時間:2022-04-12 17:11:53
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地質災害監測,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
遙感即為遙遠的感知。遙感技術是根據電磁輻射(發射、吸收、反射)理論,應用各種光學、電子學和電子光學探測儀器對遠距離目標所輻射的電磁波信息進行接收記錄,再經過加工處理,并最終成像,從而對環境地物進行探測和識別的一種綜合技術。物質不同,其分子、原子數量及組合方式也不同,所特有的反射電磁波性質也不同,對外來電磁波反射性質也就不同。因此不同的物體發射不同波段的電磁波,不同的物體對太陽和人工輻射有不同的吸收、反射和透射能力,這些差別經過遙感形成了不同的成像,然后把這些不同的遙感成像解譯就可區分不同物體,從而收集目標物的各種信息數據,以掌握人們所需的各種信息資料。近年來我國地質災害研究在采用遙感技術后取得了重大進展,包括近年來開展的全國特大滑坡災害調查及危險性評價、典型地質災害監測預警與示范治理、重點地區地裂縫與地面沉降調查、國家重大工程區域地殼穩定性調查與評價等項目都是建立在遙感圖像的分析判斷基礎上的。由氣象衛星、海洋衛星、陸地資源衛星和環境與災害衛星等組成的空間對地觀測體系,能夠覆蓋全國陸地、海域以及我國周邊國家和地區1500萬km2的地球表面。可見光、紅外到微波遙感器都實現了星載飛行,遙感器包括可見光相機(膠片式和傳輸式)、可見光紅外多光譜掃描儀、多種分辨率成像光譜儀、多波段微波輻射計、微波散射計、微波高度計、合成孔徑雷達等。具備了自行研制衛星地面接收站及其相應數據處理系統的能力。研發了具有自主知識產權的遙感數據處理平臺,開發了多套通用遙感圖像處理系統和專題遙感信息提取系統。我國風云氣象衛星系列不僅顯著提高了我國衛星氣象監測能力,還為國家應急管理、減災救災體系建設、應對氣候變化提供了有力的技術支撐,被世界氣象組織納入地球觀測業務衛星序列,成為全球地球綜合觀測系統的重要組成部分。
2遙感技術在地質災害監測中的作用
各種自然災害發生前一般都會出現各種先兆,而且很多災害的發生和發展都有一定的時空規律,彼此之間常有一定的關系,這就為自然災害的預報提供了可能。在自然災害的預報和研究中運用遙感技術可以發揮以下幾個方面的作用:
2.1推動國家自然災害數據庫建設
地質災害是一種常見的自然災害,發生地質災害后的地形地貌在遙感圖像中通常與周圍正常的情況有所區別,特別是在形態、色調和影紋結構等方面。為了在地質災害發生后快速及時地了解地質災害的規模和具體情況,可以通過我國的資源衛星、氣象衛星和其他專業衛星等進行遙感信號的采集,然后運用地質災害遙感信息的合理解釋,對已經發生地質災害的地點或是隱患點進行詳細的調查分析,并對數據進行整理后得出災害規模、災害分布、形成因素、孕育過程、變化趨勢等。通過以上工作可以有效推動對災害數據的收集和整理工作,并且按照地質災害的類別,建立災害要素數據庫,構建災害預測評估和災后災害快速評估運行系統。
2.2為抗災救災應急決策提供快速信息支持
一些突發性自然災害,難以實現迅速、準確、動態的監測與預報,但遙感技術可以不受地面條件限制,快速獲取災害發生后災區的全面景觀,根據災害分類分級及影像模型,判讀圖像,快速確定災情,為應急救援工作提供第一手資料,從而在最短的時間內實現對自然災害的應急響應。在2008年四川汶川大地震及2010年青海玉樹大地震中,有關部門使用多種航天、航空遙感技術為抗震救災指揮部及時提供了多種類型、不同分辨率的衛星和航空遙感數據分析信息,為抗震救災指揮系統及時全面地了解災情、快速部署救援行動提供了可靠的信息支持。在澳大利亞維多利亞州發生特大火災時,我國立刻調整了環境減災衛星A、B星拍攝角度和運行頻率,每天兩次飛過澳大利亞上空,迅速準確地拍攝了澳大利亞火場的光學、紅外和雷達圖像,為澳大利亞空間信息合作研究中心提供了大量的衛星監測圖像,極大地幫助了澳大利亞有關部門的滅火行動。
2.3提高次生災害的預測預報能力
做好次生災害的排查與監測預警工作,是減少和降低災害損失的重要措施。利用衛星遙感技術實時監測地震次生災害,讓人們能夠有效規避災害或減小災害損失。在2008年汶川大地震中,中國國土資源航空物探遙感中心通過航空遙感應急調查,及時掌握了北川等14個重災縣市道路、房屋損壞等災情和崩塌、滑坡、泥石流及堰塞湖等次生災害情況,共解譯出地震引發的崩塌、滑坡、泥石流7226個,堰塞湖147個,災害毀路1423處;圈定有危險的村鎮264個,潛在危險道路1732處,從而為有效防范次生災害的發生、最大限度地降低災害損失提供了有力的信息支持。
2.4為災后重建規劃提供決策依據
地震等重大自然災害發生后,災區的重建規劃是抗災救災的一項重要工作。如地震災后恢復重建規劃應當根據地質條件和地震活動斷層分布以及資源環境承載能力,重點對城鎮和鄉村的布局、基礎設施和公共服務設施的建設、防災減災和生態環境以及自然資源和歷史文化遺產保護等作出安排。城鎮和工程選址時要充分考慮災害綜合區劃,既防止類似的災害重復發生,也要防御其他自然災害的侵襲。在2008年四川汶川大地震發生后,我國利用航天和航空遙感,及時開展汶川地震災情評估工作,完成不同烈度人口影響評估,以及房屋倒損、道路損毀、人員傷亡等災情及次生災害評估、災情綜合評估、地震災害范圍評估、地震災害經濟損失評估等工作,為災區規劃重建提供了科學依據和決策咨詢。
2.5幫助提高地震預測預報水平
地震的預測預報是一個世界性難題。我國破壞性地震頻繁發生,損失極為慘重。為了有效地預測地震發生,必須對地震前的各種兆信信息進行收集和數據挖掘,找到地震演變規律,盡可能地有效預測預報地震。衛星遙感技術通過多種手段觀測、廣闊的信息覆蓋、短周期的觀測手段等,為提高地震災害的預測預報水平提供了可能。遙感技術用于監測和評估地震災害已成為研究的一大熱門。目前,遙感方法中合成孔徑雷達干涉測量(InSAR)技術在監測地震形變方面的潛力已得到廣泛認同。在地震研究方面,我國運用各種遙感圖像,進行斷層活動性、強震構造環境、地震地表破裂等方面的遙感地質解譯以及干涉形跡測量研究,取得了重要研究成果。同時還開展了遙感技術在地震監測預報中的可應用性研究、紅外遙感地震前兆的異常特征、預報方法和機理研究以及地震前兆熱紅外異常衛星遙感監測與快速處理系統研究等,為衛星遙感應用于地震監測預報開辟了新的方向。我國地震局已將衛星遙感的部分熱紅外實測數據,通過全國地震系統共享給所有地震研究工作者,為地震監測和預報提供數據支持。
3遙感技術在地質災害監測中的具體應用
我國的地質災害遙感調查技術為大型工程的可行性研究提供地質災害分布、潛在危害及環境基礎資料。實踐證明,遙感技術在識別滑坡、泥石流,制作區域滑坡、泥石流分布圖等方面體現出巨大的應用價值。
3.1孕災背景調查與研究從地質災害預測預報相關理論分析可知,災害孕育過程中要對一些因素進行長期觀測,發現其變化規律。這些因素包括時日降水量、地面坡度、多年平均降水量、植被發育狀況、構造發育程度等。這些因素的成功觀測是地震預測預報的重要保障。通過氣象衛星可以實時檢測降雨情況,而資源衛星可以對地表地物進行詳細的調查,通過紅外波段和微波波段分析地下物質的體貌體征等。結合氣象衛星和資源衛星強大的遙感技術,可以對以上孕災因素進行實時監控和分析,因此利用遙感技術有效調查研究地質災害孕災背景是遙感技術的重要應用之一,也是地質災害最重要的基礎準備工作。
3.2地質災害現狀調查與區域劃分
在地質災害發生后,必須及時有效地對地質災害現狀進行總體分析,了解其發生規模和特征,才能制訂相應的救災和避災措施。地質災害過程中,不良地質所迸發出的滑坡、崩塌、泥石流等災害個體或災害群體,在遙感圖像中會呈現出與眾不同的地質特征。很多關于地質發生規模和形態特征等信息都可以通過遙感影像進行提取。這些信息提取后,就可以有效分析目標區域內地質災害發生點和隱患點的全面信息,找到災害發生的分布、規模、特點、趨勢等信息。另外,在上述工作基礎上還可以對地質災害發生地進行區域劃分,對地址災害進行分級管理,對隱患區進行嚴密監控,為建立地質災害監測網絡提供基礎資料。
3.3地質災害動態監測與預警
當地質體從量變到質變后,地質災害很容易發生,但是這種從量變到質變的過程是很難被觀測察覺的,因為其蠕動速率非常小且比較穩定,地質災害動態檢測就是期望實時得到發生突變的信息,來預測和預報災害發生。在全球衛星定位系統(GPS)的精確定位下,這種緩慢的變動速率是可以被察覺并記錄的。利用衛星定位系統進行地質災害動態檢測,可以有效地對地質災害進行預測、預報和警報。
3.4災情實時調查與損失評估
當地質災害的發生不可避免時,就要盡可能地減小災害損失,這就要求在地質災害發生后對災情進行實時檢測和調查,并評估和區分災情較重和較輕的區域,進行有效的人員救援和物資運送。利用遙感技術可以對地質災害進行詳細的調查,除了可以對人員和牲畜傷亡進行統計外,還可以對地面建筑、水域資源、橋梁道路、自然資源等各項情況進行實時的調查和評估,為救災提供有效的信息支持。
4結語
[關鍵詞]地質災害 監測方法 現狀 發展趨勢
[中圖分類號]×43
[文獻標識碼]A
[文章編號]1009-5549(2010)05-0101-01
一、地質災害類型及其表現
地質災害是指在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。主要類型有崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、地面沉降、地面塌陷等。
(一)主要分類方法
地質災害的分類,有不同的角度與標準,十分復雜。就其成因而論,主要由自然變異導致的地質災害稱自然地質災害;主要由人為作用誘發的地質災害則稱人為地質災害。就地質環境或地質體變化的速度而言,可分突發性地質災害與緩變性地質災害兩大類。前者如崩塌、滑坡、泥石流等,即習慣上的狹義地質災害;后者如水土流失、土地沙漠化等,又稱環境地質災害。根據地質災害發生區的地理或地貌特征,可分山地地質災害,如崩塌、滑坡、泥石流等;平原地質災害,如地質沉降,如此等等。
滑坡:是指斜坡上的巖體由于某種原因在重力的作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體向下滑動的現象。
崩塌:是指較陡的斜坡上的巖土體在重力的作用下突然脫離母體崩落、滾動堆積在坡腳的地質現象。
泥石流:是山區特有的一種自然現象。它是由于降水而形成的一種帶大量泥沙、石塊等固體物質條件的特殊洪流。識別:中游溝身長不對稱,參差不齊;溝槽中構成跌水;形成多級階地等。
地面塌陷:是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑的自然現象。
