滑坡地表水監測設備

『壹』 監測地質災害需要用到哪些儀器

地質災害監測方法地質災害的監測方法可用簡易監測和儀器監測。重要危險隱患點應採用儀器監測。
地質災害監測方法主要有衛星與遙感監測；地面、地下、水面、水下直接觀測與儀器台網監測。礦山之星地質災害監測儀器包含感測器、接收機等。

『貳』 山體滑坡監測哪些方面以及各種監測方法，優缺點和難題

1 概述
滑坡是山區基本建設工程中最常遇到的一種災害。邊坡的變形破壞與其所造成的不良地質環境可對人類工程活動帶來嚴重的危害，造成生態環境的失調和破壞，並可能帶來更大范圍和更深遠的負面影響。本文通過對滑坡的機理及監測技術的比較分析，旨在尋找一種有效的滑坡治理方法。
2 山體滑坡機理
滑坡形成機理和誘發機理的研究一直是世界上公認的難題，21世紀初美國地質調查局的滑坡災害減災戰略規劃，將滑坡過程和誘發機理研究列為首要的任務，這不僅因為滑坡、泥石流形成機理和誘發機理研究是至今沒有突破的難題，更重要的是它成為制約地質災害預測預警和防災、減災研究的瓶頸問題。因此，長期以來，國內外許多地學專家、學者都將其作為攻克目標，潛心研究，取得了一些探索性的成果。
此外，還有學者提出滑坡產生於特定的工程地質與水文環境，是在以重力為主的自然營力作用下或在人類工程活動影響下發生發展的斜坡變形運動，是依附於其內在軟弱結構面(帶)的地表斜坡岩土體，在一定的地質力學機制下，失去原有平衡條件而產生以水平位移為主的順坡移動現象。也有學者認為滑坡形成的原因是多方面的，有其內在因素和外在影響。具體包括以下幾方面：1)滑坡區域岩石的岩性、結構及構造(岩石破碎，風化強烈，岩性軟弱)是古滑坡復活的內部原因；2)地下水的作用；3)人類工程活動。
縱觀各種不同的機理研究，工程滑坡的形成機理可概括為以下幾方面：
——滑體的力學性質。岩體力學性質主要取決於岩體的地質特徵及其所賦存的地質環境。研究結果表明，岩體力學參數主要與岩體結構特徵、尺寸效應、賦存的應力條件、所處的應變狀態以及賦存的滲流特徵密切相關，岩體的力學性能對山體滑坡有著決定性的影響。
——工程和水文地質條件。如潛在的古滑坡、地下水等也會造成滑坡的發生。
——外界誘發因素。大氣降雨、地表水和人類的各種工程活動等稱滑坡的外界誘發因素。
3 監測技術
監測滑坡是為了具體了解和掌握滑坡演變過程，為滑坡的正確評價、預測、預報及治理工程提供可靠的資料和科學依據，同時，監測結果也是檢驗滑坡分析評價及治理工程效果的尺度。通過監測滑坡的變形特徵與規律，預測、預報滑坡的邊界條件、規模、滑動方向、破壞方式、大體時間及其危害性，並及時採取措施盡量或減輕災害損失。
自20世紀60年代以來，以美國為代表開展了地質災害監測預報技術的一系列研究。通過對滑坡、泥石流等10種自然災害的研究，使減災工作提高到前所未有的程度。美國、西歐等國採用遙感、GPS衛星定位及氣象雷達及微震技術等監測手段對其地質災害進行監測，以實現地質災害的長期、中期和短期的預報。通過自動記錄、儲存、計算機處理和信息遠傳輸，實現滑坡、泥石流等地質災害的實時監測及預報。
3.1 滑坡監測原理和方法
在理論分析和實驗室研究工作中，國內外已應用了多種方法，如三重蠕變曲線地圖形分析方法、半對數曲線法和變形速度倒數法進行滑坡時間預測，測量地表破壞聲響反射方法檢測地表、地下水運動，這些方法都是離線式和非實時性的。在實地檢測工作中，國內外滑坡災害的監測主要採用了5種類型的監測技術與方法，即：宏觀地質觀測法、簡易觀測法、設站觀測法、儀表觀測法及自動遙測法。
3.2 滑坡監測技術的新進展
上述滑坡監測方法和儀器在實際應用中已十分成熟，但普遍存在的問題是數據的採集需要人工定期到現場進行，使得滑坡監測缺乏實時性。隨著三維激光掃描技術、GPS一機多天線系統、INSAR(合成孔徑雷達干涉測量)以及多感測器的集成等高新技術在滑坡監測與預測、預報領域的應用，將進一步提高滑坡災害變形監測預報的精度。
滑坡的失穩破壞，都有一個從漸變到突變的發展過程，一般單憑人們的直覺是難以發現的，必須依靠精密的監測儀器和適宜的技術方法進行周密監測。藉助監測來了解滑坡的實際狀況及其穩定性，既為工程安全提供了科學依據，又對修改設計、指導施工提供了可靠資料，能幫助人類規避風險，將滑坡災害損失降低到最小程度。滑坡監測技術的迅速發展，必將促進監測范圍不斷擴大、自動化系統、數據處理和資料分析系統、監測預報系統等技術方法日趨完善。
《礦業工程》2011，9（3）

『叄』 福建省地質環境監測中心

全國地質環境監測能力建設

一、地質環境監測機構基本情況

福建省地質環境監測中心為福建省國土資源廳直屬全額撥款事業單位，編制50人，現有在編人員44人，其中專業人員27人（高級工程師8人、工程師15人、助理工程師4人），其他人員17人。監測中心設主任、副主任、總工程師各一名，職能科室4個：綜合科、地質災害防治科、地下水監測科、礦山地質環境科（未成立），下屬監測站7個：福州、漳州、龍岩、三明、莆田、東山、連城（見表）。

