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汤超华
（中国冶金地质总局浙江地质勘查院，浙江 衢州 ３２４０００）
探针天线摘 要：
坑口－塘根一带已有大小滑坡１０多处，其中坑口、塘根垟、油山头、佃坪区段滑坡具一定规模，部分滑坡发生后，滑坡物质随洪水携带汇聚已成为泥石流的物源。因此，针对监测区地质灾害点具体特征、影响因素，建立较完整的监测剖面和监测网，使之成为系统化、立体化的监测系统。该系统可以及时快速的对地质灾害点的现状做出评价，并进行预测预报，将可能发生的危害降到最低限度，能够为滑坡体建立起地表位移变化、内部位移变化、地下水变化和雨量变化的系统监测网络，建立管理平台，各级地质环境监测主管部门都能实时的了解滑坡体的安全状况，以便及时采用相应的管理措施，监测滑坡体地表形变区的位移变化动态，内部位移变化动态、地下水变化动态和监测区雨量变化动态对其发展趋势做出预测预报，对比评价不同条件下的监测数据，进一步预测地表形变区域变形的趋势，指导场地规划建设，及时反应出地表形变区的安全情况，为地质环境监测主管部门提供可靠的依据。 关键词：
地质灾害；在线检测系统；设计；应用中图分类号：Ｐ６９４ 文献标识码：Ａ 文章编号：
１００２－５０６５（２０２２）０９－０２２９－３Overall design and application of on-line monitoring system for geological hazards in the area of pithead tanggen
TANG Chao-hua
（Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＭＧＢ，Ｑｕｚｈｏｕ ３２４０００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ １０ ｌａｒｇｅ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｅａ ｆｒｏｍ Ｋｅｎｇｋｏｕ ｔｏ ｔａｎｇｇｅｎ， ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ
ｉｎ ｔｈｅ Ｋｅｎｇｋｏｕ， ｔａｎｇｇｅｎ＇ａｎ， ｙｏｕｓｈａｎｔｏｕ ａｎｄ Ｄｉａｎｐｉｎｇ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ｈａｖｅ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｓｃａｌｅ． Ａｆｔｅｒ ｓｏｍｅ ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ ｏｃｃｕｒ， ｔｈｅ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｈａｖｅ ｃｏｎｖｅｒｇｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ａｎｄ ｂｅｃｏｍｅ
ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｄｅｂｒｉｓ ｆｌｏｗ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｈａｚａｒｄ ｐｏｉｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｒｅａ， ａ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｒｏｆｉｌｅ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｏ ｍａｋｅ ｉｔ ａ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｔｉｍｅｌｙ ａｎｄ ｑｕｉｃｋｌｙ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｈａｚａｒｄ ｐｏｉｎｔｓ， ｐｒｅｄｉｃｔ ａｎｄ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｈａｚａｒｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ， ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆｏｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｃｈａｎｇｅ， ｉｎｔｅｒｎａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｃｈａｎｇｅ， ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ ｒａｉｎｆａｌｌ ｃｈａｎｇｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｍａｓｓ， ａｎｄ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ． Ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ ａｔ ａｌｌ ｌｅｖｅｌｓ ｃａｎ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔ
ｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｍａｓｓ ｉｎ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ， Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｔｉｍｅｌｙ ａｄｏｐｔ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ， ｍｏｎｉｔｏｒ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｃｈａｎｇｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｍａｓｓ， ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｃｈａｎｇｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ， ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｃｈａｎｇｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ ｒａｉｎｆａｌｌ ｃｈａｎｇｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｒｅａ， ｃｏｍｐａｒｅ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｆｕｒｔｈｅｒ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｒｅａ， ｇｕｉｄｅ ｔｈｅ ｓｉｔｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｉｍｅｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｒｅａ， Ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．
