该地面上按一定距离(8 m以上)间隔设置多个开关盒,开关盒内设置有触发开关;相邻开关盒之间连接有拉线、拉线外设置有线管,拉线的两端分别与开关盒内的触发开关连接。采用专用机械密封,可以完全代替盘根式密封,机械密封可以保证免维护。
项目所依据的技术原理涉及到两个方面,一是机械设计制造技术;二是基于岩土力学的表层地质变化规律和参数采集。
第一,利用机械设计,满足相应功能;利用CAD绘图绘制该产品的机械图纸。用ANSYS结构分析,分析该产品的效能。利用机械制造技术如:数控车、铣床及相关技术完成产品的制造。
第二,该产品和项目主要依靠拉线测量岩土表层在地质灾害发生前发生的相对位移,该位移量将保证警报的准确性和可信度。
3 创新点及意义
该项目产品与现有普通同类系统相反,采用单一参数、简单结构和设备,不仅成本低廉,而且安装简单,可以充分利用较少的资源从而获得较大的收益,满足边远地区的地质灾害预报。
(1)该警报装置简单、成本低廉,适用于广泛布置在可能发生泥石流的农村周边及道路两边,能为地质灾害的发生提供预报和预警,从而挽救生命。
(2)该警报装置调整好参数能预报准确,主要针对地质灾害发生时地表会发生开裂和相对位移,选取合适的参数能达到预警的目标。
(3)机械装置简单可靠,该装置一旦布置,使用年限将达到20年左右,而且期间不用维护和保养,成本低廉。
据国土资源部网站消息,2015年全国共发生地质灾害8 224起。此外,2015年全国共成功预报地灾452起,避免人员伤亡20 465人,避免直接经济损失5.0亿元。其中成功预报的主要是一些大型设施,如水坝、工厂等;而大部分地质灾害发生在边远的山区,这些边远地区对布置昂贵的预报系统性价比不高,而该产品成本低廉,填补了这块空白,市场前景广阔。
此课题研发的地震泥石流滑坡自动预警报警系统具有制造成本低、设备质量可靠、运行成本低廉等显著优点。对边远山区和农村极易发生地质灾害的地区的预警需求来说,设备昂贵、安装复杂的现有系统并不适用,急需一批低成本高可靠性的预警设备来满足这些需求。该项目产品技术先进,性能优良,可靠性高,因而国内市场前景很好。该套设备的推广,不仅能够为企业带来巨大的经济效益,而且在一定程度上弥补了我国对泥石流滑坡等地质灾害的预警不足,具有极其深远的意义。
参考文献
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安化县地处湘中偏北,资水中游,雪峰山脉北段,是一个集山区、库区、革命老区、自然灾害多发区于一体的国家扶贫开发工作重点县和武陵山片区区域发展与扶贫攻坚试点县。全县辖23个乡镇,总面积4950平方公里,总人口102万。安化县地形地貌复杂,年平均降雨量达1600多毫米,是全省暴雨中心和地质灾害高发区。地质灾害种类多、分布广、危害重,常见的地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷(岩溶塌陷、采空区塌陷)、地裂缝、斜坡变形等6种。目前全县地质灾害隐患点176处,其中省级重点隐患点9处,市级重点隐患点24处,县级重点隐患点37处,受威胁人口达14600多人,潜在经济损失3亿元以上。
近年来,安化县把地质灾害防治工作作为全县防汛抗灾的重中之重,按照“以防为主,防治结合”的方针,科学制定防治方案,严格落实防治责任,不断完善防治措施,有效预防和减少了地质灾害的发生,连续7年实现地质灾害“零死亡”目标,确保了人民群众生命财产安全,被省国土资源厅确定为地质灾害群测群防示范县。
实行群测群防,落实工作责任
在完成“十有县”创建的基础上,安化县全面实施地质灾害防治规范化管理,县人民政府出台了《安化县地质灾害防治规范化管理办法》,明确了国土、安监、水利、交通、住建、民政及乡镇政府等15个责任主体单位的工作职责;建立了防灾责任制度、预案制度、值班制度、灾情速报制度等9项工作制度;明确了地质灾害处置程序、明白卡填发、隐患点台账等6项工作要求。建立健全了县汛期地质灾害防治应急指挥系统,实行县级领导联乡镇,乡镇领导、联村干部,国土所人员、群测群防员包地质灾害点的“四包一”责任制。县人民政府与乡镇人民政府、县国土资源局与乡镇国土资源所分别签订地质灾害防治责任状,县国土资源局行文聘请全县176名地质灾害群测群防人员,进行专业培训并颁发聘书,层层落实责任,构建县、乡、村、组、户五级联动的地质灾害群测群防体系。县财政在十分困难的情况下,每年预算安排和整合资金500万元以上,专项用于地质灾害的宣传培训、预警体系建设、搬迁治理等工作。
