林興立 胡輝
摘要:滑坡與崩塌是廣州市較常見的地質(zhì)災(zāi)害類型。實(shí)施邊坡變形監(jiān)測(cè)與預(yù)警能在較大程度上減小災(zāi)害損失。根據(jù)滑坡與崩塌地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn),分析了現(xiàn)有常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)的局限性;以兩個(gè)成功案例分析了廣州地區(qū)滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害的變形特點(diǎn),總結(jié)了不同災(zāi)害類型邊坡的監(jiān)測(cè)剖面、監(jiān)測(cè)參數(shù)及傳感器類型確定原則與監(jiān)測(cè)實(shí)施方法。監(jiān)測(cè)效果表明,本文介紹的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能齊全、性能穩(wěn)定、部署靈活、兼容性強(qiáng),能夠較好地對(duì)危巖崩塌、滑坡實(shí)施在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)災(zāi)害;崩塌;滑坡;監(jiān)測(cè);物聯(lián)網(wǎng)
廣州存在北部及東北部低山丘陵、中西部廣花盆地和南部低地平原三種典型地貌,區(qū)域內(nèi)斷層廣布、珠江口西岸附近堆積深厚的軟弱淤泥和粉細(xì)砂,地質(zhì)條件復(fù)雜。由于復(fù)雜的自然、地理環(huán)境條件,加上城市大規(guī)模開發(fā)建設(shè),導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2020年廣州共有674處地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),威脅人數(shù)1 589人,潛在經(jīng)濟(jì)損失52 379.7萬元,其中邊坡地質(zhì)災(zāi)害占比最大。邊坡地質(zhì)災(zāi)害主要為滑坡、崩塌兩種類型[1-3],其特點(diǎn)為:①規(guī)模小、數(shù)量多、分布廣、突發(fā)性強(qiáng)、危險(xiǎn)性危害性大;②斷裂與褶皺地質(zhì)構(gòu)造背景并存;③巖土層結(jié)構(gòu)松散、破碎是崩塌滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ);④豐沛的降水與滲流是動(dòng)力條件;⑤人類工程活動(dòng)是主要致災(zāi)因子,也是最直接的承災(zāi)體。
根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》,“重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與防御”是公共安全領(lǐng)域優(yōu)先主題,其中,監(jiān)測(cè)是防災(zāi)的首要工作,是災(zāi)害預(yù)報(bào)和防范的信息源頭。專家學(xué)者也把建立邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為城市地質(zhì)災(zāi)害問題的重要防治對(duì)策[4-5]。
地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)具有多學(xué)科融合的專業(yè)特性,如何針對(duì)廣州地區(qū)滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害的變形特點(diǎn),針對(duì)性地提出監(jiān)測(cè)方案,是當(dāng)前邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)。此外,常規(guī)監(jiān)測(cè)手段在數(shù)據(jù)采集頻率及預(yù)警時(shí)效性等方面難以滿足邊坡地質(zhì)災(zāi)害變形監(jiān)測(cè)的要求,監(jiān)測(cè)手段及技術(shù)水平亟需提升?;诖?,本文結(jié)合筆者近年來在物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)與邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)實(shí)踐的認(rèn)識(shí),論述了物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成及監(jiān)測(cè)剖面、監(jiān)測(cè)參數(shù)及傳感器類型確定原則與監(jiān)測(cè)實(shí)施方法,為廣州地區(qū)邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警提供參考。
1? ? 開展邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的意義
邊坡地質(zhì)災(zāi)害的防治主要有兩種思路:“防”和“治”。“防”即通過地質(zhì)調(diào)查、變形監(jiān)測(cè)等手段,判斷其穩(wěn)定狀態(tài)及變形發(fā)展趨勢(shì),預(yù)估災(zāi)害帶來的后果并制定相關(guān)應(yīng)急措施;“治”即對(duì)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行工程加固治理,是避免地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的最終手段。面對(duì)眾多的邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn),若全面實(shí)施治理,需要消耗大量自然及社會(huì)資源。除經(jīng)濟(jì)上不可行外,全面治理還存在較大的盲目性。當(dāng)尚未有依據(jù)充分證明一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)不穩(wěn)定便開展治理工作,一方面耗費(fèi)財(cái)力,并且可能在治理過程中出現(xiàn)邊治理、邊破壞的負(fù)面效果,誘發(fā)本身尚處于基本穩(wěn)定狀態(tài)邊坡的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。因此,現(xiàn)階段對(duì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)堅(jiān)持“預(yù)防為主,防治結(jié)合”的方針,優(yōu)先開展變形監(jiān)測(cè)。
