王剛 楊強 李強

我國是一個地質災害多發(fā)的國家，隨著經(jīng)濟建設的蓬勃發(fā)展，交通、水利及資源開發(fā)等工程項目的大量實施以及自然環(huán)境變化影響地質災害呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，尤其是滑坡地質災害最為嚴重，其分布廣、危害大已經(jīng)嚴重制約著社會經(jīng)濟的發(fā)展，同時對人民的生命財產(chǎn)構成了巨大的威脅。三峽庫區(qū)目前是我國滑坡地質災害發(fā)生數(shù)量最多、危害最大、損失程度最為嚴重的地區(qū)之一。由于庫區(qū)地理條件特殊，地質環(huán)境復雜，水庫調蓄不可避免地影響到庫區(qū)滑坡地質災害的發(fā)生與發(fā)展。所以對滑坡進行長期監(jiān)測，提高預測預報和預警的準確性，具有重要的科學和現(xiàn)實意義。本文介紹了三峽庫區(qū)重慶市開縣大榜8社滑坡運用GPS監(jiān)測技術后取得了很好的監(jiān)測效果，表明GPS監(jiān)測技術應用到地質災害監(jiān)測工作中完全可以滿足滑坡體位移監(jiān)測的要求。

1 GPS滑坡監(jiān)測技術方法

1)GPS用于滑坡監(jiān)測的優(yōu)點。GPS是以衛(wèi)星為基礎的無線電導航定位系統(tǒng)，應用到滑坡監(jiān)測中有以下優(yōu)點:a.測站間無需保持通視;b.可同時測定點的三維位移;c.全天候觀測;d.易于實現(xiàn)全系統(tǒng)的自動化;e.可以獲得mm級精度。2)GPS定位原理。GPS衛(wèi)星發(fā)射測距信號和導航電文，導航電文中含有衛(wèi)星的位置信息。用戶GPS接收機在某一時刻同時接收三顆以上GPS衛(wèi)星信號，測量出測站點(接收機天線中心)P至三顆以上GPS衛(wèi)星的距離并解算出該時刻GPS衛(wèi)星的空間坐標，根據(jù)測量學中測距交匯的方法，即可確定出測站P的位置。用載波相位觀測值的各種線性組合(即差分值)作為觀測值，獲得兩點之間高精度的GPS基線向量(即坐標差)。3)GPS靜態(tài)觀測選點和布網(wǎng)原則。選點原則:a.GPS點周圍應便于安置接收設備和操作，視野開闊，視場內障礙物的高度角不宜超過 15°;b.遠離大功率無線電發(fā)射源，其距離不小于 200m;c.遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不小于50m;d.附近不應有強烈影響衛(wèi)星信號的物體;e.交通方便，并有利于其他測量手段擴展和聯(lián)測。布網(wǎng)原則:GPS網(wǎng)的布設應視其目的、要求的精度、衛(wèi)星狀況、接收機類型和數(shù)量、測區(qū)已有的資料、測區(qū)地形和交通狀況以及作業(yè)效率綜合考慮，按照優(yōu)化設計的原則進行。4)GPS靜態(tài)觀測方法。用多臺GPS接收機進行靜態(tài)觀測時，施測前在室內調整好各接收機的觀測參數(shù)使各參數(shù)保持一致。并對每個接收機進行編號，觀測時正確量測天線高，詳細記錄接收機編號、測點號、觀測時段、天線高、觀測人等信息，GPS觀測一般采用邊連式推進法進行量測。5)數(shù)據(jù)分析方法。數(shù)據(jù)分析時，不能以某期次的絕對數(shù)據(jù)作為位移量，而是以S—t和H—t曲線的趨勢線作為量算的依據(jù)。對于某個測點，當其所代表的塊體真正發(fā)生位移變形時，歷次觀測的水平位移方向α具有一致性，當α的值差別較大，很可能是觀測存在誤差，需和其他測點或同部位其他方法的觀測結果進行綜合分析。

2 大榜8社滑坡的地質環(huán)境及GPS監(jiān)測網(wǎng)布設

2.1 大榜 8社滑坡的地質環(huán)境背景

大榜 8社滑坡位于重慶市開縣鎮(zhèn)東鎮(zhèn)大榜村 8社，滑坡發(fā)育于侏羅系上統(tǒng)遂寧組紫紅色泥巖夾砂巖組成的水平層狀斜坡中，為堆積層滑坡?；缕矫嫘螒B(tài)近似舌形，剖面上呈折線形。分布高程310m～420m，滑坡體長約250m，寬約 400m，面積10×104m2，厚度約 15m，體積約 150×104m3?；麦w物質主要為第四系堆積物，巖性成分為紫紅色粉質粘土，滑帶為紫紅色泥巖夾砂巖?；麦w地下水主要為松散層孔隙水和風化裂隙水，主要受大氣降水補給，滑坡處于地形相對高差較大、溝谷切割強烈的斜坡地帶，坡面臨空。