(二)地質災害發生前的表現
崩塌前兆是:崩塌的前緣不斷發生掉塊、墜落、小崩小塌的現象;崩塌的腳部出現新的破裂形跡;不時聽到巖石的撕裂摩擦聲:出現熱、氣、地下水異常;動物出現異常。
滑坡前兆是:滑坡前緣出現橫向及縱向裂縫,前緣土體出現隆起現象;滑體后緣裂縫急劇加寬加長,新裂縫不斷產生,滑坡體后部快速下座,四周巖土體出現松動和小型塌滑現象;滑帶巖土體因摩擦錯動出現聲響,并從裂縫中冒出氣或水:在滑坡前緣坡角處,有堵塞的泉水復活或泉水、井水突然干涸;動物出現驚恐異常現象;滑坡體上的觀測點明顯移位;滑坡前緣出現鼓丘;房屋傾斜、開裂和出現醉漢林、馬刀樹等。
地面塌陷的前兆:泉、井的異常變化;地面變形;建筑物作響、傾斜、開裂;地面積水引起地面冒氣泡、水泡、旋流等;植物變態;動物驚恐。
滑坡、崩塌、泥石流三者除了相互區別外,常常還具有相互聯系、相互轉化和不可分割的密切關系。
泥石流發生的前兆是:溝內有轟鳴聲,主河流水上漲和正常流水突然中斷。動植物異常,如豬、狗、牛、羊、雞驚恐不安,不入睡,老鼠亂竄,植物形態發生變化,樹林枯萎或歪斜等現象。
如發現上述的一些征兆,尤其是發現山體出現裂縫,則可能存在發生崩塌、滑坡的隱患,長期降雨或暴雨則可能誘發泥石流。
二、地質災害監測的基本方法
崩塌、滑坡防治的基本方法主要是各種加固工程如支擋、錨固、減載、固化等,并附以各種排水(地表排水、地下排水)工程,其簡易防治方法是用粘土填充滑坡體上的裂縫或修地表排水渠。泥石流災害防治的基本方法是工程設計和施工中要設置完善的排水系統,避免地表水入滲,對已有塌陷坑進行填堵處理,防止地表水注入。
地質災害簡易監測,是指借助于簡單的測量工具、儀器裝置和測量方法,監測災害體、房屋或構筑物裂縫位移變化的監測方法。一般常用監測方法表現為以下幾種:
1.埋樁法。埋樁法適合對崩塌、滑坡體上發生的裂縫進行觀測。在斜坡上橫跨裂縫兩側埋樁,用鋼卷尺測量樁之間的距離,可以了解滑坡變形滑動過程。對于土體裂縫,埋樁不能離裂縫太近。
2.埋釘法。在建筑物裂縫兩側各釘一顆釘子,通過測量兩側兩顆釘子之間的距離變化來判斷滑坡的變形滑動。這種方法對于臨災前兆的判斷是非常有效的。
3.上漆法。在建筑物裂縫的兩側用油漆各畫上一道標記,與埋釘法原理是相同的,通過測量兩側標記之間的距離來判斷裂縫是否存在擴大。
4.貼片法。橫跨建筑物裂縫粘貼水泥砂漿片或紙片,如果砂漿片或紙片被拉斷,說明滑坡發生了明顯變形,須嚴加防范。與上面三種方法相比,這種方法不能獲得具體數據,但是,可以非常直接地判斷滑坡的突然變化情況。
地質災害群測群防監測方法除了采用埋樁法、貼片法和災害前兆觀查等簡單方法外,還可以借助簡易、快捷、實用、易于掌握的位移、地聲、雨量等群測群防預警裝置和簡單的聲、光、電警報信號發生裝置,來提高預警的準確性和臨災的快速反應能力。
三、地質災害的應急避險
避免受災對象與致災作用遭遇。分為主動和被動兩種情況,就是指主動的躲避與被動式的撤離。對于處于危險區的工程及人員,所采用的方法是:預防、躲避、撤離、治理,這四個環節每一個都含有很大的防災減災的機會。
【關鍵詞】衛星遙感監測技術;地質災害;監測
衛星遙感監測分絕對定位和相對定位。地下開采(如采水、采礦等)引起的地面沉降也是一種常見的地質災害。應用遙感監測地面沉降目前主要從兩方面開展,一是對地面沉降范圍的確定,二是對地面沉降范圍和程度(沉降值)的確定。通過對土地覆蓋的變化可以定性地確定大區域沉降范圍,但其精度往往不是很高。目前較多采用能夠確定地面變形/沉降值的遙感監測方法,同時確定范圍和程度,如基于SPOT立體像對建立數字地面模型,發現地面沉降,利用干涉合成孔徑雷達(INSAR)技術監測地面沉陷是一項極具發展前景的技術,也是目前的研究熱點[1]。
1.衛星遙感監測技術
1.1差分GPS的概念
差分GPS(DGPS)定位技術是將一臺或多臺GPS接收機安置在基準站上進行觀測,根據基準站已知精密坐標,計算出基準站到衛星的距離改正數,并由基準站實時地將這一改正數發送出去。用戶接收機在進行GPS觀測的同時,也接收到基準站的改正數。GPS定位中存在著三部分誤差:一是多臺接收機公有的誤差,如衛星鐘誤差;二是傳播延遲誤差,如電離層誤差,對流層誤差;三是接收機固有的誤差,如內部噪聲、通道延遲、多路徑效應。采用差分技術可以完全消除第一部分誤差,可大部分消除第二部分誤差(視基準站至用戶的距離)。結構松散,抗剪強度和抗風化能力低,在水作用下容易發生變化的松散覆蓋層、黃土、黏土、頁巖、泥巖、煤系地層、凝灰巖、片巖、板巖、千枚巖等是滑坡的易發生物質基礎。巖土力學強度較弱與較堅硬巖層互層結構的碎屑巖組亦利于滑坡的形成。巖土體中的各種結構面,包括節理、裂隙、層理面、巖性界面、平行和垂直的陡傾構造面及順坡緩傾的構造面都是產生滑坡的內在條件。這些結構面的種類、軟弱性、展布范圍、密集程度,特別是軟弱結構面與斜坡臨空面的關系,對斜坡穩定起著很大作用。一般來說,結構面張開性較好或者破裂面和軟弱夾層的抗剪強度較兩側巖土低,它們在空間的組合常成為斜坡變形破壞的滑動面。結構面延伸越長,貫穿性越好,其危害越大。
1.2實時動態遙感監測技術
實時動態(Real Time Kinematics簡稱RTK)遙感監測技術,也稱載波相位差分技術。是以載波相位觀地質監測為根據的實時差分遙感監測技術。該項技術的基本原理是在基準站上安置一臺GPS接收機,對所有可見GPS衛星進行連續地觀測,并將其觀測數據通過無線傳輸設備,實時地發送給用戶觀測站。在流動站上,GPS接收機在接收衛星信號的同時,通過無線傳輸接收設備,接收基準站傳輸的觀測數據,然后根據相對定位的原理,實時地計算并顯示流動站的三維坐標及其精度。
2.GPS監測數據處理
GPS數據預處理是對原始觀測數據進行編輯、加工與整理、分流出各種專用的信息文件,為進一步的平差計算作準備。從原始記錄中,通過解碼將各項數據分類整理,剔除無效觀測值和信息,形成各種數據文件,如星歷文件、觀測文件和測站信息文件等,然后進行觀測數據的平滑、濾波、周跳探測、載波相位觀測值的修復以及對觀測值進行各項必要的改正。觀測成果的外業檢核是確保外業觀測質量,實現預期定位精度的重要環節。所以當觀測結束后,必須在測區及時對外業的觀測數據質量進行檢核和評價,以便及時發現不合格的數據,并根據情況采取淘汰或重測、補測措施。同步觀測數據的檢核,主要指觀測數據的剔除和觀測值的殘差之差。應用GPS技術進行土地利用調查控制地質監測,首先應對原始觀測數據進行預處理,解算出各基線向量,然后再對同步觀測數據進行檢核、重復邊的檢核以及環閉合差的檢核,并且3種檢核應滿足現行GPS地質監測規范的精度指標要求。觀測數據預處理完畢之后,根據預處理所獲得的標準化數據文件,便可以觀測數據的平差計算。以所有獨立基線組成閉合圖形,以三維基線向量及其相應方差作為觀測信息,以一個點的WGS-84系三維坐標作為起算依據,進行GPS網的三維無約束平差。
3.遙感監測技術在煤炭礦區地質監測中的應用
遙感圖像的外部變形誤差,指的是遙感傳感器本身處在正常工作的條件下,而由傳感器以外的各種因素所造成的誤差,例如傳感器的外方位(位置、姿態)變化、傳感介質的不均勻、地球曲率、地形起伏、地球旋轉等因素所引起的變形誤差等。遙感圖像的幾何處理包括粗處理和精處理。對于上述選購的3個時相遙感圖像,雖已經過遙感衛星地面接收站的粗處理,但仍含有一定的幾何誤差,因此需要進行精處理—幾何糾正。遙感圖像幾何糾正的實質是逐像元地將其圖像按一定的精度要求變換到地形圖的地理坐標系中,然后再按恰當的抽樣方法對像元重新作亮度賦值。
地質災害可分為自然地質災害和人為地質災害及其作用的地質災害。在煤炭開采區的環境工程地質災害是人類采礦活動違背的自然規律,生態環境的惡化,導致災難。將煤炭地下采空區的形成,巖石失去了原有的平衡,簡稱為巖移。搖滾運動,包括山體滑坡,雪崩造成的地下開采和露天開采引起的地表移動。開采沉陷主要分布在上面的采空區,地面沉降,裂縫,沉降,地裂縫的變形形式。為了查明地質災害的成因、類型和分布規律,掌握其發生發展趨勢,對防災減災措施提供可行性依據,利用遙感技術可以不斷地探測到地質災害發生的背景與條件的大量信息。事先圈定出地質災害可能發生的地區、時間及危險程度。在地質災害發展過程中,利用衛星和航空遙感圖像對其進行長、中期動態監測分析,可以不斷監測地質災害的進程和態勢,及時把信息傳送到抗災部門,有效地進行抗災,具有獨特的效果。在地質災害發生后,利用遙感技術可以迅速準確地查出地質災害地點、大面積災情,以便及時救災。同時,隨著航天遙感技術發展,衛星遙感數據空間分辨率和光譜分辨率的提高,突破了衛星遙感對宏觀地質災害進行微觀研究的限制,為礦區地質災害研究提供了重要手段。假如輸出圖像陣列中的任一像素在原始圖像中的投影點位坐標值為整數時,便可簡單地將整數點位上原始圖像的已有亮度值直接取出填入輸出圖像。但若該投影點位的坐標計算值不為整數時,原始圖像陣列中該非整數點位上并無現成的亮度存在,于是就必須采用適當的方法把該點位周圍鄰近整數點位上亮度值對該點的亮度貢獻累積起來,構成該點位的新亮度值。
4.結束語
為方便衛星GPS遙感監測沉樁,將根據業主提供的基線基點,選擇地基牢固、方便管理的位置,采用靜態地質監測布設高精度的GPS參考站,以確保煤炭礦區地質災害能夠準備在進行監測。在煤炭礦區地質災害監測中,地質監測工作者能夠根據導航監視器進行修正定位,在地質監測、定位時,計算機系統能夠自動進行記錄,并保存在硬盤或者軟盤中。
【參考文獻】
關鍵詞:3S技術 礦山地質災害 評估 檢測 防治
中圖分類號:TP7 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)04-0093-03
3S技術是地理信息系統(Geography information systems,GIS)、全球定位系統(Global positioning systems,GPS)和遙感技術(Remote sensing,RS)的統稱,是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合,多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術。隨著3S技術的發展,將全球衛星定位系統、地理信息系統、遙感技術緊密結合的“3S”一體化技術已顯示出廣闊的應用前景。將RS、GIS、GPS三種獨立技術系統集成,構成一個強大的技術體系,實現對各種空間信息和環境信息的快速、機動、準確、可靠的收集、處理與更新。我國經濟持續發展30年是我國礦業的快速發展期,在為經濟社會發展提供資源保障的同時,也累積了嚴重的礦山地質環境問題,其中礦山地質災害已經成為制約礦業經濟可持續發展的重要因素,因此,加強對礦山地質災害評估和檢測防治工作,不僅對礦山環境地質災害減少、對礦山及其周邊環境的改善有重要積極意義。近年來,以“3S”技術為代表的信息化新技術日趨成熟,已成為礦山環境地質領域的重要技術手段。