對(duì)廣州地區(qū)典型地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)實(shí)施變形監(jiān)測(cè)有三方面的意義。首先,以較少的投資掌握邊坡穩(wěn)定狀態(tài)及變形發(fā)展趨勢(shì),進(jìn)入臨災(zāi)階段提供預(yù)警預(yù)報(bào),最大限度地減少地質(zhì)災(zāi)害造成的生命財(cái)產(chǎn)損失,具有巨大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其次,通過對(duì)變形監(jiān)測(cè)成果分析,決定是否開展治理,并為治理決策提供依據(jù),減少工程治理的盲目性。最后,邊坡變形監(jiān)測(cè)成果也是研究工程地質(zhì)問題的第一手資料[6],對(duì)研究巖土體變形破壞機(jī)理及完善地質(zhì)模型極為重要[7],對(duì)促進(jìn)工程地質(zhì)學(xué)科理論研究和工程應(yīng)用意義重大。
2? ? 邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
目前,邊坡地質(zhì)災(zāi)害常見的監(jiān)測(cè)手段有人工變形監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、降雨量預(yù)報(bào)等。人工變形監(jiān)測(cè)主要采用全站儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)斜儀、測(cè)縫計(jì)、應(yīng)力計(jì)等常規(guī)監(jiān)測(cè)儀器,量測(cè)角度、距離、高程、傾斜、相對(duì)位移、應(yīng)力等參數(shù)變化量。這種監(jiān)測(cè)手段具有較好的靈活性,也適應(yīng)于不同的地質(zhì)體,在業(yè)界占主流。但人工變形監(jiān)測(cè)存在外業(yè)工作量大、數(shù)據(jù)采集頻率低、數(shù)據(jù)利用延后等缺點(diǎn),且直接受天氣、惡劣環(huán)境限制,尤其是在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí),監(jiān)測(cè)人員人身安全也受到風(fēng)險(xiǎn)威脅,導(dǎo)致緊急關(guān)頭無法連續(xù)監(jiān)測(cè)。
視頻監(jiān)控是指利用高清攝像頭對(duì)準(zhǔn)邊坡地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行視頻錄制、變形動(dòng)態(tài)識(shí)別并將地災(zāi)隱患點(diǎn)視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控室或指揮部。視頻監(jiān)控主要由前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)綜合布線(光纖、網(wǎng)線、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)、服務(wù)器、客戶端等設(shè)備組成;部分?jǐn)z像機(jī)采用4G、網(wǎng)橋等無線方式傳輸數(shù)據(jù)。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于影相實(shí)時(shí)呈現(xiàn)及多路切換,便于專家在室內(nèi)對(duì)災(zāi)害隱患進(jìn)行會(huì)診,提出相應(yīng)的防治措施和預(yù)案[8]。但視頻監(jiān)控的缺點(diǎn)也是明顯的,一方面,視頻監(jiān)控設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)條件、供電條件、部署環(huán)境、安裝部位等要求較高,而邊坡地質(zhì)災(zāi)害大多數(shù)處于較偏遠(yuǎn)的山區(qū),大多數(shù)不具備有線網(wǎng)絡(luò)及市電接口,部分地區(qū)甚至沒有4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào),并且可能難以尋找滿足監(jiān)控?cái)z像頭通視要求的布置點(diǎn);另一方面,視頻監(jiān)控僅能獲得邊坡表面直觀信息,表面直觀信息難以用于邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警,應(yīng)用價(jià)值非常有限。
基于降雨量的邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用,多個(gè)國(guó)家和地區(qū)建立了多種基于降雨量的滑坡預(yù)警模型并在實(shí)踐中取得較好的預(yù)警效果,其原理是根據(jù)地區(qū)歷史降雨量數(shù)據(jù)與發(fā)生邊坡地質(zhì)災(zāi)害的事件建立概率模型,并在后續(xù)的降雨中預(yù)測(cè)滑坡可能發(fā)生的時(shí)間。然而這種方法僅適用于大范圍區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào),無法對(duì)具體地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與預(yù)警。
綜上,當(dāng)前人工變形監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、降雨量預(yù)報(bào)等監(jiān)測(cè)手段在邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中存在較大的局限性,難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)、精準(zhǔn)的預(yù)警預(yù)報(bào)。
3? ? 物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)介紹
