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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地質災害預警,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
地質災害時間分布地質災害高發期為6~9月主汛期,災害類型以滑坡、崩塌、泥石流為主[15](圖2);2~5月冰雪凍融期次之,災害類型以崩塌、滑坡為主;10月、11月、12月、1月為低發期,主要誘發因素為人類工程活動,災害類型以崩塌、滑坡為主。
2降水引發地質災害的特征
地質災害的發生與氣象因素有很大的關系,降水在甘肅引發的地質災害具有以下特征。
2.1突發性特征局地強對流天氣形成的短時強降水強度大,歷時短,覆蓋面積較小。可形成突發性崩塌、滑坡、泥石流災害。尤其是泥石流災害,往往形成嚴重的人員傷亡和經濟損失。典型的如舟曲8.8特大泥石流災害,距離縣城15km的東山站記錄的小時降水量達77.3mm,過程降水量達96.6mm,造成嚴重的人員傷亡和經濟損失[14]。
2.2群發性特征區域性的暴雨往往是誘發滑坡、泥石流的主要因素。據調查和統計,5月下旬~9月上旬,為甘肅大暴雨或暴雨發生期,其中7月上旬~8月中旬,為大暴雨或特大暴雨集中期,同時也是崩滑流的集中發生期。如2013年隴東南部“7•25”群發性地質災害,天水、平涼、慶陽等地區形成了滑坡、泥石流數量近千次。
2.3滯后性特征大型滑坡一般出現在降雨過程后期,甚至降雨結束后數天。典型的如天水珍珠溝滑坡,在經歷了2013年4次強降水過程后在2013年12月21日發生大規模滑動。
3地質災害預警模型研究
3.1研究思路從理論上講,地質災害氣象預警指標應全面考慮前期巖土體含水量、未來降水以及實時降水情況。但目前準確獲取前期巖土體含水量還不具備條件。因此要解決問題必須從宏觀上結合地質環境條件和氣象條件綜合分析研究,建立適合的模型,得出有效的地質災害氣象預警指標。目前國內采用的地質災害氣象預警多是把崩滑流災害考慮在一起,但實際情況是泥石流的激發雨量比滑坡小,且往往為短歷時強降雨。因此考慮地質災害預警的實際需求,本次將分別建立泥石流和滑坡的預警模型,并考慮如前期降水、新近強震、地面高程等關鍵影響因素。
3.2滑坡預警指標和模型
3.2.1滑坡與降水關系據統計降雨類型的滑坡約占滑坡總數的70%,同時調查表明95%的降雨型滑坡發生于雨季[17]。對1967~2010年80個氣象站逐日降水量資料與滑坡災害的關系分析表明,滑坡與雨型、前期降水等具有顯著關系,根據甘肅實際降雨可歸類為連陰雨型、暴雨(雷暴)、前期—暴雨型、持續暴雨型(表1)。根據對汶川地震、岷縣漳縣6.6級地震研究表明,地震烈度大于6度區時,各種雨型對應的滑坡臨界雨量呈顯著下降趨勢,降幅可達20%~50%[18-19]。例如2013年7月25日,岷縣漳縣地震災區烈度Ⅵ度區范圍內降雨量僅30mm,就出現了大量的小型滑坡,對搶險救災造成了嚴重的影響。
3.2.2滑坡預警模型構建前述分析表明,滑坡與雨型、過程等有著直接的關系。根據歷史滑坡災害資料、降雨資料和災害易發度綜合統計分析,并借鑒國內外研究應用成果,建立基于綜合有效累積降雨量的滑坡24h趨勢預警模型和基于實時雨量的滑坡實時預警模型。(1)滑坡24h趨勢預警模型基于綜合有效累積降雨量,并考慮地震影響,建立滑坡24h趨勢預警模型。式中:RL為綜合有效累計雨量,Ri為前i天實測雨量,包括當日最新實況雨量(i=0-4),RF為24h預報雨量。a為前期降雨影響時間衰減系數,一般取0.5~0.8,b為地震烈度修正系數,取1.25~2.0。對應不同的災害預警等級和災害易發度等級,兩者共同確定某一綜合有效累積雨量值為該易發區內該預警等級的指標臨界值,具體數值可根據當地情況進行動態調整。(2)基于實時雨量的滑坡預警模型目前甘肅省氣象、水利、國土等部門建設的雨量計接近4000處,網格密度5~30km2,基本可以滿足滑坡實時監測預警。因此綜合考慮不同雨型特征,建立基于實時監測的區域滑坡預警模型。采用臨界雨量系數來表征。公式(6)適用于1h、3h、6h暴雨雨量計算;公式(7)適用于12h和24h暴雨雨量計算。
3.2.3滑坡氣象預警等級劃分根據全國統一的地質災害氣象等級,將甘肅省地質災害氣象預警等級劃分為4個等級(表2),當預報出現1~3級地質災害時,對外預報或預警。
3.3泥石流預警指標和方法
3.3.1泥石流與降水的關系分析對甘肅東部武都北峪河、舟曲三眼峪溝、天水市樺林溝、羅峪溝等典型泥石流的22組成災過程研究表明:泥石流發生時的10min雨強最小值為8.3mm,最大值為24mm,說明災害性泥石流的暴雨初始雨強是非常大的;泥石流發生的時間大都集中在一場降雨的前期,主要集中于3h之內,3h雨量達到了過程雨量的45%~100%(表3)。進一步研究表明,降水量與降水歷時呈指數相關(圖3,表4),相關系數在0.89~0.99,說明引發泥石流的降水過程具備一定的規律性,四條典型泥石流發生的10min雨量差別不同,在圖3上基本重復,而隨著時間的增加則出現自南而北、自西向東雨量不斷增大的趨勢。
3.3.2泥石流臨界雨量確定根據省內各地資料狀況,選用歷年積累的泥石流災害調查資料、實測大暴雨資料和歷史洪水調查資料,優先選擇資料較為充足完善的地方,依據上述典型泥石流研究方法,采用內插法計算全省不同時段泥石流臨界雨量值。
3.3.3泥石流實時預警模型泥石流的發生和雨強有很強的關聯性,因此當預警判據中的臨界雨量達到下限時,已開始產生泥石流,當30min降雨達到臨界雨量時,則可能暴發大規模的泥石流;根據牛最榮[21]等研究,同一流域內各時段暴雨和高程具有密切關系,暴雨雨量隨高程增高而增大,并呈直線相關。因此基于泥石流暴發的雨強特征,建立基于臨界雨量和實時雨量為參照的泥石流預警模型,該模型考慮高程對暴雨雨量的影響。
3.3.4泥石流預警等級劃分參照滑坡預警等級,泥石流預警等級仍設定為四級,當1/6h、1/2h、1h、3h臨界雨量系數符合表8的規定時,分別對應于藍色、黃色、橙色、紅色預警(表8)。
4預警模型檢驗
2013年甘肅省連續遭受強降水、暴雨襲擊,從5月14日開發預警信息,直到9月24日結束,省級地質災害氣象預警平臺共122次地質災害氣象預警產品(因降雨范圍、強度發生變化而有34個降雨日一天內了兩次預警信息),其中紅色預警信息(Ⅰ級)9次、橙色預警信息(Ⅱ級)37次,黃色預警信息(Ⅲ級)68次、藍色預警信息(Ⅳ級)8次。成功預報367起地質災害(圖2),轉移安置145868名群眾,114363.9萬元財產及時的進行了避讓,有效的保護了人民群眾生命財產安全。本年度是首次采用24h預報、臨災(2~6h)預報,預警信息量是多年平均量的150%,地質災害區域成功預報率達22.82%。典型案例如天水6.20、甘肅東部7.25(包含岷縣漳縣地震災區)(圖4)、文縣8.7等強降水過程引發的群發性地質災害。
5結論
關鍵詞氣象因素;地質災害;預警報系統;WebGIS
我國是一個地質災害多發的國家,崩塌、滑坡和泥石流等常見災害發生的地域廣、頻率高,具有較強的破壞性。研究表明,除地質構造及人類活動外,氣象條件也是形成地質災害的一大原因,暴雨或連續降雨常常是觸發地質災害的直接因素。因此,如何通過對雨情的監測提供可靠的地質災害預警信息,成為一項重要工作內容。
1地質災害預警報系統概述
目前,在氣象部門的協助下,許多地區的國土資源部門都相繼建立了地質災害預警預報系統。災害的風險預報是指在收集和集中監測信息的基礎上,進一步分析地質災害及次生、衍生災害等可能對社會經濟、群眾生活所造成的影響,提前風險預報,并為政府部門、有關單位及廣大民眾提供應對的措施和指導。氣象監測(特別是雨量監測)系統和基于WebGIS的地質災害預警系統組成的地質災害預警預報平臺,在突發性地質災害的預測和防范中起到了關鍵性的作用[1]。
1.1預警報系統的建設目標
預警報系統的目標是建設一個時效高、預警報信息內容全面且準確可靠的地質災害預警報體系,為相關政府部門的決策和災害地區群眾的減災措施提供科學、及時、有效的信息指導。充分利用現代化建設的成果,在已獲取的大量氣象探測和災害性天氣監測信息的基礎上,對信息進行存貯、處理和分析,建立地質災害預警報服務平臺和流程,根據決策服務的要求,提供連續無縫隙的地質災害預警報信息[2]。
1.2預警報系統的工作流程
地質災害預警預報系統主要由監測系統和預警報系統2部分組成。啟動氣象信息收集、地質災害信息收集以及信息自動生成等模塊后,通過實時監控雨情,一旦降水因子達到相應的監測指標,系統即可在決策中心進行數據分析,生成地質災害預警等級,并在確定信息后,利用短信、廣播、電視、網絡等媒介按照預警等級對特定部門及相關群眾警報信息。
2地質災害預警報系統的組成及實現
基于WebGIS的地質災害預警系統中,災害信息的匯集及預警平臺是數據信息處理和服務的核心;氣象監測系統具有雨情報汛、預警等功能;群測群防預警系統則包括預警、警報傳輸和信息反饋功能[3]。要實現地質災害預警系統的正常運轉,應注意以下幾個方面:
2.1建立高效穩定的應用平臺
高效穩定的應用平臺為整個地質災害預警系統的正常運作提供強有力的支撐,對提高系統的穩定性具有至關重要的作用。良好的應用平臺依賴于完善的數據信息、高科技的硬件設備、成熟的先進軟件環境及規劃合理的結構設計。
數據庫是地質災害預警報系統的核心部分,除實時采集和的雨量數據、預報雨量數據、雷達圖、衛星云圖和臺風信息等氣象數據外,當地行政區域圖、區域地理信息及區域內的群眾信息等,都是數據庫的重要組成部分。軟件系統應由用戶界面、后臺管理系統、數據交換平臺(EAI)、后臺管理應用核心構件群、WebGIS組件、Microsoft.NET應用服務器平臺及其他系統組成。先進、靈活、適用的軟件架構符合管理信息化的要求,以構件化設計為核心,實現事件觸發、數據驅動、參數設置的開放可行的地質災害預警預報系統管理平臺。
2.2科學合理的災害等級劃分
災害等級的劃分關系到預警報啟動的決策、預警報信息的范圍及對象等,在地質災害預警報系統中,需要給予特別的重視[4]。依照國土資源部制定的地質災害預報等級標準,預報等級可分為5級:一級為可能性很小;二級為可能性較小;三級(注意級)為可能性較大;四級(預警級)為可能性大;五級(警報級)為可能性很大。從預警報系統的角度分析,一級和二級災害沒有實際預警意義,預警工作由三級開始啟動,應圍繞三至五級地質災害開展防災減災工作。