福建省地質災害綜合管理信息系統

（二）地下水監測方面

1.1984年以來，每年均提交各監測區的年度《地下水（熱水）動態監測報告》、《地下水（熱水）水情通報》、《地下水水情預報》、《地下水動態監測工作年報》、《地下水環境監測年度報告》、《地下水（熱水）動態監測資料庫》，並編纂出版《福建省地下水動態監測年鑒》。

2.福州地熱由於過量開采，造成局部地段地面沉降，省地質環境監測中心利用多年監測資料，為政府及主管部門提出了限制開采井數、合理布設開采井、嚴格控制開采量等措施，減緩了下降趨勢。

3.永安盆地水源地由於大量開采地下岩溶水，造成水源地水位下降，形成了區域性降落漏斗，省地質環境監測中心利用監測資料和研究成果，向主管部門提出合理開采建議，使地面塌陷得到有效控制。

4.通過多年監測，發現連城北團盆地地下岩溶水水質有污染惡化的趨勢，分析認為與建於地下水補給區的垃圾場有關，及時向縣政府及有關部門建議遷移垃圾場，解除了污染隱患，使地下水水質恢復到了正常標准。

5.2002年重新編制了《福建省水資源評價》報告。

6.2007年通過水質檢測，發現龍岩盆地部分地下水氰化物檢出率出現異常。為此，經過分析研究，編寫了《龍岩盆地地下水氰化物檢出率出現異常》專報，報送龍岩市政府及有關部門。

『肆』 災害監測預警系統國內哪家專業

一、系統概述
四信地質災害監測預警系統，通過野外監測站對降雨量、表面位移、泥水位、地聲、次聲、孔隙水壓力、視頻、深部位移、土壓力等要素進行實時監測，使用GPRS/LoRa/3G/4G等通信方式將數據傳輸到管理及監測預警雲平台，為防災減災提供實時信息服務。應用領域：四信地質災害監測預警系統，廣泛應用於滑坡監測預警、泥石流監測預警、地面沉降監測預警、崩塌監測預警等，有效保障地質災害多發地區人民群眾的生命與財產安全。
二.系統組成
系統由現場採集層、無線傳輸通信層、預警發布中心3部份組成。

採集層：一體化監測站設備是整個系統架構的基礎，用來採集各測點的實時數據
傳輸層：通信設備在與用戶的監控中心及監測數據匯集平台建立聯系的基礎上，上傳各測點的監測數據與設備狀態信息並下發用戶終端的指令
應用層：監控中心及監測與數據匯集平台接收各地監測站設備採集上來的數據並通過網路發送給獲得授權認證的用戶，讓其操作現場監測站設備

三.系統功能

實時監測地質災害多發區的各維度數據，為科技決策提供依據
系統可快速採集、傳輸、計算、分析、存儲各監測點的監測數據，包括雨量、泥水位、地聲、次聲、孔隙水壓力、土體沉降、地表裂縫、深部位移、地下水、土壓力、表面位移、土壤含水量、圖像視頻、電源電壓和環境溫度等，並對數據進行糾錯處理，減少數據誤碼率、提高數據完整率。
集成多種無線通信模式，有效保障數據傳輸
系統支持GPRS/3G/4G/北斗等通信方式，感測器節點、終端節點以及中心節點之間還可通過LoRa無線感測網路進行相互通信。

科學的決策判斷機制，實現監測指標異常自動報警
7*24小時全天侯自動監測地質各維度參數，自動進行數據分析判斷，當檢測值超過預警值時，自動聲光報警、簡訊報警，實現無人值守日夜守護地區安全，極大降低管理人員工作強度，提升管理效率。

豐富的報警方式，靈活的報警手段，適應上級、監測站點負責人、村莊等各層級管理需要
內置10種預警方式，可靈活通過多種方式向地災區域群眾及時發布預警信息，支持普通話和方言輪流播報，充分發揮預警系統的價值。
強大的數據及報表功能，當前運行數據、歷史數據、變化趨勢等一站管控
根據地災功能區劃，靈活展示分析實時監測數據/歷史數據的變化趨勢、同類數據同一時間段趨勢對比、同一數據不同時間段趨勢對比。
設備遠程管理，GIS地圖/工況監測/防盜報警/遠程升級，設備管理一目瞭然
GIS地圖：實時顯示所有監測站點分布。
工況監測：平台實時監測各遠端廣播運行工況，包括工作模式、喇叭狀態、機箱狀態、供電模式、電池狀態、電量狀態等，隨時掌握設備實時狀態和故障狀態。
防盜報警：當廣播站點機箱門被打開或喇叭被盜，設備自動向管理人員發送報警信息。
遠程升級：無需親臨現場，就可對設備進行遠程配置、軟體升級和設備重啟。
標准數據介面和二次開發庫
採用統一的數據採集規程、標准化體系與介面技術規范，可支持跨平台的數據訪問與操作。提供標准數據介面和二次開發庫，滿足第三方平台的數據調用和存取，方便系統集成。

四：系統特點

集成高效
通過表面位移監測站、土壤含水量監測站、雨量監測站、視頻監測站、地下水水位監測站等集成運用，數據具有更高的針對性、時效性。
四遙監控
滿足遠距離遙測、遙信、遙控、遙調的需求，可以在幾秒鍾時間內獲取成百上千個子站的各種數據，具有無法比擬的實時響應速度以及接近於零故障和零維護的高可靠性。
快速部署
基於LoRa/Zigbee無線網路地災監測系統，通過布置在監測區域內大量的感測器節點所形成的網路，安裝維護方便，具有低功耗和低成本的特點。
五：系統配置

