三峽庫區(qū)重慶市萬州區(qū)地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)建設概述

一、前言重慶市萬州區(qū)地處三峽庫區(qū)腹地，是滑坡多發(fā)地區(qū)?？刂瞥鞘杏玫刂饕刑讕r、關塘口等八大滑坡群，自然狀態(tài)下均處于極限平衡狀態(tài)。由于這些滑坡體前緣多位于135米回水位以下，水庫蓄水運行期間，在庫水的沖刷、浸泡作用下，可能發(fā)生岸坡垮塌等現(xiàn)象，危及數(shù)萬城市居民生命財產的安全，后果極其嚴重。胡錦濤總書記在2004年3月10日召開的中央人口資源環(huán)境工作座談會上強調指出：要進一步加強地質災害防治工作。地質災害防治事關人民群眾的生命財產安全，事關重大建設項目的成敗。要在全面防治的基礎上，重點組織實施三峽庫區(qū)地質災害防治三期規(guī)劃，全面落實汛期地質災害防治的各項制度和措施，進一步提高監(jiān)測預報和應急反應能力，最大限度地減少人員傷亡和財產損失。早在2002年經過申報和評審，萬州庫區(qū)約有40個滑坡、危巖災害治理及庫岸防護項目納入到國家二期治理規(guī)劃當中。為了保證施工期間這些滑坡不至于對周圍地區(qū)的安全產生危害，檢驗滑坡、危巖、庫岸防護項目的治理效果，并對萬州轄區(qū)內影響較大的所有地質災害隱患點進行長期的地質災害監(jiān)測預警，萬州區(qū)地質環(huán)境監(jiān)測站經請示同意，決定建立完善的地質災害監(jiān)測系統(tǒng)，啟動萬州區(qū)地質災害監(jiān)測預警工程。二、監(jiān)測設計的指導思想崩塌、滑坡監(jiān)測的主要目的是：具體了解和掌握崩、滑體的演變過程，及時捕捉崩滑災害的特征信息，為崩塌、滑坡的正確評價分析、預測預報及治理工程等提供可靠的資料和科學依據(jù)。同時，監(jiān)測結果也是檢驗崩塌、滑坡分析評價及滑坡工程治理效果的尺度[1]。為了達到上述目的，萬州區(qū)地質災害監(jiān)測系統(tǒng)總體設計思想有：（1）針對不同崩、滑體的變形特征，采用不同的方案、手段監(jiān)測；（2）同一崩滑體上采用多種手段監(jiān)測，使其互相補充、檢核；（3）選用常規(guī)與遙測、地表與地下相結合的監(jiān)測技術和方法；（4）形成點、線、面、三維空間的監(jiān)測網絡和警報系統(tǒng)，有效地監(jiān)測崩、滑體動態(tài)變化及其發(fā)展趨勢，具體了解和掌握其演變過程，及時捕捉崩滑災害的特征信息，預報崩滑險情，防災于未然。同時，為崩滑體的穩(wěn)定性評價和防治提供可靠依據(jù)。三、監(jiān)測的主要內容萬州區(qū)地質災害監(jiān)測主要是對崩塌、滑坡的成災條件、過程的監(jiān)測和地質災害防治效果的反饋監(jiān)測，其內容包括：（1）地表位移監(jiān)測，即崩滑體的水平位移和垂直位移；（2）裂縫變形監(jiān)測，監(jiān)測地表面或建筑物裂縫分割體之間相對在水平向張開、閉合、位錯及垂直向升降的變化量；（3）傾斜監(jiān)測，監(jiān)測地表或地表建筑物的傾斜、旋轉變形；（4）深部位移監(jiān)測，主要監(jiān)測崩、滑體不同深度地層的位移與滑面（帶）上下盤的相對位移等；（5）滑體深部孔隙水壓監(jiān)測；（6）抗滑工程構筑物內部應力變化的監(jiān)測；（7）危巖聲發(fā)射信號檢測；狀（劉8狂）降雨量詠監(jiān)測，并冊收集氣溫坑、長江水葬位的數(shù)據(jù)砌。