2.3保證系統的安全性
預警預報系統將為防災減災的決策提供重要的依據和指導,因此,必須保證其安全性和權威性,安全是系統設計的關鍵[5-6]。首先,在設計中要充分考慮到網絡安全的問題;其次,注重系統的整體維護是延長系統使用壽命的重要保障。此外,地質災害預警預報系統與其他相關系統的聯系均以特定的接口程序來實現,當地質災害預警預報系統或相關系統出現故障時,不會出現系統間的相互影響。在系統的運行中,應保留詳細的操作日志,出現問題可以查明錯誤原因,及時恢復,并為系統的科學評價提供依據。
3小結
綜上所述,地質災害預警預報系統的建設和維護是一項長期工作,涉及的部門多、范圍廣,須參考的因素多而復雜。因此,必須在工作中不斷地總結經驗,并在各部門的積極配合下,建立順暢的信息鏈,為相關部門和群眾提供即時的、權威的、人性化的信息指導,將地質災害的影響降到最低。
4參考文獻
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掌握災情信息,及時預防應急處理災情關系到人民群眾的財產和生命的安全。本文從地質災害預警及信息管理出發,以GIS為基礎,運用計算機技術、網絡技術、射頻技術等設計出一種高效、科學處理災情的系統,重點介紹了系統總體設計、軟件體系結構、災情預警模塊、數據傳輸模塊、數據庫等,實現對災區實時監測、信息整合、災情分析等功能。
[關鍵詞]
地質災害預警;GIS;數據庫;實時監測
及時、全面、綜合獲取全面而又可靠的災害信息是完美處理災情的關鍵。GIS是一種有效地收集、存貯、分析、再現空間信息的信息系統[1-3]。他將空間信息和屬性信息相結合,通過數據整合、管理、圖層疊加、分析,集合遙感學、測繪學、計算機學等學科,融合先進監測技術實現對災害區域有效掌控,以達到對災情預知、災后科學補救的目的。目前地質災害的工作主要依賴于地質調查、野外調繪、現場觀測等技術,缺乏一種完善的綜合整理利用信息的系統,在預警方面也不能第一時間整合有效資源作分析尋找最優解決方案。因此,在地質災害預警及信息管理工作中,如何讓在短時間內,有效獲取有用的信息提供給管理部門,理性提出解決方案為越來越多的人所重視[4-7]。本文統籌考慮多方面因素,提出一種基于GIS的管理系統,希望在地質災害工作中有所幫助。
1GIS在地質災害管理上的應用現狀
隨著科學技術的日新月異,計算機,RS、GPS等技術也得到迅猛發展,地質災害領域的GIS由于得到新技術的支持,也使得它的應用越來越廣泛。從上世紀九十年代起,GIS就成為我國研究的一個討論熱題,漸漸的被人們熟知。地理信息系統在我國起步比較晚,經過多年的努力,在技術上和經驗上已經取得了可人的成績,但也存在一些不足之處。就整體而言,在技術上和規模上達到了國際先進水平,但在硬件設備配套,軟件的商品化,綜合分析模型的使用性和系統更新能力等方面和國際先進水平相比還存在著差距。傳統的系統不足之處在于對空間數據的管理比較困難,如空間環境的模擬機信息的顯示,只能完成一些基本的數據查詢、報表處理的工作。但就目前而言,GIS在地質災害方面的應用比較單一,只要體現在對災害的監測、評價、分析、預警等方面,缺乏一種整合信息綜合管理的應用。GIS在地質災害領域的發展不僅僅取決于GIS技術的發展,更取決于地質災害領域信息化的進程,隨著現代化、信息化的進一步發展,GIS將在該領域得到更加廣泛的應用。
2系統設計
2.1系統總體結構
系統不僅服務相關部門同時也擁有面向群眾的平臺,主要承擔兩個方面的功能:一是通過計算機網絡構筑災害監控與管理實現數據的共享,利用GSM/GPRS無線網絡實現基礎數據、實時監測數據及其它有關數據的采集、交換等;二是通過災害實時監控與管理平臺,向社會公眾和災害管理人員提供信息和數據處理功能。
2.2應用軟件體系
應用軟件體系采用一種B/S、C/S混合的構架模式,充分利用兩種構架各自的優勢,包含展示、應用、平臺、存儲、網絡傳輸、數據采集等層。
2.2.1C/S結構
C/S這種共享系統自國外引進經過發展與20世紀九十年代達到成熟[8],這種系統響應速度快并且對服務器造成的負擔較小,在數據傳輸速率方面也可以達到很高的要求。C/S的客戶端主要承擔的功能是數據的查詢、瀏覽等,服務器接受指令后迅速運作響應客戶端需求,兩個部分分開工作又相互配合實現數據的集中統一管理,由于問題在不同的構建解決,也有利于系統給的安全性。這種分開的工作機制也會帶來相應的局限性[9]。首先,C/S這種構架只適用于電腦數量有限的局域網,超過百臺后,即使匹配相符合的版本軟件,也會因為自身工作結構的特殊性難以達到理想效果,且付出的代價很高昂。現在生活節湊加快,各種信息鋪天蓋地,這就要求大幅度提高各類信息資源獲取的時效性,C/S構架也不能通過互聯網實現移動辦公、視頻會議等現代辦公需求。此外還有一種C/S三層結構,這種結構實在常規客戶機基礎上再添加一個服務器,對數據傳輸的數量、質量、頻度要求比較高。
2.2.2B/S結構
B/S在克服C/S存在問題的基礎上進行改進[10],這種結構最大的優勢是在服務器端處理事務,簡化了電腦載荷也降低了成本,從目前看在局域網使用這種構架是最劃算的,在內網、外網、網絡視頻操控的方面也能體現出其強大的功能。B/S包含表示層、處理層、數據層三層結構。其顯著特點是能實現客戶端零維護,不需要軟件只要有電腦擁有管理員分配的用戶信息就可以使用[11]。由于其操作只是針對服務器,所以不管用戶規模有多龐大都不會增加系統工作量。也正是這種工作模式,造成最大的弊端在于服務器負擔過重,web瀏覽器也不能滿足大量數據輸入、輸出,數據訪問和業務處理也不在同一頁面,難以實現共享。
2.2.3B/S、C/S混合結構
為了綜合兩種構架的優勢,本災害預警信息管理系統決定采取一種B/S、C/S相結合的結構。可以滿足既可以滿足普通用戶的訪問請求,應用軟件體系如下圖,其中表示層主要承擔信息的瀏覽和輸出、功能層處理用戶請求并執行相應的程序實現反饋、數據層主要滿足數據庫服務器提出關于數據操作的請求,執行后提交服務器。
2.3災害預警模塊
根據國內外地址分析進程和預警研究的深度,綜合GIS基本功能設計一種綜合預警系統,主要作用體現在通過利用基本信息實現災害區域三維可視化、場景現場化而實現災害的預警和監測。利用GIS分析功能結合災害區域基本地理特征,通過數據庫統一管理綜合遙感影像數據、DEM數據、三維模型數據等,調用災害預測分析模型對數據進行分析,從而實現成熟的空間預測。系統根據模型結合區域實時動態信息,分析后實現空間和時間的預報。預警系統采用一種三維可視化監測方式,可對主要監測區實施可視化管理監測[12-13]。
2.4數據傳輸模塊
地質災害發生在野外,所以系統主要的應用領域在野外,數據由野外直接儲存然后傳給相關部門,這就對數據傳輸的質量要求比較高,野外地形地貌比較復雜,各種設施也不完善,電力、網絡等條件也達不到,這就需要一種具備各種條件的傳輸系統保證數據的正常傳輸。在山地、林地等情況下,運用無線傳輸,采用多頻技術跨頻段傳輸,運用GIS地圖分析功能將研究區域劃分為多個單元模塊,每個單元模塊設立一個數據接收中轉站,在網絡覆蓋地區設立數據接收站,中轉站的數據通過網絡傳輸給接收站,在傳給相關部門。無網絡傳輸區域采用風光互補發電系統供電,在無指令階段進入休眠調度管理,提高野外應用周期,以ARM微型處理器為核心,傳輸頻段使用2.4GHz和UHF/VHF頻段,既保證數據傳輸的時效性,也提高了遠距離傳輸的可靠性,采用多級延伸也可以拉大適用范圍。公共網絡覆蓋區域采用移動4G、藍牙、無線wlan等實現數據的正常傳輸[14-15]。
2.5數據庫
數據庫存儲的有屬性數據和空間數據,采用集成方法通過編程關鍵的字符段來避免數據類型不一致,屬性數據以表格形式展示,包含監測區域名稱、范圍、圖片,影像等信息,空間數據依托與專題地圖,包含基本的河流、道路、湖泊、樹木等,以遙感影像為基礎圖像在ArcGIS環境中對地圖要素進行數字化等操作,最后存放在數據庫中。增加管理員登錄系統,實現對數據的統一分類管理,用戶訪問端擁有上傳功能,可以上傳最新的數據信息至數據庫,通過這種平臺可以有效節約更新成本,提高數據更新頻率。數據庫存儲基本的災害發生群眾轉移信息,通過分析得到轉移最優路線,提高災害應急能力。
3結語
基于ArcGIS設計的地質災害預警及信息管理系統可以滿足相關部門和普通用戶對災害情況的了解以及對災害區域宏觀的掌控,該系統提高了災害處理的信息化、現代化水平,為進一步利用災害信息處理災情提供了平臺,通過局域網和互聯網,各級部門各層次用戶可以有針對性獲取信息,大大推動了災情預防處理的進展。災害預警功能的實現需要各類基礎信息,所以不斷地更新完善信息是系統發揮功能的重要條件。
作者:楊溯 張兵 單位:四川省第一測繪工程院 成都理工大學
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關鍵詞:地質災害監測;預警;滑坡遠程監控
中圖分類號:P642.22 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)17-0151-02
1 地質災害監測預警示范系統的內容
地質災害是指源于自然以及人為的地質作用對生存環境造成的災難性破壞。地質災害主要有地面塌陷、泥石流、滑坡、地層崩塌以及地層裂縫等。在地質災害研究中,關于滑坡、泥石流類災害的研究是行業研究的重點。地質災害監測預警示范系統是基于遙感技術RS、地理信息系統GIS和全球定位系統GPS以及相應的地質災害監測技術,劃定一定的地質災害預警方位,用以監測該范圍內的特定地質災害在變現象,并將監測結果、破壞信息以及誘發因素等以信息平臺的模式進行。在這個地質災害監測預警示范系統中,使用人員可以通過對監測數據進行系統分析,并且根據現場搜集的地質變形因素和相關因素進行規整分析,進而對地質災害情況的穩定性狀態和變化趨勢做出預判,從而達到揭示地質災害時間和空間的分布規律,為地質災害治理及決策奠定基礎。
