地質(zhì)災(zāi)害安全監(jiān)測是一項(xiàng)實(shí)踐性的系統(tǒng)工程，需要結(jié)合災(zāi)害類型、地質(zhì)條件和技術(shù)能力，制定科學(xué)規(guī)范的操作流程。從監(jiān)測點(diǎn)選址到預(yù)警發(fā)布的每個環(huán)節(jié)都需遵循技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)的可靠性與決策的有效性。本文系統(tǒng)介紹地質(zhì)災(zāi)害安全監(jiān)測的具體實(shí)施方法，為一線監(jiān)測工作提供技術(shù)指引。

前期勘查與方案設(shè)計(jì)

地質(zhì)條件調(diào)查是監(jiān)測方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作。需采用 1:2000 比例尺地形圖進(jìn)行野外地質(zhì)填圖，圈定災(zāi)害體范圍、邊界及影響區(qū)域，重點(diǎn)標(biāo)注斷層、軟弱夾層等控災(zāi)地質(zhì)構(gòu)造。對于滑坡體，需查明滑床傾角（測量精度 ±1°）、滑帶物質(zhì)組成及厚度（誤差≤5cm）；針對泥石流溝谷，應(yīng)測定流域面積、主溝長度、縱坡降（精度 0.1%）等形態(tài)參數(shù)。采用鉆探與物探相結(jié)合的方法獲取地下信息，鉆孔間距根據(jù)災(zāi)害規(guī)模確定，小型災(zāi)害體控制在 50m 以內(nèi)，大型災(zāi)害體加密至 20-30m，鉆孔巖芯采取率需≥80%。

監(jiān)測參數(shù)確定需依據(jù)災(zāi)害類型差異化設(shè)置。滑坡監(jiān)測應(yīng)包含：地表位移（平面精度 3mm，高程精度 5mm）、深部位移（每 10m 深度誤差≤2mm）、裂縫開合度（分辨率 0.01mm）、地下水位（精度 ±2cm）及孔隙水壓力（量程 0-1MPa，精度 0.5% F?S）。崩塌監(jiān)測重點(diǎn)關(guān)注危巖體位移（采樣頻率 1 次 / 小時）、基座應(yīng)力（量程 0-50MPa）及振動加速度（0-10g）。泥石流監(jiān)測需布設(shè)降雨量（分辨率 0.2mm）、泥位（量程 0-15m，精度 ±1cm）、沖擊力（0-100kPa）等參數(shù)傳感器，其中雨量監(jiān)測點(diǎn)需覆蓋流域上、中、下游。

監(jiān)測方案編制應(yīng)包含布點(diǎn)圖、設(shè)備清單與技術(shù)參數(shù)表。布點(diǎn)原則為 "關(guān)鍵部位加密，次要區(qū)域控制"，滑坡后緣與剪出部位的監(jiān)測點(diǎn)密度不低于 2 個 / 100㎡，滑坡體中部可放寬至 1 個 / 200㎡。方案需明確數(shù)據(jù)采集頻率：日常監(jiān)測 1 次 / 天，降雨期間（日雨量≥50mm）加密至 1 次 / 10 分鐘，地震后 1 小時內(nèi)完成首輪數(shù)據(jù)采集。同時制定設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)，如 GNSS 接收機(jī)需滿足靜態(tài)平面精度 5mm+1ppm，動態(tài)響應(yīng)時間≤1 秒，確保適應(yīng)野外復(fù)雜環(huán)境。

監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)與設(shè)備安裝

地表監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布設(shè)需形成閉合控制體系。滑坡地表位移監(jiān)測采用 "基準(zhǔn)站 - 監(jiān)測站" 模式，基準(zhǔn)站應(yīng)選在穩(wěn)定區(qū)域（距災(zāi)害體邊界≥500m），視野開闊度≥15°，避開強(qiáng)電磁干擾源；監(jiān)測站沿滑坡主滑方向布設(shè)，在后緣、中部及前緣分別設(shè)置監(jiān)測斷面，斷面間距≤30m，每個斷面布設(shè) 3-5 個監(jiān)測點(diǎn)，形成三維監(jiān)測網(wǎng)。裂縫監(jiān)測點(diǎn)需跨縫布設(shè)，傳感器兩端固定點(diǎn)間距≥50cm，確保裂縫變形能被有效捕捉，對于活動性裂縫，應(yīng)同步安裝視頻監(jiān)控設(shè)備（分辨率 1080P，幀率 25fps）。