2.2 大榜8社滑坡GPS監(jiān)測網(wǎng)布設

為了更好的監(jiān)測該滑坡的變形情況，在該滑坡體一定距離外的穩(wěn)定巖體上布設基準點兩個，編號為KX-032，KX-033。監(jiān)測網(wǎng)共布設了9個監(jiān)測點，在滑坡體內的高程320m，360m，400m各布1條視準線，每條視準線內左、中、右各布設 1個變形監(jiān)測點，形成 3縱 3橫 9條監(jiān)測剖面網(wǎng)，每個監(jiān)測點上都建監(jiān)測墩并架設強制對中裝置。

3 監(jiān)測數(shù)據(jù)采集及處理分析

野外數(shù)據(jù)采集監(jiān)測儀器選用Trimble 4600型一體化GPS單頻接收機，用Trimb le Data Transfer程序導出數(shù)據(jù)，使用Trimble Geomatics Office1.60程序對數(shù)據(jù)進行基線解算、平差分析等相關處理。

滑坡采用GPS定期靜態(tài)定點監(jiān)測的方式，通過GPS監(jiān)測數(shù)據(jù)處理程序對所測數(shù)據(jù)進行基線解算處理，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)處理以第 1期監(jiān)測值為初始值計算各項監(jiān)測變化值。監(jiān)測日期從 2004年11月開始，地表累積位移曲線圖見圖 1～圖 4。

滑坡 N—S向位移曲線見圖1，從圖1中可以看出位于滑坡前緣的KX-029，KX-030及KX-031監(jiān)測點變形發(fā)展明顯。在每年的雨季 6月～9月都會出現(xiàn)一次階梯式的跳躍，位移量比其他月份增長明顯。N—S向位移曲線是負方向位移表示位移方向為S向，KX-029，KX-030及KX-031監(jiān)測點目前在S向的位移分別為1 162mm，1 931mm和19mm?；翬—W向位移曲線見圖2。圖 2中顯示，位于滑坡前緣的監(jiān)測點 KX-029，KX-030及KX-031變形量依舊增速明顯，特別是在雨季也呈現(xiàn)出階梯式的跳躍，而其余監(jiān)測點也有一定量的增速，但位移變形幅度較小。E—W向位移曲線的負方向位移表示位移方向為W向，KX-029，KX-030，KX-031監(jiān)測點目前在 W向的位移分別為 741 mm，4 716mm和923mm。

滑坡各GPS監(jiān)測點的合成水平位移時間曲線見圖3，表明監(jiān)測點的水平位移呈勻速線性增長。其中位于滑坡前緣的KX-029，KX-030及KX-031監(jiān)測點增長速率最明顯，變形量在每年的雨季依然呈現(xiàn)出階梯式的跳躍，變形速率明顯大于其余監(jiān)測點。目前KX-029，KX-030及 KX-031監(jiān)測點水平位移量分別為1 378.2mm，5 096.0mm和923.2mm。結合N—S和E—W向的位移方向，GPS監(jiān)測點的合成位移方向為SW，與滑坡主方向相同。

位于滑坡前緣的KX-029，KX-030及KX-031監(jiān)測點在H向的位移變形也非常明顯(見圖4)，且位移值是負值，說明各點呈現(xiàn)下降趨勢，目前KX-029，KX-030及KX-031監(jiān)測點的垂向變形量分別為306mm，910mm和222mm。

從監(jiān)測點位置分析，該滑坡布設三條剖面，Ⅰ—Ⅰ′剖面為KX-023，KX-026，KX-029，地表水平累積位移156.3mm～1 378.2mm;Ⅱ—Ⅱ′剖面為 KX-024，KX-027，KX-030，地表水平累積位移98.5mm～5 096.0mm;Ⅲ—Ⅲ′剖面為 KX-025，KX-028，KX-031，地表水平累積位移 78.3mm～923.2mm。位于滑坡體后緣的監(jiān)測點變形不明顯，中部和前緣監(jiān)測點的水平位移趨勢較明顯，前緣變形明顯大于中部，這是由于滑坡體的前緣地形比較陡，覆蓋層較松散的緣故。變形區(qū)域主要集中于Ⅰ—Ⅰ′剖面和Ⅱ—Ⅱ′剖面的下部區(qū)域，其中位于滑坡Ⅱ—Ⅱ′剖面下部的KX-030監(jiān)測點在雨季期間的暴雨及持續(xù)性強降雨后位移變形最為明顯，該監(jiān)測點2007年雨季(6月～9月)變形量為3 036.6mm，2008年雨季(6月～9月)變形量為1 642.5mm?；麦w中部及后緣監(jiān)測點的位移變形速率較小，但變形趨勢較明顯。

4 結語

通過對該滑坡體的長期監(jiān)測，目前已取得了重要階段性成果，掌握了該滑坡體的變形動態(tài)，該滑坡前緣目前仍有貫通性裂縫組，前緣地帶危險性大，在強降雨等誘發(fā)因素影響下，可能產(chǎn)生大規(guī)?；瑒幼冃?。GPS技術應用到地質災害監(jiān)測工作中完全可以滿足滑坡體位移監(jiān)測的要求。由于 GPS具有全天候、實時、連續(xù)的高精度監(jiān)測特點，并且測站間又不用通視，作業(yè)效率很高，勞動強度相對較低，十分適用于山區(qū)滑坡體的監(jiān)測。

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