加强宣传演练,提高防灾意识
利用“4.22”地球日、“5.12”防灾减灾日等主题纪念日广泛宣传地质灾害防治知识,近年共编制和发放《地质灾害暴雨预警及应急响应知识手册》5000本,宣传挂图2000幅;在安化电视台开辟专栏,每年集中2个月时间开展地质灾害防治系列报道;在《益阳日报》和《安化作家报》上设立地质灾害防治知识专版,赠送给全县各行政村、各地质灾害隐患点监测人员和人民群众;邀请省地质环境监测总站专家对全县群防群测员、乡村干部及中小学生进行地质灾害防治专业知识培训。同时每年组织开展地质灾害应急避险演练活动,全体县级领导、县直部门和乡镇主要负责人、分管负责人、国土资源所长、水管站长、山洪地质灾害重点村党支部书记和村主任参加观摩,地质灾害隐患点所在地群众、学生与相关部门工作人员参与演练。近年来,全县组织千人以上规模演练3次,各乡镇、村组织演练80多次。每次演练实况统一录像,在县电视台连续播放,提升广大干部群众的防灾意识和应急处置能力。
强化监测预警,着力搬迁避让
一是严格巡查值守。汛前,组织专门工作组对所有地质灾害隐患点进行全面摸底排查和监测分析,编制应急预案。进入汛期,县防指与相关单位实行24小时领导带班值班制度,乡镇、村组干部和村组监测信息员到地质灾害隐患点现场轮流值守。二是做实基础工作。建立健全全县地质灾害隐患点台账,全面推行防灾和避灾明白卡制度,对重点隐患点设置警示牌,配置滑坡报警器。建立地质灾害短信发送平台,及时将气象预警预报信息通知各隐患点监测人和责任人。三是及时转移避让。县防指根据气象预警及雨情汛情,正确决策启动应急响应。去年,安化县共启动地质灾害二级应急响应1次,三级应急响应10次,转移危险区群众8万多人次。2011年6月10日凌晨2点,安化县平口镇兴果村地质灾害点巡查人员发现山体出现异常险情,防守人员迅速敲锣预警,并挨家挨户组织群众转移,在短短的20分钟里,将13户35名群众转移完毕, 2小时40分后山体滑坡发生,4栋房屋全部被淹埋,但无1人伤亡。四是着力搬迁安置。地质灾害治理工程难度大,所需资金多。结合安化县实际,县委政府确定了“搬迁为主,治理为辅”的工作方针,近年来,全县整合国土、移民、交通、水利、扶贫、电力、民政等项目资金2200多万元,实施地质灾害危险区搬迁避险工程7个,搬迁受威胁户450户实行集中建房安置。
地质灾害防治是一项艰巨、复杂、长期的民生工程,关系着数万群众的生命财产安全,责任重如泰山。安化县将进一步完善防灾体系建设,不折不扣落实工作责任,不折不扣落实基础工作,不折不扣落实保障措施,尽最大努力做好地质灾害防治工作。
(作者单位:安化县国土资源局)
关键词:江口县;地质灾害;存在问题;预防措施
Abstract: Jiangkou county because of the special characteristics of geological environment, the landslide, collapse, debris flow and other geological disasters, concerns over a broad area, activity is frequent, serious harm, loss. In order to prevent geological disasters, to ensure that people's lives and property safety, status of the research of geological hazards in the county, and found the solution to problems measures.
