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[摘要]本文对地质灾害监测方法和监测仪器进行了比较系统分类。详细的讲解了崩滑体变形监测、地下水监测和滑坡、物理场与化学场监测等诱发因素的监测方法和特点。对地质灾害监测方法的发展趋向进行了预测;最后本文对地质灾害监测方法的应用现状进行了一个总结。
[关键词]地质灾害 监 测方法 发展趋势 现状
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-238-1
0引言
地质灾害监测主要任务是监测地质灾害时空域演变信息以及诱发因素等,最大程度获得持续的空间变形数据。主要应用在地质灾害的稳定性评价、防治工程效果评估和预测预报。地质灾害监测是集地质灾害形成机理、时空技术以及预测预报技术为一体的综合技术。目前地质灾害的监测技术方法研究以及应用大多是围绕着滑坡、崩塌和泥石流等突发性地质灾害所进行的。
地质灾害监测方法技术现状
(1)常规监测方法技术逐渐的成熟,设备性能以及设备精度都具备比较高的水平。当前地质灾害的位移监测方法都能够进行毫米级监测,高精度位移监测方法能够实现0.1mm精度。
(2)监测方法多样化和三维立体化。由于采用了比较多的有效方法结合对比检验,和从空中到地面再到灾害体深部的立体化监测网络,使综合判别能力更强,促进了地质灾害预测能力和评价的提高。
1地质灾害监测的方法
1.1变形监测
主要包括的是以测量位移形变信息为主的监测方法,比如地表相对位移监测、深部位移监测、地表绝对位移监测(大地测量、GPS测量等),该类技术当前比较成熟 ,精度比较高,经常作为常规监测技术运用于地质灾害监测;由于取得的是灾害体位移形变的直观信息,尤其是位移形变信息,常常成为预测预报的主要根据之一。
1.2地下水监测
监测地质灾害地下水活动、水质特征以及富含特征为主的监测方法。比如地下水位(或地下水压力)监测、地下水水质监测和孔隙水压力监测等。大多数地质灾害的形成和发展均和灾害体内部或者四周的地下水活动关系紧密,与此同时在灾害形成的过程中,地下水的本身特点也相应的发生变化。
1.3化学与物理场监测
监测灾害体化学场、物理场等场变化信息的监测技术方法,比如地声监测、应力监测、地球化学方法、放射性元素(汞气、氡气)测量和地脉动测量。目前主要用在监测滑坡等地质灾害体所含的放射性元素(镭、铀)衰变产物(比如氡气)浓度、物理场和化学元素的变化,地质灾害体的化学和物理场发生改变,通常同灾害体的变形破坏关系比较密切,对于位移变形而言,具有超前性。
1.4诱发因素监测
监测地质灾害诱发因素的监测技术方法主要包括:地下水动态监测、气象监测、人类工程活动监测以及地震监测等。地下水活动和降水是地质灾害主要的诱发因素;时空分布特征、降水量的大小是评价区域性地质灾害(尤其是滑、崩、流三大地质灾害的识别)的主要识别指标之一;现代地质灾害的主要诱发因素之一是人类工程活动,所以地质灾害诱发因素监测是地质灾害监测技术的非常重要构成部分。
2地质灾害监测技术方法发展趋势
2.1高精度、自动化、实时化的发展趋势
电学、光学、信息学、通信技术和计算机技术发展的同时,也给地质灾害监测仪器的研究带来了朝气蓬勃;能监测的监测手段和信息种类将更加的丰富,同时一些监测方法的操作简便性、监测精度以及采集信息的直观性有所提升;充分的利用了现代通讯技术加强远距离的监测数据信息传输的自动化程度、安全性、准确性以及速度;同时提升科技含量,降低成本,从而为地质灾害的经济型监测做了铺垫。监测预测预知信息的政府化和公众化,跟着互联网技术的发展越来越广泛,和政府的地质灾害管制职责的强化,灾害消息将用互联网展开实时发布,公众可以用互联网学习地质灾害的防灾减灾知识,知道地质灾害信息,各级政府职能部门可以通过发布的信息,清楚的了解灾情的发展,并及时的做出决策。
2.2新技术方法的开发与应用
随着计算机的快速发展,地球物理勘探方法的信号处理、数据采集以及资料处理能力大大的提高,能够实现高采样技术、高分辨率的应用;地球物理技术将朝二维和三维采集系统进展;通过增大测试频次,使时间序列的地质灾害监测得到实现。智能传感器的发展是集很多功能于一身的、造价低的地质灾害监测智能传感技术的开发与研究,将逐步改变传统的点线式空间布设形式,由于可采用网式布设形式,并且每个单元都可采集多种的信息,最终可实现近似持续的三维地质灾害信息的采集。