地質災害監測預警示范系統中主要使用的專業設備有:位移傳感器、雨量計、視頻監測網絡、地理信息系統動態記錄等。地質災害監測預警示范系統可以和地理信息測繪系統緊密結合,兩者相互配合,充分補充在地質勘察中發現的不良地質情況,進而對不良地質情況中的地質災害實施預警和監控,同時采用系統中的資源分析調配,采用構建地質災害模型的方式來對地質災害進行預演。地質災害監測預警師范系統還可以對已經發生的地質災害實施連續、實時、動態的監測和檢測,及時獲取和記錄全面準確的數據,并且采用信息系統自動化集成技術進行分析,協助相關的地質災害處理和決策部門針對地質災害情況進行高效協調處置,進而節約地質災害救援時間,避免地質災害影響的擴大,盡最大可能減少人民群眾的生命財產損失。
2 滑坡遠程監控的要素及子系統配置
滑坡遠程監控作為地質災害監測預警示范系統的有效組成部分,其監控內容較為專業且單一,需要配備的專業儀器及系統配置相對較為簡單且使用便捷,主要針對滑坡這一單項地質災害專門配置,具有高效、簡潔、明晰的優勢。
滑坡遠程監控子系統的設備配置主要包括:
①智能型電子測斜儀:主要測量XY兩個維度,測量范圍為±30°,自帶溫度補償以及相應的數據輸出端口。
②高智能裂縫寬度儀:量程200 mm,分辨率0.01 mm,自帶溫度補償以及相應的數據輸出端口。
③智能型雨量計:分辨力0.1 mm;降雨強度測量范圍0.01~8 mm/min;測量誤差:±0.2 mm;輸出信號RS-485接口;雨量計本機存儲記錄容量大于1.5 a。
④多數據采集傳輸儀,采集儀主要針對單類型地質災害進行多數據采集,采用傳感器數據通過無線傳輸網絡進行監測數據的傳輸及預警,并且繪制預警曲線,使用者可以進行實時查詢,并且設置預警警告。此類數據采集儀可以針對滑坡、泥石流、巖石崩塌等單類型地質災害進行多數據監測和遠程警示,但是對于綜合性的地質災害則需要進行調試,目前效果仍未盡如人意。
在建筑工程施工過程中,由于邊坡的受力處于不穩定狀態,特別是在暴雨水浸情況下極易發生巖體移動和滑坡,形成地質災害。為防止這類地質災害的發生,目前較為常用的方法是對這類存在地質災害隱患的邊坡進行遠程監控以及遠程警示,并且根據監測的結果進行匯總和分析,繪制預警曲線,并根據預設情況出相應的地質災害治理方案。目前的滑坡遠程監測主要以調查巖體移動量、移動速度為主要手段,監測地質災害時的地層演變信息和誘變因素,根據滑坡監測的數據結果,結合巖體力學和水文地質學科的調查分析,匯總出不良地質巖體移動方向的預設型資料,進而分析得出巖體移動的規律,設置數理模型來預判定不良地質移動巖體閆滑動面移動的位移、邊線以及不良巖體的形狀、大小以及滑動傾角等數據,從而判定巖體移動帶來的影響,形成地質災害的穩定性評價報告和監測預測報告。在穩定性評價報告和監測預測報告的基礎上,才能形成地質災害治理的綜合意見,才能對移動的滑坡巖體采取相應的地質災害防治措施,減少人民群眾的財產損失。
3 滑坡遠程監控預警示范系統應用方法
滑坡遠程監控是在處置不良地質情況中用于預測及分析滑坡情況的方法,集合了監測儀器、監測數據搜集分析,并且結合地質災害形成機理、地理信息處理技術和預測預報等技術為一體的一門綜合性技術。滑坡監測一般可以分為幾種監測方法實施,常規型的監測方式是采用位移監測法,目前的滑坡遠程監控儀器已經可以進行毫米級的監測。而在部分重點工程中,如果采用高精度的位移監測方法,剔除了影像影響,則可以達到0.1 mm的監測精度。目前國際上較為流行的是光纖應變分析技術之布里淵散射光時域反射技術,又稱BOTDR技術,這項技術此前主要應用于大型的建筑物及構筑物的安全監測和健康診斷,且在電力、通訊領域應用較為廣泛,是應變監測和監控的主要手段。在我國,首先由三峽水庫區中巫山滑坡監測中應用BOTDR技術。與傳統的滑坡監測技術相比,BOTDR技術具有綜合行、實時性、高精度和長距離的特點。由于采用了合理的點位布置方式,不僅可以長期使用,而且可以直接控制多個施工階段以及后期使用過程,可以非常方便的對各類邊坡的不同部位進行監測。而且由于這種技術才用了多種復合方式,使用多種有效監測方法進行對比校核修正,實現了錯誤數據剔除,使得數據更接近于真實,更為可靠。而且由于其實現了空中、地表、以及深達不良地質災害體內部深部的立體化監測網絡,建立了相應的數據模型,也增強了數據應用能力,加強了數據綜合判別能力,同時也就促進了地質專業人員數據分析的精度,也相應提高了對地質災害評價和預判能力。
在滑坡遠程監控預警示范系統中,基于ESRI Arc GIS平臺,以 2.0為開發平臺,選用C語言,Web服務器采用IIS,在線數據通信部分在.Net平臺使用C/S與B/S相結合的模式開發方式;系統的后臺數據庫選用Microsoft SQL Server 2005 Express或Oracle 10 G數據庫,可以實現滑坡監控BOTDR技術的綜合管理,同時開發了多個應用平臺和管理權限,可以滿足不同應用領域的技術要求。
在大型的長期地質災害治理項目中,采取多點位傳感器布置的方式進行信息采集,這樣的方式進行滑坡監測,徹底改變了傳統的多點和線路布設的模式。采用網狀布設模式,結合地理信息處理系統,則可以在邊坡的每個單元都可以采集到多個信息,將這些收集到的不同信息進行系統集中處理之后,就能夠得到該地區的地質災害三維圖像數據。而隨著地球物理系統的全面運用以及地質勘察勘探方法中關于數據采集、信息處理和資料傳輸能力都由計算機來高速實現,高分辨率、大圖幅、大樣本技術的應用也得到了實現,進而將滑坡監測技術推向二維和三維采集系統方向發展。由于有計算機參與,在數據收集上可以通過加大測試頻率次數進而時間長時間序列上的滑坡監測。
4 滑坡遠程監控現場布點及方案
在一般的滑坡監測中,可以通過實地調查和分析來判定邊坡巖體不穩定范圍的大小和形狀以及巖體移動的方向。在選擇相應的滑坡監測方案前要對地質災害隱患進行實地的考察,選取最為適宜的監測方案和監測儀器。對于設備的集成度、自動控制模式、數據標準化程度和信息模式等,由滑坡監測系統的自動化程度決定,針對大型的長期地質災害監測,應建立相應的數據整理系統,優選相應的監測參數后,采用多參數數據組合、設備選型調整等方式進行系統優化,以便應用于不同的地質災害規模、針對不同的地質危害程度以及不同的發展階段。
5 滑坡遠程監控后期內業及管理
在滑坡監測外業進行之時,應及時開展相應的內業工作,對觀測結果進行成果整理,根據收集到的滑坡數據計算和繪制滑坡曲線圖。對于較為簡單的滑坡監測,采用手工數據整理以及繪圖就可以達到報告要求。但是針對大型長期項目監測,則需要進行系統建立和數據錄入,采用計算機進行數據處理以及高速運算的優勢,由系統出具相應的滑坡曲線圖。基本的巖體移動范圍確認之后,就能夠在巖體移動變化較為活躍的區域,在增加一些分散的觀測點,通過對于移動觀測,了解到每個測點的移動量隨時間變化的情況,對初步的巖體移動區域劃定進行校核,同時針對位移點數據結合觀測線進行綜合分析。根據內業處理,就可以通過對多測點移動值大小以及方向的分布情況分析,總結出不良地質滑坡巖體移動的方向和趨勢。根據分布觀測點的水平位移和豎直位移,就可以求出觀測點移動總方向的請教,從移動的傾角及傾向就能判斷可能產生滑坡的空間位置。在數據模型監測系統中,一旦發生移動曲線的突變情況,出現躍遷進入巖體臨滑突變階段,就能夠根據監控結果及時向有關部門通報,采取相應的財產及人員轉移信息,避免人員及財產損失,并且為后續的不良地質情況處理提供相關的準確數據和信息。
6 結 語
伴隨著地球物理信息系統的建立以及計算機技術的普遍應用,針對不同的地質災害情況也衍生了不同類型的監測技術和方法。根據項目實際情況,選用遠程監控方式對滑坡進行監控,既節省了大量的人力資源投入,也達到了長期監控及時處理的目的,保證滑坡的監測效果,滿足地質災害治理要求。
參考文獻:
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一、*年全市地質災害概況
*年全市發生突發性地質災害共310宗,受威脅房屋1831間,受威脅群眾1568戶9385人,損毀房屋191間,安全撤離6379人,直接經濟損失1059.4萬元,沒有發生人員傷亡事故。與*年相比,發生宗數增加145宗,但經濟損失下降了42%。主要原因有:一是各級黨委、政府和各有關部門高度重視汛期地質災害防治工作,精心組織,科學部署,靠前指揮,做到領導到位、任務到位、責任到位、措施到位、經費到位;二是地質災害重要預防區域劃定比較準確,預防措施有力;三是地質災害預報預警及時和比較準確;四是地質災害易發區廣大干部群眾通過地質災害預防知識宣傳與培訓,防災、減災意識得到加強。
二、2009年地質災害類型及重點防范期
我市是地質災害易發區和多發區,是廣東省地質災害的重點防范區,地質災害多以中、小規模為主,呈點多面廣、突發性強、危害性大等特點。今年,極端氣候因素仍是誘發地質災害的主要原因。根據市氣象局初步預測結果分析,2009年登陸和嚴重影響我市的臺風有3~4個,與常年同期相比,全市大部分地區降雨量略偏多。地質災害的發生類型,仍將以山區風化殘坡積土層和各種因素的劈坡導致巖土體失衡而誘發的邊坡崩塌、滑坡和泥石流為主,以及石灰巖分布地區由于氣候干旱、地下水變化,易造成地面塌陷等地質災害。
地質災害重點防范時期為4月15日至10月15日,其他時期應加強人為工程活動誘發的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質災害防治工作以及冰雪融化和地震可能引發地質災害的監測預警和研究工作。
三、地質災害重點防范區段分布情況
今年,我市地質災害重點防范的區段是:
(一)高易發區:〖HT〗主要分布于*市中部、北部,*市區北部山區,西江北岸(*至*段),*縣西北部、東部,*西北部,*縣中部、西北部,*縣南部、東部,*縣南部和東北部。總面積3776平方公里。區內地形陡峭,地質構造復雜,巖石風化破碎,殘積土層厚,侵蝕、剝蝕作用強烈,斜坡不穩定,河流切割和人類工程活動強烈。主要地質災害類型有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等,歷史上區內地質災害已導致80人死亡,34人受傷,目前受威脅人口22766人。
(二)中易發區:〖HT〗主要分布于*區,*市*至城區西江*,*市東南部丘陵平原隱伏巖溶區,*東部丘陵區及東南部平原石膏礦開采區,*縣西部丘陵河谷平原區,*縣西北部丘陵、*巖溶區,*縣中西部低山、丘陵及河谷平原隱伏巖溶區,*縣西北部與南部低山丘陵區,總面積3393平方公里。歷史上區內地質災害已導致10人死亡,目前受威脅人口8442人。
(三)重點防范的城區、街鎮:〖HT〗*城中街*崗、大沙鎮,*市*街、*鎮、金利鎮,*縣江口鎮、長安鎮,*縣懷城鎮、*鎮、*鎮、*和梁村鎮,*縣南街鎮,*縣九市鎮、*鎮,*區*鎮以及西江、賀江、綏江、新興江兩岸沖積平原軟土區。