買四、滑坡魚變形監(jiān)測培技術方法高在變形監(jiān)坑測方法的章選擇上，獲我們依據(jù)辯崩、滑體倡監(jiān)測的內哭容，結合宰當前國內繪外監(jiān)測技今術和方法朽的發(fā)展水邀平，同時文兼顧測量設的精度要脂求和監(jiān)測螞工作的效檢率。在實菠際應用中策我們采用贈GPS惰、思InSA教R兄監(jiān)測技術錦測量地表釀形變，鉆糾孔測斜儀傭監(jiān)測深部味位移，選秩擇孔隙水醫(yī)壓力計來沃監(jiān)測地下闖水動態(tài)變擱化，選擇孕鋼筋應力澡計與錨索涂（桿）應寧力計，分訴別用于監(jiān)綁測抗滑樁冤內部鋼筋票和錨索、洋錨桿的受爭力變化；燭同時，采貼用遙測臺拉網技術采閉集包括位鍋移、傾斜館、地下水犧、鋼筋計癢、危巖聲公發(fā)射等在善內的各種擇動態(tài)監(jiān)測驚數(shù)據(jù)。未1襖、貨GPS躁（全球定倆位系統(tǒng)）緒測量法拳[1-3怒]亦全球定位給系統(tǒng)（陽GPS誕）是美國謊國防部研腹制的導航帶定位授時躲系統(tǒng)，由拼24過顆等間隔轎分布在惠6權個軌道面絡上大約躬2000悼0km微高度的衛(wèi)墾星組成。高在地球上頓任何地點港，任何時布刻，在高掌度鄰角術15患°沾以上天空萄至少能同凱時觀測壺到批4不顆以上的攻衛(wèi)星。用際戶在地面皆用接收機盞接毀受掀4騾顆以上衛(wèi)妙星發(fā)射來蚊的信號，挎測定接收渡機天線到甜衛(wèi)星的距雷離，就可駱以計算出雜接收點的的三維坐標歇。近年來靜，我國開帽發(fā)和應待用嬌GP統(tǒng)S版定位技術粉的發(fā)展速樸度很快，只如在長江汁三峽工程爽壩區(qū)已建孫立六了其GP冶S裙監(jiān)測網，厚并轉將局GP漫S順技術應用悔于新灘鏈萄子崖崩塌文、滑坡的軍變形監(jiān)測伏和銅川市馳川口滑坡您治理嗽效果的監(jiān)腎測。實踐各證實泡，喚GP混S營定位精度蓬可達毫米心級，完全矩可用于崩艷塌、滑坡啊的位移監(jiān)河測。請將兵GP禮S吵應用于滑繩坡監(jiān)測有意以下優(yōu)點村：丙（浙1暴）觀測點將之間無需旱通視，選昨點方便；協(xié)（史2織）不受天線氣條件限負制，可以辟進行全天騾候的觀測達；暑（夜3談）觀測點小的三維坐鐵標可以同繩時測定磁（眠4牲）新一歪代額GP閉S語接收機具報有體積小完，耗電少逆，操作簡妻便的特點本。奪為了掌握劍萬州區(qū)各玩?zhèn)€滑坡變俊形的特點裹，給有關協(xié)基礎設施死建設提供駱選址依據(jù)隨，粥我們碑于探200首0富年在萬州食庫區(qū)建成榮了賽含世12叢0弄個流動站印的榴GP塑S狂滑坡變形借監(jiān)測網。以每個滑坡艦上忠有坑3-挑6序個變形監(jiān)授測點不等運，城區(qū)瓣有啟3祥0原余處滑坡城納入監(jiān)測約之中。支2斃、合成孔啟徑雷達干喇涉那InSA擠R愚測量技術玻[4]陽合成孔徑愚雷達干食涉壺InSA載R皺（冶Inte洲rfer差omet日ryS孕ynth叉etic壁Ape著rtur處eRa從da植r司）測量技范術是利用膏通過相鄰頁航線上觀議測的同一傭地區(qū)的兩故幅（具一逝定基線帶——櫻幾米到幾離百米吩）磨SA昆R伶影像的相顆位差來獲第取地面數(shù)賢據(jù)，其主孩要特點是啞利用雷達扇數(shù)據(jù)中的鬼相位信息鍵。干涉雷澆達優(yōu)點較側多：具有衰全天候工永作能力，嬸發(fā)射的微翁波對地物肯有一定的懂穿透能力掩，能提供奮光學遙感色所不能提寸供的信息噴，且是主給動式工作嘆方式。對晝于歐洲雷孟達衛(wèi)糕星助ERS-丙1/獎2篩和加拿大撇雷達衛(wèi)伐星當RADR歇SAT-烤1莖,悔采用干涉朝技術來產狐生蝶DE召M樸，監(jiān)測地秋面位移變坊化，精度悅可以達到控毫米量級貫。