3地质灾害监测应用研究
(1)监测方法的适应性:对于不同的监测方法所用的监测仪器设备,都有各自的使用技术要求和应用方向;针对不同的地质灾害类型、灾种其使用技术的要求(主要包括安装使用技术要求以及测点布设模式等)是不同的。
(2)地质灾害发展的阶段:对于滑坡、崩塌等突发性的地质灾害,不同的发展阶段所适用的监测仪器设施和方法各不同,监测数据采集周期频度也是不同的。
(3)监测参数和监测部位:实践证明,不同监测参数(深部位移、应力、地声以及地下水动态等)在不相同类型的灾害体监测中具备不同的表现优点;相同灾害体不同位置着的监测参数随时间的变化趋向特点是不相同的,即具有表达灾害体关键位置特点的监测点,又具有仅表达局部单元 (不具备显著的代表性,甚至是单独的)特点的监测点。因此,监测部位以及监测参数的优化选择,是全部监测设计工作的根本。
(4)自动化程度:主要决定于设备的控制模式、集成度、信息发布方式以及数据标准化程度。
(5)经济效益:主要决定于地质灾害的设备选型、规模、监测技术组合以及危害程度等因素。
4结束语
综上所述,地质灾害监测是很多学科融为一体的综合技术体系,只有充分的掌握地质灾害的形成和发展规律,才能够正确的掌握技术开发的目标,只有充分的掌握地质灾害的动力成因类型、物质组成、外形特征、变形破坏特征、发育阶段等因素,根据不同监测技术方法的应用特征,把监测技术的优化工作做好,才能够确保监测效果,与此同时,应当以科学的发展观实行地质灾害监测以及技术开发。
参考文献
[1]魏彪,王开成,冯鹏等.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,2003,22(S0).
[2]靳晓光,王兰生,李晓红.位移监测在滑坡时空运动研究中的应用[J].山地学报,2002,20(5):632-635.
[3]施斌,徐洪钟,张丹.BOTDR应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究[J].岩石力学与工程学报,2004.
[关键词]地质灾害 监 测方法 发展趋势 现状
[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-238-1
0引言
地质灾害监测主要任务是监测地质灾害时空域演变信息以及诱发因素等,最大程度获得持续的空间变形数据。主要应用在地质灾害的稳定性评价、防治工程效果评估和预测预报。地质灾害监测是集地质灾害形成机理、时空技术以及预测预报技术为一体的综合技术。目前地质灾害的监测技术方法研究以及应用大多是围绕着滑坡、崩塌和泥石流等突发性地质灾害所进行的。
地质灾害监测方法技术现状
(1)常规监测方法技术逐渐的成熟,设备性能以及设备精度都具备比较高的水平。当前地质灾害的位移监测方法都能够进行毫米级监测,高精度位移监测方法能够实现0.1mm精度。
(2)监测方法多样化和三维立体化。由于采用了比较多的有效方法结合对比检验,和从空中到地面再到灾害体深部的立体化监测网络,使综合判别能力更强,促进了地质灾害预测能力和评价的提高。
1地质灾害监测的方法
1.1变形监测
主要包括的是以测量位移形变信息为主的监测方法,比如地表相对位移监测、深部位移监测、地表绝对位移监测(大地测量、GPS测量等),该类技术当前比较成熟 ,精度比较高,经常作为常规监测技术运用于地质灾害监测;由于取得的是灾害体位移形变的直观信息,尤其是位移形变信息,常常成为预测预报的主要根据之一。
1.2地下水监测
监测地质灾害地下水活动、水质特征以及富含特征为主的监测方法。比如地下水位(或地下水压力)监测、地下水水质监测和孔隙水压力监测等。大多数地质灾害的形成和发展均和灾害体内部或者四周的地下水活动关系紧密,与此同时在灾害形成的过程中,地下水的本身特点也相应的发生变化。
1.3化学与物理场监测