物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)是近年發(fā)展起來的一種信息化監(jiān)測(cè)手段,是將地質(zhì)工程或巖土工程與傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、軟件技術(shù)、微電子技術(shù)及新能源技術(shù)深度融合而成的一項(xiàng)新技術(shù)。基于物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多種參數(shù)無間斷監(jiān)測(cè),并及時(shí)通過服務(wù)器后處理軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)分析、實(shí)時(shí)報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)警,確保特殊情況下監(jiān)測(cè)工作的連續(xù)性與信息傳遞的及時(shí)性。筆者已成功研發(fā)安全防災(zāi)物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)并取得相關(guān)專利及軟件著作權(quán),限于文章篇幅,此處僅簡(jiǎn)單介紹該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能。
物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由傳感器及數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊(有線或無線)、數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用系統(tǒng)(遠(yuǎn)程服務(wù)器、云平臺(tái)、監(jiān)控中心、應(yīng)用軟件)等子系統(tǒng)或模塊組成(見圖1)。傳感器及數(shù)據(jù)采集、通訊模塊部署在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng),傳感器包括測(cè)斜儀、位移計(jì)、水準(zhǔn)儀、水位計(jì)、GNSS接收機(jī)等;采集模塊采用低功耗元件并具閑時(shí)休眠功能,采用太陽(yáng)能配合電池實(shí)現(xiàn)直流供電(采用市電必須有嚴(yán)格的防雷裝置);通信模塊采用2/3/4/5G無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)等通信方式。安裝在服務(wù)器中的數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理分析、自動(dòng)生成各種專業(yè)圖表、自動(dòng)生成報(bào)表(簡(jiǎn)報(bào))、自動(dòng)報(bào)警(現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警、電腦平臺(tái)報(bào)警、手機(jī)短信報(bào)警)等功能。相關(guān)人員可通過客戶端查詢和管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng),接收預(yù)警或報(bào)警信息。
物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)及基于該項(xiàng)技術(shù)形成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在采集頻率、預(yù)警時(shí)效性、部署便利性、監(jiān)測(cè)精度、預(yù)警空間分辨率、設(shè)備普適性等方面均優(yōu)于常規(guī)監(jiān)測(cè)手段,在邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中具有廣泛的發(fā)展前景。
4? ? 邊坡監(jiān)測(cè)方案制定
邊坡地質(zhì)災(zāi)害成因復(fù)雜,破壞模式多樣,監(jiān)測(cè)方法豐富多變,因此,邊坡監(jiān)測(cè)方案需要在掌握邊坡產(chǎn)狀要素的基礎(chǔ)上,充分利用地質(zhì)學(xué)與巖土工程學(xué)確定重點(diǎn)監(jiān)測(cè)剖面、監(jiān)測(cè)參數(shù),運(yùn)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、通訊技術(shù)確定監(jiān)測(cè)方法及選用合適的傳感器。
邊坡地質(zhì)災(zāi)害類型受邊坡形態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體結(jié)構(gòu)、滲流及應(yīng)力狀態(tài)等因素影響。監(jiān)測(cè)方案制訂過程中需要進(jìn)行邊坡測(cè)繪與地質(zhì)調(diào)查、判斷邊坡失穩(wěn)類型(滑坡與崩塌)、選定監(jiān)測(cè)剖面與監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、明確監(jiān)測(cè)參數(shù)與閾值、選取合適精度的傳感器、確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)組網(wǎng)方案等。監(jiān)測(cè)剖面的選擇、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的定位、監(jiān)測(cè)參數(shù)及監(jiān)測(cè)設(shè)備的選取均直接影響監(jiān)測(cè)工作的成敗及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)成本。
4.1 邊坡測(cè)繪與地質(zhì)調(diào)查
邊坡產(chǎn)狀要素對(duì)預(yù)判地質(zhì)災(zāi)害類型非常重要。對(duì)于高度不大、坡度不陡、坡面比較平整的邊坡,可以采用簡(jiǎn)單量測(cè)儀器實(shí)地測(cè)量,獲得典型邊坡剖面圖等;對(duì)于高陡邊坡,采用傳統(tǒng)的測(cè)繪方法難以得到有關(guān)邊坡產(chǎn)狀的完整信息,甚至難以發(fā)現(xiàn)坡面上的孤石危巖等重要危險(xiǎn)源。這樣最好的測(cè)繪方法就是借助無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量或三維激光掃描技術(shù),完整清晰地獲得邊坡坡面產(chǎn)狀信息與危險(xiǎn)源。