一體化自動監測站

一體化自動監測站可獨立通過GPRS/3G/4G/LoRa/北斗等通訊方式將監測數據傳輸到管理平台 可實現對設備自身電源電壓、工作溫度及設備狀態的遠程觀測，維護簡便。 極低的值守電流，可用鋰電池供電長期工作，採用太陽能源浮充蓄電池的供電方式，無日照情況下可持續工作30天。 有完善的防雷過壓保護，良好的防水密封性可工作與100%潮濕的環境。

微功耗遙測終端機

採集終端和感測器一體化結構，維護方便
低能耗設計、抗干擾能力強，可靠性高 鋰電池供電，可持續穩定工作3年 內置RF通信模塊，提供數據傳輸穩定性 IP68防水等級，安裝簡便，隱蔽性強 可實現對電源電壓、設備狀態的自檢，維護方便 提供多種電源管理模式，可接多類型的水位水質感測器

LoRa無線通信模塊

超長距離通信，實測通信距離>8km，業界領先超低功耗，休眠電流<1.8uA 出色的抗擾特性，數據傳輸更可靠 模塊空中升級、極大提高項目管理效率 超高的接收靈敏度，達到驚人的-148dBm 網路容量大，組網靈活、成本低，大型項目部署優勢明顯

監管平台

數據概覽：直觀展示系統的設備統計信息、報警信息、公告信息等 實時查詢：基於電子地圖，對擬監測數據按列表排序顯示，便於實時數據查看和各地災監測點間的參數對比 安全許可權限制：可設置多種角色控制操作員的訪問許可權

預警發布平台
預警信息發布：將預警信息通過簡訊息或語音的方式發送到指定人員的手機和電話或者專用報警設備上 發布狀態管理：維護發布狀態，追蹤預警信息是否被有效發送 發布歷史查詢：按照日期或者人員查詢曾經發送的定向預警信息情況，完成信息追蹤 發布歷史統計：按照日期或者人員統計過往發布的定向預警信息，生成統計圖表

『伍』 怎麼實現地表水水位遠程監測

地表水監測適用於水務部門對地表水水位進行監測，同時支持遠程圖像監控，為保障適度蓄水和安全度汛提供了准確、及時的現場信息。有助於水務局掌握本區域水資源現狀、水資源使用情況、加強水資源費回收力度、實現對水資源正確評價、合理調度及有效控制的目的。

1、 遠程監測功能：可遠程監測水位、降雨量、現場設備運行狀態、設備電壓等實時數據。
2、 遠程式控制制功能：可根據現場水位的高度在中心遠程式控制制水庫閥門的打開/關閉，來維持正常水位。
3、 圖像監控功能：可外接攝像頭，拍攝現場照片，將照片上傳至監控中心，讓值班人員足不出戶就可以了解現場情況（支持定時拍照和手動拍照）。
4、 自動報警功能：水位超限、降雨量超限、設備故障、箱門非正常打開均會自動報警。
5、 自動統計功能：根據歷史數據自動統計成日報表、月報表、年報表等，根據客戶的需求生成分析圖。
6、 數據存數功能：監控中心和現場終端雙向存儲歷史數據，可存儲不少於10年歷史數據。
適用范圍：
1、 河道水位監測：監測河道的水位實時情況，為決策提供依據。
2、 湖泊水位監測：通過上傳的實時水位情況，可以提取所需信息。
3、 蓄水池水位監測：實時監測蓄水池中的水位，方便及時補水，不影響生產、生活。
4、 水庫上下游水位監測：可在通過各種廠家的水位計反應上下水位變化情況。
5、 水庫區域雨量監測：採用雨量計測量作為水庫區域降雨量和降雨強度的依據。
6、 水庫現場圖片監測：工業攝像頭上傳水庫區域的現場圖片。
7、 水庫大壩浸潤線監測：通過埋設滲壓計觀測壩體浸潤線位置。
8、 水庫壩基滲壓監測：通過埋設滲壓計反應壩基滲流壓力分布情況。
9、水庫壩體位移監測：精確的了解壩體地表水平變形和垂直變形情況。
益都智能

『陸』 崩塌滑坡實時專業監測技術

一、內容概述

1.成果簡介

實時監測（Real-Time Monitoring，RTM）就是遠程連續即時觀測，實時監測技術即實現實時監測所依賴的技術集合。RTM最主要的特點是實時性，即遠程的管理層（或公眾）能夠在第一時間獲取災害體的所有監測信息，快速分析並做出科學決策。這些信息的獲取過程是自動的，無須人工干預。顯而易見，實時監測技術可以最大限度地解放勞動力，減小觀測誤差，降低運營成本。由於RTM具有全程自動化的特點，因此可以輕易做到連續、跟蹤觀測，將數據的採集周期設置得很短，如1h，或者更短，這對於跟蹤崩塌、滑坡等突發性地質災害的變形過程，提高預警時效性，避免重大傷亡具有重要的意義。同時，密集連續的多元監測數據能夠為災害體變形機理認識、力學機制分析及防治對策研究提供大量有價值的信息，從而支撐重大科學問題研究。

2003～2005年，中國地質調查局水文地質環境地質調查中心在三峽庫區巫山縣新城建立了國土資源部地質災害實時監測預警示範站（簡稱「巫山示範站」），解決了實時監測系統建設中數據自動採集、遠程無線傳輸、網路實時發布等系列關鍵技術問題，搭建了具移植性、擴展性的實時監測系統平台，對數個滑坡實施了長期實時監測。在不斷改正完善後，實時專業監測技術逐步成熟，具備了向其他領域和區域推廣的條件。

