景區人員密集,滑坡與泥石流災害的突發性易造成嚴重后果。自動化監測技術通過實時捕捉關鍵參數,構建 “早發現、早預警、早處置” 的安全體系。本文圍繞監測目的、核心內容及成果,闡述其技術路徑。
監測目的:三級防控體系
實時捕捉前兆信號是基礎。滑坡失穩前有地表裂縫擴張、深部巖體錯動等微觀變化,泥石流在強降雨下會出現溝道水流突變等特征。自動化監測高頻采集數據,捕捉人工巡檢難發現的征兆。如滑坡體日位移從 0.3mm 躍升至 2mm 以上,或小時降雨超 30mm 且持續增加,系統會識別異常。
精準發布分級預警是核心。基于監測數據建多參數模型,分四級預警:藍色提示巡查,黃色限制危險區進入,橙色關閉相關區域,紅色啟動全員疏散。某景區一次黃色預警中,15 分鐘內疏散 3 處高危觀景臺游客,避免傷亡。
支撐科學決策治理是長效目標。長期數據積累助于分析災害規律,為規劃、工程設計提供依據。某景區依 5 年位移數據,將游覽路線向安全區移 200 米,設計針對性排水系統,降低治理成本 30%。
核心監測內容:三大參數
位移監測
滑坡監測用 “地表 - 深部” 協同模式。地表靠北斗 + GPS 雙模 GNSS,采樣頻率 1Hz,平面精度 ±2mm,高程 ±5mm,記水平與垂直變化;復雜地形輔以全站儀,500 米內亞毫米級觀測。深部用鉆孔測斜儀,5-15m 深度以 0.5m 間隔采集,分辨率 0.02mm/m,識別滑動面。某景區發現 10m 深度位移速率達地表 1.5 倍時,滑體進入加速變形階段。
泥石流監測聚焦溝道動態。雷達泥位計測泥面高程,分辨率 0.01m,10 秒采樣一次,結合斷面算過流面積。高流速區用地聲傳感器陣列(間距 50-100m),捕 10-500Hz 振動信號,反演流體位置與速率,誤差≤5%。泥位日漲超 1.5m 且地聲信號集中 100-200Hz 時,流體含沙量和沖擊力顯著增加。
降雨量監測
翻斗式雨量計為核心,分辨率 0.2mm,測 0-4mm/min,1 分鐘采樣一次,防堵防凍。布設按 “均勻分布、重點加密” 原則:滑坡體上中下各設點,間距 50-100m;泥石流溝上游加密成 300 米 ×300 米網格。制高點設氣象站,記雨量、風速等輔助校準。
數據處理提取小時雨強、日降雨量等指標,識別短歷時(1 小時≥20mm)與長歷時(連續 3 日≥50mm)降雨影響。某景區數據顯示,小時雨強≥25mm 且前期 5 日累計≥80mm,滑坡概率超 70%;泥石流臨界雨強隨前期土壤含水率增加而降低。
地下水監測
水位監測用投入式水位計,鉆孔 10-30m 深至含水層,測 0-50m 范圍,分辨率 0.01m,5 分鐘采樣一次,記升降幅度與速率。富水區設監測陣列(間距 30-50m),析水位梯度判徑流方向。某景區發現后緣水位單日升 0.8m,前緣位移 24 小時內增 3 倍。
孔隙水壓力監測在滑動面附近埋壓力計,測 0-1MPa,精度 ±0.5% FS,記滲透壓力。壓力接近巖土抗剪強度 1/3 時,系統標為高風險。同時用滲壓計測滲透速率(0-100m/d,精度 ±2%),判雨水入滲路徑,供排水設計參考。
監測成果:價值轉化
基礎數據成果
形成位移、降雨量、地下水實時序列數據,按 “時間 - 參數 - 精度” 存儲,日數據約 50MB。分布式數據庫支持接口調用與集成,設備狀態報告保障 98% 以上完好率和數據有效率,監控傳感器電壓(10-14V)、傳輸成功率(≥99%)、電池續航(連續陰雨≥7 天)。
預警決策成果
多參數預警信息含風險等級、影響范圍等,經多渠道推送,響應延遲≤30 秒。結合 GIS 生成影響圖,標游客分布、避難所、疏散路線,附數據趨勢圖輔助決策。如滑坡預警圈 500 米內設施,泥石流預警預測 1 小時淹沒區,算疏散時間(按人均 2m/s)。
治理應用成果
數據分析揭示災害規律,指導 “雨季管控”,如 6-9 月限流 30% 并縮短開放時間。對比治理前后數據,抗滑樁使滑坡位移從 3mm / 日降至 0.3mm / 日,地下水降 0.5m;攔擋壩使泥石流泥位漲降 60%,地聲減弱 50%。依監測優化規劃,遷移危險區設施,設生態科普區,平衡安全與發展。
自動化監測聚焦核心參數,提升災害防控精準性。隨人工智能發展,系統將進一步提效,為景區安全提供更強支撐。
武漢中地恒達科技有限公司(簡稱中地恒達,英文縮寫ZDHD),是依托中國地質大學(武漢)所屬企業在科技創新方面取得的豐碩成果及技術力量組建設立,公司位于武漢市光谷芯中心,主要從事地質災害監測設備,衛星導航定位系統及設備,工程監測儀器,工程監測軟件,自動控制系統及設備的研發、制造、銷售及技術服務。公司技術團隊碩士及以上學歷占比45%(正教授2人,博士2人,碩士6人。
中地恒達產品應用領域包括地質災害、能源、電力、交通、水利、市政等。目前擁有自主研發硬件產品包括北斗GNSS接收機、導輪式固定測斜儀、雙軸傾角計、無線低功耗傾角計、無線傾角加速度計、危巖體崩塌計、無線裂縫監測一體機、地下水位監測一體機、降雨量監測站、數字信號采集儀、振弦信號采集儀、輸油氣管道應力監測系統、防護網監測系統、高支模監測系統、基坑降水監控系統等。軟件產品包括中地恒達監測云、地質災害監測預警平臺、大壩安全監測預警平臺、橋梁安全監測預警平臺、露天礦山安全監測預警平臺、監測APP軟件、監測小站(微信小程序)、垂直度檢測APP軟件等。
相關產品
免責聲明
- 凡本網注明“來源:化工儀器網”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:化工儀器網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。
- 本網轉載并注明自其他來源(非化工儀器網)的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。