因此，焦該技術手聞段特別適鴉于解決大故面積的滑任坡、崩塌夾、泥石流俗以及地裂奪縫、地面振沉降等地丹質災害的丸監(jiān)測預報英，是一項賴快速、經息濟的空間筆探測高新夕技術。剪從幸199服4竟年開席始測Carn詢e帥c梢、慶Mass由onne掉t訴、嚷Wegm污ulle毯r熟和王超等史人利用差懇分干涉測心量進行地蔬面沉降監(jiān)校測，研Acha踐che良等和斑Frun摧eau肥等撐利用差分嚼干涉測量錫對法國南揀部的昂Sain銀t南拍Etie蟲nne粱deT癢in請滑坡進行蕩監(jiān)測；成姓都理工大鍵學與狗法國地質屋調查曬局來(BRG類M嫂)妖合作開展方了利濾用飛ER化S甩時間序列孫數(shù)據(jù)監(jiān)測烤三峽庫區(qū)派地質災害疲的應用研和究。盈三峽地區(qū)樸植被茂盛征，雨水充遵沛，地貌雷變動較大忌，不適于匙干涉雷達更信號的處娘理，曾有宜人做過嘗相試未獲成匠功。為此析，地殼應歉力研究所遞與德國地鐮球科學研府究中心虹（訴GF膊Z慣）合作，妖采用了國映際上新提秘出的角反欄射器技術典以輔助進計行刃INSA襲R推信號處理命。坊角反射器登是用三塊幕角形金屬繞板制作的唯一種裝置委，它對照扶射其內的森雷達波可會按原方向攪反射回去閘，反射信瘡號得到顯干著的增強蘿。通過在慧工作區(qū)范胡圍內均勻穗布設人工頌角反射器昨，并確定同一些穩(wěn)定求的點作為稿天然反射傳點，便于悼圖像的配食準和精確販計算角反恩射器的位絨移。對于縮三峽庫區(qū)昌如此大的敢范圍，僅塵僅利用有惰限的點位縮進妥行謹GP藥S塞或其它儀譯器設備測轎量滑坡體龍形變是有沿局限的，愁因此，探廳索利格用井INSA天R碧技術開展茫三峽庫區(qū)掌滑坡監(jiān)測賣，具有重惜要的意義壟。兩200牲3拜年，我們窯已經在青萬州和巫面山兩地安乞裝膝了灶1許4文個角反射蛛器，進行霜試驗監(jiān)測覺和研究。專從鴨200廢4吵年初開始茂以一個月迫的周期獲舒取采INSA領R草數(shù)據(jù)，同璃時還聯(lián)合擊進薯行侄GP栽S謠變形監(jiān)測奪作為對比注。蹦3紅、遙測臺凈網監(jiān)測技誤術眠隨著電子諷技術及計疊算機技術享的發(fā)展，蔽各種先進少的自動遙隙控監(jiān)測系齊統(tǒng)相繼問骨世，為崩并塌、滑坡駱的實時、慧自動、連撈續(xù)監(jiān)測創(chuàng)土造了有利石條件。中冠國地震局探地殼應力喊研究所自個行研制的歪新型地質旦災害無線喚遙測臺網畜是在已有微技術基礎墓上，采用畜先進適用什的傳感器吧技術，與閑計算機信鉛息處理技里術和通訊譽技術整合珠形成的新大一碼代念RD烏A圓型地質災士害遙測系高統(tǒng)。通過免全面的設滲計，形成據(jù)從點到面蓋、從地上雞到地下、腰信號頻段趟從低頻到浮高頻的地村質災害立軟體監(jiān)測預份警網絡宇[懶5獸，擔6]熊。該壺地質災害鎮(zhèn)無線遙測于系統(tǒng)主要模由監(jiān)測子談站群、監(jiān)刑測預警數(shù)僚據(jù)中心、各救災防災蜘指揮中心雹和灣GPRS餃數(shù)據(jù)通訊燙公網等四妨部分組成醬，緞具有以下霞特點：替（下1草）監(jiān)測參糕量多，精砍度高。系豬統(tǒng)集成了小包括滑坡炎地表位移頭、沉降，托傾斜變形以測量儀，棗裂縫測量候儀，崩滑幫體微破裂事聲發(fā)射信紛號記錄儀盆，鉆井式遭深部地層纖滑移變形航測斜儀、鵝以及地下冤水孔隙壓只測量儀和印鋼筋計、視錨索（桿牙）計在內忌的八種滑秘坡監(jiān)測儀糕器。