地下監(jiān)測系統(tǒng)安裝需精準(zhǔn)定位。深部位移監(jiān)測采用鉆孔測斜儀，鉆孔直徑 110mm，垂直度偏差≤1°，測斜管底部嵌入穩(wěn)定巖層≥5m，管節(jié)連接需保證同心度（誤差≤2mm），管內(nèi)注滿清水以減少環(huán)境干擾。孔隙水壓力計(jì)應(yīng)埋設(shè)在滑帶以下 1-2m 處，采用雙管法埋設(shè)確保傳感器與地層緊密接觸，埋設(shè)后需靜置 72 小時待讀數(shù)穩(wěn)定。對于泥石流溝谷，地下水位監(jiān)測井應(yīng)布置在物源區(qū)與流通區(qū)交界處，井深需達(dá)到穩(wěn)定地下水位以下 5m，井管濾網(wǎng)段長度不小于 3m。

氣象與環(huán)境監(jiān)測設(shè)備安裝需考慮代表性。雨量站應(yīng)設(shè)在流域中心區(qū)，距地面高度 1.2m，周圍 20m 內(nèi)無遮擋物，避免濺水影響；風(fēng)速風(fēng)向儀安裝在開闊處，高度≥2m，采樣頻率 1 次 / 分鐘。視頻監(jiān)測點(diǎn)需覆蓋災(zāi)害體全貌及主要運(yùn)動路徑，攝像頭應(yīng)具備 360° 旋轉(zhuǎn)功能（定位精度 ±0.5°），夜視距離≥100m，在暴雨、大霧等惡劣天氣下仍能保持清晰成像（照度 0.01lux）。

數(shù)據(jù)采集與處理方法

實(shí)時數(shù)據(jù)采集需建立自動化流程。采用定時喚醒機(jī)制控制設(shè)備功耗，靜態(tài)監(jiān)測時段（無預(yù)警時）設(shè)置為 1 次 / 小時采集，動態(tài)預(yù)警時段自動切換為 1 次 / 10 秒高頻采集。數(shù)據(jù)采集終端應(yīng)具備本地存儲功能（容量≥16GB），支持掉電后數(shù)據(jù)不丟失，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中斷時能緩存至少 7 天的監(jiān)測數(shù)據(jù)。采集系統(tǒng)需具備數(shù)據(jù)質(zhì)量自檢功能，自動識別超出量程、跳變異常的數(shù)據(jù)（偏差超過 3 倍標(biāo)準(zhǔn)差），并標(biāo)記可疑數(shù)據(jù)供人工復(fù)核。

數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)需保障穩(wěn)定可靠。近距離（≤5km）監(jiān)測點(diǎn)采用 LoRa 無線傳輸，設(shè)置擴(kuò)頻因子 12 以提高抗干擾能力，傳輸速率控制在 0.3-5kbps；遠(yuǎn)距離監(jiān)測點(diǎn)采用 4G/5G 模塊，選擇工業(yè)級芯片（工作溫度 - 40~85℃）確保惡劣環(huán)境適應(yīng)性，重要監(jiān)測點(diǎn)需配置雙 SIM 卡冗余備份，當(dāng)主卡信號中斷時 5 秒內(nèi)切換至備用卡。所有傳輸數(shù)據(jù)需進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換（采用 JSON 格式）與加密處理（SHA-256 算法），確保符合《信息安全技術(shù) 數(shù)據(jù)傳輸安全規(guī)范》。

數(shù)據(jù)預(yù)處理需消除誤差干擾。采用滑動平均法（窗口大小 5-10 個點(diǎn)）過濾高頻噪聲，對 GNSS 數(shù)據(jù)進(jìn)行差分處理（基線解算精度 5mm+1ppm），消除大氣延遲影響。深部位移數(shù)據(jù)需進(jìn)行溫度補(bǔ)償，根據(jù)測斜管材質(zhì)膨脹系數(shù)（如 PVC 管 0.07mm/m?℃）修正測量值。建立數(shù)據(jù)時間同步機(jī)制，所有傳感器采用 NTP 協(xié)議校準(zhǔn)時鐘，時間偏差控制在 1 秒以內(nèi)，確保多源數(shù)據(jù)的時空一致性。