1 3S技術概況
“3S”技術的技術集成實現了動態化、可視化、共享化、不同層次的高新技術在礦山環境地質的應用。
1.1 地理信息系統(GIS)
地理信息系統(GIS)是基于計算機系統平臺,以數據庫作為數據儲存和使用的數據源,在計算機支持下對空間地理數據進行管理、處理、分析并由計算機程序模擬常規的專業性的全球空間分析即時技術,以解決礦山地質災害信息查詢、處理和預測等相關技術問題的信息系統。該系統從屬性數據和空間數據信息的有效獲取、儲存、查詢和處理入手,提供礦山地質災害的動態信息顯示、對地質環境做出相應的評價、區劃,以及地質災害的預測,從而為國家礦山相關部門提供決策服務[2]。
1.2 全球定位系統(GPS)
全球定位系統(GPS)是由空間部分、地面控制系統和用戶設備部分3部分組成。此系統用于在任何時間,向地球上任何地方的用戶提供高精度的位置、速度、時間信息,或給用戶提供其鄰近者的這種信息。由處于2萬千米高度的6個軌道平面中的24顆衛星組成。根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據,接受多個衛星電波信號,以確定待測點的位置的技術。具有全天侯作業、定位精度高、實時定位、功能多、用途廣、觀測時間短、無需通視、可提供三維坐標等特點。廣泛用于提供野外地理信息的測繪領域。
1.3 遙感技術(RS)
遙感技術(RS)是以航空攝影技術為基礎,以目標物,傳感器和測量方法為因素,利用機載遙感、星載遙感和地面遙感傳感器,根據不同物體對波譜產生不同響應的原理。從中獲取信息,經記錄、傳送、分析和判讀來識別地物,探測地面物體性質和周邊環境的空間探測技術。具有探測范圍廣、采集數據快、能動態反映地面事物的變化、獲取的數據具有綜合性、獲取信息的手段多,信息量大、成圖速度快等特點。其應用領域隨著空間技術發展,尤其是地理信息系統和全球定位系統技術的發展及相互滲透。廣泛應用于資源環境、水文、氣象,地質地理等領域。
綜上所述:GPS用于快速、實時定位地質災害目標;RS用于及時發現礦山環境的變化,對GIS數據庫進行更新,最后GIS對多種來源的數據進行處理、管理、儲存、分析、輸出,從而運用于各領域。3S技術的集成,構成了整體的、適合動態的對地觀測、分析和應用的系統,相對過去的人工野外勘測,數據采集、圖件繪制的方式,在自動化、系統化、完備化程度上有了顯著的提高。
2 礦山地質災害的類型
根據礦山地質災害的成因和空間分布將礦山地質災害分為四類[1]即巖土體變形導致的災害,包括礦山地面、采空區塌陷、地面塌陷、地表沉降、采礦場邊坡失穩、滑坡與巖崩、坑內巖爆、場庫失穩等、地表環境惡化采礦誘發地震。例如廣西大廠礦田新洲塌陷;不合理開采引起的環境地質災害問題,如土地資源的占用和破壞、粉塵及酸性水污染,大廠礦屬于碳酸鹽巖礦山,存在著尾礦酸化及由酸化所引起的環境問題,研究表明由于尾礦酸化釋放的酸水中含有由金屬硫化物氧化及碳酸鹽礦物溶解產生的SO42-、HCO3-,以及金屬離子(Fe、Al、Mn、Ca等),生成的硫酸鹽(及復雜硫酸鹽)、碳酸鹽、氫氧化物等穩定次生礦物(如石膏、水綠礬等);地下水位改變引起的災害問題,如礦坑突水涌水、坑內潰沙涌泥、環境污染,發生于2001年7月17日的大廠拉甲坡錫礦的特大透水礦難;礦體內因引起的災害問題,如礦坑火災、地熱和煤礦常見的瓦斯爆炸。
3 3S技術在礦山地質災害評估、監測與防治中的應用
GIS可組成地理位置、地形地貌、地層巖性、地質構造、滑坡、泥石流、巖溶滲漏分段等項目,每個項目又可由視圖、表格、圖表、制圖等文檔組成,系統具有庫區地質資料管理、各類統計分析、大型滑坡穩定性分析及三維模型分析等功能。利用GIS的各種功能,建立地質災害空間信息管理系統、管理地質災害調查資料,顯示并查詢地質災害的空間分布特征信息,評價地質災害的危害程度、地質災害易發程度分區,地質災害風險性、分析地質災害和影響因素之間的關系,提出減輕和防治地質災害的措施,對將來可能發生的地質災害進行預警監測,以及地質災害應急指揮工作等地質災害評估和防治中。
3.1 GIS地質災害信息管理、評估、監測與防治中的應用
地質災害信息分析是涉及地質、地貌、氣象、水文、人類活動等諸多領域,然而面對大量復雜的信息、模型、數據結構和類型,如何對其高效的進行多層次綜合分析處理,過去的數據存儲和管理方式已經不能滿足需要。因此GIS所具備的能夠存儲、處理、分析、計算和成圖顯示空間數據而著稱的地理信息系統,為這一問題提供了一個良好的平臺和方法。GIS以數據庫作為數據儲存和使用的數據源,利用GIS強大的空間數據管理功能,對大量存儲在數據庫的信息進行有效的獲取、處理和查詢,并很好的解決其相關性,復雜性,使各種地質災害信息可以有效的獲取、存儲、處理、查詢,從而實現地質災害分析的實時性、動態性、多源性的特征。主要應用如下:
3.1.1 地質災害的危險等級區劃評估
基于GIS技術采用灰色聚類分析、模糊綜合分析、信息嫡評判、層次分析法方法來計算地質災害危險性指數,來分析評價區的地質災害危險性程度,構建礦山地質環境評價模型。對研究區進行地質災害危險性等級的劃分,為地質災害的管理、防治和預警決策提供技術支持。例如礦山形態分析,用于萃取由地表形態反映出地貌特征參數,包括數字標高模式(DEM)以及面向DEM的各種地貌參數:坡度、坡向、起伏度等;礦山區域評估,根據單個或多個地貌特征分析,評估礦山環境對農林、建筑、工程、居住條件、土地資源的影響,以及評估對各種礦山地質災害發生、發展以及防治的影響;礦山地質災害成因分析,內動力成因分析:由地殼內部能產生內動力,利用有效元素法對礦山內動力成因分析,從幾何效應和力學基質分析礦山格局和骨架。外動力成因分析:地球受重力以及人類活動影響,人類不合理開采,滯后的保護機制造成地質災害的發生;礦山地質災害的預測,采用理論礦山地質災害預測模型,以成因分析為基礎,采用樹立模型進行整體和局部模擬;利用系統礦山地質災害預測模型,在歷史數據的基礎上,采用統計分析方法,預測發展趨勢。在災害預測中需要收集相應的礦山地質信息,計算災害強度和持續時間,以及在歷史過程中災害發生的情況;礦山地質災害的評估,需識別災害類型、源地,然后創建相應模型,并根據受損程度評估災害等級。
3.1.2 地質災害危險性評價
地質災害危險性評價是通過對地質災害活動程度以及各種活動條件的綜合分析,評價地質災害活動的危險程度,確定地質災害活動的密度、強度(規模)、發生概率(發展速率)以及可能造成的危害區的位置、范圍[3]。GIS技術將各種地質災害信息,與各種致災環境因素相聯系,從空間和時間上評估礦區內易引發地質災害的采空區、不穩定區域等危險源,分析其類型和特征以及發生的概率、強度、密度、以及災害經濟損失。GIS空間分析不僅反映了地質災害危險性程度的現勢規律,而且實現了對該區域地質災害的空間和時間上的預測。將GIS作為地質災害危險性評價的分析工具,可以加速危險性評價的過程,提高危險性評價的精度,并通過危險性制圖來反映評價的結果,具有直觀性。
3.1.3 GIS在地質災害監測與防治中的應用
借助GIS的疊加分析以及空間統計分析等功能,通過WebGIS(萬維網地理信息系統)把分布在國土資源部門的地質災害數據、氣象部門的降雨數據、測繪部門的空間數據等有機地集成起來,建立歷史災情數據庫,對地質災害的發展趨勢進行預測,實現地質災害的動態評估,從而實現地質災害的實時監測和預警。在地質災害預警中將RS與GIS相結合。RS動態更新和提供地質災害空間數據,GIS提供數據。GIS用于遙感信息的自動提取,對遙感解譯的地質災害信息進行分析。GIS使各種地質災害空間數據在同一空間環境中進行集成分析,綜合處理。
當災害發生時,GIS強大的信息分析處理功能能夠幫助指揮者指揮物資輸出、指揮應急救援、進行人員管理等更為準確的信息。應急管理系統對突發災害進行科學預測和危險性評估,從而動態生成優化的事故處置方案和資源調配方案,以及未來害發展趨勢、預期后果、干預措施、應急決策、預期救援結果評估等信息。實現救援資源科學有效的調度,提高搶險救災應變能力實現行動行救災的最優化。
3.2 遙感技術(RS)的應用
隨著遙感技術朝著多光譜、高分辨率、多時像和商業化服務方面發展,更加顯示其具有動態、多時相采集空間信息的能力,遙感信息已經成為GIS的主要信息源,RS與GIS的綜合應用可以貫穿于地質災害調查、監測、預警、評估的全過程,獲取大范圍數據資料、時效性強、具數據綜合可比性、經濟性特點。
3.2.1 遙感技術在滑坡、泥石流、地裂縫、崩塌等地質災害調查和監測應用
利用遙感技術克服了地形、氣候、觀測條件的限制,可以實現大范圍的滑坡區域調查以及針對滑坡不同階段實行動態監測。在遙感影像上,滑坡常常沿著地球應力形變的形跡——線性構造分布,是一種斜坡變形形式,并多產在不穩定物質覆蓋的地區,如山地、丘陵地區的斜坡等。期望通過遙感預測每一次滑坡的發生相當困難,但通過對不同時相遙感資料的對比分析,就可以對地表線性構造和不穩定物質覆蓋區進行解譯和判斷,從而預測、圈定滑坡地質災害易發區,對已發生的滑坡地質災害進行調查。
“數字滑坡”遙感檢測技術,就是以遙感(RS)和空間定位(GPS或地面控制)方法為主,結合其它調查手段所獲取的滑坡基本信息;利用GIS技術存貯和管理這些信息;在此基礎上,根據滑坡地學原理進行空間分析,服務于滑坡調查、監測、研究、滑坡災害評價、危險預測、災情評估、減災和防治等。大致可分為4部分:識別滑坡、滑坡基本信息獲取、信息存貯和管理及空間分析。
礦區山高坡陡,巖石破碎,有豐富的松散固體物質,一旦礦區流域、溝谷進入雨季。山洪暴發、強大暴雨、融冰等導致大量的水資源的匯集。暴發大規模泥石流的幾率變高,直接威脅著礦區的安全生產和生命安全。泥石流的遙感調查方法可以采用直接解譯法、動態對比法和干涉雷達等方法。泥石流的形成必須同時具備三個要素:匯水區內有豐富的松散固體物質、有陡峻的地形和較大的溝床縱坡、流域中上游有強大的暴雨,急驟的融雪、融冰或水庫的潰決。從航片上可直接解譯泥石流,標準型的泥石流流域可清楚地看到供給區、通過區、沉積區的情況。泥石流形成區一般呈瓢形,山坡陡峻,巖石風化嚴重,松散固體物質豐富;通過區溝床較直,縱坡較形成地段緩,但較沉積地段陡,溝谷一般較窄,兩側山坡坡表較穩定沉積區位于溝谷出門處,縱坡平緩.常形成洪積扇或沖出錐,洪積扇輪廓明顯,呈淺色調,扇面無固定溝槽,多呈漫流狀態[4]。可見,遙感技術易于識別泥石流的災害程度,有利于災害檢測、防治。