(四)重點防范的交通干線:〖HT〗廣肇高速公路;國道321*-*段;省道四(會)連(山)線四會-*段;懷(集)封(開)線、悅(城)懷(集)線;*橋蓮線;*-*路段;*縣盤龍峽境區公路。
(五)重點防范的中、小學校:四會中學高中部;*縣坳仔鎮中學、羅逢小學、魚南小學;*縣*中學、赤坑中學、古水鎮蒙坑小學;*縣江口中學;*縣九市鎮中心小學、九市鎮幼兒園。
(六)重點防范的礦山(區):四會石膏礦,*河臺金礦,*縣長安石膏礦,*縣白水帶鐵礦、洽水鉍礦、*藤鐵鐵礦,*市河臺尚德-*縣古有-*縣清桂、木格瓷土礦區。
(七)重點防范的水利樞紐:九坑河水庫大壩,白水河梯級水庫(包括高塘、魚跳、新灣和長調水庫)大壩,景豐聯圍。
(九)重點防范的景區景點:星湖,鼎湖山,*縣盤龍峽景區。
四、重點地質災害隱患點、防治措施和責任單位
據統計,目前,我市有重點地質災害隱患點68個,其中,威脅1000人以上的特大型地質災害隱患點6個,威脅500人以上的大型地質災害隱患點7個,威脅100人以上的中型地質災害隱患點53個,威脅100人以下的小型地質災害隱患點2個。除4個礦山地質災害隱患點外,其余均為威脅村莊、學校的地質災害危險點。
(一)*區:睦崗鎮三村崗邊一、二隊崩塌、*鎮下*村委阜通村崩塌、*鎮藍塘山體滑坡。監測預警,險情避讓,建議工程治理。責任單位:*區人民政府。
(二)鼎湖區:坑口辦事處迪村塌陷、鳳凰鎮同古村委觀音巖。監測預警,險情避讓,建議觀音巖整體搬遷。責任單位:鼎湖區人民政府。
(三)*:城區*崗邊坡崩塌、四會中學高中部河岸滑坡、大沙鎮江民村地面塌陷、江谷鎮洗田村佛仔壩滑坡、江谷鎮馬崗村滑坡、石狗鎮庵江村滑坡、石狗鎮謳坑村委八村四隊滑坡,監測預警,險情避讓,建議工程治理。責任單位:*人民政府。
四會石膏礦地面塌陷和坑道充水,監測預警,建議工程治理。責任單位:四會石膏礦。
(四)*市:*街道山口村山體滑坡、*鎮桐槎村委金扇村滑坡,監測預警,險情避讓,建議整體搬遷。樂城鎮布浮村委布浮洞、水南鎮教師宿舍樓、活道禾地咀大湖塘新村滑坡、河臺鎮尚德村坑口泥石流、蛟塘鎮朗下村地面塌陷、金利鎮鹿洲村地面塌陷,監測預警,險情避讓,建議工程治理,受嚴重威脅的局部搬遷。責任單位:*市人民政府。
*河臺金礦采空區和尾礦壩,監測預警,建議工程治理。責任單位:*河臺金礦。
(五)*縣:南街鎮本策火箭一隊滑坡,監測預警,險情避讓,建議整體搬遷。*中學教師宿舍后背操場崩塌、*縣農機學校滑坡、南街鎮人民路滑坡、南街鎮古琴崗崩塌、南街鎮星坪深元垌村滑坡、赤坑鎮教師村山體滑坡、古水鎮蒙坑小學崩塌、洲仔鎮鹽田村滑坡、排沙鎮春水瓦灶崗村滑坡、排沙鎮扶羅村委坑邊洞村滑坡、木格鎮車下村滑坡、聯和鎮硯坑村崩塌、賓坑鎮寺灣中寨村滑坡、賓坑鎮吉崀、朱君村滑坡、賓坑鎮羅溪大林村滑坡、賓坑鎮羅汶山根過坑村滑坡、石澗鎮馬坳塘蚌村滑坡、橫山鎮后山崩塌、坑洞鎮坑洞小學滑坡,監測預警,險情避讓,建議工程治理,部分搬遷。責任單位:*縣人民政府。
(六)*縣:洽水鎮天堂村山體滑坡、甘灑鎮南洞村邵屋寨山體滑坡、甘灑鎮羅密村山體滑坡、橋頭鎮徐安村大路下滑坡,監測預警,險情避讓,建議整體搬遷。*鎮鄧屋中心村地面塌陷,監測預警,險情避讓,建議工程治理,部分搬遷。坳仔鎮中學崩塌、坳仔鎮羅逢小學滑坡、坳仔鎮魚南小學滑坡,監測預警,險情避讓,建議工程治理。責任單位:*縣人民政府。
白水帶鐵礦排土場、尾礦壩滑坡、泥石流,監測預警,險情避讓,建議工程治理。責任單位:白水帶鐵礦。
(七)*縣:白垢鎮白沙村背后山滑坡,監測預警,險情避讓,建議搬遷避讓。江川鎮料塘村大巷口崩塌、江川鎮江山村北鳳咀滑坡、江口鎮中學后山滑坡、江口鎮塔山二路滑坡、江口鎮虎鼻山滑坡,監測預警,險情避讓,建議工程治理。責任單位:*縣人民政府。
長安石膏礦地面塌陷,監測預警,險情避讓,工程治理,部分搬遷。責任單位:*縣長安石膏礦有限公司。
(八)*縣:九市鎮中心小學河岸滑坡、*鎮里村黃泥坑村崩塌,監測預警,建議搬遷避讓。*鎮云幫新村滑坡、*鎮云幫金坑村滑坡、*鎮小水珠源村滑坡、九市供銷社崩塌、莫村鎮古有居委新街崩塌、永豐鎮文善雙款村崩塌、回龍鎮六水大湖村滑坡、高良鎮金山舊屋村滑坡,監測預警,險情避讓,建議工程治理,部分搬遷。責任單位:*縣人民政府。
五、工作要求
(一)提高認識,增強責任感。地質災害防治工作關系廣大人民群眾的生命財產安全,關系經濟社會發展全局和大局穩定。我市地質條件復雜,地質環境脆弱,是地質災害易發區和多發區,具有地質災害類型多、分布廣、危害大等特點,是我省地質災害較嚴重的地區之一。尤其是近年來,我國南方出現一系列極端天氣,更應引起我們的高度警惕和提高應急處置能力。我市地質災害隱患潛在威脅4.2萬多人生命和財產安全,其中威脅100人以上重大地質災害隱患點(危險點)68處,受威脅人數2萬多人,潛在經濟損失約3.6億元。同時,我市地質災害防治監測機構不完善,防治科技含量低,裝備落后,經費投入不足,基層管理力量薄弱等問題比較突出,直接影響了地質災害防治工作的深入開展。各級政府、各有關部門要清醒認清我市地質災害防治工作的嚴峻形勢,高度重視地質災害防治工作,采取有效措施,防范突發性重特大型地質災害發生,避免出現群死群傷事件,最大限度減少人員傷亡和財產損失,確保全市經濟社會全面、協調和可持續發展。
(二)加強領導,落實責任制。〖HT〗各級政府、各有關部門要堅持以人為本,把人民群眾生命財產安全放在首位。堅持貫徹以防為主,避讓與治理相結合和全面規劃、突出重點的原則,把地質災害防治工作擺上重要議事日程,切實加強對地質災害防治工作的領導,主要領導負總責,分管領導具體負責,一級抓一級,層層抓落實。要實行“市領導包縣、縣領導包鎮、鎮領導包村、村干部包片”的四級地質災害防治工作責任制。汛前,市、縣、鎮、村要層級簽訂防災責任書,明確各級防災責任人。各級國土資源、建設、水利、交通、氣象、教育、民政、公安、農業、林業、經貿、衛生、旅游、財政等有關部門要按照各自的職責,加強協調,健全互動工作機制,共同做好地質災害防治工作。汛期,各級政府、各有關部門要把災害危險點的監測任務落實到具體單位,明確具體責任人,真正做到任務到人、責任到位、措施到位,確保把災害損失降到最低程度。
(三)加強管理,提高防災工作能力。一是加快地質災害防治規劃的編制實施工作。各地要在認真組織實施《*市地質災害防治規劃》的基礎上,盡快啟動縣(市)地質災害防治規劃的編制工作,確保2009年底前編制完成。各地、各有關部門要把地質災害防治作為城市總體規劃、村莊和集鎮規劃編制工作的重要組成部分,尤其是地質災害易發區的城鎮和新農村建設,必須做好地質災害危險性評估并編制地質災害防治專項規劃。在開展礦業、農業、林業、水利開發利用和建設時也應重視預防地質災害,確保生產安全。二是完善制度,加強應急管理工作。建立健全市、縣(市、區)、鎮、村四級地質災害群測群防體系,不斷完善汛期值班、險情巡查、災情速報與專報、地災評估、群測群防、災情險情登記臺帳、應急管理等制度。對重要地質災害隱患點和地質災害危險點要制定防災預案。建立起橫向到邊、縱向到底的預案體系,確保形成“統一領導、綜合協調、分類管理、分級負責、屬地管理為主”的應急管理體制。進一步建立健全地質災害基層應急管理組織體系,盡快形成“政府統籌協調、群眾廣泛參與、防范嚴密到位、處置快捷高效”的基層應急管理工作機制。提高群眾“自我識別、自我監測、自我預報、自我防范、自我救治”的自救互助能力。積極推進地質災害氣象預報預警平臺建設,建立和完善地質災害預報預警信息反饋機制及網絡體系,進一步提高地質災害預報預警的質量和水平。三是加強監督,加大地質災害防治工作執法力度。各級政府要將防治地質災害納入本地區經濟社會發展規劃,依法加強監管。要切實加強地質災害易發區工程建設的管理,禁止在地質災害危險區審批新建住宅以及爆破削坡和從事其他可能引發地質災害的活動。無法避免必須在地質災害易發區內新建農房或新村建設選址,要嚴格執行地質災害防治工程主體建設同時設計、同時施工、同時驗收的“三同時”制度。嚴格控制礦產資源和地下水開發利用以及工程建設項目造成的地質災害,從源頭上減少人為地質災害的發生。四是加強地質環境隊伍和監測機構建設,盡快設立市縣(市)地質環境監測站,增加人員編制,提高地質災害防治管理工作水平。
關鍵詞地質災害;物聯網專網;通信模組;開放云平臺
1業務分析
1.1業務需求分析
依據《國務院關于加強地質災害防治工作的決定》要求,地質災害防治工作主要包括地質災害調查評價、監測預警體系建設、避讓搬遷與工程治理、基層能力建設和應急體系建設等。地質災害調查評價以查清地質災害發生發展的地質環境條件,評價其穩定性危險性及發展趨勢,進行地質災害風險區劃,確定重大地質災害隱患點為主要工作。監測預警體系建設主要包括群測群防監測預警體系建設以及專業監測預警體系建設,通過群測群防終端設備及自動化專業監測預警設備完成對地質災害監測數據收集、上報、分析、預警等工作。搬遷避讓及工程治理是針對危險性大、危害嚴重的地質災害隱患點采取搬遷避讓的措施,按輕重緩急,有計劃地分期、分批實施工程治理,從而徹底消除地質災害隱患。應急管理體制通過建設應急處置平臺,實現語音通信、視頻會議、圖像顯示、預警預報、動態決策、綜合協調與應急聯動等功能。
1.2物聯網技術的應用需求分析
2015年,四川省國土資源廳《關于加強地質災害防治工作的實施意見》中提到,在地質災害防治工作中應積極采用地理信息、全球定位、衛星通信、無人飛機、遙感遙測等先進技術手段,探索運用物聯網等前沿技術,提升地質災害調查評價、監測預警的精度和效率。因此隨著物聯網技術的發展以及基于物聯網技術的專業設備商業化,結合物聯網技術手段完善自然災害調查評價體系、監測預警體系、防治體系、應急體系,成為地質災害防治及應急救災信息化建設的新思路。目前全國各省圍繞地質災害調查評價體系、監測預警體系、防治體系、應急體系已基本建成信息化平臺,本文則是基于信息化平臺為依托,將NFC、物聯網專網、通信模組、開放云平臺、無人機等物聯網領域技術應用于國土地質災害防治及應急救災中,以實現地質災害防治及應急救災標準化、智能化管理,從而提高對自然災害的綜合防范和抵御能力,最大限度地減少人民群眾生命和財產損失。
2物聯網技術在地質災害防治及應急救災應用中的分析
2.1群測群防人員智慧管理
