摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)也得到很大提高。泥石流預(yù)警在減災(zāi)實(shí)踐工作上已取得到了豐碩的成果和明顯的效益。簡(jiǎn)單的說(shuō)，泥石流預(yù)警可以分為泥石流預(yù)報(bào)和泥石流警報(bào)兩種類(lèi)型，二者的根本區(qū)別是預(yù)警信息來(lái)源與泥石流暴發(fā)時(shí)間的關(guān)系。該文結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)探討滑坡泥石流預(yù)警技術(shù)及其具體的實(shí)踐方法，以期有裨益于我國(guó)泥石流預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)與完善。

關(guān)鍵詞：泥石流 預(yù)警 實(shí)施 案例

中圖分類(lèi)號(hào)：X43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（b）-0033-01

1 泥石流監(jiān)測(cè)警報(bào)技術(shù)

1.1 接觸式警報(bào)儀器

接觸式警報(bào)儀器主要有三種，即鋼索監(jiān)測(cè)器、壓力式泥位計(jì)以及沖擊力監(jiān)測(cè)器。鋼索監(jiān)測(cè)器具有節(jié)能省電、可靠性高、可分級(jí)預(yù)警等特點(diǎn)，比較的適宜于泥石流流動(dòng)沖刷階段。

第二種是壓力式泥位計(jì)。即通過(guò)檢測(cè)泥石流對(duì)主溝溝床底部造成的壓力變化來(lái)對(duì)泥石流運(yùn)動(dòng)發(fā)出預(yù)警警告。泥石流一般來(lái)說(shuō)呈現(xiàn)前陡后緩的狀態(tài)，并有著陣性的特征，其在進(jìn)入主溝溝床后，對(duì)于溝基地的壓力多以周期性變化表現(xiàn)出來(lái)。因此，壓力式泥位計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較適宜于這種情況。

第三種是沖擊力監(jiān)測(cè)器。這種監(jiān)測(cè)器，不僅可以確定泥石流的時(shí)間和大致地點(diǎn)范圍，還可以通過(guò)測(cè)量泥石流沖擊力的大小來(lái)確定泥石流的規(guī)模和破壞力，進(jìn)而對(duì)泥石流災(zāi)害進(jìn)行規(guī)模分級(jí)，并根據(jù)不同情況發(fā)出不同的預(yù)警信號(hào)。

1.2 非接觸式警報(bào)儀器

非接觸性警報(bào)器即在不接觸泥石流的狀態(tài)下，通過(guò)儀器獲取泥石流的聲音、影像、振動(dòng)、泥位等相關(guān)信息，以對(duì)泥石流的發(fā)生概率及規(guī)模進(jìn)行判定。其主要構(gòu)建有攝像機(jī)、超聲波（激光）泥位報(bào)警儀、地聲警報(bào)器以及次聲警報(bào)器等。影像檢測(cè)具有直觀性的效果，我們可以通過(guò)影像資料直接獲知關(guān)于泥石流的一切信息。數(shù)字圖像處理方法可以自動(dòng)識(shí)別數(shù)碼攝像機(jī)視頻數(shù)據(jù)中泥石流信息，并對(duì)其規(guī)模大小進(jìn)行判別。