2.基本原理

如圖1所示，實時監測系統由監測網點、數據採集系統、數據傳輸系統、數據處理與發布系統以單鏈結構組成。

圖1 實時監測系統架構

數據採集系統用於收集和臨時儲存各類監測數據，由與監測儀器配套的採集儀或通用型數據採集設備來實現。其前端連接各種監測儀器，後端可通過標准介面，直接下載監測數據，或通過數據傳輸系統與遠程式控制制中心通信。數據採集系統在接受監控中心的控制指令後，調節採集參數，定時採集並及時向監控中心發送數據，其角色相當於一個「中轉站」。為了保證數據安全，採集系統要對原始數據進行備份。

數據傳輸系統用於完成數據採集儀—監控中心—管理層（公眾）之間的數據「搬運」任務。實際上，監控中心—管理層（公眾）之間通常利用國際互聯網，通過發布系統來實現（圖1），所以狹義上的數據傳輸指數據採集儀—監控中心之間（即災害體至監控中心）的數據傳遞。按照災害體和監控中心空間距離的長短，數據傳輸分為近距離數據傳輸（一般低於1km）和遠程數據傳輸兩種類型。按傳輸介質，數據傳輸分為有線傳輸和無線傳輸兩種方式。常用的遠程數據傳輸方法如圖2所示。有線傳輸由於要架設通信線纜，線網零亂，易損難修，在距離較長時信號的衰減還可能導致傳輸失敗，弊端甚多，因而逐漸被無線傳輸方式取代。遠程無線傳輸的最大優勢在於不受空間距離限制，依託現代無線通信技術，監控中心可以設立在全球任何地點，系統可以做到無限擴展，信息可以得到集中處理、公布，從國家層面來說，這種優勢所帶來的意義是巨大的。數據傳輸的可靠性取決於無線網路的信號強度、速度和控製程序的容錯能力。實踐證實，在無線網路覆蓋、信號強度良好的情況下，傳輸的錯誤率和穩定性是能夠符合要求的。

圖2 常用遠程數據傳輸方法

監測數據在監控中心伺服器上集中處理，包括原始數據轉換計算、資料庫錄入、二次加工、綜合分析評價等，利用數據伺服處理程序來實現。為保證信息能夠得到即時處理並快速反饋出去，需要建立相應的監測信息管理分析系統和網路實時發布系統。底層資料庫是信息管理分析系統的基礎支撐，用於管理監測台站、監測鑽孔、監測點等基礎信息和各種類型的監測數據，以B/S架構為信息發布系統實時提供源數據；監測信息發布系統以WEB主頁的方式為管理層（或公眾）提供災害體的全部信息，其中最核心的是實時監測數據、曲線等動態信息。

需要特別指出的是，實時監測技術的目的是提高監測的時效性，而非有效性。合理有效的監測網始終是監測系統的核心，其有效性取決於設計者對滑坡的研究與認識程度。崩滑災害常用的監測方法包括變形監測、壓（應）力監測、地下水動態監測、影響因素監測和宏觀地質觀測，需視災害體地質條件有針對性地進行監測方法組合和監測網路布設。

3.技術特點與技術指標

實時監測技術通過系列技術集成，使監測數據採集、傳輸、處理、發布等過程自動化，並相互配合、協同工作，具有如下主要技術特點：

1）全程自動化，無須人工值守。

2）信息滯後時間極短，一般小於1h，所見即所得，可連續跟蹤監測。

3）無人工誤差，錯誤率低。

4）可在全球任意地點實時查看監測數據，下達採集控制指令，遠程遙測。

5）具移植性，系統可方便移植至其他行業開展實時監測。

6）具擴展性，實時監測系統平台可不斷納入新的監測站點。

7）運行成本低，省時省力。

二、應用范圍及應用實例

1.應用范圍

實時監測技術除應用於崩塌、滑坡等突發性地質災害監測預警外，亦可用於火山、地震、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等地質災害監測和早期預警。在大氣環境、海洋環境、礦山環境、斷裂構造活動、地下水動態及污染防控等領域均可移植應用。

實時監測技術在巫山示範站示範應用後，在雅安、哀牢山、華鎣山、延安等多個地質災害預警示範區得到了不同程度的應用；在三峽庫區望霞危岩、羊角危岩體應急監測中，充分利用中國地質調查局水文地質環境地質調查中心實時監測平台，做出了兩次成功的預測預報，取得了良好的減災效果，發揮了顯著的技術及社會效益；在研究庫水位波動對滑坡變形及穩定性影響等重要科學問題中實時監測系統平台亦發揮了重要的基礎支撐作用。

2.應用實例

巫山示範站是我國首個地質災害實時監測示範站，位於長江三峽庫區腹地、長江左岸。該區地質構造極為復雜，地質災害十分發育，是我國地質災害危害最為嚴重的地區之一。通過論證對比，在該區27個較大滑坡（崩塌）中，選擇了變形相對較為明顯、危害較為嚴重的向家溝滑坡等4個滑坡，開展實時監測應用示範（圖3）。2003年始建，2005年基本完成，運行至今。

圖3 巫山示範站主要監測對象（滑坡）分布圖

通過地質分析，確定監測的內容主要為滑坡的地表、深部（滑帶）位移，孔隙水壓力，含水量、降雨量，庫水位等，同時收集工程活動信息，加強重點時期重點部位的宏觀地質現象調查。為了體現示範站的先進性，測定滑坡蠕滑變形階段的微小位移，選擇了高精度、高可靠性、高穩定性（適用性）、高自動化程度的監測方法和監測儀器（表1）。除GPS因建設成本、人文環境等原因採取定期觀測外，其餘監測方法均為實時監測。