Key words: Jiangkou County; geological disaster; existing problem; prevention measures
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
江口县由于特殊的地质环境特征,易产生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害,隐患点多面广,活动频繁,危害严重、损失较大。为了预防地质灾害,确保人民生命财产安全,笔者对县内地质灾害产生的现状进行了研究,且找到了解决隐患的方法。
一、江口县地质背景
江口县在地史上曾经历了武陵、雪峰、燕山等多期构造运动、褶曲、断裂构造发育,主要构造线呈北东向展布。县内主要褶曲构造有梵净山穹状背斜、老岭穹状背斜、江口向斜等;主要断裂有松桃—江口断裂带、江口—石阡—余庆断裂带等。境内出露地层从老到新有梵净山群、板溪群、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系及第四系,其中梵净山群、板溪群分布在梵净山和官和乡境内,岩性为灰色、浅灰色变质—浅变质板岩、凝灰岩夹基性—超基性岩浆岩;震旦系地层主要分布在德旺乡、太平乡、桃映乡、坝盘乡、官和乡境内,岩性为泥岩、页岩、砂岩夹碳酸盐岩;寒武系地层广泛分布境内各乡镇,岩性以碳酸盐岩为主,次为碎屑岩;奥陶系地层主要分布在闵孝镇境内西部地带,岩性主要为碳酸盐岩夹碎屑岩,志留系少量分布于官和乡、德旺乡境内,为碎屑岩夹少量碳酸盐岩。以上地质环境特征,决定了易产生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害,且具有点多面广,活动频繁,危害严重的特点。
二、地质灾害存在问题
地质灾害的产生原因是多方面的,主要原因除特定的地质条件和自然因素外,另一方面是人类不合理的活动所引发。
1.地质灾害隐患点多,灾害损失较大。
据统计,至目前江口县共有79处地质灾害隐患点,以滑坡、崩塌、不稳定斜坡为主,分布在全县七乡两镇的37个村78个村民组,而以桃映、怒溪、坝盘三个乡受灾威胁较为突出,其隐患点占总数的59.5%。其中对农村居住户存在威胁的隐患点71处,威胁涉及1842户7915人,房产折合人民币1.71亿元;交通道路隐患点8处,重大地质灾害隐患点31处。较多的地质隐患,直接影响到人民群众的生产生活状况。
2.自然因素引发地质灾害。
调查显示,在江口县河口村两河口存在小型滑坡,威胁13户53人,威胁财产20万元;朝阳屯屋后头小型滑坡,威胁26户143人;梵星村下麻阳溪中型滑坡;威胁35户123人,威胁财产200万元;骆家屯铁一中型滑坡,威胁28户109人,威胁财产400万元;苏家庄中型滑坡,威胁50户144人,威胁财产550万元;太平中学大型滑坡,威胁667人,威胁财产500万元。怒溪村长坪院子存在中型崩塌,威胁7户21人,威胁财产34.5万元;岩落坪中型崩塌,威胁33户136人,威胁财产60万元;白云村蔡家湾中型崩塌,威胁89户374人,威胁财产267万元;桃树坪中型泥石流,威胁20户143人,威胁财产100万元;香沟大型泥石流,威胁6户35人,威胁财产12万元。分析研究表明其诱发因素均为自然、降雨、降雪所导致的地质灾害。
3.人为活动引发灾害现象突出。