數(shù)據(jù)分析模型應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動化處理。開發(fā)趨勢分析算法，自動計(jì)算位移速率（mm/d）、加速度（mm/d2）等衍生參數(shù)，當(dāng)連續(xù) 3 次測量值超過設(shè)定閾值時觸發(fā)預(yù)警。采用累計(jì)降雨量與前期影響雨量（API）模型預(yù)測泥石流發(fā)生概率，當(dāng) API 值≥50mm 且 1 小時雨強(qiáng)≥20mm 時，自動提升預(yù)警等級。建立災(zāi)害演化階段識別模型，通過變形曲線斜率變化判斷滑坡是否進(jìn)入加速階段（速率≥5mm/d）。

預(yù)警響應(yīng)與應(yīng)急處置

預(yù)警閾值體系需分級設(shè)定。滑坡預(yù)警分四級：藍(lán)色預(yù)警（日位移 0.5-2mm）、黃色預(yù)警（2-5mm）、橙色預(yù)警（5-10mm）、紅色預(yù)警（＞10mm），對應(yīng)不同的響應(yīng)措施。泥石流預(yù)警結(jié)合雨量與泥位雙重指標(biāo)，當(dāng) 1 小時雨量達(dá) 30mm 或泥位上漲速率＞0.5m/h 時啟動黃色預(yù)警，當(dāng) 30 分鐘雨量達(dá) 20mm 且泥位超警戒水位時發(fā)布紅色預(yù)警。閾值設(shè)定需經(jīng)專家論證，并每半年根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)重新校準(zhǔn)一次。

預(yù)警信息發(fā)布需多渠道協(xié)同。建立 "監(jiān)測平臺 - 縣級應(yīng)急指揮中心 - 鄉(xiāng)鎮(zhèn) - 村社" 四級推送機(jī)制，預(yù)警信息應(yīng)包含災(zāi)害名稱、預(yù)警等級、影響范圍、撤離建議及發(fā)布時間，通過短信（送達(dá)率≥99%）、應(yīng)急廣播（覆蓋半徑≥1km）、銅鑼等傳統(tǒng)方式組合發(fā)布。紅色預(yù)警發(fā)布后，系統(tǒng)需自動責(zé)任人和監(jiān)測員電話（3 次重試機(jī)制），確保信息傳遞到位。

應(yīng)急處置流程應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化操作。藍(lán)色預(yù)警時，監(jiān)測員需增加現(xiàn)場巡查頻次（每日 2 次），檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；黃色預(yù)警啟動 24 小時值班制度，每小時報送監(jiān)測數(shù)據(jù)；橙色預(yù)警時組織危險區(qū)群眾做好撤離準(zhǔn)備，關(guān)閉受影響路段；紅色預(yù)警立即啟動撤離方案，按照預(yù)先劃定的路線（疏散時間≤30 分鐘）轉(zhuǎn)移至安置點(diǎn)，并設(shè)置警戒標(biāo)志禁止人員返回。應(yīng)急處置結(jié)束后 72 小時內(nèi)，需完成災(zāi)害損失評估與監(jiān)測數(shù)據(jù)復(fù)盤。

武漢中地恒達(dá)科技有限公司(簡稱中地恒達(dá)，英文縮寫ZDHD)，是依托中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)所屬企業(yè)在科技創(chuàng)新方面取得的豐碩成果及技術(shù)力量組建設(shè)立，公司位于武漢市光谷芯中心，主要從事地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測設(shè)備，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)及設(shè)備，工程監(jiān)測儀器，工程監(jiān)測軟件，自動控制系統(tǒng)及設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售及技術(shù)服務(wù)。公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)碩士及以上學(xué)歷占比45%(正教授2人，博士2人，碩士6人。

中地恒達(dá)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域包括地質(zhì)災(zāi)害、能源、電力、交通、水利、市政等。目前擁有自主研發(fā)硬件產(chǎn)品包括北斗GNSS接收機(jī)、導(dǎo)輪式固定測斜儀、雙軸傾角計(jì)、無線低功耗傾角計(jì)、無線傾角加速度計(jì)、危巖體崩塌計(jì)、無線裂縫監(jiān)測一體機(jī)、地下水位監(jiān)測一體機(jī)、降雨量監(jiān)測站、數(shù)字信號采集儀、振弦信號采集儀、輸油氣管道應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)、防護(hù)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、高支模監(jiān)測系統(tǒng)、基坑降水監(jiān)控系統(tǒng)等。軟件產(chǎn)品包括中地恒達(dá)監(jiān)測云、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺、大壩安全監(jiān)測預(yù)警平臺、橋梁安全監(jiān)測預(yù)警平臺、露天礦山安全監(jiān)測預(yù)警平臺、監(jiān)測APP軟件、監(jiān)測小站(微信小程序)、垂直度檢測APP軟件等。