淺談地質災害監測技術現狀與發展趨勢

論文類別:理學論文 > 地質學論文
論文作者: 朱慶慶
上傳時間:2010/3/10 10:57:00

摘要:本文對地質災害監測方法的應用現狀進行了總結,並對地質災害監測方法的發展趨勢進行了預測,另外提出了進行地質災害監測技術優化集成的基礎和優化原則。
關鍵詞:地質災害;監測方法;現狀;發展趨勢

一、概述
地質災害監測的主要任務為監測地質災害時空域演變信息、誘發因素等,最大程度獲取連續的空間變形數據。應用於地質災害的穩定性評價、預測預報和防治工程效果評估。地質災害監測是集地質災害形成機理、監測儀器、時空技術和預測預報技術為一體的綜合技術。當前地質災害的監測技術方法研究與應用多是圍繞崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害進行的。
二、地質災害監測方法技術現狀
(一)常規監測方法技術趨於成熟,設備精度、設備性能都具有很高水平
目前地質災害的位移監測方法均可以進行毫米級監測,高精度位移監測方法可以實現0.1mm精度。
(二)監測方法多樣化、三維立體化
由於采用了多種有效方法結合對比校核,以及從空中、地面到災害體深部的立體化監測網絡,使得綜合判別能力加強,促進了地質災害評價、預測能力的提高。
三、新技術新方法
隨著現代科學技術的發展和學科間的相互滲透,合成孔徑幹涉雷達(InSAR)、激光掃描、光纖應變分析等技術相繼不同程度的應用於地質災害的調查與監測中。而光纖應變分析技術之布裏淵散射光時域反射技術(BOTDR)應用於地質災害監測,處於剛剛起步階段。BOTDR是目前國際上近幾年才發展成熟起來的一項尖端技術。起初應用於航天領域,發達國家相繼應用於電力、通訊、工程等領域的應變檢測和監控。工程領域主要應用於橋梁、大壩、隧道等大型基礎工程的安全監測和健康診斷,並取得了很多成功應用的經驗;在日本,開始將BOTDR技術應用於邊坡工程的變形監測中;我國工程領域引入BOTDR技術相對較晚,目前主要應用於橋梁、隧道等構築工程的變形監測中,並取得了一定成果;在三峽水庫區巫山開始將BOTDR應用於滑坡監測。與常規地質災害監測技術相比,BOTDR技術具有多路復用分布式、長距離、實時性、精度高和長期耐久等特點,通過合理的布設,可以方便的對目標體的各個部位進行監測;由於其具有很好的技術應用前景,已經成為一些發達國家如日本、美國、加拿大、瑞士等國家競相研發的課題。
四、地質災害監測技術方法發展趨勢
(一)高精度、自動化、實時化的發展趨勢
光學、電學、信息學、計算機技術和通信技術的發展同時,給地質災害監測儀器的研究開發帶來勃勃生機;能夠監測的信息種類和監測手段將越來越豐富,同時某些監測方法的監測精度、采集信息的直觀性和操作簡便性有所提高;充分利用現代通訊技術提高遠距離監測數據信息傳輸的速度、準確性、安全性和自動化程度;同時提高科技含量,降低成本,為地質災害的經濟型監測打下基礎。
監測預測預報信息的公眾化和政府化。隨著互聯網技術的發展普及,以及國家政府的地質災害管理職能的加強,災害信息將通過互聯網進行實時發布,公眾可通過互聯網了解地質災害信息,學習地質災害的防災減災知識;各級政府職能部門可通過所發布信息,了解災情的發展,及時做出決策。
(二)新技術方法的開發與應用
調查與監測技術方法的融合:隨著計算機的高速發展,地球物理勘探方法的數據采集、信號處理和資料處理能力大幅度提高,可以實現高分辨率、高采樣技術的應用;地球物理技術將向二維、三維采集系統發展;通過加大測試頻次,實現時間序列的地質災害監測。
智能傳感器的發展:集多種功能於一體的、低造價的地質災害監測智能傳感技術的研究與開發,將逐漸改變傳統的點線式空間布設模式;由於可以采用網式布設模式,且每個單元均可以采集多種信息,最終可以實現近似連續的三維地質災害信息采集。
五、地質災害監測技術優化
(一)問題的提出
監測方法的適應性:對於各種監測方法所使用的監測儀器設施,均有各自的應用方向和使用技術要求;針對不同地質災害災種、類型其使用技術要求(包括測點布設模式、安裝使用技術要求等)不同。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
地質災害發展階段:對於崩塌、滑坡等突發性地質災害,不同發展階段所適用的監測方法和儀器設施各異,監測數據采集周期頻度不同。
監測參數與監測部位:實踐證明,一方面,不同的監測參數(地表位移、深部位移、應力、地下水動態、地聲等)在不同類型的災害體監測中具有不同程度的表現優勢;另一方面,同一災害體不同部位的監測參數隨時間變化趨勢特點並不相同,即存在反映災害體關鍵部位特征的監測點,又存在僅反映局部單元(不具有明顯的代表性,甚至是孤立的)特征的監測點。因此,監測參數和監測部位的優化選擇,是整個監測設計工作的基礎。
自動化程度:決定於設備的集成度、控制模式、數據標準化程度和信息發布方式。
經濟效益:決定於地質災害的規模、危害程度、監測技術組合、設備選型等因素。
(二)優化原則
監測技術優化原則:針對某一類型地質災害,確定優勢監測參數和監測部位,進行監測內容、監測方法優化組合,使監測工作高效、實用。經濟優化原則:首先,不過於追求高、精、尖的監測技術,而應選擇發展最為成熟、應用程度較高的監測技術;其次,對於危害程度較大的大型地質災害體,可選擇專業化程度較高的監測技術方法,由專業人員進行操作、維護,對於危害程度低,規模小的災害體,可選擇操作簡單、結果直觀的宏觀監測技術,由群測群防級人員進行操作。
六、結束語
地質災害監測是集多種學科為一體的綜合技術體系,只有充分把握地質災害的形成發展規律,才能正確把握技術開發的方向,只有充分掌握地質災害的物質組成、動力成因類型、變形破壞特征、外形特征、發育階段等因素,依據不同監測技術方法的應用特點,做好監測技術的優化工作,才能保證監測效果,同時,應以科學的發展觀實施地質災害監測和技術開發。

參考文獻


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