在地裂縫、崩塌動態監測方面前景廣闊:由于地下開采和露天采礦,巖體變形導致的地裂縫,造成的采空區塌陷、地面塌陷是礦區安全管理的重要方面。遙感技術在其中可實現采礦崩塌、地裂縫的動態監測。地裂縫發育特征受地質條件、地下采空區特征等因素控制。一般地面塌陷范圍與地裂縫級別相輔相成,地面塌陷區范圍大,則地裂縫規模隨之增大,而往往隨著地裂縫的增大,又可能帶來另一次的崩塌。遙感技術實時、動態監測著地裂縫和塌陷地的具體情況。且與GIS相結合,以高分辨率的遙感圖像提取地裂縫、塌陷地,應用光譜特征、地學特征與信息、領域和專家知識及其他統計數據輔助進行遙感圖象處理與專題信息提取,處理、分析數據。從而實現地裂縫、崩塌監測。
3.2.2 遙感技術在災前預測和災后評估的應用
應用遙感技術進行災害評估主要集中在災中實時評估和災后恢復重建評估兩個階段。評估的內容包括:受災面積、農作物受災面積、災情等級、救災路線選擇評估等方面,主要表達形式包括受災面積圖、農作物受災面積圖、災情等級圖以及災情遙感評估報告等[6]。在礦山地質災害的評估中,主要利用未受災和成災后的影像數據進行對比分析,準確地查明受災礦區住房、生產設備和道路所遭受的破壞程度以及數量與分布狀況等,以便及時組織救災、恢復生產,對受災重建實現科學規劃。
利用不同數據源、多時相的遙感數據,提供關于自然災害發生背景和條件的大量信息。利用遙感技術可以對全地區的地質情況進行摸底分析,確定出易發地質災害的區域。常見的地質災害在遙感影像上都具備一定的特征。根據這些特征,可以從遙感影像劃分出地質災害易發區,進而繪制出地質災害危險等級圖[5]。根據地質災害的危險等級,建立地質災害預測應急預案,以前做好預防措施,確保人民生命安全和經濟財產達到最低程度的損失。
3.3 全球定位系統(GPS)的應用
地質災害的發生是緩慢蠕動的地質體(如滑坡體等)從量變到質變的過程。一般情況下,地質災害體的蠕動速率是很小而且穩定的,當突然增大時預示著災害的即將到來。由于全球衛星定位系統(GPS)的差分精度達毫米級,可以滿足對蠕動災體監測的精度要求。因此,利用衛星定位系統可以全過程地進行地質災害動態監測,在此基礎上有效地進行地質災害的預測、預報甚至臨報和警報。GPS在災害領域的應用主要在崩塌、滑坡、泥石流等地質災害監測方面。具體了解和掌握崩、滑體的演變過程,及時捕捉崩滑災害的特征信息,為崩塌及滑坡的正確評估分析、預測預報及治理工程等提供可靠的資料和科學依據。同時,監測結果也是檢驗崩塌、滑坡分析評估及滑坡工程治理效果的尺度。
為了達到上述目的,滑坡、崩塌、泥石流地質災害遙測系統總體設計思想是:形成點、線、面三維空間的監測網絡和警報系統,有效地監測崩、滑體動態變化及其發展趨勢,具體了解和掌握其演變過程,及時捕捉崩滑災害的特征信息,預報崩滑險情,防災于未然。同時,為崩滑體的穩定性評估和防治提供可靠和及時的依據。主要使用以下幾種技術模式:GPS實時動態、GPS動態定位、GPS準動態定位。GPS在地質災害防治領域中的應用,對地質災害監測手段和作業方法產生了革命性的變革,極大地提高了地質災害防治領域中觀測精度和勘測效率。
4 結語
集成3S技術,利用遙感技術對礦山地質災害信息的提取、全球定位系統對遙感圖像從中提取的信息進行定位等基礎數據的調查采集,利用地理信息系統對礦山地質環境及其周邊地質環境信息進行組合、分析、修改、建立數據庫等功能,實現數據的對比、查詢、檢索、動態更新、輸出。隨著Web-GIS(網絡GIS)技術發展,逐漸應用到地質災害監測評估與防治當中,成為地質災害信息化防治技術的發展新趨勢。通過Web-GIS,結合3S技術,可將技術系統、數據分布在網絡,實現數據的實時更新、管理。從而使得地質災害數據和地質災害模型可以在全國范圍內共享,為防災減災提供一個功能強大而又方便快捷的有效途徑。可見,3S技術的集成以及與其他技術的結合,使得它們的各自的優勢得以充分發揮,在礦山地質災害防治中發揮越來越重要的作用。
參考文獻
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[4]孫婭林.高分辨率遙感技術在地質災害監測中的應用[J].科技信息,2011,(20):675.
隨著我國經濟的持續發展,大量的基礎工程建設和礦產開采所形成的露天邊坡、自然風化和水蝕等因素所形成的需要進行災害治理的邊坡正在逐年增加。這些邊坡由于受力的平衡狀態逐漸破壞,因而便產生了邊坡的不穩定,或者說邊坡巖體移動的問題。如果對巖體的移動不能很好的防治和管理,由此所形成的地質災害將會給人民的生命和財產安全帶來嚴重威脅,或使用國民經濟遭到重大損失。為了防止這類地質災害的發生,必須進行以調查巖體移動量、移動速度為目的的邊坡移動監測,依據邊坡移動監測數據成果結合對巖體力學性質、水文地質等方面的調查,便取得巖體移動的較全面的資料,從而可分析巖體移動的規律,判定移動巖體及所沿滑動面的位置、形狀、大小及傾角等,以便對移動的巖體采取防治措施。本文就如何合理地進行邊坡移動監測成果整理發表一點淺見。
二、地質災害治理中的邊坡移動監測的特點
由于觀測成果的整理方式與監測點的布設形式和觀測方法有著密切的聯系,在分析整理邊坡移動觀測成果之前必須了解邊坡移動監測的方法和特點:邊坡巖體不穩定范圍的大小和形狀以及巖體移動的方向通過實地調查和分析是可以判定的。實踐證明,邊坡巖體的移動都是屬于剪切破壞性質的。當巖體中存在抗剪強度較低的弱面,且此弱面與邊坡面大致一致時,則當弱面上部巖體的自重力和其它外部載荷所構成的下滑力超過沿弱面的抗滑能力時,上部的巖體就會沿弱面(邊坡暴露面)向下形成邊坡巖體移動。由于邊坡巖體移動方向的可預測性以及現代測繪儀器測距精度的提高,所以通常邊坡監測點均布設成線狀且與巖體移動方向相同(如圖1所示),這樣邊坡巖體水平移動量主要反映于沿視線方向的距離變化值,盡量減少測角誤差給巖體水平移動監測數據帶來的影響,而對邊坡巖體的垂直移動量監測精度不受影響。由于能夠形成地質災害的巖體年均垂直移動量>15cm,且主要集中在某一時間段的巖體移動活躍期內,所以巖體的垂直移動量可采用光電測距高程法觀測。每條觀測線一般由控制點和監測點組成,在觀測線的每端(移動范圍外)布設不少于兩個控制點。若難以找到穩定的區域埋設控制點,也可采用固定角法確定觀測線。
對于邊坡外圍的不穩定區域可布置一些分散測點。
三、觀測成果的整理
每次觀測后都要進行成果整理。成果整理包括邊坡移動數據的計算和繪制邊坡移動曲線圖兩部分。
1、計算部分。在計算之前,應先對外業觀測的原始記錄進行仔細檢查。
對于移動觀測控制點,應計算出平面坐標及高程。計算的結果應記入專門的表格中。對于觀測點,應計算各點的高程、各點間及各點至某一控制點間之水平距離等。計算各點間之水平距離時,應根據具體情況考慮各項改正。對觀測線的測點,還應進行偏距改正。偏距改正的目的,就是求出相鄰測點間之水平距離在觀測線方向上的投影長度。改正方法與傾斜改正類同,只不過前者是在水平面內的改正,后者是在豎直面的改正,前者的偏距相當于后者的高差。各點的移動值,根據初次觀測和各次重復觀測的成果計算。計算方法如下:
下沉值:W=H-H
H:初次觀測所得測點的高程
H:第m次重復觀測所得測點高程水平移動值:U=√U+U
U:沿觀測線方向的水平移動值
U:垂直觀測線方向的水平移動值下沉速度:V=(W-W)/T
W:第m+1次觀測的下沉值
W:第m次觀測的下沉值
T:兩次監測相隔天數
對分散測點,可根據極坐標法或角度交會法的觀測成果計算測點平面坐標,由重復觀測和初次觀測所得坐標值之差,即可求得測點水平移動的線量值。通過向圖上展點也可以了解其移動方向。也可以直接根據重復觀測與初次觀測的角度與距離測定值,計算其沿視線方向的縱向位移量和垂直視線方向的橫向位移量,并求出測點總的水平移動值及移動方向。計算成果列入下表:
2、繪圖部分。為了從圖象上直觀地了解和分析測點在不同時間的移動變化情況,以及各測點(觀測線上)之間移動和變化的分布情況,應根據各測點移動值的計算成果繪制成移動曲線圖。對于觀測線上的測點,可在每次重復觀測后繪制一條下沉曲線及水平移動曲線。為了便于觀察和比較,應將曲線圖繪在相應觀測線斷面圖的上方。在斷面圖的上方適當位置畫兩條水平線,作為繪制移動曲線的橫坐標軸。在此軸上,用與斷面圖相同的比例尺,并于觀測線上原測點位置相對應地轉繪出各測點的位置,寫上編號。然后在每一水平線的左側繪一豎直線,作為縱坐標軸,分別代表水平移動值和下沉值(如圖2所示)。為了使圖形明顯,可將縱坐標軸的比例尺放大,根據具體情況可選用1:1、1:2或1:5的比例尺。對于分散測點可以繪制水平位移(下沉)~時間曲線圖。
四、觀測成果的分析研究
圖2是某觀測線根據垂直走向方向的觀測線的三次水平移動觀測成果和三次下沉移動觀測成果,繪制的水平移動曲線和下沉曲線。由圖上可以明顯地看出,觀測線上各測點移動量的大小和變形分布情況。跟據巖體性質和經驗數據在下沉曲線的兩端即可找到移動邊界點,將各移動邊界點投影到平面圖上即可圈定巖體移動區域。在移動比較活躍的區域可隨時增加一些分散的測點,通過移動觀測,了解每個測點的移動量隨時間變化的情況,進行綜合分析。
通過對很多測點移動值大小及方向的分布情況分析,可以了解巖體移動的趨勢。根據各測點的水平移動值與下沉值,可求出測點移動總向量的傾角。由測點移動的傾角及傾向,可判斷可能產生滑坡的空間位置。一旦發生移動曲線突變,進入巖體臨滑突變階段,就可及時向有關部門通報相關的準確數據和信息。
一、主要地質災害情況預測
(一)地質災害種類預測
根據自治區、市地質災害評估預測,區發生地質災害的種類主要有:滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷。
(二)地質災害隱患區的分布及特點
市地質災害的發生具有明顯的區域性特征。根據環境地質條件,結合氣象因素、人為活動及歷史上地質災害分布情況,區地質災害隱患區主要分布在賀蘭山東麓,主要以滑坡、崩塌、泥石流為主。
該區段在突降暴雨或強降雨的情況下,具有發生地質災害的隱患。
(三)地質災害影響因素預測
誘發地質災害的因素很多,除地震外,常見的主要有兩種。
1、降雨因素。持續性降雨、大暴雨是誘發滑坡、崩塌、泥石流等地質災害的主要因素。據有關資料分析,每小時降水量在25毫米以上、每天降雨量在毫米以上時,在具備成災地質環境條件的地段,即可誘發地質災害。
2、人為因素。人類不合理的工程活動也是誘發地質災害的重要因素之一。如大量的坡積物順溝堆積,是造成滑坡隱患區泥石流的主要泥沙來源;采礦形成的廢渣、廢石堆放在洪水溝道中,是造成礦區泥石流的主要物源;地下采礦活動造成一定范圍的采空區,使上方巖石、土體失去支撐,是導致地面塌陷、地裂縫的主要因素;劈山開礦的爆破作用,可使斜坡的巖土體受振動破壞,產生滑坡;在山坡上亂砍濫伐,使坡體失去保護,且有利于雨水滲入從而誘發滑坡、崩塌。
(四)地質災害發生的時段預測
1、滑坡、崩塌、泥石流發生的時段預測。汛期強降雨時段是滑坡、崩塌、泥石流等地質災害高發時間。根據降雨預測,每年月即進入汛期,是地質災害發生的主要時段,尤其是月主汛期暴雨集中,是最危險時段;其它月份降水較少,但這期間若發生短期大強度降水,也可誘發上述災害。