监测灾害体化学场、物理场等场变化信息的监测技术方法,比如地声监测、应力监测、地球化学方法、放射性元素(汞气、氡气)测量和地脉动测量。目前主要用在监测滑坡等地质灾害体所含的放射性元素(镭、铀)衰变产物(比如氡气)浓度、物理场和化学元素的变化,地质灾害体的化学和物理场发生改变,通常同灾害体的变形破坏关系比较密切,对于位移变形而言,具有超前性。
1.4诱发因素监测
监测地质灾害诱发因素的监测技术方法主要包括:地下水动态监测、气象监测、人类工程活动监测以及地震监测等。地下水活动和降水是地质灾害主要的诱发因素;时空分布特征、降水量的大小是评价区域性地质灾害(尤其是滑、崩、流三大地质灾害的识别)的主要识别指标之一;现代地质灾害的主要诱发因素之一是人类工程活动,所以地质灾害诱发因素监测是地质灾害监测技术的非常重要构成部分。
2地质灾害监测技术方法发展趋势
2.1高精度、自动化、实时化的发展趋势
电学、光学、信息学、通信技术和计算机技术发展的同时,也给地质灾害监测仪器的研究带来了朝气蓬勃;能监测的监测手段和信息种类将更加的丰富,同时一些监测方法的操作简便性、监测精度以及采集信息的直观性有所提升;充分的利用了现代通讯技术加强远距离的监测数据信息传输的自动化程度、安全性、准确性以及速度;同时提升科技含量,降低成本,从而为地质灾害的经济型监测做了铺垫。监测预测预知信息的政府化和公众化,跟着互联网技术的发展越来越广泛,和政府的地质灾害管制职责的强化,灾害消息将用互联网展开实时发布,公众可以用互联网学习地质灾害的防灾减灾知识,知道地质灾害信息,各级政府职能部门可以通过发布的信息,清楚的了解灾情的发展,并及时的做出决策。
2.2新技术方法的开发与应用
随着计算机的快速发展,地球物理勘探方法的信号处理、数据采集以及资料处理能力大大的提高,能够实现高采样技术、高分辨率的应用;地球物理技术将朝二维和三维采集系统进展;通过增大测试频次,使时间序列的地质灾害监测得到实现。智能传感器的发展是集很多功能于一身的、造价低的地质灾害监测智能传感技术的开发与研究,将逐步改变传统的点线式空间布设形式,由于可采用网式布设形式,并且每个单元都可采集多种的信息,最终可实现近似持续的三维地质灾害信息的采集。
3地质灾害监测应用研究
(1)监测方法的适应性:对于不同的监测方法所用的监测仪器设备,都有各自的使用技术要求和应用方向;针对不同的地质灾害类型、灾种其使用技术的要求(主要包括安装使用技术要求以及测点布设模式等)是不同的。
(2)地质灾害发展的阶段:对于滑坡、崩塌等突发性的地质灾害,不同的发展阶段所适用的监测仪器设施和方法各不同,监测数据采集周期频度也是不同的。
(3)监测参数和监测部位:实践证明,不同监测参数(深部位移、应力、地声以及地下水动态等)在不相同类型的灾害体监测中具备不同的表现优点;相同灾害体不同位置着的监测参数随时间的变化趋向特点是不相同的,即具有表达灾害体关键位置特点的监测点,又具有仅表达局部单元 (不具备显著的代表性,甚至是单独的)特点的监测点。因此,监测部位以及监测参数的优化选择,是全部监测设计工作的根本。
(4)自动化程度:主要决定于设备的控制模式、集成度、信息发布方式以及数据标准化程度。
(5)经济效益:主要决定于地质灾害的设备选型、规模、监测技术组合以及危害程度等因素。
4结束语
综上所述,地质灾害监测是很多学科融为一体的综合技术体系,只有充分的掌握地质灾害的形成和发展规律,才能够正确的掌握技术开发的目标,只有充分的掌握地质灾害的动力成因类型、物质组成、外形特征、变形破坏特征、发育阶段等因素,根据不同监测技术方法的应用特征,把监测技术的优化工作做好,才能够确保监测效果,与此同时,应当以科学的发展观实行地质灾害监测以及技术开发。
参考文献
[1]魏彪,王开成,冯鹏等.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,2003,22(S0).
[2]靳晓光,王兰生,李晓红.位移监测在滑坡时空运动研究中的应用[J].山地学报,2002,20(5):632-635.
[3]施斌,徐洪钟,张丹.BOTDR应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究[J].岩石力学与工程学报,2004.