地质灾害预警平台方案

地质灾害预警平台工作方案

目录

第一章概述 (2)

1.1项目背景 (2)

1.2 研究进展 (3)

1.3 设计原则和目标 (4)

1.4 预警平台优势 (4)

第二章数据类型及处理 (4)

2.1 传感器安装原则和目的 (4)

2.2 地表变形监测 (5)

2.3 深部变形监测 (6)

2.4 土壤水分监测 (7)

2.5 地下水水位、孔压监测 (9)

2.6 数据中心 (9)

第三章预警平台 (10)

3.1 预警平台基本介绍 (10)

3.2 预警平台层次一 (11)

3.1.1 阀值预警 (11)

3.1.2 回归分析预警 (12)

3.2 预警平台层次二 (13)

3.2.1 模糊数学预警 (13)

3.2.2 灰色理论预警 (14)

3.2.3 人工神经网络模型预警 (15)

3.3预警平台层次三 (15)

3.3.1 力学方法预警 (15)

3.3.2 概率模型预警 (17)

3.3.3 “3S”技术预警 (17)

第四章总结 (18)

参考文献 (19)

第一章概述

1.1项目背景

随着我国国民经济的日益发展，机场、公路、铁路等基础设施建设成为经济发展的关键。由于我国所处的构造带交汇部位以及复杂的气候系统，我国也成为世界上地质灾害种类多，活动频繁，危害严重的国家之一，而且分布范围较广，有日益加重的趋势，直接影响到国民经济的发展和人民生活的安全。据统计，我国每年因崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、矿山地质灾害和土地荒漠

化等地质灾害所造成的直接经济损失高达840亿人民币之多，而且造成了大量的居民伤亡，由于地质环境的恶化而引发或加重的其他灾害所造成的经济损失更是无法估算。

地质体是地质环境的主体,地球上所有的生命均依附于这一载体。地质灾害是地质环境质量较低的表现，它的频繁发生不仅仅显示了自然地质环境的脆弱性，而且还反映了人类工程活动与自然地质环境之间矛盾的激化。地质灾害广泛分布于我国各个地区，随着人类活动规模与强度的增大，正在越来越深刻地干预地球表层的自然过程，导致自然灾害发生的频率越来越高，影响范围也越来越大。地质灾害的突发性、危害性，不仅使建筑物受到破坏，而且会破坏生态环境，造成巨大的经济损失和人员伤亡。

1.2 研究进展

由于地质灾害及其自身突发性和危害性不断地给我国蓬勃向上的国民经济发展和基础设施建设带来巨大的损失。因此，针对地质灾害的“监测—预报预警”和防灾减灾工作具有极其重要的地位，同时也促使国家开始重视对地质灾害的预报预警和防灾减灾工作，深入研究并开展我国地质灾害的“监测—预报预警”工作可以极大程度上减少我国在基础设施建设方面的损失，维护国民经济稳定发展和人民生命财产安全。

经过查阅大量历史资料发现，以往的监测手段和预报预警方法仅仅停留在地质灾害学等少数学科门类。监测手段过于单一，缺乏集成化的数据库，以及不能充分利用现有的网络技术；预报预警方法也缺乏足够的科学依据，往往呈现出滞后性和不准确性。促使地质灾害的原因是多方面的，需要通过多个方面，多种手段才能最大程度上做好地质灾害预报预警工作，减轻地质灾害的危害。

针对我国地质灾害发生的区域性和多发性特点，综合我国基础设施建设的需要和人民居住安全的重要性，应该合理的走一条创新型地质灾害“监测—预报预警”道路，开展地质灾害危险性区划和预防性研究。基本原理主要是把在地质灾害调查中通过对已知变形或破坏的显示情况和提供的信息，把反映各种区域稳定性因素的实测值转化为反映区域稳定性的信息量值，并在此基础上结合各种方法进行分析评价，最后做出预报预警。

1.3 设计原则和目标

崩滑地质灾害预警平台是基于原位监测工作定制的一套既包含专业性技术，又集面向大众预报预警的多层次的崩滑地质灾害预警平台。通过在预警区范围内布设、安装传感器，获取各种类型数据，并且利用物联网技术上传以及存储各类传感器采集到的数据；建立黄土滑坡灾害预警模型，搭建完整的预警平台，实现微信、短信等报警方式。目前，已经形成一套成熟的地质灾害预警平台工作方案。

1.4 预警平台优势

该地质灾害预警平台工作方案具有极强的创新性，结合了多学科的分析方法，可以增强预报预警的结果的准确性和科学性。不仅如此，该套成熟的预警体系还可以对数据进行实时处理、分析以及预报。该地质灾害预警平台工作方案还具有良好的适应性，可以适用于我国各种地质灾害多发区域，对灾害发生原因可以进行单一因素或综合因素分析评价预测，是一套成熟并且实用的地质灾害预警平台工作方案。

第二章数据类型及处理

2.1 传感器安装原则和目的

针对预警区范围内的历史地质灾害调查资料，制定相应的所需数据的采集流程。通常将各种类型传感器监测设备在预警区范围内布设安装，不同类型传感器安装于可能影响地质体稳定性位置处，再将所采集到的数据，通过各设备对应的通道与数据存储库联通，利用DTU设备将数据发送到互联网，可以对各种类型传感器监测设备进行实施的位置、数值量以及趋势的观测。下文将简要叙述接种常见传感器设备、作用以及安装方法。

2.2 地表变形监测

针对地表变形的原位监测设备包括拉伸式位移传感器、GPS设备、激光测距位移传感器，其中拉伸式位移传感器、激光测距位移传感器都是用于相对位移变形量的测量，GPS设备用于绝对位移变形量的测量，根据滑坡及崩塌区的地形地貌条件，突出主滑方向和变形较大位置的监测，均布设于覆盖裂缝处。监测设备如图2.1所示，数据处理结果如图2.2所示。

a．拉伸式位移传感器

b．GPS设备

、

c．激光测距位移传感器

图2.1 相对位移测量设备

图2.2 地表沉降变形

2.3 深部变形监测

针对深部变形的原位监测设备包括测斜传感器，用于深部位移变形量的测量，在其周围滑坡体上布置测斜孔，每个测斜观测孔中安装测斜传感器，以测定岩土体发生位移的位置、大小、方向及变化速率，分析判定滑坡体的稳定性。监测设备如图2.3所示，数据处理结果如图2.4所示。

图2.3 测斜仪