表1 巫山示範站監測方法

圖4 示範站數據採集系統硬體連接方式示意圖

固定式鑽孔傾斜儀、TDR、孔隙水壓力監測儀、自動雨量計等監測儀器均具備配套的數據採集儀。其中TDR的數據採集儀為一個工業控制機（PC），示範站充分利用了這一點，將其作為另幾種採集儀的上位機，下載、存儲、傳輸數據。通過多串口擴展，監測儀器、數據採集儀、GPRS-MODEM等按圖4 所示的方法相連接。2009年後，改進為應用通用數據採集設備（Datalogger）統一採集傳輸，並將供電系統由原交流供電改進為太陽能供電（圖5）。圖6為通用數據採集設備感測器接入實物照片。

示範站監控中心目前位於河北省保定市中國地質調查局水文地質環境地質調查中心辦公大樓，距滑坡距離1500 km，其間採用GPRS/CDMA網路無線傳輸監測數據。傳輸硬體為商業GPRS/CDMA-MODEM，傳輸控制軟體自主編寫完成。

圖5 改進後的數據採集系統硬體連接方式示意圖

圖6 通用數據採集傳輸儀感測器接入實物照片

示範站信息處理與發布系統硬體由2台小型伺服器和2台PC終端組成（圖7），通過專線光纖接入Internet。其中資料庫伺服器（Database Server）用來存儲、管理監測數據，WEB伺服器（WEB Server）用來接收、處理監測數據並面向Internet發布監測信息，二者之間以1000M帶寬的對等網連接，保證了數據的交換速度和對外安全。其連接方式如圖8所示。

WEB伺服器上重要的應用程序包括：傳輸控製程序，數據伺服處理及入庫程序，基於GIS的巫山示範區地質災害綜合信息系統（含底層資料庫系統，圖9），主頁程序（圖10）等，均為自主開發。

巫山示範站於2005年建成後，逐步納入瞭望霞危岩、羊角危岩及庫水位波動對滑坡變形影響研究的5個典型滑坡的實時監測系統，採集各類監測數據近千萬條，網站點擊量33萬人次，接待國內外考察團體20餘次，取得了良好的示範效果。隨著技術的不斷改進，實時監測系統運行的穩定性顯著增強，系統年故障率小於5次，能夠滿足對崩滑災害實時監測的要求，具備了向其他領域和地域推廣應用的條件。

圖7 示範站信息處理與發布中心一角

圖8 信息發布系統硬體設備連接方式示意圖

圖9 示範站底層資料庫系統構成框圖

圖10 巫山示範站信息發布主頁

三、推廣轉化方式

實時監測技術的本質是數據採集、傳輸、處理、分析和發布技術的集合，是為了提高崩滑災害監測預警時效性的整體解決方案，因此，其推廣轉化方式主要為技術咨詢、人員培訓、現場服務等。為使該技術盡快發揮效益，還需加強宣傳報道，並通過會議交流的方式進一步提升技術水平。

技術依託單位：中國地質調查局水文地質環境地質調查中心

聯系人：高幼龍

通訊地址：河北省保定市七一中路1305號

郵政編碼：071051

聯系電話：0312-5908255，13503368925，13315272715

電子郵件：[email protected]

『柒』 滑坡和崩塌監測

一、監測項目

滑坡和崩塌的監測項目包括地表變形、地下變形以及影響滑坡產生和判別滑坡發生的一些相關因素，包括地下水動態、地聲、岩土體含水率、岩石壓力、人類活動、宏觀地質現象和氣象等(表7-1)。

表7-1 滑坡崩塌監測要素及技術方法

二、監測頻率

滑坡和崩塌自動化監測一般每天1次，必要時(如強降雨期間)可加密。

滑坡和崩塌人工監測一般每月2～3次，必要時(如強降雨期間)可加密。

三、監測成果應用案例

1985年6月12日凌晨3時45分至4時20分發生的新灘滑坡是成功根據監測數據預測滑坡災害的典型案例。新灘滑坡位於湖北省秭歸縣，處於長江三峽之西陵峽上段兵書寶劍峽出口處，因多次岩崩而形成險灘。湖北省西陵峽岩崩調查工作處從1970年成立以來，科技人員一直堅持在高山峽谷現場進行多方面的考察調研工作；1977～1982年7月在工作區內布設了4條視(水)准線，計12個變形點；1983年後，在監測結果和現場調查資料中均發現異常，隨即向上級報告了險情。至1985年6月11日，當現場調查和位移監測資料十分有力地說明大滑動即將來臨，臨滑前兆非常明顯時，岩崩調查工作處立即向湖北省科委和長江流域規劃辦公室發出了險情告急。僅隔11h，便發生了震驚中外的大滑坡。由於預報及時，撤離措施果斷有效，新灘鎮475戶居民1371人無一人傷亡，將一場毀滅性的地質災害帶來的經濟損失和人員傷亡減小到了最低程度。

『捌』 水位監測都需要哪些設備，具體的有什麼

數據採集器、雨量、水溫、水位、空氣溫濕度；
；數據採集器、空氣溫度、濕度、雨量、風速、風向、水溫、水位，具體的你可以方
大
天
雲
網
站看

『玖』 滑坡監測技術有哪些

有地表位移監測、深部位移監測。
地表位移監測分為地表相對位移監測和絕對位移監測；都可以有人工和各種自動監測手段。
深部位移監測分為鑽孔傾斜監測、地下水水位監測、鑽孔推力監測、TTR監測、聲發射監測等。都可以有人工和各種自動監測手段。

