基于當前地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)問題研究

1、基于當前地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)問題研究    摘要：本文對地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測方法的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了總結(jié)，并對地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測方法的發(fā)展趨勢進行了預(yù)測，另外提出了進行地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)優(yōu)化集成的基礎(chǔ)和優(yōu)化原則。 關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；監(jiān)測方法；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢 一、概述 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的主要任務(wù)為監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害時空域演變信息、誘發(fā)因素等，最大程度獲取連續(xù)的空間變形數(shù)據(jù)。應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性評價、預(yù)測預(yù)報和防治工程效果評估。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測是集地質(zhì)災(zāi)害形成機理、監(jiān)測儀器、時空技術(shù)和預(yù)測預(yù)報技術(shù)為一體的綜合技術(shù)。當前地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測技術(shù)方法研究與應(yīng)用多是圍繞崩塌、

2、滑坡、泥石流等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害進行的。 二、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測方法技術(shù)現(xiàn)狀 （一）常規(guī)監(jiān)測方法技術(shù)趨于成熟，設(shè)備精度、設(shè)備性能都具有很高水平 目前地質(zhì)災(zāi)害的位移監(jiān)測方法均可以進行毫米級監(jiān)測，高精度位移監(jiān)測方法可以實現(xiàn)0.1mm精度。 （二）監(jiān)測方法多樣化、三維立體化 由于采用了多種有效方法結(jié)合對比校核，以及從空中、地面到災(zāi)害體深部的立體化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，使得綜合判別能力加強，促進了地質(zhì)災(zāi)害評價、預(yù)測能力的提高。 三、新技術(shù)新方法 隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展和學科間的相互滲透，合成孔徑干涉雷達(InSAR)、激光掃描、光纖應(yīng)變分析等技術(shù)相繼不同

3、程度的應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查與監(jiān)測中。而光纖應(yīng)變分析技術(shù)之布里淵散射光時域反射技術(shù)(BOTDR)應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測，處于剛剛起步階段。BOTDR是目前國際上近幾年才發(fā)展成熟起來的一項尖端技術(shù)。起初應(yīng)用于航天領(lǐng)域，發(fā)達國家相繼應(yīng)用于電力、通訊、工程等領(lǐng)域的應(yīng)變檢測和監(jiān)控。工程領(lǐng)域主要應(yīng)用于橋梁、大壩、隧道等大型基礎(chǔ)工程的安全監(jiān)測和健康診斷，并取得了很多成功應(yīng)用的經(jīng)驗；在日本，開始將BOTDR技術(shù)應(yīng)用于邊坡工程的變形監(jiān)測中；我國工程領(lǐng)域引入BOTDR技術(shù)相對較晚，目前主要應(yīng)用于橋梁、隧道等構(gòu)筑工程的變形監(jiān)測中，并取得了一定成果；在三峽水庫區(qū)巫山開始將BOTDR應(yīng)用于滑坡監(jiān)測。與常規(guī)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)相

4、比，BOTDR技術(shù)具有多路復(fù)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(shè)，可以方便的對目標體的各個部位進行監(jiān)測；由于其具有很好的技術(shù)應(yīng)用前景，已經(jīng)成為一些發(fā)達國家如日本、美國、加拿大、瑞士等國家競相研發(fā)的課題。 四、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)方法發(fā)展趨勢 （一）高精度、自動化、實時化的發(fā)展趨勢 光學、電學、信息學、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展同時，給地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測儀器的研究開發(fā)帶來勃勃生機；能夠監(jiān)測的信息種類和監(jiān)測手段將越來越豐富，同時某些監(jiān)測方法的監(jiān)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(xiàn)代通訊技術(shù)提高遠距離監(jiān)測數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)乃俣?、準確性、