這些巧測量儀器險均具有較縮高的測量且精度和較冰大的動態(tài)武范圍。鬧（胃2患）自動遙油測，無人牛值守。這狹些儀器均單內置微處禾理器和無劣線數(shù)據(jù)傳摔輸模塊，徹動態(tài)范圍肥大，全自仔動監(jiān)測，蝦無線傳輸而，可用交摸流電源或疑太陽能電燦池供電。塞（目3畜）無障礙型設計。所蠶研制的儀捉器在測量鐵、數(shù)據(jù)傳恐輸?shù)确矫嫦渚蠠o線障礙設計稠要求，因竟而有安裝賀方便，環(huán)蛾境適應性體好等優(yōu)點鑼。落（餅4哀）依托先匙進的通訊潛技術。綜尋合運用了象超短波無毀線數(shù)據(jù)傳漁輸和最新載發(fā)展莫的螺GSM/馬GPR緊S制通訊技術顧，使本遙偷測臺網既薪適應三峽防庫區(qū)的地啦形條件，創(chuàng)便于安裝醉和維護，均又具有高歷容量，覆棵蓋范圍廣齒，以及成梅本較低等姜特點。笛滑坡遙測速臺網一般繁含數(shù)個遙稈測臺網子絮站和一個趨區(qū)、縣級劃監(jiān)測預警插數(shù)據(jù)中心陳。遙測臺嗎網子站可蹦連接多種計選定的傳浪感器以測蜂量崩滑體劉的地表和垮深部變形嫌、位移，形以及滑坡評工程治理宵構筑物內簽部的應力塌等。繁監(jiān)測預警底數(shù)據(jù)中心逆與監(jiān)測子香站經由先忠進虹的旬GSM/睜GPR狠S葉通訊單元采進行通信皇聯(lián)網及匯喇集數(shù)據(jù)。女遙測臺網茅子站可接平收中心發(fā)蒜出的指令恭以設置工院作參數(shù)，個如可以選撫擇牧5崖分鐘誓、恒1編小時距、妙2容4供小時等時萍間間隔自典動進行測銅量，然后貿將數(shù)據(jù)發(fā)圓送到臺網擁數(shù)據(jù)中心拴，并存入懸數(shù)據(jù)庫轟。菊羽遙測系統(tǒng)階可接入地咬區(qū)監(jiān)測預男警中心微料機局域網播，支持運博行基于驗GIS懇的減災決造策支持系肥統(tǒng)。在市聰、縣級地雞質災害監(jiān)聰測指揮中斬心的計算捷機屏幕上掠可以準實陪時地密切成監(jiān)視滑坡閘加速變形泊趨勢，支伍持對庫岸瓶和滑坡破礎壞事件進杰行短期及單臨滑預報育，也可以幟對發(fā)生的生地質災害坡事件進行屢現(xiàn)場監(jiān)測歌和救助指愉揮。從廉2002全年在萬州燭吳家灣滑灶坡建成第腿一個遙測圾臺網以來昌，在萬州爬和巫山，環(huán)運用念RDA介地質災害矩無線遙測勞臺網監(jiān)測厭的滑坡已蝴有幕20租余處，積贈累了豐富技的數(shù)據(jù)。圖4踐、滑坡變惜形的應急叢監(jiān)測系統(tǒng)狐以往無論肆在三峽庫傳區(qū)還是在牛其它地方純，發(fā)現(xiàn)有或滑坡跡象澇時常常因玩缺乏應急踢監(jiān)測手段挖，未能詳訓細積累數(shù)仙據(jù)，錯失逮研究的機荒會。我們顧在泡RDA浸型遙測臺求網的基礎炮上，將通遙訊改為樣GSM/搶SMS局，即短信哨息方式，巡目的是使革系統(tǒng)對通搶信公網的磨適應能力殿更強，架劫設更簡便刻可靠。在漠監(jiān)測環(huán)境騰偏遠，以豬及應急監(jiān)柔測的場合便，這一點姜顯得尤為烘重要。賠應急監(jiān)測座系統(tǒng)優(yōu)選技了傾斜、無激光測距什、光電沉湖降遙測儀川等測量手就段。一當革有群眾報墊告，或者兆發(fā)現(xiàn)某地至滑坡有加蜂速變形跡披象，便能破馬上趕往肝現(xiàn)場，迅飄速安裝臺雅網，開展喝24餐小時連續(xù)穴監(jiān)測，這濱不但能夠對有效避免鞭不測事件西的發(fā)生，妥還可以積藍累研究滑盆坡變形破繳壞的寶貴塑資料。錫2003仆年，我們陽應萬州地猜方政府的雄要求，對援公路、橋挑梁開展的技應急監(jiān)測卸便收到了尺良好的效挨果?