在地質災害防治管理工作中,群測群防監測體系是針對災害點完成野外巡、排查、監測等工作的管理體系,傳統的群測群防監測是通過終端設備,采集所負責的地質災害隱患點的信息,并上傳到后臺系統,經過分析以實現對地質災害隱患點的日常管理、監測預警等功能。通過對現有信息技術的分析,傳統的群測群防信息管理技術不僅無法實現對群測群防野外工作的監管,也難以確保群測群防人員采集數據的真實性、準確性及實時性,這將影響地質災害防治工作實際落地。結合應用NFC、GPS與移動基站的動態耦合定位技術的地質災害隱患點調查、巡查、排查、監測方案。一方面應用NFC技術,通過為每個地質災害隱患點建立一張基于NFC芯片的識別碼,群測群防人員在進行地質災害隱患點的調查、巡查、排查、監測時,通過終端設備掃描識別碼,采集界面將自動生成該地質災害隱患點的基本信息,群測群防人員無需選擇地質災害隱患點,僅需上傳調查、巡查、排查、監測結果數據,完成數據采集工作,基于NFC技術的地質災害隱患點信息采集技術,確保了采集數據的真實性、準確性及實時性。另一方面,利用GPS和移動基站動態耦合技術,實現群測群防人員工作軌跡的查詢和動態定位,以達到野外人員工作監管,提升群測群防數據采集工作的智能化監管,為地質災害的防治工作開展提供了技術保障。
2.2監測設備的智能化管理
在地質災害防治工作中,使用如地表位移監測設備、降雨量監測設備等專業的地質災害監測設備對災害點進行實時監測,利用監測設備針對災害點進行數據實時采集及海量存儲,結合大數據分析手段提供災害點的監測預警功能,從而達到對災害點的實時管理能力,提升專群結合的監測預警水平。伴隨大量監測設備的部署實施,業務在監測數據的時效性、安全性及專業監測設備的精細化管理上提出了新的要求。第一,目前的專業監測設備回傳監測數據是通過傳統的2G/3G/4G傳輸渠道,在公用信道的情況下,如何保障專業監測數據能夠以最快的速度傳回到后臺系統進行分析預警,以達到對地質災害的時效性管理要求。第二,在信息化飛速發展的現狀下,信息安全是當前信息化發展的必須要求,專業監測數據屬于業務保密數據,如何保障監測數據在傳輸過程中的安全性。第三,大量的專業監測設備都部署在野外,如何保障專業監測設備的精細化管理。基于物聯網技術的自動化專業監測平臺是在上述業務需求背景條件下,結合運用了物聯網專網卡、物聯網通信模組、開放云平臺技術,志在解決監測數據傳輸的實時性及安全性,以及監測設備的精細化管理三大問題。圖1所示是物聯網專網組網架構圖,中國移動物聯網專網是指中國移動為滿足物聯網發展所需的豐富碼號資源、物聯網“規模性、流動性、安全性”特點以及業務個性化需求、客戶高質量的網絡保障而搭建的一張網絡。通過建設物聯網短信中心、物聯網GGSN、物聯網HLR等物聯網專用網元,實現物聯網用戶與大眾用戶的網絡分離,為行業客戶提供可靠性和穩定性的高質量網絡。專業監測設備使用物聯網芯片、通信模組,即可將專業監測設備采集的災害點數據通過物聯網專網進行傳輸,將傳輸渠道與大眾用戶使用的網絡分離,不僅提高了網絡傳輸效率,同樣也保障了數據傳輸的安全性,對地質災害監測數據的時效性及安全性提供了有力的保障。圖2所示為中移物聯網開放云平臺架構,該云平臺支持泛連接和大數據存儲,可滿足海量設備的大并發高吞吐量地快速接入,支持將分散在各地的設備通過云平臺進行集中式管理,完成高效的資源管理和數據的安全存儲。實現設備的監控管理、在線調試、實時控制;并且云平臺提供消息路由、短彩信推送、APP信息推送等多種方式將數據分析結果、預警告警消息等快速推送給移動終端。針對分散的地質災害監測設備,利用云平臺提供的泛連接功能方便快捷地接入云平臺。結合物聯網專網提供的各個監測設備物理位置(GPRS定位)、數據交互流量等信息,通過Model_Bus等工業控制器集中控制網絡協議,實現遠程對監測設備狀態監控及集中管理。隨著物聯網技術的蓬勃發展,在地質災害專業監測工作中積極探索運用物聯網技術,不僅可提高監測設備的精細化管理,同時保障了專業監測設備的數據采集傳輸的實時性及安全性,從而提高了地質災害防治監測預警的精度和效率。
2.3地質災害隱患點可視化管理
為了實現信息對稱,國土地質災害防治及救災工作中,對災害點的可視化管理以地質災害隱患點的實時現場監管,從而在室內可查看地質災害現場情況,提高了地質災害隱患點的預警預報能力。實現地質災害隱患點可視化管理,是從多個維度來監控地災隱患點,使得監管部門在辦公室或者應急指揮調度中心就可全面的了解地災隱患點或者地災現場的情況。這就包含前面我們所述的通過專業監測設備和現場監管人員反饋的信息,還可通過無人機快速的飛臨現場結合物聯網專網卡、通信模組,開放云平臺技術。將該監控設備或無人機中災害點的實時畫面,利用通信模組及專網卡,實時傳回開放云平臺中,業務人員可以通過云平臺查看實時的地質災害現場數據,從而實現對地質災害現場的實時監管。
2.4綜合應急救災指揮平臺
突發地質災害將造成人民群眾生命及財產損失,通常在地質災害發生后,清晰、全面、直觀的數據展示能力將提升地質災害應急指揮效率,同樣可為領導、專家提供科學有力的決策依據。隨著地理信息系統的發展,應急救災指揮平臺利用WebGIS平臺,集成了地災主客體數據于一體,在“一張圖”上,實現了對地質災害防治到救災全業務流程的管理。圖3展示了綜合應急救災指揮平臺架構圖。
3結束語
關鍵詞:地質災害;降雨雨型;天氣預警
我國由于地域廣袤,地形較為復雜,成為世界上地質災害類型最多,亦是地質災害最嚴重的國家之一。一般情況下,地質災害的發生均與當地的地質條件存在比較密切的關系,亦可能受到來自于外界的諸多因素影響。長期的研究發現,在影響地質災害的諸多外界因素當中,降雨雨型為最重要的影響因素之一。當前,國內外諸多學者對降雨雨型、降雨時間、降雨量等與地質災害之間的關系均進行了不同程度的研究,希望能夠通過氣象預警做好地質災害的預防工作,同時提高全社會的防災減災意識。本文選擇了兩種最主要的降雨雨型與地質災害之間的關系進行分析研究,對當前的天氣預警地質災害誘發機制的完善具有重要借鑒意義。
一、降雨雨型所對應的地質災害特征
比較常見的降雨雨型有臺風降雨、局部暴雨等多種雨型。其中,局部暴雨的相關數據比較難以收集,此處僅以臺風降雨所對應的地質災害特征為主進行分析。
臺風降雨的過程中往往會伴隨著比較長時間的持續性強降雨。每年,我國南方大多省市均會受到臺風降雨的影響,出現滑坡、泥石流、崩塌等地質災害。所謂臺風降雨,具有降雨中心降雨較強大、時間相對較短、影響范圍相應較小等特點,但是其誘發的地質災害比較集中。從臺風降雨引起的持續性強降雨方面而言,其降雨時間較長、影響范圍較廣、地質災害分布較廣、影響地域眾多。例如,我國的浙江、連江、福建、海南瓊海、廣東澄海、海南萬寧等諸多地區每年均會受到臺風降雨的嚴重影響。
二、地質災害與降雨雨型的關系研究
(一)臺風降雨與地質災害關系
臺風降雨的特點一般為:降雨持續時間一般在2-4d左右,時間并不長,但是降雨的強度比較大,影響較大。如2015年第9號臺風“燦鴻”的登陸,對我國浙江等省市產生了重大影響。第9號臺風“燦鴻”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點左右位于美國關島東偏南方向,中心風力能夠達到20m/s,中心的最低氣壓亦達到了995百帕。當時“燦鴻”以10-15海里/h的速度不斷向西北方移動,最終于7月10日前后對我國東南沿海地區產生影響。登陸時,“燦鴻”的強度已經達到了臺風級或者超強臺風級,幾乎為5-52m/s。據此,我國中央氣象臺相繼了臺風橙色預警、紅色預警等。
臺風“燦鴻”的出現,使得我國浙江地區,尤其寧波受到了嚴重的地質災害影響,造成了地質災害(隱患)點共300多處,其中包括崩塌120多處,滑坡130多處,泥石流40左右處。該降雨雨型多分布于我國的東南沿海地區,基本以福建、浙江兩省為受影響最大的省市。
(二)局部暴雨與地質災害關系
局部暴雨雨型的出現亦比較常見,我國受局部暴雨雨型影響出現地質災害的情況亦比較多。一般情況下,局部暴雨雨型的降雨時間緊較短,為幾個小時到一天左右。降雨過程中強度比較大,每日的降雨量幾乎可以達到50mm以上。同時,局部暴雨具有一定突發性,能夠獲取的詳細資料比較少。當前,比較典型的局部暴雨雨型造成地質災害的應該為湖南衡陽的案例。湖南衡陽暴雨的出現,多集中在當地,加之預報難度比較大,預報的準確率比較低,使得當地產生了比較大的突發性地質災害,難以躲避。現今,局部暴雨的預警仍舊屬于比較具有難度的工作內容之一。
關鍵詞:地質災害 自動預警 泥石流 預警器
中圖分類號:TP277 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)06(a)-0062-02
近年來,我國地質災害發生頻繁。在西部地區,由于超量開發土地、草原、森林和水資源,加速了水土流失、土地沙化等災害的發展,崩塌、滑坡、泥石流等災害也隨之增多。因此,做好地質災害監測和預警,特別是滑坡體的監測和預警,對于有效減少直接經濟損失和人員傷亡顯得尤為重要。根據以往發生地質災害事后的分析來看,地質災害的發育分布及其危害程度與地質環境背景條件(包括地形地貌、地質構造格局和新構造運動的強度與方式,巖土體工程地質類型、水文地質條件等)、氣象水文及植被條件、人類經濟工程活動及其強度等有著極為密切的關系。因此,選擇這些指標對滑坡帶進行監測就顯得尤為重要。
1 目前研究現狀及其缺點
目前國內外較為成功的地質災害預報預警方法可分為現象監測預報法、數理統計預報法、非線性系統論預報法和地球內外動力耦合法。在對各類方法以及存在問題進行概述的基礎上,指出在方法應用的同時,集成和融合迅速發展起來的“3S”技術,建立集觀測、研究、風險評估、預報預警、預防和治理一體化的災害預報系統是未來發展的方向和趨勢。
地質災害,是自然和人為導致地質環境或地質體發生變化,并給人類和社會造成危害的災害事件。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷、巖爆和坑道突水等。地質災害預報預警工作是在研究災害成因的地質背景(如地形、地貌、氣候水文、地質構造、地層巖性和地表植被等),災害發生的時空分布、強度和頻度以及災害發生地區的經濟易損性等的基礎上,尋找災害發生和產生危害的規律,從而對災害發生的時空分布以及危害強度做出預測并提出應急預案的過程。隨著世界人口的不斷增長,人類活動的空間范圍逐漸由平原向丘陵、山區等地質災害易發區擴展,地質災害給人類社會帶來越來越嚴重的損失。因此,對地質災害預報預警的研究成為當今社會的一個重要任務。