2、塌陷是開礦后采空區的一種地質災害現象,主要發生多雨季節和雨季后期;地震是塌陷的主要誘因,因此地震后要加強監測。
二、地質災害的防治
(一)組織措施
1、建立和完善領導責任制。區成立地質災害防治領導小組,并協助和督促鄉(鎮)礦山成立地質災害防治領導(工作)小組,將災害危險點的監測和防治任務落實到具體單位和個人,明確具體責任人;市國土局分局要不定期地進行檢查指導,確保責任制的落實。
2、群測群防的防災體系建設。區人民政府結合實際,建設本區地質災害群測群防體系,各鎮要搞好本區地質災害群測群防體系建設,盡可能將地質災害造成的損失降到最低程度。領導小組加強同建設、水利、交通、鐵道、旅游、安全生產監督管理、教育等相關部門的密切配合,將公路鐵路沿線、重點工程區、旅游區、企業礦山、中小學校的地質災害群測群防責任制落到實處。
(二)地質災害預防監測措施
地質災害點的監測,由轄區政府和當地鄉鎮、村或礦區負責組織實施。國土部門應當會同建設交通局、水務等部門加強對地質災害險情的動態監測;因工程建設可能引發地質災害的,建設單位應當加強地質災害監測。監測任務要落實到人,每次監測應認真做好記錄,并將監測結果報送國土分局和市國土資源局、市氣象局、地質環境監測站。專業部門將根據監測資料,按照有關技術要求建立地質災害信息數據庫。
監測時間:一般季節每月監測一次,汛期每5天監測一次,主汛期每天監測一次,天氣預報有中雨或雷陣雨時要提前一小時進行預測點小時監測。
(三)地質災害防治措施
對出現地質災害前兆、可能造成人員傷亡或者重大財產損失的區域和地段,區人民政府及時劃定為地質災害危險區,予以公告,并在地質災害危險區的邊界設置明顯警示標志;在地質災害危險區內,禁止爆破、削坡、進行工程建設以及從事其他可能引發地質災害的活動。對套門溝礦區對于滑坡、崩塌、泥石流災害應以避讓為主。根據監測資料,預測滑坡、崩塌、泥石流的危險不可避免時,及時采取避讓措施,將危險區的人員及時搬遷撤離,礦區設備可撤離的就近撤離。
(四)地質災害危險點監測、報警、疏散、應急措施
【Keywords】geological disaster; early warning monitoring; data acquisition device
【中圖分類號】P642 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)05-0177-02
1 引言
地質災害指在人為或者自然因素的作用下形成的對人類生命財產、自然環境造成破壞的地質現象。例如,山體滑坡、泥石流、崩塌以及地震等嚴重威脅著社會經濟的發展。
2 通用型地質災害預警數據采集裝置的概述
2.1 地質災害預警數據采集裝置的目的及意義
我國是受地質災害損失較為嚴重的國家,山體滑坡、泥石流、崩塌等地質災害嚴重威脅我國社會經濟和資源的可持續發展。因此,我國政府對地質災害預警數據采集裝置技術的研究格外重視,并投入大量人力、財力資源從事該技術的研究。由于地質災害現象普遍量大面廣,成因復雜且治理成本頗高,當下無法對其進行大規模全面治理。由此看來,地質災害監測預警裝置成為重要的減災防災手段;以各種地質災害的形成條件為背景,對地質災害危險程度進行區劃,在易發生地址災害區域裝置地質災害預警數據采集系統,實現地質災害的及時預警,從而減少地質災害帶來的損失。地質災害監測系統的設計主要分為地質災害預警數據采集裝置及地質災害計算機預警軟件兩部分。其中,地質災害預警數據采集裝置是通過數據融合、無線傳感器網絡及圖像處理技術相結合對地質災害監測點的監測圖形和數據進行采集及發送。地質災害計算機預警軟件是對地質災害預警數據采集裝置發送的圖像及數據進行分析整理,從而達到地質災害預警和數據監測的目的。地質災害預警數據采集裝置及地質災害計算機預警軟件在相互協調的作用下共同完成地質災害監測預警系統的工作,將對防災減災工作做出巨大貢獻;各類地質災害的現場結構及發生機理皆不盡相同,而傳統地質災害預警數據采集裝置的設置功能單一,只適用于監測某種特定的地質災害。因此,應研究一種通用型地質災害預警數據采集裝置,針對不同的地質災害預警數據的采集通過不同的傳感器進行監測。
2.2 地質災害預警數據采集裝置的研究現狀
地質災害具有突發性,一旦發生必然對生命財產安全造成嚴重損失。針對不同的地質災害發生類型,國內外的專家?W者進行了長期研究,根據地質災害的發生提出了各種假設模型與理論,并對其部分予以驗證。地質災害預警技術從早期的災害成因研究到地質災害的危險程度區劃,國內外對地質災害得到了更加廣泛的研究。隨后形成了由遙感技術、地理信息系統及全球定位系統組成的“3S技術”,為地質災害預警提供更為精準的全天候數據采集監測,從而增強預警能力。近年來,隨著傳感器技術和無線通信技術的高速發展,無線傳感器網絡作為具有感知能力、通信能力及計算能力等特點的新型技術引起了國內外專業人士的關注,為地質災害預警提供了新思路。目前,國內外對地質災害預警數據采集裝置的研究已有了一定基礎及成果。但是,其中還存在一些問題,例如,傳感器需要采集電路,運用的傳感器種類較多時,設計的成本會增加,地質災害監測區地勢復雜,單一的數據傳送方式不能保證數據得到有效傳輸,裝置的監測地點環境惡劣難以保證供電及時。
3 通用型地質災害預警數據采集裝置的設計
3.1 裝置方案設計
地質災害預警系統由數據采集裝置、云數據服務器及地質災害監測中心三部分構成,圖一為地質災害監測預警系統的結構示意圖。其中左半部分即是地質災害預警數據采集裝置,該裝置具有對監測現場的有關數據進行采集的作用,隨后經邊界路由節點傳送出去,地質災害監測中心將該數據進行分析,實現地質災害預警功能[1]。為了更好地管理在野外環節進行的無線網絡監控系統的所有節點,保證數據的有效上傳,需使用較為可靠的數據采集裝置。互聯網作為世界上互通性最為廣泛的體系,將無線傳感器與互聯網相結合即可實現數據的遠程傳送。采用分布式的設計方案,采集到的現場原始數據首先上傳到云服務器中進行保存,而不是直接將原始數據傳輸至地質災害監測預警中心,該方法大幅度降低了系統失效的風險。
現場原始數據以從上至下的流向,根據實際情況選擇無線網絡的數量,其中設置了4個監測網絡,網絡監測節點通過采集現場的雨量、泥水位等數據通過無線網絡到達邊界路由節點,邊界路由節點則根據情況選擇無線或有線方式將數據傳送至數據交換中心,數據交換中心通過定位系統將數據發送至互聯網中,隨后傳入云服務器,云服務器將采集的數據儲存,地質災害監測預警中心訪問云服務器,將數據進行分析,并做出預警決策將信息傳送至有關部門。綜上所述,通過地質災害預警數據采集裝置的結構及工作原理,設計出系統通信結構。根據不同節點的特點,選擇對應的傳感器類型。
3.2 硬件及軟件設計
硬件的結構主要以原始數據采集的節點及邊界路由節點的功能組成的,是以通過通信處理電路、電源管理電路、調試電路等硬件電路設計完成的微控制系統;在設計軟件時,由于程序具有可維護性以及可移植性,系統軟件的設計應以分層次、板塊化的特點進行設計。
3.3 裝置調試
在通用型地質災害預警數據采集裝置的系統設計完成之后,通過調試來及時發現設計過程中的錯誤及缺陷。地質災害預警數據采集裝置的設計是由數據采集、數據分析直至數據上傳等步驟組成。因此,應對各步驟進行調試,以保證裝置的有效性。其中,調試方式包括實驗室調試和野外模擬調試兩種。實驗室調試是將裝置中所有功能拆分,并用特定的調試工具進行單獨調試;野外模擬調試是將裝置置于真實監測現場,通過監測預警中心進行數據分析。兩種方法并用,對整個裝置調試的結果進行分析,從而提高通用型地質災害預警數據采集裝置的有效性。
我鄉位于縣最南部,與重慶市梁平縣接壤,幅員面積32.06平方公里,轄6個行政村,2個社區。共49個村民小組,總人口約1.8萬人。全鄉地形以平壩為主、低山丘陵為輔,我鄉地質災害分布主要以為主,其他各村小規模的滑坡也分布較廣。目前,排查發現地質災害點5處,危及面積405畝,其中耕地235畝,威脅農戶86戶294人,預計直接經濟損失152萬元,給我鄉經濟建設和人民生命財產安全造成了巨大的威脅。
二、應急機構及職責
鄉政府成立由鄉長雷勛章為指揮長,鄉人大主席于世林,黨委委員、副鄉長李繼明,黨委委員,副鄉長薛峰,黨委委員、副鄉長柏海川為副指揮長,黨政辦、派出所、財政所、社事辦、綜治辦、衛生院、建管辦負責人為成員的地質災害防治工作領導小組,領導小組下設辦公室于黨政辦,負責全鄉地質災害防治工作。在汛期堅持24小時值班制度,若出現地質災害問題,領導小組及時組織搶險救災,并立即報告上級主管部門。領導小組下設辦公室、搶險及轉移安置組、后勤保障組。其職責分工是:
(一)辦公室:黨委委員,副鄉長薛峰同志任辦公室主任,分別從黨政辦、社事辦、建管辦等部門抽調人員組成。主要職責是:傳達貫徹指揮部決策;組織搶險救災力量,協調各部門關系;做好地質災害監測預警工作;收集有關的地災,按時上報監測報表;公布搶險救災臨時規定。
(二)搶險及轉移安置組:武裝部長、副鄉長柏海川任組長,分別從經發辦、派出所及民兵組織等部門抽調人員組成。其主要職責是:負責組織、指揮搶險救災隊伍及時奔赴一線,組織群眾撤離;負責組織搶險車搶險當路的暢通;維護險區內社會治安等。
(三)后勤保障組:黨委委員、副鄉長李繼明任組長,分別從社事辦、財政所、文化站、衛生院等部門抽調人員組成。其主要職責:負責救災款物的籌集發放,保證災區生活必需品的供應;組織急救隊伍趕赴災區搶救傷員,采取有效措施,防止和控制傳染病的暴發流行;及時檢查災區水源、食品衛生;負責妥善安置災民,迅速組織力量修復災區電力、通訊設施等,保證災區用電和通訊通暢等。
(四)村社職責:各村負責本轄區內地質災害的防治和救災。
在轄區內重大地質災害點及其危險區域設置警戒標志,確定和預警信號、撤離路線、建立監測點、落實監測人員及防災責任人。
有地災害險情的村、社、企業的監測人員和防控災責任人必須在汛期實行24小時值班制度,隨時發現險情變化,并做好記錄,報告鄉防災領導小組。
廣泛宣傳、讓受災戶人人明白,戶戶清楚本區域災害發生時的預警信號及撤離路線、災害發生前的前兆。
對因地質災害造成的嚴重危房戶,及時發送搬遷通知書,限期搬遷戶和觀察使用的危房戶分別建卡,跟蹤調查,隨時掌握搬遷情況。
地質災害發生后,動員和組織災區群眾,發揚自力更生、艱苦奮斗的精神,積極轉移、搬遷安全區域,開展抗災自救工作,恢復生產。
三、防災責任人及監測員:
指揮長:
副指揮長:
成員:
四、地質災害預防措施
1、編制年度地質災害防治方案
鄉國土資源所要會同地質災害防災搶險領導小組成員單位和部門,在每年第一季度前擬訂年度地質災害防治方案,報鄉人民政府批準公布。年度地質災害防治方案要標明轄區主要災害點的分布,說明主要災害點的威脅對象和范圍,明確重點防范期,制訂具體有效的地質災害防治措施,確定地質災害的監測、預防責任單位與責任人。