地质灾害的发生,与人为活动的影响有着紧密的联系。近年,在江口县的怒溪乡、民和乡、坝盘乡、桃映乡、官和乡容易出现滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害,其别是浅层土层滑坡的可能性较大。究其原因,源于地表植被人为活动破坏、居民修建房屋挖屋基、修公路、岩体松散引发崩塌、滑坡。
4.监测体系有待完善,防治资金不足。
江口县地质灾害类型、分布现状、形成规律、发展趋势、危害程度、潜在经济损失等情况需要进一步查清;地质灾害监测体系尚未健全,缺乏基层专业人员,群测群防基础工作开展难度大,防灾减灾应急处置能力较弱;地质灾害防治投资机制需要完善,投资主体未明确,来源渠道未落实,防治资金不足,导致地质灾害防治处于被动状态,主动和有预见性的防灾减灾工作仍处于较低水平,需要进一步提高。
三、地质灾害预防措施
地质灾害要以预防为主,这样可以让灾害的负面影响降低,有利于保护人民群众的生命财产安全,有利于维护社会稳定,促进城乡经济发展。
1.广泛宣传、正确对待。地质灾害易发区要成立地质灾害联防联控互助组织,对群测群防员配备简便实用的监测预警设备,组织相关部门和专业技术人员加强对群众的防灾知识与技能培训,不断增强其识灾报灾、监测预警和临灾避险应急能力。结合实际,通过多种方式进行有效的宣传:①挂图宣传。将《地质灾害防治》挂图,分别张贴在每个地质灾害隐患点上;②广场宣传。组织县防灾责任单位在江口步行街,利用宣传展板、图片、现场咨询、发放宣传资料等形式深入开展宣传活动;③标语宣传。结合各乡镇工作实际,在显目位置悬挂宣传标语,例如:防治地质灾害人人有责、预防地质灾害,确保人民生命财产安全、实行预防为主,避让与治理相结合的地质灾害防治方针、边坡隐患险于明火,防治避让胜于救灾、防治地质灾害,建设美好家园;④媒体宣传。利用媒体在县城步行街和梵净山公园大屏幕滚动播放贵州省地质灾害宣传光碟;⑤主题活动。各乡镇国土资源所要结合防灾减灾宣传日,进入村、组、学校、家庭以及人员密集活动场所,广泛开展以宣传灾害的基本知识、防灾减灾的基本常识和防灾避险、自救互救基本技能为主题内容的讲座和知识培训活动,让大家及时了解天气情况,掌握防灾基本常识,提高防灾意识。
2.落实责任、强化措施。在地质灾害隐患点处,要针对地质灾害险情,采取相应的措施;要及时组织受威胁群众撤离,并做好安置工作。尤其是人口密集区上游易发生滑坡、山洪、泥石流的高山峡谷地带,要部署一些气象、水文、地质灾害的专业监测设备,加强监测预报,确保及时发现险情、及时发出预警;加强同气象部门的联系,互相配合,切实做好当前汛期地质灾害气象预警预报工作。乡镇、村分别成立突发性地质灾害事故应急处理及抢险救灾指挥部,并分别设置事故应急处理及抢险救灾组、安全保卫组、医疗组等应急抢灾小组,层层签订地质灾害防治责任状,并将地质灾害的防治工作纳入乡镇、村的安全年终目标考核,实行安全责任一票否决制,强化落实,保障安全。
3.争取资金,积极预防。要进一步加大对地质灾害预防和治理的专项经费投入,对实行汛期24小时值班巡查、密切关注变形山体、塌方危险地段和灾害易发区的监测人员要有一定的酬劳,提高他们的工作积极性,使其做好科学推测,搞好比对记录,及时作好临灾预报。一旦发生险情,及时地质灾害预警信息。增加在预警上的设施投入,要因地制宜地利用有线广播、高音喇叭、鸣锣吹哨、逐户通知等方式,将灾害发生前在第一时间传递给受威胁群众,确保人民群众生命财产安全。
总之,地质灾害存在问题的预防措施非一日之功可以解决,需要长抓不懈,持之心恒。
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【关键词】GIS技术;地质灾害;预测中的应用
1、关于GIS地理技术