20世紀90年代以來,聯合國將地質災害納入“國際減災10年計劃”后,地質災害日益受到各國的關注和重視,研究方法上也取得了很大進展。數學、力學、非線性科學以及近年來發展起來的遙感(RS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)技術等一些新的理論、技術和方法不斷被引入地質災害預報預警研究中。目前,國內外使用較多且比較成功的方法可分為現象監測預報法、數理統計預報法、非線性系統理論預報法和地球內外動力耦合法。地質災害預報預警工作雖取得了一些進展,但仍存在一些問題,真正能做到實時、準確地預報還任重而道遠。
地質災害在性質上表現為突發性,這種突發性給人們的生命和財產安全帶來了嚴重的威脅。突發性地質災害一般包括崩塌、滑坡和泥石流等。一般呈兩種形式發生,一種是單體型災害,如新灘滑坡、東川泥石流等;另一種是區域型災害,即幾種災害在特定的區域上成組出現。對于單體災害的研究已經積累了一定的基礎,但對于區域性的預報研究尚處于探索階段。
目前主要以多參數的泥石流或山體滑坡報警系統為主,其技術特點是:包括中心管理平臺、若干前端設備和若干后端設備,前端設備與中心管理平臺之間通過高速通信網相連接,后端設備采用高速通信網或3G網絡與中心管理平臺相連接。這些系統昂貴,不易廣泛布置。
目前,地質災害預報預警系統主要是以計算機軟件技術為核心,結合專業地質災害檢測設備和數據分析技術、地質災害防控信息系統形成的一套地質災害預警預報和防控的立體解決方案。軟件主要采用基于JAVA6.0語言的J2EE技術實現,部分頁面展現層使用ExtJS技術,雨量計同步功能采用Webservice技術實現,隱患點、監控點、氣象分布信息的展現采用基于Flex和GIS概念的創新技術FakeGIS實現。
該方案的缺點如下。
(1)系統復雜昂貴,成本高。
(2)在偏遠山區和公路兩邊無法實現實時監控。
(3)需要專家對多參數綜合診斷,人為因素大,錯誤率高。
(4)安裝維護復雜。由于該系統復雜設備多,每次安裝和維護都要拆裝,步驟復雜,耗費人力物力多,作業周期長。
(5)制造、維修費用高,對偏遠地區的監控性價比不高。
2 主要內容和關鍵技術
研制和開發新型地震泥石流滑坡自動預警報警系統的意義和目的,就是為了克服現有系統所存在的這些弊端和缺點,研究如何提高預報系統準確性的要求,并且實現實時監控和預報。研制的新型地震泥石流滑坡自動預警報警系統能解決邊遠山區無法安裝現有昂貴系統的問題。該系統采用機械機構,利用拉線測量地表變化。經查閱,在地質災害警報系統應用拉線還是首次。
新型地震泥石流滑坡自動預警報警系統包括警報器及其電源線路,其特征在于:在易發生地震地區,選至少一塊地,在該地面上按一定距離(8 m以上)間隔設置多個開關盒,開關盒內設置有觸發開關;相鄰開關盒之間連接有拉線、拉線外設置有線管,拉線的兩端分別與開關盒內的觸發開關連接。采用專用機械密封,可以完全代替盤根式密封,機械密封可以保證免維護。
項目所依據的技術原理涉及到兩個方面,一是機械設計制造技術;二是基于巖土力學的表層地質變化規律和參數采集。
第一,利用機械設計,滿足相應功能;利用CAD繪圖繪制該產品的機械圖紙。用ANSYS結構分析,分析該產品的效能。利用機械制造技術如:數控車、銑床及相關技術完成產品的制造。
第二,該產品和項目主要依靠拉線測量巖土表層在地質災害發生前發生的相對位移,該位移量將保證警報的準確性和可信度。
3 創新點及意義
該項目產品與現有普通同類系統相反,采用單一參數、簡單結構和設備,不僅成本低廉,而且安裝簡單,可以充分利用較少的資源從而獲得較大的收益,滿足邊遠地區的地質災害預報。
(1)該警報裝置簡單、成本低廉,適用于廣泛布置在可能發生泥石流的農村周邊及道路兩邊,能為地質災害的發生提供預報和預警,從而挽救生命。
(2)該警報裝置調整好參數能預報準確,主要針對地質災害發生時地表會發生開裂和相對位移,選取合適的參數能達到預警的目標。
(3)機械裝置簡單可靠,該裝置一旦布置,使用年限將達到20年左右,而且期間不用維護和保養,成本低廉。
據國土資源部網站消息,2015年全國共發生地質災害8 224起。此外,2015年全國共成功預報地災452起,避免人員傷亡20 465人,避免直接經濟損失5.0億元。其中成功預報的主要是一些大型設施,如水壩、工廠等;而大部分地質災害發生在邊遠的山區,這些邊遠地區對布置昂貴的預報系統性價比不高,而該產品成本低廉,填補了這塊空白,市場前景廣闊。
此課題研發的地震泥石流滑坡自動預警報警系統具有制造成本低、設備質量可靠、運行成本低廉等顯著優點。對邊遠山區和農村極易發生地質災害的地區的預警需求來說,設備昂貴、安裝復雜的現有系統并不適用,急需一批低成本高可靠性的預警設備來滿足這些需求。該項目產品技術先進,性能優良,可靠性高,因而國內市場前景很好。該套設備的推廣,不僅能夠為企業帶來巨大的經濟效益,而且在一定程度上彌補了我國對泥石流滑坡等地質災害的預警不足,具有極其深遠的意義。
參考文獻
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安化縣地處湘中偏北,資水中游,雪峰山脈北段,是一個集山區、庫區、革命老區、自然災害多發區于一體的國家扶貧開發工作重點縣和武陵山片區區域發展與扶貧攻堅試點縣。全縣轄23個鄉鎮,總面積4950平方公里,總人口102萬。安化縣地形地貌復雜,年平均降雨量達1600多毫米,是全省暴雨中心和地質災害高發區。地質災害種類多、分布廣、危害重,常見的地質災害有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷(巖溶塌陷、采空區塌陷)、地裂縫、斜坡變形等6種。目前全縣地質災害隱患點176處,其中省級重點隱患點9處,市級重點隱患點24處,縣級重點隱患點37處,受威脅人口達14600多人,潛在經濟損失3億元以上。
近年來,安化縣把地質災害防治工作作為全縣防汛抗災的重中之重,按照“以防為主,防治結合”的方針,科學制定防治方案,嚴格落實防治責任,不斷完善防治措施,有效預防和減少了地質災害的發生,連續7年實現地質災害“零死亡”目標,確保了人民群眾生命財產安全,被省國土資源廳確定為地質災害群測群防示范縣。
實行群測群防,落實工作責任
在完成“十有縣”創建的基礎上,安化縣全面實施地質災害防治規范化管理,縣人民政府出臺了《安化縣地質災害防治規范化管理辦法》,明確了國土、安監、水利、交通、住建、民政及鄉鎮政府等15個責任主體單位的工作職責;建立了防災責任制度、預案制度、值班制度、災情速報制度等9項工作制度;明確了地質災害處置程序、明白卡填發、隱患點臺賬等6項工作要求。建立健全了縣汛期地質災害防治應急指揮系統,實行縣級領導聯鄉鎮,鄉鎮領導、聯村干部,國土所人員、群測群防員包地質災害點的“四包一”責任制。縣人民政府與鄉鎮人民政府、縣國土資源局與鄉鎮國土資源所分別簽訂地質災害防治責任狀,縣國土資源局行文聘請全縣176名地質災害群測群防人員,進行專業培訓并頒發聘書,層層落實責任,構建縣、鄉、村、組、戶五級聯動的地質災害群測群防體系。縣財政在十分困難的情況下,每年預算安排和整合資金500萬元以上,專項用于地質災害的宣傳培訓、預警體系建設、搬遷治理等工作。
加強宣傳演練,提高防災意識
利用“4.22”地球日、“5.12”防災減災日等主題紀念日廣泛宣傳地質災害防治知識,近年共編制和發放《地質災害暴雨預警及應急響應知識手冊》5000本,宣傳掛圖2000幅;在安化電視臺開辟專欄,每年集中2個月時間開展地質災害防治系列報道;在《益陽日報》和《安化作家報》上設立地質災害防治知識專版,贈送給全縣各行政村、各地質災害隱患點監測人員和人民群眾;邀請省地質環境監測總站專家對全縣群防群測員、鄉村干部及中小學生進行地質災害防治專業知識培訓。同時每年組織開展地質災害應急避險演練活動,全體縣級領導、縣直部門和鄉鎮主要負責人、分管負責人、國土資源所長、水管站長、山洪地質災害重點村黨支部書記和村主任參加觀摩,地質災害隱患點所在地群眾、學生與相關部門工作人員參與演練。近年來,全縣組織千人以上規模演練3次,各鄉鎮、村組織演練80多次。每次演練實況統一錄像,在縣電視臺連續播放,提升廣大干部群眾的防災意識和應急處置能力。
強化監測預警,著力搬遷避讓
一是嚴格巡查值守。汛前,組織專門工作組對所有地質災害隱患點進行全面摸底排查和監測分析,編制應急預案。進入汛期,縣防指與相關單位實行24小時領導帶班值班制度,鄉鎮、村組干部和村組監測信息員到地質災害隱患點現場輪流值守。二是做實基礎工作。建立健全全縣地質災害隱患點臺賬,全面推行防災和避災明白卡制度,對重點隱患點設置警示牌,配置滑坡報警器。建立地質災害短信發送平臺,及時將氣象預警預報信息通知各隱患點監測人和責任人。三是及時轉移避讓。縣防指根據氣象預警及雨情汛情,正確決策啟動應急響應。去年,安化縣共啟動地質災害二級應急響應1次,三級應急響應10次,轉移危險區群眾8萬多人次。2011年6月10日凌晨2點,安化縣平口鎮興果村地質災害點巡查人員發現山體出現異常險情,防守人員迅速敲鑼預警,并挨家挨戶組織群眾轉移,在短短的20分鐘里,將13戶35名群眾轉移完畢, 2小時40分后山體滑坡發生,4棟房屋全部被淹埋,但無1人傷亡。四是著力搬遷安置。地質災害治理工程難度大,所需資金多。結合安化縣實際,縣委政府確定了“搬遷為主,治理為輔”的工作方針,近年來,全縣整合國土、移民、交通、水利、扶貧、電力、民政等項目資金2200多萬元,實施地質災害危險區搬遷避險工程7個,搬遷受威脅戶450戶實行集中建房安置。
地質災害防治是一項艱巨、復雜、長期的民生工程,關系著數萬群眾的生命財產安全,責任重如泰山。安化縣將進一步完善防災體系建設,不折不扣落實工作責任,不折不扣落實基礎工作,不折不扣落實保障措施,盡最大努力做好地質災害防治工作。
(作者單位:安化縣國土資源局)
關鍵詞:江口縣;地質災害;存在問題;預防措施
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
中圖分類號:P694 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
江口縣由于特殊的地質環境特征,易產生滑坡、崩塌、泥石流等地質災害,隱患點多面廣,活動頻繁,危害嚴重、損失較大。為了預防地質災害,確保人民生命財產安全,筆者對縣內地質災害產生的現狀進行了研究,且找到了解決隱患的方法。