2、加強地質災害監測
負責地質災害監測的單位,要廣泛收集整理地質災害預防預警的有關數據資料和信息,進行地質災害中、短期趨勢預測,建立地質災害監測、預防、預警等資料數據庫,實現各部門監測、預報、預警等資源的共享,不斷提高監測質量。
3、加強汛期值班
建立健全值班制度。在汛期(每年四月至九月),防災搶險領導小組辦公室要實行24小時值班;凡逢暴雨時,按照縣防汛防旱領導小組的部署,防災搶險領導小組辦公室雙人值班,領導帶班;當發生地質災害時,根據鄉人民政府的要求,進一步加強值班,認真接聽本轄區內的雨情、汛情、險情、災情報告,并按規定報告、轉達、處理。
4、加強險情巡查
鄉、村、組在汛期,要組織人員加強對地質災害重點地區、地質災害隱患點和易發生地質災害地區的巡查、監測和防范,發現災情和險情要及時處理和報告。對已劃定的地質災害危險區,要予以公告,并在地質災害危險區的邊界設置警示標志,確定預警信號和撤離路線。根據險情變化及時提出應急對策,組織群眾轉移避讓,情況緊急時,應強行組織避災疏散。
5、加強汛期災害預報
地質災害氣象預報預警由弱到強依次分為一級、二級、三級、四級、五級等五個等級,三級、四級、五級時預報。
三級:地質災害發生可能性較大;
四級:地質災害發生可能性大;
五級:地質災害發生可能性很大。
鄉人民政府接到本區域有可能發生地質災害的預報預警后,依照群測群防責任制的規定,逐級將有關信息迅速通知到地質災害危險點的防災責任人、監測人和區域內的村民。
一、地質災害基本情況
(一)地質災害類型和分布特征
我鎮地質災害類型主要有崩塌和滑坡兩種類型,全鎮已發現地質災害隱患點有14個,包括滑坡11個、崩塌3個,分別占災害總數的79%和21%。從地質災害發生時間上看,崩塌和滑坡大多發生于雨季內(5~10月)。旱季發生的崩塌、滑坡,一般都發生在露采礦山的邊坡、排土場和公路沿線等人為工程活動比較劇烈的地段。
(二)上年度地質災害防治簡況
我鎮地質災害高發期為6~10月,地質災害類型以滑坡為主,主要是月山村、蓋山村、虎山在汛期內出現不同程度的土方坍塌現象,我鎮相關部門與所在地村(社區)委員會積極參與和配合,認真履行職責,較好的地落實了地質災害防治的各項措施和工作,汛前及時預報,及時疏散、轉移群眾。由于措施得當,整個雨季中并未造成人員受傷。
(三)地質災害趨勢預測
⒈降雨趨勢預測
單點暴雨及長時間連續降雨是誘發地質災害的主要自然因素。我鎮1~4月降雨量偏少;5月降雨量正常稍偏多,全年雨季在5月中旬前后開始;主汛期為6~8月;9~10月降雨量正常至偏多,有一般性的秋季連陰雨天氣;雨季在10月中旬前后結束。
⒉人為致災因素變化
我鎮近年來城鎮發展迅速,房屋、公路、礦山及水利水電等基礎設施工程建設活動逐年增強。轄區內一些在建和擬建的大型工程,均可能成為地質災害的多發區段。磷礦采空區、采砂場、采石場也將是礦山地質災害多發區。
根據我鎮地質災害現狀和危害特征及降雨和人類工程活動預測,預測我鎮地質災害有如下特征:
1.地質災害類型
地質災害類型仍以自然因素誘發的中小型山體滑坡和崩塌為主,其次為人類工程活動(公路建設、采礦等)誘發的崩塌、滑坡等災害。
2.地質災害發生時間
地質災害主要發生于汛期6~10月,為地質災害重點防范期。工程誘發災害的時間具不確定性。
⒊地質災害發展趨勢
我鎮地質災害活動有老災點危害繼續擴大以及人類工程活動對地質環境的擾動不斷增大的趨勢,由于治理難度大、條件差,治理措施難以有效到位等原因,災害活動性不斷增強,危害性進一步擴大,從總體看,我鎮地質災害的活動和危害仍保持較高水平。
二、重要地質災害隱患點
(一)選取原則
根據地質災害易發性分區和災點穩定性、危害性實際情況,對重要地質災害隱患點選取原則確定如下:
1.對集鎮、村莊、工礦及重要居民點人民生命安全構成威脅;
2.威脅公路、重要基礎設施;
3.處于地質災害高易發區,災害規律明顯;
4.曾經造成重大經濟損失或影響較大;
5.可能造成嚴重經濟損失。
(二)重要地質災害隱患點
根據重要地質災害隱患點選取原則,確定轄區范圍內的需重點防范的地質災害隱患點13個:
1.仁義村委會月山村山體滑坡隱患點、威脅7戶群眾的安全。
2.禮智村委會蓋山村都存在山體滑坡的隱患,威脅8戶群眾的安全。
3.鄭和路社區月山村山體滑坡隱患點,威脅20戶群眾的安全。
4.月山社區蓋山村山體滑坡隱患點,威脅8戶群眾的安全。
5.酸水塘村委會山體滑坡隱患點,威脅8戶群眾的安全。
6.太史村委會五組火陡箐,由于農戶在坡腳建房,損壞了坡腳,已造成局部塌方。
7.甸心村委會老虎山,由于土質松軟容易發生山體滑坡。
8.甸心村委會仙鶴村灌溉溝存在崩塌隱患。
9.漢營村委會西漢營村“古二”公路地段公路邊坡崩塌隱患。
10.古城村委會老鴉洞箐,由于開礦挖掘,形成陡面山體容易山體滑坡。
11.漢營村委會小團山,由于開礦排土形成松軟山體,容易山體滑坡。
12.中誼村委會關山頂一片,山體松軟容易造成山體滑坡。
13.舊寨爬齒山云南西儀工業有限公司抽水站石塊崩塌。
三、重點防范期
一般情況下,主汛期就是我鎮地質災害重點防范期。我鎮地質災害重點防范期為6~10月。各村(社區)委員會及民政辦、國土所、城管辦、企業辦等相關部門要提前做好各方面的準備工作,及時進入重點防范工作狀態,認真實行汛期地質災害防治各項制度,確保安全渡汛,最大限度地減少災害造成的損失。
四、地質災害防治措施
地質災害防治工作,應按照地質災害防治規劃的統一部署,逐步落實地質災害調查、地質災害預警系統建設、地質災害信息系統建設、重要地質災害防治工程及監測預報建設等方面的工作,并加強重點區域地災監測預警工作。
(一)全鎮地質災害防災減災目標
全鎮地質災害防災減災目標是:發生地質災害時,力求無人員傷亡,經濟損失降到最低程度。
(二)強化管理措施
1.為實現防災減災目標,各村(社區)委員會要進一步建立健全地質災害應急和防治管理機構,落實責任制,充實和完善地質災害防治工作領導小組,做到地質災害應急和防治工作機構健全、職責明確、人員到位、責任到人。
2.利用廣播、標語、傳單等宣傳媒介宣傳地質災害科普知識及防災減災措施,增強廣大民眾對地質災害危害的認識,強化減災意識,為防災減災工作建立深厚的群眾基礎。
3.對轄區內所有礦山企業地質環境現狀、礦山地質災害的類型、規模、活動特點、危害對象、危害程度和發展趨勢開展動態監測工作。
4.對轄區內特別嚴重的災害點優先治理,對規模大難以治理或投資太大的災點應采取避讓措施。
5.努力爭取上級有關部門的援助,將爭取到的地質災害防治資金,專款用于地質災害的調查、監測、勘察及治理工程。
6.堅持“誰破壞,誰治理”的原則,人類活動可能誘發地質災害時,必須有相應的預防措施,工程建設時應避免開挖邊坡過陡、過高,并及時進行邊坡防護,嚴禁將工程廢土、采礦廢石、廢渣隨意堆放。
7.在汛期內對轄區內重要地質災害隱患點進行不定期巡查。
8.對9個重特大地質災害隱患點實行專人監測負責制。
(三)搬遷避讓措施
由于地質災害易發區自然環境惡劣,地質災害治理難度和投資均較大,因此,對地質災害的危害一般應盡量采取避讓方式。一是工程建設避開地質災害危險區;二是居于相對穩定的地質災害點上的村(居)民,在汛期或遇暴雨時,撤離危險區暫時躲避;三是居住在治理難度大或投資大的不穩定的地質災害體上的村民,一般采用搬遷避讓的方式避免地質災害的危害。
(四)監測預警措施
建立完善的地質災害群測群防系統,是預防地質災害發生或減少地質災害損失的重要手段。而群測群防系統的建設,涉及通信、交通運輸、醫療衛生、民政、城建、工程勘察施工等各部門的工作,是一個系統工程,是由多種防災減災措施組成的有機聯系的整體,各子系統相輔相成,缺一不可,因此,要建設好群測群防系統,鎮屬各部門和各村(社區)委員會應密切配合,協調關系,統一行動,保證防治工作的順利實施。
(五)工程治理措施
我鎮年底與四戶受災戶簽訂了《鎮地質災害點工程治理協議書》,防治工作計劃已列入每戶5000元—7000元不同標準的專項經費。具體采取支擋、護坡等措施。
五、地質災害的監測、預防責任人
地質災害動態監測就是對地質災害體變形破壞狀況及其宏觀前兆隨時間變化的監測。地質災害的發生本身是一個過程,在出現大規模變形破壞之前,往往有比較明顯的征兆,通過監測,及時捕捉這些征兆,作出預報,就可以避免或減輕地質災害造成的損失。所以,地質災害要實行動態監測。地質災害的監測,原則上是誰受威脅,誰負責監測。各村(社區)委員會主任為地質災害防治工作第一責任人,以此為基礎,各村(社區)委員會一定要落實監測對象和監測人員。各監測人員一定要擔負起監測預防的責任,按照汛前排查、汛期巡查、汛后復查的要求,加強地質災害隱患全面排查,對排查出來的地質災害隱患點,要告知當地群眾,指導、督促做好防治工作,落實群測群防,做到準確預報。
一、2011年地質災害預警預報及災害發生簡況
(一)地質災害預警預報情況
2011年省國土資源廳、省氣象局聯合可能影響我市的地質災害預警共6次,其中三級黃色預警4次,四級橙色預警2次。我市根據區域降雨量、地質災害隱患點穩定性狀況及成災可能性預測分析,地質災害預警17次。
(二)地質災害發生情況
受地理環境和人為因素的影響,我市西部中低山區為地質災害高易發區,2011年全市共發生地質災害8起,出現重大險情1起,其中崩塌6起,滑坡2起,直接損失56萬元,無人員傷亡。
二、2012年全市地質災害趨勢預測
依據我市地質環境背景、地質災害分布規律、隱患點穩定狀態和市氣象局對2012年汛期降水趨勢的預測,預計2012年全市發生地質災害的頻度、密度將不會低于2011年,發生突發性地質災害的可能性也較大,類型仍以崩塌、滑坡為主,多發期為5~9月份,其中高發期為7~8月份,發生地點將主要集中在我市西北部、以及三鎮中低山區區域,強降雨、連續降雨和臺風是地質災害形成的重要觸發因素,人類工程建設活動也成為引發地質災害的主要因素。
三、地質災害重點防范期、重點防治區
根據我市往年氣候規律和地質災害發生情況統計,每年汛期是全市地質災害的高發期,5月后,我市即將進入汛期,雨量開始逐漸增多,7~8月份會出現一段降水集中期,臺風、強降雨和連續降雨頻繁,進入9月份降水才開始逐漸減少,因此5月~9月為我市地質災害重點防范期,重點防范期內連續降雨和強降雨及其過后的2~3天內為地質災害的重點防范時段。
根據地質災害防治區劃調查和地質災害隱患點排查數據庫,確定我市重點防治區:
(一)西部山區居民聚居區
重點防范的鎮、街道為、、和街道,附表中分布在上述鎮、街道的地質災害隱患點需重點進行防范,同時要加強動態監測,及時發現新增地質災害隱患點并做好管理和防范工作。
(二)人為因素造成的地質災害隱患區域
因某些單位、企業和居民在山腳切坡過高過陡建房引發邊坡失穩的區域,西部山區公路建設工程導致的切坡區域,相關責任單位應加強監測和防范可能發生的崩塌和滑坡危險。