1.1什么是GIS。GIS又叫做地理信息系统。它是在计算机的辅助之下,运用系统工程技术和信息科学的理论获取、存储、管理、分析整个地球表面与空间的信息,并加以描述,从而将上述信息表达出来的系统。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。
1.2GIS技术的优点与功能。GIS与其他信息系统相比起来优势特别明显,从而使其在不同专业领域中解释事件、预测结果、规划战略等中都具有实用价值。它立体的表现出了事物的地理位置及其周边事物的地理信息,还可以根据用户的需要将空间信息及其周边情况,图文并茂的输送给用户,满足了用户对空间信息的获取需要。将空间信息从枯燥的世界拉回到了立体的充满趣味的世界。
2、关于地质灾害
2.1什么是地质灾害。地质灾害是指由自然环境或是人为活动形成的地质变化而产生的灾害,地质灾害会对自然界的地质环境造成不同程度的破坏,而且还会威胁到人类的生命和财产安全。地质灾害的分类有很多,主要的种类有:地震、泥石流、山体滑坡、火山喷发、土地荒漠化等等。我国是地质灾害多发区,每年因地质灾害而造成的生命与财产损失的数额是巨大的,所以我国近年来在GIS技术预测地质灾害上的研究非常深入,为保障人民的生命安全付出努力。
2.2对待地质灾害的措施与手段。地质灾害一旦发生,受灾范围非常广,对人类的危害性极强,而且近几年来由于人类对大自然的超负荷开发,造成全球性的水土流失严重,使得生态地质环境脆弱,自然地质灾害爆发率直线上升,对人们的生命安全造成了极大地威胁。人类面对可怕的地质灾害,有着相应的保护自身安全的防范措施,首先利用科学技术的分析对地质灾害形成预测报警系统,在地质灾害来临之前做好事先准备。其次建设高速有效的灾害救援队伍,在发生灾害的第一时间赶往灾区进行救援,将人们的伤亡情况降到最低。而且在准备这些措施与手段的同时,人类也积极地建设自然环境修补工作,尽可能的减少地质灾害的发生。
3、GIS技术在地质灾害预测中的应用
3.1利用GIS技术建立多源信息数据库分析。GIS系统对地质灾害的预测是一项工程量巨大的复杂系统调研,需要大量信息数据支持,可以来对不同来源的信息进行整合与组织分析,比如地形图,地质资料,地质构造地形图等等。地质灾害的发生是无规律可言的,但是通过GIS系统对地质灾害发生的次数,地点,级别等详细信息可以进行分析,整理,统计,对地质灾害发生前产生的现象及预兆进行了解,从而达到对地质灾害预测的目的。但是由于人类工程建设技术的先进发展,对大自然的改造加剧,所以对于GIS地质灾害数据库要定期进行更新,以求地质灾害预测的准确性。
3.2利用GIS技术对地质灾害多发区进行实时监控。根据GIS多源数据库的分析与整理,了解我国地质灾害多发易发区的分布情况,收集该地区发生地质灾害的资料与信息,建立该地区的图表图像,与GIS多源数据库联动起来,进行地质情况监测。首先对可能发生地质灾害的地区进行致灾因子的分析,尽量避免发生地质灾害的可能。其次在该地区的GIS地质模型上进行综合评判,总结现象与特征,判断对地质灾害的预测是否正确,是否应该采取行动进行科学避灾。GIS技术在预测地质灾害方面的优势得天独厚,但是在应用中的技术还不是特别成熟,需要在实践过程中不断地进行改造与优化,伴随着智能化时代的到来与计算机技术的发展,GIS技术在地质灾害预测中的应用将会更加广泛,更加有效。