『拾』 地質災害監測方法技術現狀與發展趨勢

【摘要】20世紀末期以來，監測理論和技術方法有長足發展，常規技術方法趨於成熟，設備精度、設備性能已具較高水平，並開發了部分高精度（微米級位移識別率）、自計、遙測、自動傳輸的監測設施。未來，將充分綜合運用光學、電學、信息學、計算機和通信等技術（諸如光纖技術—BOTDR、時域反射技術—TDR、激光掃描技術、核磁共振技術、NUMIS、GPS技術、合成孔徑干涉雷達技術—InSAR及互聯網通訊技術等），進一步開發經濟適用、有效可行的地質災害監測新技術，提高精度、准確性和及時性，最大程度地減小地質災害造成的損失。

【關鍵詞】地質災害監測技術方法新技術優化集成

20世紀80年代以來，我國地質災害時空分布特點呈現新的變化。隨著人類工程活動越來越強，人為地質災害日趨嚴重，規模、數量和分布范圍呈增加趨勢；人口密集、經濟發達地區地質災害造成的損失越來越大。崩塌、滑坡和泥石流等突發性地質災害發生頻度和造成的損失不斷加大，地面沉降、海水入侵等緩慢性地質災害的范圍逐漸增加。據相關統計資料顯示，1995～2002年，地質災害共造成9000多人失蹤或死亡，突發性地質災害共造成直接經濟損失524億元，緩慢性地質災害造成直接經濟損失590億元，間接經濟損失2700億元。地質災害已經成為嚴重製約我國經濟發展的重要因素之一。

為了摸清我國地質災害的分布情況，我國系統地開展了地質災害調查工作，先後出台了《地質災害防治管理辦法》和《地質災害防治條例》，明確指出：防治地質災害，實行「以人為本，防治結合，統籌規劃，突出重點，分期實施，逐步到位」的方針。並於2003年4月啟動了全國性地質氣象預報。對已經查明的地質災害體，特別是對生產建設、人民生命財產安全構成嚴重威脅的地質災害，若能運用適當、有效、經濟可行的監測措施，作出科學的監測預報，則可最大程度地減小災害損失。

滑坡監測在不同條件、不同時期其作用不同，總的來說有以下幾個方面：

（1）通過綜合分析多種監測方法的監測數據，確定地質災害穩定狀態及發展趨勢，及時作出預測，防止或減輕災害損失。

（2）研究導致災害體變形破壞的主導因素、作用機理，為防治工程設計提供依據。

（3）在防治工程施工過程中，監測、分析災害體變形發展趨勢及工程施工的擾動，保障施工安全。

（4）施工結束後，進行工程效果監測。

（5）綜合利用長觀監測資料，分析災害體變形破壞機制和規律，檢驗在防治工程設計中所採用的理論模型及岩土體性質指標值的准確性，對已有的監測預報理論及模型進行驗證改進，改善、提高監測預測預報技術方法。

1地質災害監測技術綜述

地質災害監測的主要任務為監測地質災害時空域演變信息（包括形變、地球物理場、化學場）、誘發因素等，最大程度獲取連續的空間變形數據，應用於地質災害的穩定性評價、預測預報和防治工程效果評估。

地質災害監測是集地質災害形成機理、監測儀器、時空技術和預測預報技術為一體的綜合技術。地質災害的形成機理是開展地質災害監測工作的基礎；監測儀器是開展工作的手段；更為重要的是只有充分利用時空技術，才能有效發揮地質監測的作用；預測預報是開展地質災害監測的最終目的。

崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害，具有爆發周期短、威脅性及破壞性顯著、成因復雜等特點，因此，當前地質災害的監測技術方法的研究和應用多是圍繞突發性地質災害進行的。1.1監測方法

監測方法按監測參數的類型分為四大類：即變形、物理與化學場、地下水和誘發因素監測（見表1）。

表1主要地質災害監測方法一覽表

1.1.1 變形監測

主要包括以測量位移形變信息為主的監測方法，如地表相對位移監測、地表絕對位移監測（大地測量、GPS測量等）、深部位移監測。該類技術目前較為成熟，精度較高，常作為常規監測技術用於地質災害監測。由於獲得的是災害體位移形變的直觀信息，特別是位移形變信息，往往成為預測預報的主要依據之一。

1.1.2物理與化學場監測

監測災害體物理場、化學場等場變化信息的監測技術方法主要有應力監測、地聲監測、放射性元素（氡氣、汞氣）測量、地球化學方法以及地脈動測量等。目前多用於監測滑坡等地質災害體所含放射性元素（鈾、鐳）衰變產物（如氡氣）濃度、化學元素及其物理場的變化。地質災害體的物理、化學場發生變化，往往同災害體的變形破壞聯系密切，相對於位移變形，具有超前性。

1.1.3地下水監測

地下水監測主要是以監測地質災害地下水活動、富含特徵、水質特徵為主的監測方法。如地下水位（或地下水壓力）監測、孔隙水壓力監測和地下水水質監測等。大部分地質災害的形成、發展均與災害體內部或周圍的地下水活動關系密切，同時在災害生成的過程中，地下水的本身特徵也相應發生變化。

1.1.4誘發因素監測

誘發因素類主要包括以監測地質災害誘發因素為主的監測技術方法，如氣象監測、地下水動態監測、地震監測、人類工程活動等。降水、地下水活動是地質災害的主要誘發因素；降雨量的大小、時空分布特徵是評價區域性地質災害（特別是崩、滑、流三大地質災害的判別）的主要判別指標之一；人類工程活動是現代地質災害的主要誘發因素之一，因此地質災害誘發因素監測是地質災害監測技術的重要組成部分。