地質(zhì)調(diào)查主要內(nèi)容是了解區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度及產(chǎn)狀要素等重要信息。
4.2 預(yù)判邊坡失穩(wěn)類型與確定監(jiān)測(cè)參數(shù)
廣州地區(qū)邊坡地質(zhì)災(zāi)害較多表現(xiàn)為滑坡、崩塌兩類。不同災(zāi)害表現(xiàn)形式的巖土體位移方式不同,制訂監(jiān)測(cè)方案時(shí)首先應(yīng)判斷邊坡災(zāi)害類型。
從誘發(fā)滑坡的力學(xué)機(jī)理上看,滑坡包括牽引式滑坡、推移式滑坡;從邊坡地質(zhì)災(zāi)害的隱患形成、發(fā)展、災(zāi)害發(fā)生整個(gè)過程看,滑坡體的位移表現(xiàn)出連續(xù)性與深層性,采用合適的監(jiān)測(cè)手段不難獲得變形的全過程信息。對(duì)于滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè),最重要的是設(shè)置深層位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)(測(cè)斜)?;骂惖刭|(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)可考慮深層位移監(jiān)測(cè)(鉆孔測(cè)斜)、坡面三維變形監(jiān)測(cè)(GNSS監(jiān)測(cè))、相對(duì)位移監(jiān)測(cè)(裂縫寬度監(jiān)測(cè)或滑坡臺(tái)階表面位移監(jiān)測(cè)),以及地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)如降雨量監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)、土體含水率監(jiān)測(cè)等。
崩塌地質(zhì)災(zāi)害多表現(xiàn)為墜落、傾倒等形式,主要受坡度、巖土結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀的影響,具有明顯的突發(fā)性特點(diǎn),需要監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有相對(duì)高頻的信息采集功能。具有底部支撐、垂直構(gòu)造面發(fā)育的巖質(zhì)邊坡,以及坡面孤石較多以傾倒或滾動(dòng)形式失穩(wěn),采用高頻監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)巖體的傾角變化十分重要,也可以采用相對(duì)位移監(jiān)測(cè)法、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)法等;無底部支撐、垂直構(gòu)造面發(fā)育的巖質(zhì)邊坡,以及風(fēng)化程度較高的風(fēng)化巖、殘積土陡坡的地質(zhì)災(zāi)害則多表現(xiàn)為墜落,此時(shí),快速精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)巖土沉降非常重要。常見的有靜力水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)法、三維變形監(jiān)測(cè)法、相對(duì)位移測(cè)量法等。崩塌地質(zhì)災(zāi)害要求監(jiān)測(cè)頻率高,建議監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔不超過1 min;為便于剔除異常信息,建議對(duì)每5min內(nèi)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,經(jīng)分析后的數(shù)據(jù)作為監(jiān)測(cè)原始數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)平臺(tái)。
5? ? 物聯(lián)網(wǎng)邊坡監(jiān)測(cè)案例
5.1 滑坡監(jiān)測(cè)
從化區(qū)呂田鎮(zhèn)某村莊后山邊坡,幾年前形成了兩級(jí)滑坡臺(tái)階,三維激光掃描獲得了全面的坡面信息,其典型剖面圖如圖2所示,坡度約30°,相對(duì)高差約30 m,每級(jí)臺(tái)階后部存在15~20 cm的裂縫,滑坡體寬度約150 m,滑移體約5 000 m?。該邊坡淺層為約10 m厚的殘積或坡積土層(淺黃色含礫粘性土),下部為強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化花崗巖,經(jīng)分析該滑坡主要是沿巖土交界面產(chǎn)生的順層滑坡。為了解該邊坡是否會(huì)出現(xiàn)滑坡復(fù)活,以最小的成本建立了如下在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
考慮到淺層滑坡尤其是順層滑坡,滑坡體的表面位移與內(nèi)部位移存在較好的相關(guān)性,先以最經(jīng)濟(jì)的手段獲得表面位移信息。選取滑坡體的中線建立監(jiān)測(cè)剖面,沿監(jiān)測(cè)剖面監(jiān)測(cè)各級(jí)滑坡臺(tái)階相對(duì)于滑坡后沿,以及滑坡臺(tái)階之間的相對(duì)位移。在剖面上,于上一臺(tái)階與滑坡后沿、上下滑坡臺(tái)階之間設(shè)置拉線式位移傳感器,以滑坡后沿作為基準(zhǔn)點(diǎn)。同時(shí),為了解滑坡與土壤含水量之間的關(guān)系,布置了土壤含水量監(jiān)測(cè)傳感器。臨近的拉線式位移傳感器、含水量傳感器共同接入一個(gè)監(jiān)測(cè)站(采集模塊),監(jiān)測(cè)站以太陽(yáng)能輔助大容量電池供電。監(jiān)測(cè)站對(duì)傳感器采集頻率設(shè)置為5 min/次,數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送至服務(wù)器平臺(tái)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置平面圖如圖3所示。