2 應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)踐

該文以長(zhǎng)江中上游的泥石流預(yù)警系統(tǒng)為例。該泥石流預(yù)警系統(tǒng)項(xiàng)目的建設(shè)主要涉及云、貴、川、甘、陜、渝、鄂這七個(gè)省。其主要任務(wù)是對(duì)原有的預(yù)警系統(tǒng)各級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)構(gòu)軟、硬件進(jìn)行典型配置，并開(kāi)發(fā)研究配套的滑坡泥石流調(diào)查GIS系統(tǒng)，使整個(gè)預(yù)警系統(tǒng)的現(xiàn)代化與信息化水平得到進(jìn)一步的提升。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)泥石流的實(shí)際情況，其應(yīng)對(duì)的系統(tǒng)方案也有不同的選擇。首先是在當(dāng)前監(jiān)測(cè)地區(qū)降雨量比閾值較大時(shí)，在這種情況下，用來(lái)監(jiān)控的計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)無(wú)限遙感技術(shù)接收來(lái)自測(cè)雨量站傳來(lái)的各種數(shù)據(jù)，并對(duì)前方的具體情況進(jìn)行初步判斷與預(yù)報(bào)；第二種，當(dāng)監(jiān)測(cè)器監(jiān)察到前方監(jiān)測(cè)區(qū)泥石流溝中出現(xiàn)泥水時(shí)，那么泥水位探測(cè)頭就會(huì)對(duì)泥石流的預(yù)計(jì)發(fā)生時(shí)間和規(guī)模進(jìn)行分級(jí)預(yù)報(bào)；第三種是雨水與泥水同時(shí)都滿(mǎn)足條件，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)就會(huì)將泥石流到來(lái)的信息進(jìn)行分級(jí)報(bào)警，并馬上啟動(dòng)高清數(shù)碼相機(jī)，以泥位標(biāo)尺為背景采集泥石流相關(guān)圖片并傳送給計(jì)算機(jī)，檢測(cè)人員通過(guò)認(rèn)真對(duì)這些圖片進(jìn)行分析，確認(rèn)泥石流到來(lái)信息的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，然后再將報(bào)警信息以短信的形式發(fā)送到各個(gè)相關(guān)負(fù)責(zé)人的手機(jī)上。同時(shí)，檢控計(jì)算機(jī)也會(huì)將預(yù)警信號(hào)發(fā)送給安裝了預(yù)報(bào)器的鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)，無(wú)線(xiàn)啟動(dòng)并發(fā)出預(yù)警。

在泥石流預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，除了泥水位預(yù)警子系統(tǒng)，其他的設(shè)備都是由太陽(yáng)能供電，在遠(yuǎn)離泥石流溝的監(jiān)測(cè)站安裝檢控計(jì)算機(jī)，然后在可能會(huì)被泥石流禍及的鄉(xiāng)村與城鎮(zhèn)安裝泥石流報(bào)警器。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

泥石流預(yù)警這一系統(tǒng)集成了多項(xiàng)高科技技術(shù)，綜合運(yùn)用了統(tǒng)計(jì)學(xué)上的模糊綜合分析法和主成分分析法等方法，模糊數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)法和抽樣統(tǒng)計(jì)法，并利用GIS、RS以及水文地質(zhì)信息綜合分析算法，與當(dāng)?shù)貧庀?、地質(zhì)、水情歷史信息結(jié)合，建立決策子系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的建立不僅可以準(zhǔn)確地將當(dāng)?shù)貓?bào)警限制值的預(yù)警值分析出來(lái)，還可以準(zhǔn)確地判斷出泥石流預(yù)計(jì)發(fā)生的時(shí)間，并科學(xué)的判斷出最佳的人員轉(zhuǎn)移路線(xiàn)，且為下一步的系統(tǒng)研發(fā)打下基礎(chǔ)。

3 預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成及功能

3.1 雨量計(jì)子系統(tǒng)

雨量計(jì)子系統(tǒng)主要依靠雨量計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，這一系統(tǒng)主要包括以下部分：即雨量計(jì)、雨量自報(bào)系統(tǒng)及軟件。雨量計(jì)子系統(tǒng)一般安裝在泥石流監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)，其大概運(yùn)行程序首先是通過(guò)雨量計(jì)子系統(tǒng)監(jiān)測(cè)降雨，然后再把相關(guān)降雨信息傳輸給數(shù)據(jù)采集報(bào)警儀，報(bào)警儀在收到信息后把累計(jì)的雨量計(jì)算后傳給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)把當(dāng)天的雨量繪制成雨量柱狀圖，同時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)事雨量以及日降雨量，并參照閾值進(jìn)行對(duì)比，看是否超過(guò)限制。若超過(guò)限制，計(jì)算機(jī)音頻便會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并將報(bào)警信息以短信形式發(fā)送給提前預(yù)訂了此信息的人員。雨量計(jì)子系統(tǒng)屬于無(wú)線(xiàn)傳輸。