一、江口縣地質背景
江口縣在地史上曾經歷了武陵、雪峰、燕山等多期構造運動、褶曲、斷裂構造發育,主要構造線呈北東向展布。縣內主要褶曲構造有梵凈山穹狀背斜、老嶺穹狀背斜、江口向斜等;主要斷裂有松桃—江口斷裂帶、江口—石阡—余慶斷裂帶等。境內出露地層從老到新有梵凈山群、板溪群、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系及第四系,其中梵凈山群、板溪群分布在梵凈山和官和鄉境內,巖性為灰色、淺灰色變質—淺變質板巖、凝灰巖夾基性—超基性巖漿巖;震旦系地層主要分布在德旺鄉、太平鄉、桃映鄉、壩盤鄉、官和鄉境內,巖性為泥巖、頁巖、砂巖夾碳酸鹽巖;寒武系地層廣泛分布境內各鄉鎮,巖性以碳酸鹽巖為主,次為碎屑巖;奧陶系地層主要分布在閔孝鎮境內西部地帶,巖性主要為碳酸鹽巖夾碎屑巖,志留系少量分布于官和鄉、德旺鄉境內,為碎屑巖夾少量碳酸鹽巖。以上地質環境特征,決定了易產生滑坡、崩塌、泥石流等地質災害,且具有點多面廣,活動頻繁,危害嚴重的特點。
二、地質災害存在問題
地質災害的產生原因是多方面的,主要原因除特定的地質條件和自然因素外,另一方面是人類不合理的活動所引發。
1.地質災害隱患點多,災害損失較大。
據統計,至目前江口縣共有79處地質災害隱患點,以滑坡、崩塌、不穩定斜坡為主,分布在全縣七鄉兩鎮的37個村78個村民組,而以桃映、怒溪、壩盤三個鄉受災威脅較為突出,其隱患點占總數的59.5%。其中對農村居住戶存在威脅的隱患點71處,威脅涉及1842戶7915人,房產折合人民幣1.71億元;交通道路隱患點8處,重大地質災害隱患點31處。較多的地質隱患,直接影響到人民群眾的生產生活狀況。
2.自然因素引發地質災害。
調查顯示,在江口縣河口村兩河口存在小型滑坡,威脅13戶53人,威脅財產20萬元;朝陽屯屋后頭小型滑坡,威脅26戶143人;梵星村下麻陽溪中型滑坡;威脅35戶123人,威脅財產200萬元;駱家屯鐵一中型滑坡,威脅28戶109人,威脅財產400萬元;蘇家莊中型滑坡,威脅50戶144人,威脅財產550萬元;太平中學大型滑坡,威脅667人,威脅財產500萬元。怒溪村長坪院子存在中型崩塌,威脅7戶21人,威脅財產34.5萬元;巖落坪中型崩塌,威脅33戶136人,威脅財產60萬元;白云村蔡家灣中型崩塌,威脅89戶374人,威脅財產267萬元;桃樹坪中型泥石流,威脅20戶143人,威脅財產100萬元;香溝大型泥石流,威脅6戶35人,威脅財產12萬元。分析研究表明其誘發因素均為自然、降雨、降雪所導致的地質災害。
3.人為活動引發災害現象突出。
地質災害的發生,與人為活動的影響有著緊密的聯系。近年,在江口縣的怒溪鄉、民和鄉、壩盤鄉、桃映鄉、官和鄉容易出現滑坡、泥石流、崩塌等地質災害,其別是淺層土層滑坡的可能性較大。究其原因,源于地表植被人為活動破壞、居民修建房屋挖屋基、修公路、巖體松散引發崩塌、滑坡。
4.監測體系有待完善,防治資金不足。
江口縣地質災害類型、分布現狀、形成規律、發展趨勢、危害程度、潛在經濟損失等情況需要進一步查清;地質災害監測體系尚未健全,缺乏基層專業人員,群測群防基礎工作開展難度大,防災減災應急處置能力較弱;地質災害防治投資機制需要完善,投資主體未明確,來源渠道未落實,防治資金不足,導致地質災害防治處于被動狀態,主動和有預見性的防災減災工作仍處于較低水平,需要進一步提高。
三、地質災害預防措施
地質災害要以預防為主,這樣可以讓災害的負面影響降低,有利于保護人民群眾的生命財產安全,有利于維護社會穩定,促進城鄉經濟發展。
1.廣泛宣傳、正確對待。地質災害易發區要成立地質災害聯防聯控互助組織,對群測群防員配備簡便實用的監測預警設備,組織相關部門和專業技術人員加強對群眾的防災知識與技能培訓,不斷增強其識災報災、監測預警和臨災避險應急能力。結合實際,通過多種方式進行有效的宣傳:①掛圖宣傳。將《地質災害防治》掛圖,分別張貼在每個地質災害隱患點上;②廣場宣傳。組織縣防災責任單位在江口步行街,利用宣傳展板、圖片、現場咨詢、發放宣傳資料等形式深入開展宣傳活動;③標語宣傳。結合各鄉鎮工作實際,在顯目位置懸掛宣傳標語,例如:防治地質災害人人有責、預防地質災害,確保人民生命財產安全、實行預防為主,避讓與治理相結合的地質災害防治方針、邊坡隱患險于明火,防治避讓勝于救災、防治地質災害,建設美好家園;④媒體宣傳。利用媒體在縣城步行街和梵凈山公園大屏幕滾動播放貴州省地質災害宣傳光碟;⑤主題活動。各鄉鎮國土資源所要結合防災減災宣傳日,進入村、組、學校、家庭以及人員密集活動場所,廣泛開展以宣傳災害的基本知識、防災減災的基本常識和防災避險、自救互救基本技能為主題內容的講座和知識培訓活動,讓大家及時了解天氣情況,掌握防災基本常識,提高防災意識。
2.落實責任、強化措施。在地質災害隱患點處,要針對地質災害險情,采取相應的措施;要及時組織受威脅群眾撤離,并做好安置工作。尤其是人口密集區上游易發生滑坡、山洪、泥石流的高山峽谷地帶,要部署一些氣象、水文、地質災害的專業監測設備,加強監測預報,確保及時發現險情、及時發出預警;加強同氣象部門的聯系,互相配合,切實做好當前汛期地質災害氣象預警預報工作。鄉鎮、村分別成立突發性地質災害事故應急處理及搶險救災指揮部,并分別設置事故應急處理及搶險救災組、安全保衛組、醫療組等應急搶災小組,層層簽訂地質災害防治責任狀,并將地質災害的防治工作納入鄉鎮、村的安全年終目標考核,實行安全責任一票否決制,強化落實,保障安全。
3.爭取資金,積極預防。要進一步加大對地質災害預防和治理的專項經費投入,對實行汛期24小時值班巡查、密切關注變形山體、塌方危險地段和災害易發區的監測人員要有一定的酬勞,提高他們的工作積極性,使其做好科學推測,搞好比對記錄,及時作好臨災預報。一旦發生險情,及時地質災害預警信息。增加在預警上的設施投入,要因地制宜地利用有線廣播、高音喇叭、鳴鑼吹哨、逐戶通知等方式,將災害發生前在第一時間傳遞給受威脅群眾,確保人民群眾生命財產安全。
總之,地質災害存在問題的預防措施非一日之功可以解決,需要長抓不懈,持之心恒。
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【關鍵詞】GIS技術;地質災害;預測中的應用
1、關于GIS地理技術
1.1什么是GIS。GIS又叫做地理信息系統。它是在計算機的輔助之下,運用系統工程技術和信息科學的理論獲取、存儲、管理、分析整個地球表面與空間的信息,并加以描述,從而將上述信息表達出來的系統。GIS技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作(例如查詢和統計分析等)集成在一起。
1.2GIS技術的優點與功能。GIS與其他信息系統相比起來優勢特別明顯,從而使其在不同專業領域中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中都具有實用價值。它立體的表現出了事物的地理位置及其周邊事物的地理信息,還可以根據用戶的需要將空間信息及其周邊情況,圖文并茂的輸送給用戶,滿足了用戶對空間信息的獲取需要。將空間信息從枯燥的世界拉回到了立體的充滿趣味的世界。
2、關于地質災害
2.1什么是地質災害。地質災害是指由自然環境或是人為活動形成的地質變化而產生的災害,地質災害會對自然界的地質環境造成不同程度的破壞,而且還會威脅到人類的生命和財產安全。地質災害的分類有很多,主要的種類有:地震、泥石流、山體滑坡、火山噴發、土地荒漠化等等。我國是地質災害多發區,每年因地質災害而造成的生命與財產損失的數額是巨大的,所以我國近年來在GIS技術預測地質災害上的研究非常深入,為保障人民的生命安全付出努力。
2.2對待地質災害的措施與手段。地質災害一旦發生,受災范圍非常廣,對人類的危害性極強,而且近幾年來由于人類對大自然的超負荷開發,造成全球性的水土流失嚴重,使得生態地質環境脆弱,自然地質災害爆發率直線上升,對人們的生命安全造成了極大地威脅。人類面對可怕的地質災害,有著相應的保護自身安全的防范措施,首先利用科學技術的分析對地質災害形成預測報警系統,在地質災害來臨之前做好事先準備。其次建設高速有效的災害救援隊伍,在發生災害的第一時間趕往災區進行救援,將人們的傷亡情況降到最低。而且在準備這些措施與手段的同時,人類也積極地建設自然環境修補工作,盡可能的減少地質災害的發生。
3、GIS技術在地質災害預測中的應用
3.1利用GIS技術建立多源信息數據庫分析。GIS系統對地質災害的預測是一項工程量巨大的復雜系統調研,需要大量信息數據支持,可以來對不同來源的信息進行整合與組織分析,比如地形圖,地質資料,地質構造地形圖等等。地質災害的發生是無規律可言的,但是通過GIS系統對地質災害發生的次數,地點,級別等詳細信息可以進行分析,整理,統計,對地質災害發生前產生的現象及預兆進行了解,從而達到對地質災害預測的目的。但是由于人類工程建設技術的先進發展,對大自然的改造加劇,所以對于GIS地質災害數據庫要定期進行更新,以求地質災害預測的準確性。
3.2利用GIS技術對地質災害多發區進行實時監控。根據GIS多源數據庫的分析與整理,了解我國地質災害多發易發區的分布情況,收集該地區發生地質災害的資料與信息,建立該地區的圖表圖像,與GIS多源數據庫聯動起來,進行地質情況監測。首先對可能發生地質災害的地區進行致災因子的分析,盡量避免發生地質災害的可能。其次在該地區的GIS地質模型上進行綜合評判,總結現象與特征,判斷對地質災害的預測是否正確,是否應該采取行動進行科學避災。GIS技術在預測地質災害方面的優勢得天獨厚,但是在應用中的技術還不是特別成熟,需要在實踐過程中不斷地進行改造與優化,伴隨著智能化時代的到來與計算機技術的發展,GIS技術在地質災害預測中的應用將會更加廣泛,更加有效。
3.3GIS技術在我省地質災害預測中的運用。青海省自古以來就是地質災害多發區,2010年4月14日,發生了青海玉樹特大地震,造成了巨大的財產與生命損失。在地震后,附近山體出現松動的情況,易誘發泥石流,山體滑坡等地質災害。青海省啟動“玉樹地質災害預報預警系統”,基于GIS技術的使用,實現對玉樹地震范圍內的重點地區泥石流,山體滑坡的預警監控,同時實時監控當地降水量,全方位預警地質災害的發生。據青海省技術人員介紹,現如今該系統已經逐漸向青海全省推廣,將大大提高青海省地質災害預警的能力。