如圖4為在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)截取的2019年4月1日—7月1日的監(jiān)測(cè)成果。
根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)查詢得到,該邊坡在4—7月期間出現(xiàn)兩次較為明顯的滑移,測(cè)點(diǎn)1在4月13—21日及6月11—14日兩個(gè)時(shí)段內(nèi)分別發(fā)生了5.9 mm及7.5 mm的位移,且與土壤含水量的變化存在較好的相關(guān)性。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自建立以來,運(yùn)行穩(wěn)定。
5.2 崩塌監(jiān)測(cè)
某小區(qū)高層住宅后山邊坡為70 m高的垂直陡坡,垂直陡坡之上的斜坡分布較多孤石(見圖5)。2018年6月發(fā)生孤石崩塌地質(zhì)災(zāi)害后的搶險(xiǎn)中,筆者的團(tuán)隊(duì)接受委托后2天內(nèi)建立了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)孤石每20 s采集一次狀態(tài)信息,每5 min對(duì)該時(shí)段數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后將該時(shí)段的平均值上傳至系統(tǒng)云平臺(tái)。系統(tǒng)自2018年6月開始一直運(yùn)行穩(wěn)定,多次對(duì)強(qiáng)降雨、個(gè)別孤石的狀態(tài)變化及崩塌均實(shí)現(xiàn)了及時(shí)報(bào)警。2021年5月,受監(jiān)測(cè)的其中一個(gè)孤石再次發(fā)生崩塌,崩塌過程中系統(tǒng)成功預(yù)警。在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警為災(zāi)害治理施工提供了準(zhǔn)確的信息化服務(wù)。如圖5、圖6所示。
6? ? 結(jié)論
(1)廣州地區(qū)邊坡地質(zhì)災(zāi)害具有規(guī)模小、數(shù)量多、分布廣、突發(fā)性強(qiáng)等特點(diǎn),現(xiàn)階段邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治應(yīng)堅(jiān)持以預(yù)防為主,優(yōu)先開展變形監(jiān)測(cè),力求以較少的投資掌握邊坡穩(wěn)定狀態(tài)及變形發(fā)展趨勢(shì),最大限度地減少地質(zhì)災(zāi)害造成的生命財(cái)產(chǎn)損失。
(2)當(dāng)前人工變形監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、降雨量預(yù)報(bào)等監(jiān)測(cè)手段在邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中存在較大的局限性,難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)、精準(zhǔn)預(yù)警預(yù)報(bào);物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)及基于該項(xiàng)技術(shù)形成的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在采集頻率、預(yù)警時(shí)效性、部署便利性、監(jiān)測(cè)精度、預(yù)警空間分辨率、設(shè)備適應(yīng)性等方面均優(yōu)于常規(guī)監(jiān)測(cè)手段,在邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)中具有廣泛的發(fā)展前景。
(3)科學(xué)合理的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)方案需要綜合運(yùn)用地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)測(cè)繪及巖土力學(xué)分析等技術(shù)手段,分析邊坡失穩(wěn)的機(jī)理,確定監(jiān)測(cè)剖面與點(diǎn)位、明確監(jiān)測(cè)參數(shù)與閾值、選取適宜的傳感器形成監(jiān)測(cè)點(diǎn)組網(wǎng)方案。邊坡監(jiān)測(cè)方案的優(yōu)劣直接影響監(jiān)測(cè)工作的成敗及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)成本。
(4)工程案例表明,滑坡、崩塌類地質(zhì)災(zāi)害可以通過精心設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)方案并基于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)成功預(yù)警。
(5)精確的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警理論及方法目前在學(xué)術(shù)界及工程界仍是一個(gè)難題,物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)雖然極大地提高了數(shù)據(jù)采集與分析處理效率,但受限于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警理論及方法的發(fā)展,目前尚難以做到對(duì)各類地質(zhì)災(zāi)害精確預(yù)警,本文所論述的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用案例僅針對(duì)特定的邊坡失穩(wěn)模式成功預(yù)警,對(duì)于其他的邊坡失穩(wěn)模式的監(jiān)測(cè)預(yù)警,仍需進(jìn)一步的研究與實(shí)踐,進(jìn)一步完善不同災(zāi)變模式的預(yù)警方法,提升邊坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的可靠性與時(shí)效性。
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