四、地質災害防治措施
地質災害防治的原則是“堅持預防為主、避讓與治理相結合和全面規劃、突出重點的原則”。落實到各個具體的災害隱患點則應當堅持以人為本的原則,圍繞如何保證人民群眾的生命財產安全、如何最大限度地減少災害損失開展防治工作。
(一)加強領導,切實落實責任制
地質災害防治需實行分級負責、統一領導、分工協作的原則,各鎮人民政府、街道辦事處和有關部門要增強做好地質災害防治工作的責任感、緊迫感,切實加強領導,強化監管,把人民群眾生命財產安全放在首位,主要領導要對本行政區域地質災害防治工作負總責,分管負責同志具體負責,要按照地質災害群測群防“十有縣”建設的要求,切實落實《地質災害防治條列》和“六項制度”的各項規定,做到領導到位、任務到位、人員到位、措施到位,最大限度地減少因地質災害造成的人民群眾生命財產損失。
市國土資源部門負責全市區域內地質災害防治的組織、協調、指導、監督預報等工作,發生地災險情時要及時將相關信息告知成員單位,共享地質災害易發區分布、地質災害歷史災情等情況;市財政局按照政府地質災害防治工作的部署,在年度財政預算中安排防治專項資金,用于地質災害的防治和救助工作;市交通局、公路局負責公路修建切坡誘發產生地質災害隱患點的防治監管工作;市水利局負責河道及水庫地質災害隱患點防治監管工作;市教育主管部門負責全市中小學校地質災害隱患點防治監管工作;市衛生局負責地質災害發生后,組織醫療衛生隊伍開展災區傷員救治和衛生防疫工作;市氣象局要加強地質災害易發區的降水監測,及時向國土部們共享自動氣象站、天氣雷達等實時觀測資料和降水預報信息,并與國土部門合作,地質災害氣象警報,在地質災害發生時提供搶險現場的氣象服務;市林業局負責加強對山區崩塌、滑坡和泥石流等原因造成水土流失而引發地質災害地段的植被保護和林地征用管理,并指導和督促林地權屬單位制定生物治理方案,恢復植被,控制水土流失。同時各地質災害隱患點防治責任單位要加強臺風、強降雨等災害天氣期間的地質災害防范工作。因工程建設引發以及可能引發地質災害的,由建設單位進行監測和治理。
(二)切實落實地質災害防治方案和應急預案,強化地質災害應急管理
各鎮人民政府、街道辦事處和有關部門要按照“應急預案進社區、進企業、進學校”的要求,對已發現的地質災害隱患點要制定和更新包括監測責任人、預警信號、撤離路線等詳細內容的防災預案和防災避險明白卡,一并發放到每戶受災害威脅的群眾手中。地質災害易發的鎮、街道應邀請相關部門配合組織一次地質災害應急預案演練,確保一旦災害發生,能高效有序地組織搶險救災工作,保證人民群眾生命財產安全。
(三)突出工作重點,做好汛期地質災害防治工作
突發性地質災害多發生在汛期,集中強降雨為主要引發因素,做好汛期地質災害防治工作十分重要。
1.切實做好地質災害巡查和督查工作。各鎮人民政府、街道辦事處和有關部門要對各自負責區域內的地質災害隱患點、防范區段內城鎮、學校、居民點、交通干線、旅游景區和工程房屋建設項目開展巡查工作,重點巡查各災害隱患點的監測情況,警示牌設置和應急預案落實情況,監測工具、通訊工具、報警系統的完好情況,“地質災害防災避險明白卡”及“地質災害防災工作明白卡”的發放情況,危險區域人員搬遷避讓情況,宣傳工作是否做到家喻戶曉,是否有新的隱患點發生等,對于巡查中發現的問題要及時報告市地質災害防治工作領導小組。
市地質災害防治工作領導小組將不定期派出督察組,對重點防范區內各責任單位的地質災害防治工作進行督察,對于沒有達到要求的責任單位要求限期整改。
2.加強汛期的地質災害預警預報工作
市國土資源局要會同氣象部門,加強汛期地質災害氣象預警預報,建立地質災害預報預警信息反饋制度。由于我市地質災害的誘發因素主要來自于強降雨和臺風,市氣象局在強降雨和臺風預報中要增加防范地質災害的警示內容。
3.做好汛期值班和災情速報工作。
各鎮人民政府、街道辦事處和有關部門要認真落實汛期值班制度,堅持領導帶班制度,嚴格值班紀律,落實值班責任,確保通訊24小時暢通,市國土資源局要加強與氣象、水利和民政等有關部門的聯系,密切配合、通力合作、互通情況,確保信息暢通,做到上情下達,下情上報,及時掌握雨情、水情、災情。一旦出現災情,迅速啟動《市突發性地質災害應急預案》,要在第一時間趕赴現場,協助組織防災、救災工作。
(四)進一步完善群測群防的防災體系
“群測群防、群專結合”是防御地質災害的有效辦法,市國土資源部門要組織專業技術人員對地質災害隱患點和危險點進行排查。根據已查出的地質災害隱患點,以村、組為單位實施群眾監測,由受威脅的居民點或單位中責任心強的人員進行監測,同時將涉及地質災害監測、防治內容的“明白卡”發至監測責任人,注意提高監測人員工作積極性,保持監測人員相對穩定,及時落實新發現隱患點的群測群防責任,建立群測群防信息系統,進一步完善市、鎮、村、組四級群測群防體系。市國土部門要加強針對地質災害監測人員的業務培訓,逐步推廣地質災害簡易監測預警設備,努力提高地質災害監測和預防預警水平。
(五)加強監管力度,最大程度降低地質災害的發生
各鎮人民政府、街道辦事處和有關部門要按照有關規定,切實加強對各自責任區域內的在建工程及房屋建設項目的監管力度,在地質災害易發區進行工程建設和新建房屋時,必須進行地質災害危險性評估工作,嚴禁在已劃定的地質災害危險區審批新建住宅以及爆破、削坡和從事其他可能引發地質災害的活動,對違反相關規定的行為一定要依法查處,從源頭上控制和預防人為引發地質災害的發生。
地質災害的形成主要有兩個方面的原因,一個是人為原因,另一個是自然原因。對于煤礦開采工程施工過程中由于人為作用帶來的地質問題,是當前煤礦開采工程施工過程中的一個重要部分,尤其是當前很多地區都開始對地下資源進行大量開采,由于大自然中的很多資源都是屬于不可再生的資源,隨著人們對自然的利用力度逐漸變大,對很多自然地區進行勘測和施工,導致很多資源逐漸枯竭,比如在有的煤礦開采區域就很容易出現地下被掏空的現象,出現下伏采空區,對于路面上的各種設施的穩固性和安全性有很大的影響。在各種開采煤礦開采工程的推進過程中,使得地質環境出現了較大的損壞,與此同時,造成地質災害的原因還有自然原因,自然地質作用造成的地質問題主要有風化作用、地下水作用、變質作用、沉積作用、剝蝕作用等,在這些問題的基礎上進行煤礦開采工程開采,將會帶來十分嚴重的安全隱患。自然地質作用都是自然作用形成的結果,指的是地球內部的一些構造運動、地震作用等,這些作用一旦發生,就會帶來嚴重的地質災害,對煤礦開采工程施工過程中施工人員的安全、施工質量等帶來十分嚴重的影響。地表環境與煤礦開采工程施工過程中的地質之間具有一定的聯系,往往能直接影響地質災害的發生。地質災害問題的防治是我國煤礦開采過程中的一個重要內容,煤礦開采過程中對地質環境帶來的影響,往往會對人類的生存以及發展帶來很大的威脅,當外界對煤礦開采過程中的地質的活動超過了其承受能力,則會導致地質災害問題的出現,地質災害問題的出現會對人類的生命財產帶來嚴重的損害,我國每年都會有地質災害問題現象出現,由于地質災害問題造成的損失是無法估量的,地質災害問題越嚴重,危險性就越大,對煤礦開采過程中的質量以及安全也會帶來更大的影響。對此要加強對煤礦開采活動的管理,對于煤礦開采工程的地質災害要進行有效的監測,對具體的變形情況進行了解,從而有助于采取相應地措施防止地質災害地出現。
二、煤礦開采地質問題研究現狀
當前的煤礦開采過程中對環境地質帶來的影響越來越大,加強各種環境地質問題的防范是當前采礦行業中研究的一個重要內容,因此當前煤礦開采領域的研究者與地質領域的研究者之間加強了交流,對煤礦開采以及地質災害隱患進行分析,對于煤礦開采過程中的地質災害的預防提供了相應的理論依據。比如當前煤礦開采過程中對環境地質帶來的問題的評價體系得到了相應的完善,在對煤礦開采過程中對環境地質帶來的問題進行調查時各種調查技術也變得越來越完善。盡管如此,但由于煤礦開采的巨大經濟效益,當前很多煤礦在進行開采的過程中,對地質災害的預防還是不夠。在煤礦開采地質災害問題的防治過程中存在的問題有兩個方面,一方面,對煤礦開采過程中重大地質災害隱患的發現能力不夠強,當前很多煤礦開采地質災害問題完全表現出來之前都會有一些具體的表現,而我國當前的煤礦開采地質災害問題研究過程中對這些表現現狀的研究還不夠清楚,因此導致煤礦開采地質災害問題的防治效率得不到提升。另一方面,對各種煤礦開采地質災害問題進行監測的手段比較落后,沒有建立相應的煤礦開采地質災害問題監測網絡,因此不能及時反映煤礦開采過程中的地質變化、各種地質隱患等,也不能對煤礦開采地質災害問題進行預防,出現煤礦開采地質災害問題的概率大大提升。
三、煤礦開采地區的地質災害進行預防的方法研究
(一)對煤礦采空區進行監測
在煤礦開采過程中最常見的一個問題是出現采空區,即由于長期開采導致地下被采空而出現地表下沉現象,采空也是誘發其他地質問題的基礎,為了防止采空區對地表上的生產生活帶來較大影響,在煤礦開采過程中應該要加采空區的監測管理,在采空區監測過程中,一個重要的步驟就是要加強對監測點的合理布置,監測點的布置是否合理,對監測結果有很大影響。密度適當、均勻的監測點,可以對監測過程中各個位置的情況進行反映。對煤礦采空區進行監測的過程中,對于監測點而言,一般是將其設置在遠離采空區的地段,防止采空區出現坍塌、沉陷等對監測點帶來影響,也可以避免由于自身移動或者公路的施工導致監測點被破壞的現象的出現,對于監測點網絡而言,要實現施工方案中的圖形強度,形成合力的觀測路線。在觀測點的布置過程中,包括兩個方面,第一是基準點的布置,第二是工作基點的布置。對于基準點的坐標設置而言,其坐標應該由兩次連續測量的GPS設備觀測數據進行軟件處理并且對誤差進行處理之后得出,在取值的過程中要盡量取平均值,使得基準點的坐標更加準確,誤差更小。第二,對于工作基點的布置。工作基點的設置應該要選擇位置比較穩定、視覺條件較好、不容易被破壞的地方。
(二)對煤礦開采地質問題進行有效的評價
在煤礦開采地質問題的解決過程中,首先要對煤礦開采地質問題進行相應的評價,確定地質問題處于何種等級,然后才能相應地建立多層次的評價模型,對不同煤礦開采過程中遇到的不同層次的地質問題有效地解決,也能為煤礦開采過程中各種地質隱患的監督和管理奠定堅實的基礎。
(三)加強先進技術在煤礦開采過程中的應用