4、結束語
現如今我國的GIS技術正朝著網絡化、虛擬現實、多媒體及三維方向發展,通過網上各種綜合數據,實現對地質災害的實時監控與預測,間接地減小地質災害對人類生活的危害。GIS與RS,GPS等其它技術的集成將成為主流,地質災害監測應用系統的質量將穩步提高。21世紀我國的科學技術將會有更大的發展,對自然災害深刻的認識與科學技術的不斷發展將給GIS技術帶來新的機遇和挑戰。
參考文獻
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[2]劉傳正等.區域地質災害預警的理論與方法研究[J].水文地質工程地質,2004
一、地質災害基本情況
(一)地質災害的類型及分布
1.地質災害的類型
位于河谷盆地的東部,區內地質構造復雜,新構造運動強烈,地形起伏、溝壑縱橫、谷深坡陡、黃土廣布,氣候干燥、降水集中、植被稀少,加之人口稠密、人類工程活動強烈,使得崩塌、滑坡、泥石流、不穩定斜坡、地面塌陷等地質災害非常發育。截止年底,轄區內共有危害、威脅人民生命財產安全和重要交通、工程設施的地質災害隱患點140處,其中滑坡32處、崩塌8處、不穩定斜坡67處、泥石流30條、地面塌陷3處,主要分布于南北兩山近山地帶和臺塬斜坡地帶。地質災害威脅人口達10.57萬人,占全區人口的12.3%,威脅經濟損失193.91億元。
年~年,地質災害頻繁發生,不斷危害和威脅著地質災害體周邊人民生命及財產安全。為此,我區針對年度至年度發生的地質災害隱患點進行了全面摸底調查,新增了地質災害隱患點22處(附件1),其中19處屬于已有地質災害的一部分,另外3處為新形成的地質災害隱患,主要集中在我區南北兩山和人口稠密區。
2.地質災害的分布
(1)滑坡
滑坡是僅次于不穩定斜坡的地質災害類型,分布面廣、密度高、規模較大,活動性強。根據調查統計,滑坡按物質組成可分為黃土滑坡、黃土—泥巖滑坡、堆積層滑坡、基巖滑坡等四個類型。
黃土滑坡為主要的滑坡類型,在全區均有分布,具有分布面廣,危害嚴重的特點,主要分布于伏龍坪、劉家坪、大沙坪、紅山根、靖遠路王保保城、魚兒溝、徐家灣一帶,危害、威脅嚴重。
黃土—泥巖滑坡主要分布于南部山區一帶,一般規模較大,分布范圍較廣。
基巖滑坡主要分布于徐家灣一帶基巖出露區,一般以小型為主。
(2)泥石流的分布
是市泥石流分布密集區之一。全區共有災害性泥石流30條,其中南部山區有泥石流溝7條,占24.00%;北部山區有泥石流溝23條,占76.00%。
(3)崩塌的分布
崩塌按物質組成可分為黃土崩塌和基巖崩塌。
黃土崩塌為我區主要的崩塌類型,在全區分布面廣,主要分布于河谷階地前緣及黃土丘陵區的高陡斜坡地帶。
基巖崩塌主要分布于南北兩山基巖出露的青白石東部、白塔山一帶,一般規模小,分布范圍較廣。
(4)地面塌陷的分布
地面塌陷有3處,即東崗鎮小街地面塌陷、范家灣地面塌陷和咬家溝地面塌陷,分布范圍小,均屬于小型地面塌陷。
(二)年度地質災害防治情況
截止年底,我區共存地質災害隱患點162處,其中,新增地質災害隱患點22處。年我區上報18處地質災害隱患點除1處為崩塌外其余17處均為滑坡。
年,我區地質災害防治主要開展了六方面的工作:一是進一步完善完善并執行了汛期地質災害值班、巡查制度和速報月報等各項制度;二是扎實開展了地質災害群測群防體系建設和氣象預警預報工作;三是加大了隱患排查檢查力度,多次組織進行了全面細致的巡查和檢查;四是對發生的地質災害都進行了妥善處置,并組織人員進行了應急預案演練活動;五是組織實施地質災害搬遷避讓工程和九州石峽口滑坡等大型地質災害治理工程;六是加強宣傳教育培訓工作。
當前工作中存在的主要問題:一是地質災害易發區主要為舊城區,基礎設施薄弱,居民自身防范意識和能力不強,主動避險和自救、互救能力不足;二是隨著城市建設的快速發展,大量工程建設不斷向我區南北兩山近山地帶和臺塬斜坡地帶延伸,人為引發的地質災害呈加劇趨勢;三是部分工程責任人地質災害防治意識不強,防治措施不及時、不到位,近而造成大量的災害隱患;四是防治資金嚴重短缺,經費落實存在很多困難和問題;五是監測工作沒有完全到位。
(三)年度地質災害發展趨勢預測
1.主要誘發因素活躍程度預測
我區發育的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質災害主要是自然因素和人為因素共同作用的結果。降水、凍融及不合理人類工程活動是本區地質災害的主要誘發因素。
(1)降雨趨勢預測
據氣象臺年1~4短期氣候預測,預計今年本地區降水偏少,1~10月全市降水在190~330mm,較往年偏少1~4成。降水季節分布不均,春、秋季偏多,夏季偏少3~7成。由降水引發的地質災害可能性相對減少,但不排除災害性天氣引發地質災害的可能性。
(2)人為致災因素變化趨勢
年度我區交通、水利、城鎮基礎設施等工程項目明顯增加,且規模增大,工程建設引發的滑坡、崩塌、泥石流等問題將越來越多,尤其是伏龍坪地區、山北麓、白塔山至五一山等地,由于人為挖山削坡、灌溉等導致發生滑坡、崩塌,造成人員傷亡和財產損失的風險將呈加大之勢。
2.年度地質災害發展趨勢預測
通過上述對降雨和人類活動趨勢的預測,我區年度地質災害發生的數量和造成的損失為正常偏低的年份,與上年相比,年度我區地質災害仍將呈上升趨勢。
二、地質災害威脅的范圍和對象
年度我區地質災害的主要威脅范圍為主要威脅對象為我區上述區域內的居民、村民、基礎設施、公路、水利設施、廠礦企業及旅游景點等。
三、重點防范期
我區地質災害防范期為全年度,重點防范期為5~10月份主汛期和2~4月份凍融期。現根據我區各類地質災害的形成特點和主要誘發因素,確定各地質災害隱患點的重點防范期。
(一)泥石流主要防范期
泥石流的形成必須具備三個條件,首先是流域內要有豐富的松散固體物質條件,并能源源不斷的補給泥石流;二是有陡峻的地形條件和較大的溝床縱坡比;三是在流域中、上游要有充足的水源作為動力條件。
由于我區泥石流形成的前兩個條件已經具備,影響泥石流活動的主要水源為降水,泥石流的活動強度直接決定于降水的強度和降水量的大小。因此,泥石流的防范期與大雨、暴雨的分布基本同期。根據我區的降水特點,確定泥石流的主要防范期為5~10月。
(二)滑坡、崩塌主要防范期
滑坡、崩塌的形成受多種因素影響,我區多數滑坡、崩塌災害主要受降水的控制,其次受人類工程活動的影響,根據各災害點、災害隱患點形成條件的不同,確定防范期如下:
以降水為主要誘發因素的滑坡、崩塌災害點、災害隱患點主要防范期為5~10月;以人類工程活動(如修路、水利工程、通訊線路、建房等)為主引發的滑坡、崩塌,應以工程建設的全過程和運行過程為防范期。
(三)地面塌陷主要防范期
我區地面塌陷災害主要為地下防空洞分布區和由于濕陷性黃土遇到地表水、地下水形成地面塌陷,該類地質災害預防期應根據地面塌陷形成的征兆來確定,平時一般性防范應貫穿全年。
四、年主要防治任務
堅持預防為主,重點治理,加強群測群防體系和省級監測預警示范區建設,注重基礎研究和調查,同時積極爭取國家和省政策扶持資金支持,形成“政府主導、社會參與、市場化運作”齊抓共管的新局面。主要防治任務有:
(一)重點治理工程
繼續完成國家、省上的續建項目和我區應急治理的地質災害重點治理項目。嚴格執行國家有關規定,加強項目管理,保證治理工程質量和效果。
(二)搬遷避讓工程
繼續實施地質災害搬遷避讓工程,采取“政府主導、社會幫扶、群眾自籌”的模式,對我區受地質災害嚴重威脅的伏龍坪街道自強溝40號、臨夏路街道雷壇河166號、鹽場路街道東李家灣199和193號、鹽場路街道左家灣1號東南方等地質災害易發區內的群眾做好搬遷避讓工作。
(三)監測預警工程
1.做好監測預防。繼續加強地質災害群測群防體系建設,確定群測群防監測點,落實監測預防責任人,發放防災避險明白卡,組織做好重要地質災害隱患的動態監測(附件4)。
2.做好預警預報。當發現前兆明顯、可能造成人員傷亡或重大財產損失的地質災害險情時,監測人員應及時報警,通告受威脅的單位和個人,動員群眾及時撤離,并在地質災害危險區的邊界設置明顯警示標志。國土、氣象部門應在汛期聯合地質災害氣象預警預報。
3.做好巡查檢查。組織進行重點地質災害隱患區巡查、排查,特別做好主汛期的排查、檢查及其它工作。同時為了及時掌握基層地質災害巡查監測情況,確保汛期地質災害監測報告制度的落實,全區要建立24小時值班制度、雨后常規報告制度,在降雨發生后12小時內要將轄區地質災害發生及變化情況逐級報街道、區地質災害防治領導組辦公室。值班電話須向社會公布。
4.建設市級監測預警示范區。選擇典型災害點建立野外監測站,進行標準化監測,逐步建立市級監測預警示范區。
(四)應急處置工作
區政府及有關部門應按照突發地質災害應急預案,科學果斷地做好應急處置工作,最大限度避免或減輕人員傷亡和財產損失,同時按照“地質災害速報制度”的要求及時向上級主管部門報告災情。
(五)宣傳培訓工作
進一步加大地質災害防治法規、政策和防災避災基本知識的宣傳、教育培訓力度,特別是應加大對地質災害易發區及我區南北兩山人口密集區地質災害防治知識的宣傳培訓力度,提高全社會的防災避災意識和臨災處置能力。實現“地質災害防災減災意識進一步提高,地質災害防災減災知識進一步增長,地質災害防災減災能力進一步增強,地質災害防災減災體系進一步完善”的目標。
五、保障措施
(一)認真落實地質災害防治管理法規、規劃和制度
繼續深入貫徹《地質災害防治條例》(國務院令號)、《省地質環境保護條例》、《地質災害防治規劃》、《重大地質災害防治專項規劃》,落實省政府《關于進一步加強地質災害防治工作意見》(政發號)市政府《市地質災害防治責任制度》(政發號)法規和制度。
(二)加強地質災害防治組織領導
地質災害防治領導小組是全區防災工作的領導機構,各街道、村及社區等部門按職責負責各自轄區的防災工作,建立和完善領導責任制,以地質災害群測群防為重點,認真落實和不斷完善鄉鎮、街道及社區群測群防網絡體系,建立覆蓋全區的監測點到位、責任到人的地質災害監測預防機制。
(三)明確分工、加強責任、加強監督和執法檢查
依據市政府制定的《市地質災害防治工作責任制度》,實行各級政府統一領導、各部門各負其責和屬地化管理相結合的管理體系。堅持“誰引發、誰治理,誰治理、誰受益”的治理原則。進一步加強責任體系建設,明確分工、強化職責。國土資源、規劃、建設、城管執法、交通、公路、水利、安監、教育、園林等有關部門應各司其職,按照各自法定職責,共同做好地質災害防治工作。