；ㄎ?、地質勿災害監(jiān)測綁地理信息船系統(tǒng)建設都中國地震截局地殼應胖力研究所彈自天199淋8奔年在重慶簽市萬州區(qū)薦開展地質乎災害的監(jiān)秘測與研究撞工作以來巨，通過定惜期觀測及他遙測臺網僅采集了大僚量監(jiān)測數(shù)店據(jù)。萬州跟區(qū)地質災攤害監(jiān)測系而統(tǒng)建成后很，將采集宅到更多的慎監(jiān)測數(shù)據(jù)瑞。鑒于目絡前地質災徹害監(jiān)測信甘息管理具裙有如下特塔點及問題驅：傲①半除部分遙悲測臺網監(jiān)冰測數(shù)據(jù)外追，其它如鄙單事期柄GP見S琴監(jiān)測數(shù)據(jù)雨處理結果換、鋼筋計沫、錨索（宮桿）計等儉普遍采用沫人工錄入鞏，地形、躺地質數(shù)據(jù)鍋多以圖紙洽、文字記棚錄等紙面診形式存在卷；耕②慘各類監(jiān)測怪數(shù)據(jù)呈離斧散關系，處難以體現(xiàn)思內在聯(lián)系落；必③蒼不利于監(jiān)支測數(shù)據(jù)的促管理、查傳詢和分析按；奏④睡很難從時戶間上體現(xiàn)緣地質災害磚的發(fā)展趨衣勢多；何⑤票很難及時秀為政府部啊門提供防弟災減災決蕉策依據(jù)。片為解決上從述問題，莊我們開發(fā)可完成了萬輝州區(qū)地質鋤災害監(jiān)測顛地理信息晝系統(tǒng)。夕地質災害團監(jiān)測地理鬼信息系統(tǒng)理是一個能礦夠有效管稿理各種四株維空間（毒地理坐標絹和時間變往化）數(shù)據(jù)蜂的信息系鏡統(tǒng)，它以即崩滑體等湯監(jiān)測對象腹為基礎，收把地形、目城市規(guī)劃伏、監(jiān)測點歌分布等空府間數(shù)據(jù)，怠按其空間岸位置存入疑計算機；狀通過數(shù)據(jù)京庫模塊、叢數(shù)據(jù)分析恰模塊與曲施線顯示模鴿塊，實現(xiàn)蹤監(jiān)測數(shù)據(jù)表的存儲、址更新、查戲詢、趨勢竹性分析、緒繪圖顯示姐及輸出等泳功能。系羨統(tǒng)主要由怕四部分組勸成：地理伐信息子系嫌統(tǒng)、地質形資料文獻術管理子系抄統(tǒng)、地質疾災害監(jiān)測煩數(shù)據(jù)庫子裙系統(tǒng)和監(jiān)蒜測數(shù)據(jù)分新析子系統(tǒng)躺。本系統(tǒng)提的總體結貴構如罵圖即1援所示。HYPERLINK"/uploadfile/200465224928467.gif"HYPERLINK"/uploadfile/200465231434856.jpg"矛系統(tǒng)采用性面向對象叔的編程語棵言斯Visu移alC惕++6壺.漫0泛為開發(fā)工冷具，熔以柜MapI報nf搖o捐為基本開洲發(fā)平臺；擾地質災害悼監(jiān)測數(shù)據(jù)亂庫利光用綿Micr軟osof粥tSQ畢LSe漂rver里200姨0陳創(chuàng)建，通杯過爺AD上O荒技術進行位數(shù)據(jù)庫連應接、訪問當。布六、工作野進展與展浴望退目前，萬缸州區(qū)地質粉災害監(jiān)測旗預警系統(tǒng)段已基本建昌成，形成仰了一個覆煉蓋整個萬賭州城區(qū)，領從點到面劑、從地上鍵到地下、彩立體的、餅全方位的僚監(jiān)測網絡為。該系統(tǒng)沒在建設的型過程中已氧逐步投入憂運行，在膀防治地質失災害中發(fā)堡揮出了重循要作用，失成功監(jiān)測曾預警了申否明壩滑坡寨，為滑坡減治理和政漸府決策提鋸供了有力架的科學依犬據(jù)。推萬州區(qū)地狀質