1.2監測儀器

1.2.1按從監測儀器同災害體的相對空間關系分為接觸類和非接觸類

（1）接觸類：是指必須安裝於災害體現場或進行現場施測的監測儀器系列。如滑坡地表或深部位移監測、物理和化學場監測等。該類儀器所獲得的信息多為災害體細部信息，信息量豐富。

（2）非接觸類：是指於現場安裝簡易標志或直接於災害體外圍施測的監測儀器系列。該類監測方法多以獲得災害體地表的絕對變形信息為主，易採用網式施測；特別是突發性地質災害的臨災前後，具有安全、快捷等特點。如激光微位移監測、測量機器人、遙感雷達監測等。

1.2.2按監測組織方式分為簡易監測、儀表監測、控制網監測、自動遙測

（1）簡易監測：採用簡易的量測工具（皮尺、鋼尺、卡尺）對災害體地表的裂縫等部位進行監測。

（2）儀表監測：採用機測或電測儀表（安裝、埋設感測器）對滑坡進行地表及深部的位移、應力、地聲、水位、水壓、含水量等信息監測。

（3）控制網監測：在滑坡變形破壞區及周邊穩定地帶，布設大地測量或GPS衛星定位測量控制點網，進行滑坡絕對位移三維監測。

（4）自動遙測：利用有線和無線傳輸技術，對儀表監測所得信息進行遠距離遙控自動採集、傳輸，可實現全天候不間斷監測。

2地質災害監測方法技術現狀

地質災害監測技術是集多門技術學科為一體的綜合技術應用，主要發展於20世紀末期。伴隨著電子技術、計算機技術、信息技術和空間技術發展，國內外地質災害調查與監測方法和相關理論得到長足發展，主要表現在：

（1）常規監測方法技術趨於成熟，設備精度、設備性能都具有很高水平。目前地質災害的位移監測方法均可以進行毫米級監測，高精度位移監測方法可以識別0.1mm的位移變形。

（2）監測方法多樣化、三維立體化。由於採用了多種有效方法結合對比校核以及從空中、地面到災害體深部的立體化監測網路，使得綜合判別能力加強，促進了地質災害評價、預測能力的提高。

（3）其他領域的先進技術逐漸向地質災害監測領域進行滲透。隨著高新技術的發展和應用的深入，衛星遙感、航空遙感等空間技術的精度逐漸提高，一些高精度物探（如電法、核磁共振等技術）的發展，使得地質災害的勘查技術與監測技術趨於融合，通過技術上的處理、提升，該類技術逐漸適用於區域性的地質災害和單體災害的監測工作。

「八五」以來，我國在地質災害監測技術研究方面取得了豐碩的成果，並積累了豐富的經驗，使我國的地質災害監測預警水平得到很大程度的提高；但是還存在一定的局限性，主要表現在：

（1）地質災害監測技術、儀器設施多種多樣，應用重復性高，受適用程度、精度、設施集成化程度、自動化程度和造價等因素的制約，常造成設備資源浪費，效果不明顯。

（2）所取得的研究成果多側重於某一工程或某一應用角度，在地質災害成災機理、誘發因素研究的基礎上，對各種監測技術方法優化集成的研究程度較低。

（3）監測儀器設施的研究開發、數據分析理論同相關地質災害目標參數定性、定量關系的研究程度不足，造成監測數據的解釋、分析出現較大的誤差。

因此，要提高地質災害預警技術水平，必須在地質災害研究同開發監測技術方法相結合的基礎上，進行地質災害監測優化集成方案的研究。

3地質災害監測技術方法發展趨勢

3.1高精度、自動化、實時化的發展趨勢

光學、電學、信息學及計算機技術和通信技術的發展，給地質災害監測儀器的研究開發帶來勃勃生機；能夠監測的信息種類和監測手段將越來越豐富，同時某些監測方法的監測精度、採集信息的直觀性和操作簡便性有所提高；充分利用現代通訊技術提高遠距離監測數據信息傳輸的速度、准確性、安全性和自動化程度；同時提高科技含量，降低成本，為地質災害的經濟型監測打下基礎。

監測預測預報信息的公眾化和政府化。隨著互聯網技術的發展普及，以及國家政府的地質災害管理職能的加強，災害信息將通過互聯網進行實時發布，公眾可通過互聯網了解地質災害信息，學習地質災害的防災減災知識；各級政府職能部門可通過所發布信息，了解災情的發展，及時做出決策。

3.2新技術方法的開發與應用

3.2.1調查與監測技術方法的融合

隨著計算機的高速發展，地球物理勘探方法的數據採集、信號處理和資料處理能力大幅度提高，可以實現高解析度、高采樣技術的應用；地球物理技術將向二維、三維採集系統發展；通過加大測試頻次，實現時間序列的地質災害監測。

3.2.2 智能感測器的發展

集多種功能於一體、低造價的地質災害監測智能感測技術的研究與開發，將逐漸改變傳統的點線式空間布設模式；由於可以採用網式布設模式，且每個單元均可以採集多種信息，最終可以實現近似連續的三維地質災害信息採集。

3.3新技術新方法

3.3.1光纖技術（BOTDR）

光導纖維監測技術又稱布里淵散射光時域光纖監測技術（BOTDR），是國際上20世紀70年代後期才迅速發展起來的一種現代化監測技術，在航空、航天領域中已顯示了其有效性。在土木、交通、地質工程及地質災害防治等領域的應用才剛剛開始，並受到各發達國家研究機構的普遍重視，發展前景十分廣闊。