在煤礦開采過程中為了加強對各種地質災害的防治,需要加強對各種先進技術的應用,比如遙感技術、地理信息技術、GPS技術等。在地質災害的防治過程中,需要應用各種測繪技術進行災害的檢測,GPS技術、GPS-RTK、地理信息技術等,都是在地質測繪過程中必不可少的,地質測繪技術是應用最為廣泛的一種測繪技術。應用先進技術對地質災害進行預防的過程中,首先要應用測繪技術對煤礦開采工程中的地質災害發生時的自然現象進行提取,其次,對煤礦開采工程地質災害狀況進行分析,第三,要及時對煤礦開采工程中地質災害的危險程度進行評價。比如某煤礦在進行開采的過程中突然發生了坍塌現象,由于災害限制,某些地方人不能達到,則需要立即使用這些測繪技術,比如衛星以及雷等對現場的情況進行了解,從而積極開展相應的營救。再比如有的煤礦開采過程中利用遙感技術對煤礦開采工程地質災害的狀況進行監測,對煤礦開采過程中的地質災害的發展態勢進行了解,從而將各種煤礦開采工程地質災害相關信息傳遞給救災部門,使得相關部門可以及時采取相應的措施進行救災。
四、結語
我縣處于青藏高原邊緣和西秦嶺、岷山兩大山系支脈的交錯地帶,新構造運動強烈,山大溝深坡陡,斷裂褶皺發育,巖體破碎,生態環境十分脆弱,暴雨頻發,以泥石流、滑坡為主的地質災害極為發育,且危害嚴重,是我省滑坡、泥石流嚴重發育區之一。經年地質災害詳查,全縣25個鄉鎮不同程度的都存在滑坡、崩塌、泥石流、地裂縫等地質災害。全縣境內共有地質災害隱患點278處,其中滑坡75處,占27%,泥石流191處,占68.7%,崩塌12處,占4.3%。以上地質災害點依然存在安全隱患,全縣受地質災害隱患威脅人數7.47萬人,威脅財產2.5億元,防災形勢異常嚴峻。
二、防災辦法的選擇
地質災害工作的最終目的是防災減災,確保人民生命財產安全,我縣地質災害多,危害程度嚴重,要全部治理這些災害,投資巨大,國家和地方以目前的經濟實力均無力承擔,因此,在災害治理費用十分有限的條件下,應選擇技術可行,經濟合理又能達到減災防災的辦法和措施。根據我縣的災害特點,應選用避讓和監測為主要防災手段,對區域內威脅縣城、鄉鎮等危害嚴重的災害點,進行有計劃的勘察治理。
(一)避讓方案
對于我縣大多數地質災害點而言,“避讓”是最優的選擇,這是因為第一,這些地質災害威脅的往往只是一個村組,或是幾戶人家,且居住條件本身較差;第二,工程治理費用昂貴,在防治經費十分有限的條件下,選擇整體搬遷相對經濟些;第三,整體搬遷后有利于生態環境的優化。對于未發生地質災害但地質環境條件較差的危險地段,則應禁止開挖坡腳、削坡取土和開荒耕地等破壞斜坡穩定和生態環境的行為。
(二)監測預報方案
在防治工程費用緊張的情況下,監測預報是非常有效且經濟合理的防災減災措施。
1、滑坡的簡易監測
滑坡的監測是獲取滑坡體信息,掌握滑坡體演變趨勢的重要手段,它可以及時捕捉滑坡災害的信息特征,為正確分析評價、預測預報及工程治理等提供可靠資料及科學依據。目前國內外關于滑坡的監測已發展到一個較高的水平,不僅監測內容豐富,而且監測手段和方法在不斷提高。如開展地表及表面位移監測的有:經緯儀、光電測距儀的大地形變位移監測;傾斜儀、地表深長計、地表收斂計的不穩定地段或裂縫相對位移監測。用于地下位移監測的有:監測滑面不明確且滑帶較厚的鉆孔測斜儀,監測潛在滑面明確的鉆孔撓度計;用于巖石沿不連續面移動的鉆孔深長計等。現就幾種簡易的表面位移監測方法介紹如下:
(1)大地形變位移監測
此法主要是依據滑坡體的平面形態特征,由控制點和監測點組成的監測網點,控制點埋沒于崩滑體之外,為相對不動點,監測點位于崩滑體內,一般采用網格狀布設,以控制滑體的范圍。使用經緯儀或光電測距儀按視準線法測量監測點的位移變化動態。
(2)裂縫相對位移監測
此法主要是監測滑坡體中裂縫的相對張開、閉合動態變化。監測點設在裂縫兩側,一般兩個一組,測量其距離變化,或者在裂縫兩側設固定標尺,以觀測裂縫張開、閉合和垂直動態變化。測量設備可用簡單的直尺、測繩或簡易拉裂縫觀測儀,簡單滑線接觸器、電子應變儀、鋼尺式收斂計及鋼絲式收斂計等。
(3)宏觀地質調查法
此法是采用常規的滑坡變形跡象追蹤地質調查方法,進行人工巡視,并發動當地群眾觀察滑坡區出現的各種微細變化,如房屋的變形,坡體前緣的鼓脹等。該調查法選點宜在變化明顯地段設固定點,調查線路應穿越整個滑坡區。
2、泥石流的監測
泥石流的形成在地形地貌和松散物來源兩個條件具備的情況下,發生與否及何時發生主要取決于水動力條件,因此監測的關鍵就是對降雨量的監測。我縣泥石流大部分發生在5-9月份,因此在雨季或雨季來臨時,應關注區內降雨量的變化,應派專人對災害性泥石流溝進行監測,及時觀察監測斷面泥位的變化情況,當溝、河水位超過警戒位時,應及時預警,并迅速組織居住于危險地段的村民撤離到安全地帶,同時將情況上報到縣地質災害主管部門。
三、組織體系
1、指揮體系。
縣上成立地質災害防災領導小組,主要任務是負責全縣地質災害防災救災措施的落實,領導、指揮、協調災后救災工作。
地質災害防災領導小組由政府主管縣長任組長,國土局負責人任副組長,領導小組成員由國土局、民政局、發改局、水務局、工信局、安監局、公安局、電力局、財政局、建設局、衛生局、宣傳部、廣電局、交通運輸局、氣象局、水保局、糧食局、武警中隊、電信局、縣移動公司、縣聯通公司、縣財產保險公司、縣人壽保險公司等單位主要負責人組成,第一負責人缺員時,第二負責人為成員。
地質災害防災領導小組下設辦公室,辦公室設在國土局,辦公室承擔領導小組辦事機構的職責,負責指導、協調、督促領導小組成員部門的工作,承辦領導小組交辦的其他工作。日常事務由縣國土局負責辦理。地質災害發生后,工作人員從成員單位臨時抽調。
2、通訊網絡的保障。
地質災害發生后,由電信、移動、聯通、廣電等有關部門,做出快速反應,保障通訊網絡暢通。
3、專家咨詢體系。
由國土、水保、氣象、衛生、工信等部門的專業人士組成咨詢系統,對地質災害發生后有關問題做出解釋答復。
4、氣象信息服務。
氣象部門要及時提供地質災害發生地的氣候條件、天氣預報等情況,以便于科學地組織安排救援行動。
5、公開地質災害信息。
接受新聞媒介和社會的監督,及時地質災害的發生和發展情況以及事故的救援、傷亡情況。
四、地質災害防治職責
各鄉鎮及有關部門應當認真履行國家賦予的行政職責,各司其職,各負其責,保障人民的生命和財產安全,維護社會的安定。
1、領導小組組長的職責
(1)組織制定本行政區域內地質災害防災方案并負責組織實施。
(2)確保參與地質災害防災方案的各單位和組織明確各自的職責和任務,并能順利完成任務。
(3)充分發揮新聞媒體的作用,必要時尋求媒體的幫助。
(4)在整個地質災害應急處置過程中,應當和災害現場的主管人員保持密切聯系,定期通報事故現場的情況。
2、領導小組的職責
(1)在領導小組組長的統一領導下,具體負責地質災害防災預案的組織和實施;組織有關部門按照突發性地質災害應急預案迅速開展救災工作,將損失降到最低程度,根據災害發生的狀態,統一部署防災方案的實施工作,對救災工作中發生的爭議采取緊急處理措施。
(2)根據防災方案實施過程中存在的問題和實際情況的變化,及時對方案進行調整、修訂、補充和完善,確保讓所有參加防災救災的組織和人員明確自身應盡的職責。指派專人和地質災害地保持經常聯系,使防災方案不斷得到更新和完善。
(3)根據地質災害發生情況,如發現有危及周邊村莊、設施和人員的險情時,立即組織進行人員和物資疏散工作,在本行政區域內緊急調運各類物資、設備,調遣人員和占用場地,災害發生后應及時返還或給予經濟補償。
(4)配合上級部門進行事故調查處理工作,做好穩定社會秩序和傷亡人員的善后及安撫工作,適時公告,將地質災害的原因、責任及處理決定公布于眾,接受社會的監督。
(5)負責處理領導小組日常事務,辦理領導小組組長交辦的其它事項。
3、國土資源部門的職責
(1)貫徹以“防”為主、“防”、“治”結合的方針,認真開展群測群防,加強地質災害的監控和檢查,及時發現和報告地質災害。
(2)做好地質災害緊急措施的落實。
(3)加強地質災害防治和法規知識的宣傳。
(4)做好重點災害性地質災害地區的安全評價工作。
(5)建立健全地質災害預測和評價數據庫。
(6)檢查所有災害性地質災害地段,準備好受威脅區群眾的疏散點和移搬地點。
4、電信部門的職責
(1)檢查加固現有電信線路和無線電發射塔。
(2)調試配備應急無線電臺和發電設備。
(3)準備通信線路檢修材料及工具。
(4)組建好地質災害發生后進入災區的檢修隊伍。
5、公安部門的職責
(1)地質災害發生后負責保護人員和財產的安全。
(2)保護地質災害現場,控制旁觀者進入災害危險區域。
(3)負責治安管理和交通疏導。
(4)負責災害可能危及的地區內的人員疏散和撤離,確定死亡人員姓名、身份等。
6、衛生防疫部門的職責
(1)備好救災醫療器械、救護車輛、應急物資、應急藥品。
(2)組建災后進入災區的醫療搶救隊伍。
(3)宣傳醫療防疫及自救知識。
7、交通運輸部門的職責
(1)建立救災運輸調度指揮機構。
(2)落實救災車輛,組建搶修隊伍。
8、電力部門的職責
(1)儲備救災應急的必需物資、器材及發電設備,組織好搶救隊伍。
(2)檢查用電戶的線路安全,做好安全用電常設和觸電急救措施宣傳。
9、民政部門的職責
(1)制定救災預案。
(2)儲備一定的救災糧款和衣物、被褥及建材、帳篷等應急物資。
(3)準備外緩救災物品的儲存房,組建救災物資收發管理機構。
(4)準備好五保戶、孤寡老人的疏散地點。
10、武裝部、武警中隊的職責
組建由武警中隊和基干民兵組成的緊急搶救隊伍,并做好抬、挖被壓人員的物資準備。
五、災后應急措施
災后應急措施是減輕突發性地質災害的最重要的環節。突發性地質災害發生后,縣政府宣布災區進入災后應急期,宣布起止時間,根據突發性地質災害的級別不同,采取相應的措施。
1、突發性地質災害發生后,防災領導小組各成員迅速到位,按職責分工,實施各自的破壞性地質災害應急預案,并將災情等信息及時向市政府報告。
2、國土局迅速確定地質災害的級別,報告領導小組辦公室,并盡快派出現場工作人員,了解災情,加強現場災害監測,對地質災害趨勢作出判斷,會同有關部門進行地質災害的初步評估。
3、各部門視實際情況迅速同災區鄉鎮聯系,及時向縣政府及市級以上業務主管部門報告災情,請求援助,并組織本部門人員立即趕赴災區,開展工作。
4、縣政府派出主管領導帶隊的慰問團和工作組趕赴災區,慰問災民和搶救傷員,現場指揮、協調救災工作。
5、民政局牽頭,財政、衛生、交通運輸等部門參加,迅速組織實施應急預案,開展群眾自救、互救、搶救受災人員,盡快恢復供電、供水,恢復交通、通訊,防止次生災害發生,并接受救災和外援物資,做好分配發放工作。
6、宣傳報道部門在有利于穩定災區社會秩序,有利于動員社會力量支援災區的救災工作的前提下,及時、準確、實事求是地開展宣傳報道。
7、災區鄉鎮無法依靠自己的力量組織救援和搶救時,地質災害應急領導小組可組織就近援助,指揮附近鄉鎮組織相應力量赴災區救災。
六、災后救災與重建
在災后完成緊急搶救之后,災區轉入災后救災及恢復重建持續階段。主要任務是:
1、繼續解決災民的生活,解決災民必需的吃、穿、住及醫療、取暖等問題。
2、繼續進行搶修工作,搶救修復重要工程設施,使其逐步恢復正常。
3、做好救災物資的調撥、運轉和分配。
4、及時制定重建規劃,做好重建準備工作。