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滑坡监测解决方案

2017-05-18 13:41:18 by admin 点击158次

滑坡监测解决方案

1.    建设背景

我国幅员辽阔,地质和地理环境复杂,气候条件时空差异大,同时也是由于复 杂的地质地貌条件使得我国成为世界上地质灾害最严重的国家之一,我国地质灾害 主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、沉降、地裂缝等,具有分布广泛、活动 频繁、危害严重的特点,滑坡是地质灾害中最为严重的一类。据国土资源部统计, 崩塌、滑坡和泥石流,分布范围占国土陆地面积的 44.8%,地质灾害对我国人民生命 财产及国民经济的威胁极其严重,严重影响我国社会经济的可持续发展。

据不完全统计,全国有 70 多座城市和 460 多个县市受到滑坡灾害的威胁及危害, 平均每年至少造成 35~ 80 亿元的经济损失。同时,很多国家重点工程的建设运营也 受到滑坡灾害的威胁,如长江三峡水利工程、西南多山地区水利工程等。 例如,国家环保总局 2012 年环境公报显示,2012 年全国共发生滑坡、崩塌和泥 石流灾害 80258 起,造成 1256 人死亡、213 人失踪、3867 人受伤,直接经济损失 70 亿元。近期滑坡事故有 2010 8 7 22 时许,舟曲县突降强降雨,县城北面的 罗家峪、三眼峪泥石流下泄,由北向南冲向县城,造成沿河房屋被冲毁,泥石流阻 断白龙江、形成堰塞湖。舟曲“8·8”特大泥石流灾害中遇难 1434 人,失踪 331 人, 累计门诊人数 2062 人。2012 10 4 日,云南昭通市发生山体滑坡,该滑坡体方 量约 16 万立方米,造成约 800 余人受灾。2013 1 11 日,云南镇雄果珠乡发生 一起山体滑坡灾害事故,总计约 21 万立方米的滑坡体从陡坡上倾泻而下,造成 46 人死亡 2 人受伤。习近平总书记、温家宝总理、李克强副总理高度关切,立即做出 重要指示。

近年来滑坡监测主要局限于人工定期监测层面上, 无法满足滑坡灾害监测效果,存在监测预报的滞后性,而实时监测则全天 24 h 监测, 能实时监测到滑坡的变化情况,为准确、及时预报滑坡灾害提供了有效依据,为国 家防灾减灾提供技术保障。

滑坡监测就是通过各种手段来预测滑坡的趋势,对滑坡进行预警,为滑坡治理 提供依据和评价。滑坡监测包括位移动态观测和水动态观测两个方面。我国科技人 员曾经通过 10 余年的艰苦调查研究和长年累月的监测工作,成功地预报了一次大型 滑坡。这就是1985612日凌晨345分至420分发生在湖北省称归县境 内长江西陵峡中新滩镇的大型滑坡,该滑坡的体积 3000 余万立方米,坚硬的块石、 碎石及泥土快速崩滑下来,将新滩镇全部摧毁。

 滑坡体前部的土石堵塞长江江面的 1/3,顿时江中激起巨浪 54 米高,涌浪波及 上下游共 42 公里长的江段。由于预报及时,撤离措施果断有效,致使首当其冲的新 滩镇 457 户居民 1371 人无 1 人伤亡。使一场毁灭性的地质灾害带来的经济损失和人 员伤亡,减小到最低程度。 科学有效的做好地质灾害防治工作是保障经济社会全面协调可持续发展的重要工作。在《全国地质灾害防治十一五规划》中指出:以邓小平理论和三个代表重要思想为指导,按照贯彻落实科学发展观、建设社会主义新农村、构建和谐社会的要求,以最大限度地减少地质灾害造成的人员伤亡和财产损失为目标,坚持以人为本,建立健全地质灾害防治体系,完善地质灾害防治的法律法规,提高地质灾害预报预警能力和防治水平,为促进经济社会全面协调可持续发展,实现人与自然和谐相处提供有力保障。

2.   滑坡监测以及方量计算方案

实现对滑坡体重要运行数据的实时采集、传输、计算、分析,包括山体降雨 量、土壤含水率、内部位移、GPS 沉降、土压力以及滑坡体视频等,实时掌握滑坡 体整体运行的安全状态。直观显示各项监测、监控信息数据的历史变化过程及当前状态,为滑坡区安 全生产管理人员提供简单、明了、直观、有效的信息参考。 一旦出现紧急异常情况(如特大暴雨、滑坡体土壤含水率超过预警值、滑坡 体内部变形异常、滑坡体沉降位移或位移变化速率超过预警值等),系统能及时发 出预警信息(包括声音报警、系统动画闪烁警报、监控大屏幕警报提示、相关管理 人员和主管领导手机短信/邮件分级发布等)。有万维网接入时能实现滑坡安全监测系统的远程登录、远程访问、远程管理、 远程控制和远程维护。 多级管理平台工作模式,可方便实现滑坡体安全监测信息在辖区安全生产管 理机构、社区安全管理部门甚至社区居民等多级管理与信息共享。

主要监测项目:1、降雨量监测;2GPS 沉降监测;3、内部变形监测;4、裂缝监测;5、土压力监测;6、视频监测。并初步确定采用以下报警方法:1、应急指挥中心负责人、监控管理中心值守人及社区负责人短信 报警;2、监控管理中心及社区声光报警;3、政府门户网站邮件报警及信息公示。 如下图是滑坡在线监测系统主要监测项目示意图:

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1 滑坡安全监测系统示意图

1 滑坡在线监测系统检测项目与精度设计

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2 监测站变形曲线

3.  倾斜摄影测量方案

倾斜摄影测量系统运用飞行的载体搭载定位定姿(PPOI)系统、前后左右及正下方 五个方向镜头的倾斜摄影相机,对测区进行无控制测量,获取垂直影像及前后左右四个侧 面可量测倾斜影像。所获取的倾斜影像具有全纹理、真环境、可视化、可浏览、可测量的 特点。 通过相应的倾斜影像数据处理软件,对采集到的倾斜影像进行预处理,包括调色、 纠偏、校正、镶嵌、融合等等系列处理,形成符合应用需求的倾斜影像库。 

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3 倾斜影像数据采集与建模

倾斜影像优势

 多视角:具有五个不同方向的影像,从而得到建筑物更为详尽的侧面信息;

真环境:影像中包含真实的环境信息,信息量丰富,可进行影像信息的数据挖掘;

高效性:基于倾斜影像生产的三维模型相对于传统的手工建模,具有数据精确全面、效率高、成本低、图像真实等特点                        

可测量:在高精度定位定姿(PPOI)系统辅助下,倾斜影像提供每个像素点三维坐标,基于影像可进行任意点线面的量测,获得厘米级到分米级的测量精度;

可浏览:倾斜影像提供真实、实时、快速、全面的三维场景浏览。

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 4 基于倾斜三维成果量取滑坡方量以及现场不同时期成果存档、数据对比。


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