5、安全性和自動化程度；同時提高科技含量，降低成本，為地質(zhì)災(zāi)害的經(jīng)濟型監(jiān)測打下基礎(chǔ)。 監(jiān)測預(yù)測預(yù)報信息的公眾化和政府化。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展普及，以及國家政府的地質(zhì)災(zāi)害管理職能的加強，災(zāi)害信息將通過互聯(lián)網(wǎng)進行實時發(fā)布，公眾可通過互聯(lián)網(wǎng)了解地質(zhì)災(zāi)害信息，學習地質(zhì)災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)知識；各級政府職能部門可通過所發(fā)布信息，了解災(zāi)情的發(fā)展，及時做出決策。 （二）新技術(shù)方法的開發(fā)與應(yīng)用 調(diào)查與監(jiān)測技術(shù)方法的融合：隨著計算機的高速發(fā)展，地球物理勘探方法的數(shù)據(jù)采集、信號處理和資料處理能力大幅度提高，可以實現(xiàn)高分辨率、高采樣技術(shù)的應(yīng)用；地球物理技術(shù)將向二維、三維采集系統(tǒng)發(fā)展；通過加大測試

6、頻次，實現(xiàn)時間序列的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測。 智能傳感器的發(fā)展：集多種功能于一體的、低造價的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測智能傳感技術(shù)的研究與開發(fā)，將逐漸改變傳統(tǒng)的點線式空間布設(shè)模式；由于可以采用網(wǎng)式布設(shè)模式，且每個單元均可以采集多種信息，最終可以實現(xiàn)近似連續(xù)的三維地質(zhì)災(zāi)害信息采集。 五、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)優(yōu)化 （一）問題的提出 監(jiān)測方法的適應(yīng)性：對于各種監(jiān)測方法所使用的監(jiān)測儀器設(shè)施，均有各自的應(yīng)用方向和使用技術(shù)要求；針對不同地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)種、類型其使用技術(shù)要求(包括測點布設(shè)模式、安裝使用技術(shù)要求等)不同。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展階段：對于崩塌、滑坡等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，不同發(fā)展階段所適用的監(jiān)測方法和儀

7、器設(shè)施各異，監(jiān)測數(shù)據(jù)采集周期頻度不同。 監(jiān)測參數(shù)與監(jiān)測部位：實踐證明，一方面，不同的監(jiān)測參數(shù)(地表位移、深部位移、應(yīng)力、地下水動態(tài)、地聲等)在不同類型的災(zāi)害體監(jiān)測中具有不同程度的表現(xiàn)優(yōu)勢；另一方面，同一災(zāi)害體不同部位的監(jiān)測參數(shù)隨時間變化趨勢特點并不相同，即存在反映災(zāi)害體關(guān)鍵部位特征的監(jiān)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(jiān)測點。因此，監(jiān)測參數(shù)和監(jiān)測部位的優(yōu)化選擇，是整個監(jiān)測設(shè)計工作的基礎(chǔ)。 自動化程度：決定于設(shè)備的集成度、控制模式、數(shù)據(jù)標準化程度和信息發(fā)布方式。 經(jīng)濟效益：決定于地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模、危害程度、監(jiān)測技術(shù)組合、設(shè)備選型等因素

8、。 （二）優(yōu)化原則 監(jiān)測技術(shù)優(yōu)化原則：針對某一類型地質(zhì)災(zāi)害，確定優(yōu)勢監(jiān)測參數(shù)和監(jiān)測部位，進行監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測方法優(yōu)化組合，使監(jiān)測工作高效、實用。經(jīng)濟優(yōu)化原則：首先，不過于追求高、精、尖的監(jiān)測技術(shù)，而應(yīng)選擇發(fā)展最為成熟、應(yīng)用程度較高的監(jiān)測技術(shù)；其次，對于危害程度較大的大型地質(zhì)災(zāi)害體，可選擇專業(yè)化程度較高的監(jiān)測技術(shù)方法，由專業(yè)人員進行操作、維護，對于危害程度低，規(guī)模小的災(zāi)害體，可選擇操作簡單、結(jié)果直觀的宏觀監(jiān)測技術(shù)，由群測群防級人員進行操作。 六、結(jié)束語 地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測是集多種學科為一體的綜合技術(shù)體系，只有充分把握地質(zhì)災(zāi)害的形成發(fā)展規(guī)律，才能正確把握技術(shù)開發(fā)的方向，只有充分掌握地質(zhì)災(zāi)害的物質(zhì)組成、動力成因類型、變形破壞特征、外形特征、