3.3GIS技术在我省地质灾害预测中的运用。青海省自古以来就是地质灾害多发区,2010年4月14日,发生了青海玉树特大地震,造成了巨大的财产与生命损失。在地震后,附近山体出现松动的情况,易诱发泥石流,山体滑坡等地质灾害。青海省启动“玉树地质灾害预报预警系统”,基于GIS技术的使用,实现对玉树地震范围内的重点地区泥石流,山体滑坡的预警监控,同时实时监控当地降水量,全方位预警地质灾害的发生。据青海省技术人员介绍,现如今该系统已经逐渐向青海全省推广,将大大提高青海省地质灾害预警的能力。
4、结束语
现如今我国的GIS技术正朝着网络化、虚拟现实、多媒体及三维方向发展,通过网上各种综合数据,实现对地质灾害的实时监控与预测,间接地减小地质灾害对人类生活的危害。GIS与RS,GPS等其它技术的集成将成为主流,地质灾害监测应用系统的质量将稳步提高。21世纪我国的科学技术将会有更大的发展,对自然灾害深刻的认识与科学技术的不断发展将给GIS技术带来新的机遇和挑战。
参考文献
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一、地质灾害基本情况
(一)地质灾害的类型及分布
1.地质灾害的类型
位于河谷盆地的东部,区内地质构造复杂,新构造运动强烈,地形起伏、沟壑纵横、谷深坡陡、黄土广布,气候干燥、降水集中、植被稀少,加之人口稠密、人类工程活动强烈,使得崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡、地面塌陷等地质灾害非常发育。截止年底,辖区内共有危害、威胁人民生命财产安全和重要交通、工程设施的地质灾害隐患点140处,其中滑坡32处、崩塌8处、不稳定斜坡67处、泥石流30条、地面塌陷3处,主要分布于南北两山近山地带和台塬斜坡地带。地质灾害威胁人口达10.57万人,占全区人口的12.3%,威胁经济损失193.91亿元。
年~年,地质灾害频繁发生,不断危害和威胁着地质灾害体周边人民生命及财产安全。为此,我区针对年度至年度发生的地质灾害隐患点进行了全面摸底调查,新增了地质灾害隐患点22处(附件1),其中19处属于已有地质灾害的一部分,另外3处为新形成的地质灾害隐患,主要集中在我区南北两山和人口稠密区。
2.地质灾害的分布
(1)滑坡
滑坡是仅次于不稳定斜坡的地质灾害类型,分布面广、密度高、规模较大,活动性强。根据调查统计,滑坡按物质组成可分为黄土滑坡、黄土—泥岩滑坡、堆积层滑坡、基岩滑坡等四个类型。
黄土滑坡为主要的滑坡类型,在全区均有分布,具有分布面广,危害严重的特点,主要分布于伏龙坪、刘家坪、大沙坪、红山根、靖远路王保保城、鱼儿沟、徐家湾一带,危害、威胁严重。
黄土—泥岩滑坡主要分布于南部山区一带,一般规模较大,分布范围较广。
基岩滑坡主要分布于徐家湾一带基岩出露区,一般以小型为主。
(2)泥石流的分布
是市泥石流分布密集区之一。全区共有灾害性泥石流30条,其中南部山区有泥石流沟7条,占24.00%;北部山区有泥石流沟23条,占76.00%。
(3)崩塌的分布
崩塌按物质组成可分为黄土崩塌和基岩崩塌。
黄土崩塌为我区主要的崩塌类型,在全区分布面广,主要分布于河谷阶地前缘及黄土丘陵区的高陡斜坡地带。
基岩崩塌主要分布于南北两山基岩出露的青白石东部、白塔山一带,一般规模小,分布范围较广。
(4)地面塌陷的分布
地面塌陷有3处,即东岗镇小街地面塌陷、范家湾地面塌陷和咬家沟地面塌陷,分布范围小,均属于小型地面塌陷。
(二)年度地质灾害防治情况
截止年底,我区共存地质灾害隐患点162处,其中,新增地质灾害隐患点22处。年我区上报18处地质灾害隐患点除1处为崩塌外其余17处均为滑坡。