通過合理的光纖敷設，可以監測整個災害體（特別是滑坡）的應變信息。

3.3.2時間域反射技術（TDR）

時間域反射測試技術（Time Domain Reflectometry）是一種電子測量技術。許多年來，一直被用於各種物體形態特徵的測量和空間定位。早在20世紀30年代，美國的研究人員開始運用時間域反射測試技術檢測通訊電纜的通斷情況。在80年代初期，國外的研究人員將時間域反射測試技術用於監測地下煤層和岩層的變形位移等。90年代中期，美國的研究人員將時間域反射測試技術開始用於滑坡等地質災害變形監測的研究，針對岩石和土體滑坡曾經做過許多的試驗研究，國內研究人員已經開始該方法的研究工作，並已經在三峽庫區投入試驗應用階段，同時開展了與之相關的定量數據分析理論研究。

所埋設電纜即是感測器，又可傳輸測試信號；該方法相對於深部位移鑽孔傾斜儀監測具有安裝簡單、使用安全和經濟實用等特點。

3.3.3激光掃描技術

該技術在歐美等發達國家應用較早，我國近期開始逐漸引進。主要是用於建築工程變形監測以及實景再現，隨著掃描距離的加大，逐漸向地質災害調查和監測方向發展。

該技術通過激光束掃描目標體表面，獲得含有三維空間坐標信息的點雲數據，精度較高。應用於地質災害監測，可以進行災害體測圖工作，其點雲數據可以作為地質災害建模、地質災害監測的基礎數據。

3.3.4核磁共振技術（NUMIS）

核磁共振技術是國際上較為先進的一種用來直接找水的地球物理新方法。它應用核磁感應系統，通過從小到大地改變激發電流脈沖的幅值和持續時間，探測由淺到深的含水層的賦存狀態。我國於近期開始引進和研究，目前已經在三峽庫區的部分滑坡體進行了應用試驗，效果較好。

應用於地質災害監測，可以確定地下是否存在地下水、含水層位置以及每一含水層的含水量和平均孔隙度，進而可以獲知如滑坡面的位置、深度、分布范圍等信息，從而對滑坡體進行穩定性評價，並對滑坡體的治理提出科學依據。

3.3.5合成孔徑干涉雷達技術（InSAR）

運用合成孔徑雷達干涉及其差分技術（InSAR及D-InSAR）進行地面微位移監測，是20世紀90年代逐漸發展起來的新方法。該技術主要用於地形測量（建立數字化高程）、地面形變監測（如地震形變、地面沉降、活動構造、滑坡和冰川運動監測）及火山活動等方面。

同傳統地質災害監測方法相比，具有如下特點：

（1）覆蓋范圍大；

（2）不需要建立監測網；

（3）空間解析度高，可以獲得某一地區連續的地表形變信息；

（4）可以監測或識別出潛在或未知的地面形變信息；

（5）全天候，不受雲層及晝夜影響。

但由於系統本身因素以及地面植被、濕度及大氣條件變化的影響，精度及其適用性還不能滿足高精度地質災害監測。

為了克服該技術在地面形變監測方面的不足，並提高其精度，國內外技術人員先後引入了永久散射點（PS）的技術和GPS定位技術，使InSAR技術在城市及岩石出露較好地區地面形變監測精度大大提高，在一定的條件下精度可達到毫米級。永久散射（PS）技術通過選取一定時期內表現出穩定干涉行為的孤立點，克服了許多妨礙傳統雷達干涉技術的解析度、空間及時間上基線限制等問題。

隨著衛星雷達系統資源的改進和發展，以及相應數據處理軟體的提高，該技術在地質災害監測領域的應用將趨於成熟。

3.4地質災害監測技術的優化集成

3.4.1問題的提出

（1）監測方法的適應性。對於各種監測方法所使用的監測儀器設施，均有各自的應用方向和使用技術要求；針對不同地質災害災種、類型，其使用技術要求（包括測點布設模式、安裝使用技術要求等）不同。

（2）地質災害不同的發展階段。對於崩塌、滑坡等突發性地質災害，不同發展階段所適用的監測方法和儀器設施各異，監測數據採集周期頻度不同。

（3）監測參數與監測部位。實踐證明，一方面，不同的監測參數（地表位移、深部位移、應力、地下水動態、地聲等）在不同類型的災害體監測中具有不同程度的表現優勢；另一方面，同一災害體不同部位的監測參數隨時間變化趨勢特點並不相同，即存在反映災害體關鍵部位特徵的監測點，又存在僅反映局部單元（不具有明顯的代表性，甚至是孤立的）特徵的監測點。因此，監測要素（監測參數、監測部位）的優化選擇，是整個監測設計工作的基礎。

（4）自動化程度。決定於設備的集成度、控制模式、數據標准化程度和信息發布方式。

（5）經濟效益。決定於地質災害的規模、危害程度、監測技術組合、設備選型等因素。

3.4.2設計原則

地質災害監測技術優化集成方案遵循以下原則：

（1）監測技術優化原則：針對某一類型地質災害，確定優勢監測要素，進行監測內容、監測方法優化組合，使監測工作高效、實用。

（2）經濟最優原則：首先，不過於追求高、精、尖的監測技術，而應選擇發展最為成熟、應用程度較高的監測技術；其次，對於危害程度較大的大型地質災害體，可選擇專業化程度較高的監測技術方法，由專業人員進行操作、維護，對於危害程度低，規模小的災害體，可選擇操作簡單、結果直觀的宏觀監測技術，由群測群防級人員進行操作。

3.4.3最終目標

根據不同種類地質災害和不同類型地質災害的物質組成、動力成因類型、變形破壞特徵、外形特徵、發育階段等因素，研究適用於不同類型地質災害的監測要素（監測參數、監測點位的集合）、監測方法、監測點網的時空布置模式、監測技術要求，建立典型地質災害監測的優化集成方案。