滑坡监测系统的设计范文

本站小编为你精心准备了滑坡监测系统的设计参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

《地质灾害与环境保护杂志》2015年第一期

1监测系统工作原理和构成

监测系统主要是由数据采集模块、传输模块、管理模块组成。

1．1采集模块采集模块由监测桩和靶标桩组成。为准确反映滑坡的变化情况，需要确保系统跨越滑坡边界，在跨越边界两端布设一组激光测距监测装置。通过固定在监测桩上的激光测距仪测量滑坡坡体与滑坡体外靶标桩之间的距离变化，得出滑坡的滑动位移数据，从而判断滑坡的变化程度和发展趋势。

1．2传输模块传输模块基于开发的手机APP软件，监测员使用手机客户端通过GPRS网络与至县级地质灾害服务器通信，实现实时报送。为确保监测员应尽的责任义务，利用手机自带AGPS功能进行定位，数据发送地点必须位于滑坡坐标范围1km内，否则手机将自动报警提醒。

1．3管理模块管理模块由县级地质灾害服务器和开发的管理软件组成，可实现数据发送、接收、分析、报警和管理等多项功能。

2监测系统建设

为验证该套系统的有效性，技术人员在镇安县开展群测群防实验区建设。实验区内采用镇安县群测群防监测系统为主，规范群测群防监测工作的操作方法，架设县级地质灾害服务器，并要求群测群防员的手机安装群测群防手机客户端。

2．1采集模块建设采集模块的桩体均采用农村极易见到的建筑用PVC管道，内部加有螺纹钢筋以提高强度，放置在40cm×40cm×40cm的基坑内，灌注混凝土固定。将建筑用激光测距仪通过万向节固定在滑坡上的桩体，设为监测桩。在滑坡区域外设置喷有靶标的反射板的靶标桩（图2）。通过不断测量监测桩和靶标桩之间的绝对距离，获取滑坡的地表位移变化量，从而反馈坡体的滑动情况。所选取的激光测距仪精确度可达到0．02mm，足以满足群测群防监测的需求。

2．2传输模块建设开通监测员的手机GPRS功能，并安装专用信息客户端，并调试其与服务器的通讯，保证信息可以及时有效传送至服务器。

2．3管理模块建设架设县级地质灾害服务器，录入各监测点的原始属性和监测员信息。

2．4对照系统建设为获得更多对照数据，每个点位同时采用埋桩法、裂缝伸缩仪、裂缝报警器、雨量计和宏观巡查的常规监测方法。监测系统为主，传统方法为辅，新旧结合，便于对照参考。

2．5监测系统运行流程监测员定期使用采集模块开展监测工作，并将采集到监测数据通过GPRS网络将所在上所属的监测点监测数据（位移、雨量等）直接上报至地质灾害服务器，服务器将自动启动统计分析功能，当变化量大于基于经验值所设置的阈值时，将启动自动报警，以尽快撤离受威胁人员。同时短信通知专业技术人员赶赴现场，开展地质灾害应急排险。专业技术人员也可通过服务器发送信息至监测员的手机客户端，与监测员互动，实现信息双向互通。同时服务器可呈现实验区内所有监测点的属性和变化情况，便于地质灾害主管部门开展管理。

3监测实例

以实验区内的镇安县二中滑坡监测点所发回的数据分析为例。

3．1监测点建设概况镇安县二中滑坡监测系统于2012年9月7日安装完成，共安装6处监测点，分别为3组监测桩、2处传统埋桩法观测点和1处简易雨量观测点。点位布置（图3）。图中JG为激光测距监测点，DL为传统埋桩法监测点，YL为雨量计监测点。该处地质灾害隐患点所设置的监测点位中，JG01点位在2013年5月因修建设施遭到破坏，其他监测点均运行正常。汛期（5月～10月）平均每月观测4次，其他月份平均每月观测1次，可满足监测频次要求。

3．2监测数据分析图4为各监测点累计位移与时间的过程曲线。2013年6月～7月期间，滑坡体前缘激光测距仪JG02测值发生了突变，位移量达25．816mm，超过系统所设置的20mm阈值。接到数据后，服务器自动触发报警，技术人员立即赶赴现场，撤离警告，同时密切关注其他监测点。发现各监测点测值也发生了不同程度的位移突变，但突变量大小不一。结合监测点上所设置的简易雨量计数据分析，原因为这期间降雨量较大，其中2013年5月31日当日降雨量达200mm，分析其原因为雨水一方面润滑滑动面，另一方面静水压力作为滑动推力，加速滑坡的变形［5］。此后JG02号测点在2013年7月位移量发生了缩小往复，这可能与秦巴山区膨胀土特性有关。JG04号监测点位于滑坡后缘，该测点的位移量较小，累计位移量为9．574mm，分析认为该滑坡为牵引式，后缘变化量不明显，因此变化量较其他部位较小［5］。DL03和DL05的变形量也较大，同时期裂缝拉裂宽度同步加大，与激光测距监测系统变化一致。但其他月份均出现不同程度的往复，可能是监测时的人为误差造成，导致曲线出现波动。根据监测数据，镇安县二中滑坡位移量与降雨量有密切的关系，该滑坡在强降雨期最大位移量可以达到3mm／d左右，参考以往同类型滑坡的经验数值，符合本地区滑坡变化的诱因和规律。各监测点在2013年6月～10月波动大，其时间段符合汛期强降雨造成的雨水入渗诱发地质灾害蠕动的规律。

4效果评测

基于对监测数据的分析，技术人员对监测员走访并对监测数据进行对比分析，相比传统监测方法，镇安县群测群防系统具有诸多优势。（1）对监测员的技能要求低，无需专业培训即可较为熟练的利用所配置的监测仪器进行测量和数据传输工作，适应基层群测群防员的选择范围。（2）监测系统设备获取便利，维护方便，且成本较低。除手机APP软件和后台管理软件为专业开发外，其他所需设备均可以在绝大多数的市场采购。数据采集端中价格最高的激光测距仪价格仅为数百元，其余所使用的PVC管道、混凝土等建材在山区很常见，使得后期的运行维护工作方便快捷。（3）数据传输迅速快捷，可在第一时间避让撤离。利用GPRS网络可实现数据实时传输，服务器自动分析判别，并发出警报，解决了农村特别是山区监测点，传统方法的监测资料汇交难，预警慢的问题。（4）数据质量好，精度高。传统埋桩法监测点因监测工具限制和监测员个人原因，会导致某个时间段的监测数值波动，且精度较低，仅为mm甚至cm级，容易导致误判。而该监测系统采集端所使用的激光测距仪误差为0．02mm，极大的提高了数据精度，并避免了监测员的人为误差。经地方基层地质灾害管理部门使用一年后的反馈，镇安县群测群防监测系统曾成功预报数起灾情和险情，基于该监测系统的低成本、高精度、易维护的特点，地质灾害管理部门愿意并有能力承担监测系统的运行和维护。

5结语

本次监测方法的示范研究，在短时间内取得相当的成效，为地质灾害群测群防工作提供了新方法。激光测距监测系统的应用，很大程度上契合基层地质灾害防治工作投入小、收效快、效果好的需求，具有一定的推广意义。

作者：张新宇 高帅 单位：陕西省地质环境监测总站