年,我区地质灾害防治主要开展了六方面的工作:一是进一步完善完善并执行了汛期地质灾害值班、巡查制度和速报月报等各项制度;二是扎实开展了地质灾害群测群防体系建设和气象预警预报工作;三是加大了隐患排查检查力度,多次组织进行了全面细致的巡查和检查;四是对发生的地质灾害都进行了妥善处置,并组织人员进行了应急预案演练活动;五是组织实施地质灾害搬迁避让工程和九州石峡口滑坡等大型地质灾害治理工程;六是加强宣传教育培训工作。
当前工作中存在的主要问题:一是地质灾害易发区主要为旧城区,基础设施薄弱,居民自身防范意识和能力不强,主动避险和自救、互救能力不足;二是随着城市建设的快速发展,大量工程建设不断向我区南北两山近山地带和台塬斜坡地带延伸,人为引发的地质灾害呈加剧趋势;三是部分工程责任人地质灾害防治意识不强,防治措施不及时、不到位,近而造成大量的灾害隐患;四是防治资金严重短缺,经费落实存在很多困难和问题;五是监测工作没有完全到位。
(三)年度地质灾害发展趋势预测
1.主要诱发因素活跃程度预测
我区发育的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害主要是自然因素和人为因素共同作用的结果。降水、冻融及不合理人类工程活动是本区地质灾害的主要诱发因素。
(1)降雨趋势预测
据气象台年1~4短期气候预测,预计今年本地区降水偏少,1~10月全市降水在190~330mm,较往年偏少1~4成。降水季节分布不均,春、秋季偏多,夏季偏少3~7成。由降水引发的地质灾害可能性相对减少,但不排除灾害性天气引发地质灾害的可能性。
(2)人为致灾因素变化趋势
年度我区交通、水利、城镇基础设施等工程项目明显增加,且规模增大,工程建设引发的滑坡、崩塌、泥石流等问题将越来越多,尤其是伏龙坪地区、山北麓、白塔山至五一山等地,由于人为挖山削坡、灌溉等导致发生滑坡、崩塌,造成人员伤亡和财产损失的风险将呈加大之势。
2.年度地质灾害发展趋势预测
通过上述对降雨和人类活动趋势的预测,我区年度地质灾害发生的数量和造成的损失为正常偏低的年份,与上年相比,年度我区地质灾害仍将呈上升趋势。
二、地质灾害威胁的范围和对象
年度我区地质灾害的主要威胁范围为主要威胁对象为我区上述区域内的居民、村民、基础设施、公路、水利设施、厂矿企业及旅游景点等。
三、重点防范期
我区地质灾害防范期为全年度,重点防范期为5~10月份主汛期和2~4月份冻融期。现根据我区各类地质灾害的形成特点和主要诱发因素,确定各地质灾害隐患点的重点防范期。
(一)泥石流主要防范期
泥石流的形成必须具备三个条件,首先是流域内要有丰富的松散固体物质条件,并能源源不断的补给泥石流;二是有陡峻的地形条件和较大的沟床纵坡比;三是在流域中、上游要有充足的水源作为动力条件。
由于我区泥石流形成的前两个条件已经具备,影响泥石流活动的主要水源为降水,泥石流的活动强度直接决定于降水的强度和降水量的大小。因此,泥石流的防范期与大雨、暴雨的分布基本同期。根据我区的降水特点,确定泥石流的主要防范期为5~10月。
(二)滑坡、崩塌主要防范期
滑坡、崩塌的形成受多种因素影响,我区多数滑坡、崩塌灾害主要受降水的控制,其次受人类工程活动的影响,根据各灾害点、灾害隐患点形成条件的不同,确定防范期如下:
以降水为主要诱发因素的滑坡、崩塌灾害点、灾害隐患点主要防范期为5~10月;以人类工程活动(如修路、水利工程、通讯线路、建房等)为主引发的滑坡、崩塌,应以工程建设的全过程和运行过程为防范期。
(三)地面塌陷主要防范期
我区地面塌陷灾害主要为地下防空洞分布区和由于湿陷性黄土遇到地表水、地下水形成地面塌陷,该类地质灾害预防期应根据地面塌陷形成的征兆来确定,平时一般性防范应贯穿全年。