引發(fā)泥石流的重要原因之一就是長(zhǎng)期且連續(xù)的強(qiáng)降雨或者暴雨。而雨量計(jì)能準(zhǔn)確地檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)的降雨強(qiáng)度以及每天的累積降雨量。如果計(jì)算出來(lái)的雨量高出了設(shè)定的警戒閾值，系統(tǒng)會(huì)先將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判定警報(bào)等級(jí)并同時(shí)發(fā)出泥石流可能會(huì)出現(xiàn)的警報(bào)。

3.2 泥水位報(bào)警儀子系統(tǒng)

泥水位報(bào)警儀子系統(tǒng)主要依靠泥水位探頭等主要儀器采集數(shù)據(jù)。泥水位報(bào)警儀子系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程如下，首先將泥水位報(bào)警儀探頭按泥水導(dǎo)溝邊緣側(cè)壁的高度進(jìn)行均勻分布，傳感器在遇到水或者飽和的泥水后便會(huì)將信號(hào)傳至數(shù)據(jù)采集報(bào)警儀，報(bào)警儀發(fā)出報(bào)警信號(hào)并把信號(hào)傳輸給泥水位報(bào)警儀子系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)在收到后會(huì)將警報(bào)進(jìn)行儲(chǔ)存、顯示，并繪制出狀態(tài)圖然后通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警音，最后將報(bào)警信號(hào)以短信形式發(fā)至指定手機(jī)。不同于雨量計(jì)子系統(tǒng)，泥水位報(bào)警儀子系統(tǒng)屬于有線(xiàn)傳輸。

泥水位探頭主要對(duì)泥石流發(fā)生初期的泥水位變化進(jìn)行檢測(cè)，其探頭有著探針傾斜的作用，這種系統(tǒng)很好地實(shí)現(xiàn)了分級(jí)對(duì)導(dǎo)渠內(nèi)水位或飽和泥水位進(jìn)行報(bào)警的目的。數(shù)據(jù)采集報(bào)警儀通過(guò)傳感器對(duì)不同高度的泥水位進(jìn)行傳感，并顯示相應(yīng)高度的報(bào)警燈，進(jìn)而啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)，向計(jì)算機(jī)傳輸報(bào)文。當(dāng)采集報(bào)警儀發(fā)出報(bào)警時(shí)，計(jì)算機(jī)也會(huì)在同一時(shí)間將報(bào)警信息以短信形式發(fā)送給預(yù)定手機(jī)，同時(shí)，值班人員會(huì)在第一時(shí)間開(kāi)啟搜索探照燈，檢查視頻系統(tǒng)信息，以再次對(duì)泥石流預(yù)警信號(hào)的準(zhǔn)確性進(jìn)行確認(rèn)，并最終將預(yù)警信號(hào)發(fā)出，然后引導(dǎo)下游民眾安全撤離，減少泥石流造成的損害。

3.3 視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

這一系統(tǒng)主要包括搜索探照燈、攝像機(jī)、圖像采集卡及軟件等。這一系統(tǒng)可以人工判別關(guān)于泥石流的相關(guān)信息，然后根據(jù)章程發(fā)出預(yù)報(bào)，引導(dǎo)下游民眾安全撤離。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，泥石流預(yù)警是一項(xiàng)極具重要意義的非工程性減災(zāi)措施，其主要是通過(guò)各種科學(xué)手段先對(duì)泥石流可能會(huì)發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、規(guī)模、危害范圍以及潛在的損失等進(jìn)行相關(guān)的推測(cè)，然后再及時(shí)將預(yù)警信息告知危險(xiǎn)區(qū)的居民，并積極地采取各種避災(zāi)措施，以有效地降低自然災(zāi)害的破壞程度，進(jìn)而保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

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