四、年主要防治任务
坚持预防为主,重点治理,加强群测群防体系和省级监测预警示范区建设,注重基础研究和调查,同时积极争取国家和省政策扶持资金支持,形成“政府主导、社会参与、市场化运作”齐抓共管的新局面。主要防治任务有:
(一)重点治理工程
继续完成国家、省上的续建项目和我区应急治理的地质灾害重点治理项目。严格执行国家有关规定,加强项目管理,保证治理工程质量和效果。
(二)搬迁避让工程
继续实施地质灾害搬迁避让工程,采取“政府主导、社会帮扶、群众自筹”的模式,对我区受地质灾害严重威胁的伏龙坪街道自强沟40号、临夏路街道雷坛河166号、盐场路街道东李家湾199和193号、盐场路街道左家湾1号东南方等地质灾害易发区内的群众做好搬迁避让工作。
(三)监测预警工程
1.做好监测预防。继续加强地质灾害群测群防体系建设,确定群测群防监测点,落实监测预防责任人,发放防灾避险明白卡,组织做好重要地质灾害隐患的动态监测(附件4)。
2.做好预警预报。当发现前兆明显、可能造成人员伤亡或重大财产损失的地质灾害险情时,监测人员应及时报警,通告受威胁的单位和个人,动员群众及时撤离,并在地质灾害危险区的边界设置明显警示标志。国土、气象部门应在汛期联合地质灾害气象预警预报。
3.做好巡查检查。组织进行重点地质灾害隐患区巡查、排查,特别做好主汛期的排查、检查及其它工作。同时为了及时掌握基层地质灾害巡查监测情况,确保汛期地质灾害监测报告制度的落实,全区要建立24小时值班制度、雨后常规报告制度,在降雨发生后12小时内要将辖区地质灾害发生及变化情况逐级报街道、区地质灾害防治领导组办公室。值班电话须向社会公布。
4.建设市级监测预警示范区。选择典型灾害点建立野外监测站,进行标准化监测,逐步建立市级监测预警示范区。
(四)应急处置工作
区政府及有关部门应按照突发地质灾害应急预案,科学果断地做好应急处置工作,最大限度避免或减轻人员伤亡和财产损失,同时按照“地质灾害速报制度”的要求及时向上级主管部门报告灾情。
(五)宣传培训工作
进一步加大地质灾害防治法规、政策和防灾避灾基本知识的宣传、教育培训力度,特别是应加大对地质灾害易发区及我区南北两山人口密集区地质灾害防治知识的宣传培训力度,提高全社会的防灾避灾意识和临灾处置能力。实现“地质灾害防灾减灾意识进一步提高,地质灾害防灾减灾知识进一步增长,地质灾害防灾减灾能力进一步增强,地质灾害防灾减灾体系进一步完善”的目标。
五、保障措施
(一)认真落实地质灾害防治管理法规、规划和制度
继续深入贯彻《地质灾害防治条例》(国务院令号)、《省地质环境保护条例》、《地质灾害防治规划》、《重大地质灾害防治专项规划》,落实省政府《关于进一步加强地质灾害防治工作意见》(政发号)市政府《市地质灾害防治责任制度》(政发号)法规和制度。
(二)加强地质灾害防治组织领导
地质灾害防治领导小组是全区防灾工作的领导机构,各街道、村及社区等部门按职责负责各自辖区的防灾工作,建立和完善领导责任制,以地质灾害群测群防为重点,认真落实和不断完善乡镇、街道及社区群测群防网络体系,建立覆盖全区的监测点到位、责任到人的地质灾害监测预防机制。
(三)明确分工、加强责任、加强监督和执法检查
依据市政府制定的《市地质灾害防治工作责任制度》,实行各级政府统一领导、各部门各负其责和属地化管理相结合的管理体系。坚持“谁引发、谁治理,谁治理、谁受益”的治理原则。进一步加强责任体系建设,明确分工、强化职责。国土资源、规划、建设、城管执法、交通、公路、水利、安监、教育、园林等有关部门应各司其职,按照各自法定职责,共同做好地质灾害防治工作。