Keywords: ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｓａｓｔｅｒ； Ｏｎｌｉｎｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ； Ｄｅｓｉｇｎ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
收稿日期：
２０２２－０４作者简介：汤超华，男，生于１９８８年，汉族，江西抚州人，本科，工程师，研究方向：变形监测。
1 坑口-塘根一带地质灾害类型及特征
坑口-塘根一带已有大小滑坡10多处，其中坑口、塘根垟、油山头、佃坪区段滑坡具一定规模，该区包括新村、塘根垟、塘根三个自然村，已产生大小滑坡7处，具一定规模的有两处。两滑体间为一近南北向延伸的冲沟，沟两侧见多条地裂缝，单条延伸长20m~30m，错落台阶高度约0.5m，裂缝相互不连通，但已发生多处小坍塌。
内因：受构造运动控制，加上雨水的冲刷、侵蚀，形成了现今的地形地貌，地形坡度较大。调查区由于结构相对松
智辅散、抗剪强度较低的全-强风化层厚度较大，地形坡度陡，
容易发生滑坡。悠悠球轴承
外因：为居民较密集区，人类垦荒种植、切坡建房、修筑道路，或多或少对斜坡造成破坏，改变斜坡结构和水文地质条件，弱化岩土体工程地质性能，这些人类工程经济活动是造成斜坡滑动的触发因素[1]。县域处亚热带季风气候区，降雨充沛，年均降雨量在1700mm 以上，强降雨、连续降雨天气经常出现，1998年6月8~27日，20天内降雨量达941.1mm，是常年雨量的一半以上，土体受雨水浸润后，抗剪强度大幅度降低，坑口-塘根一带斜坡正是在这一期间发生初次滑动。因此，降雨是滑坡的诱发因素。
3 监测设计的原则
本监测系统是一个集结构分析计算、计算机技术、通信技术、网络技术、传感器技术等高新技术于一体的综合系统工程。本监测系统的作用是成为一个功能强大并能真正长期用于结构损伤和状态评估，满足位移监测的需要，同时又具经济效益的结构健康安全监控系统，遵循以下设计原则和依据。
科学合理性原则：
（1）监控对象的选取有科学和法律依据，尤其符合相关安全规程和规定，是必要的；
（2）监控手段的选取有高科技含量，是先进的；
（3）监控效果准确有效。
经济实用性原则：
空心钢管（1）凡是需要较大投入的监控项目都是需要经常使用的；
（2）凡是原系统已具备的功能或结构装置，只要准确有效，都采用系统整合的方法加以利用，相互配合；
（3）所有涉及的技术手段，在保证长期可靠有效的前提下，采用最经济的方案；
（4）所有的操作功能都采用最简洁的使用方法、做到直观方便、性能稳定以及维护简单。
系统可扩展性原则：
苯胺类化合物
（1）在监控方案要求改变时，本次投入的软硬件设备能够继续使用，最大限度减少重复投入；
（2）系统接口开放性：系统输出的数据信息采用国际或国内通用的标准格式，便于系统功能扩充和监测成果的开发利用；
（3）系统软件系统支持其它监测设备数据分析、支持人工巡检记录等。
4 监测设计依据
本系统建设方案设计严格遵循以下相关规范：
（1）《工程测量规范》GB 50026-2007；
（2）《建筑变形测量规范》JGJ 8-2007；
（3）《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）；
（4）《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002；
（5）《水利水电工程边坡设计规范》SL386-2007；
（6）《水电水利工程边坡设计规范》DL/T5353-2006；
（7）《岩土工程监测规范》YS5229-96；
（8）《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009版）；
5 监测技术指标
各监测点的响应时间一般为4小时一次，最快可为几分钟一次，系统可根据需要进行设置；
监测区各监测子系统的监测精度达到或优于规范要求：表面位移监测水平3mm~5mm，内部位移监测精度1.5″（量程不同，精度不同）等。
系统完全是自动运行，如数据自动传输、数据自动处理及表面采用GNSS监测时的自动网平差、数据自动分析、自动报警及自动生成报表等，系统管理员可对系统进行远程控制、参数设置等操作； 用户可根据各监测点位置的地质情况分别设置预警值，如果某监测点监测结果超过预警值，系统则通过短消息、声光或者E-mail的方式自动报警给相关人员；
数据分析软件可自动分析各监测点的实时与历史三维变化情况、各监测点沉降速率实时与历史变化情况，通过各个监测点反映出整个滑坡体的形变动态；6 监测系统架构
系统分为现场自动监测报警和分析发布两大部分，其中自动监测报警部分由传感器子系统、数据通讯子系统、数据处理子系统、监控报警子系统组成，分析发布部分由数据分析发布与信息共享系统组成
：
图1 滑坡体在线监测系统拓扑图
7 系统实现的主要功能
7.1 地质灾害安全的监测分析功能
系统具有稳定可靠的采集、显示、存储、数据通信、管理、系统自检和报警功能；
系统具有远程控制功能，可通过串口利用网络对监控主机进行遥控监测，实现数据采集软件上的所有功能，并对数据采集软件中的历史数据有访问权限的进行提取；
系统可监视滑坡体的状态变化，在发现不正常现象时及时分析原因，采取措施，防止事故发生，以保证周围人民生命财产安全；
系统可定期进行观测数据的整编，为以后的设计、施工、管理提供资料；
系统可随时对观测资料进行分析，开展对滑坡体状态进行技术鉴定，总结经验，为制定安全措施、评价滑坡体状态提供数据；
能根据实时采集数据自动绘出滑坡体地下水位变化线并给出相关数据；能对滑坡体沉降和水平位移进行分析，并根据分析结果对形变的发展做出预测；
系统能综合历史数据和实时采集的雨量、水位、形变等数据，按照国家有关标准进行相关过程线分析、位势分析、滞后时间分析、沉降分析、水平断面分析、纵断面分析、等值线分析、安全状态分析等有关该滑坡体的安全分析；
系统具有良好的防雷抗干扰，确保系统不因雷击而损坏。
7.2 地质灾害安全报警与应急处置联动功能
监控系统设有自动预、报警功能，当监测参数有向危险状态演变时，系统将发出预警信息；当监测参数超过预设警
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戒值时，系统将发出报警信息。从而有效预防事故，为有关部门提供数据支持。（1）在预、报警发生时，系统将进行：（2）语音提示预警、报警信息；（3）文字提示预警、报警信息；（4）光灯闪
烁提示预警、报警信息；（5）手机短信提示预警、报警信息；（6）安全参数越限处置记录单；（7）自动调阅应急处置方案。
以上信息可同步传输到现场值班室、总调度室、以及政
府安监部门等。
图2 滑坡体在线监测报警处置流程图
7.3 监测系统的运行保障管理功能
为了确保监控系统能长期可靠运行，必须对构成系统的监测设备，通信链路，监控设备，报警设备，配套建筑设施，电力供应，相关的操作人员各个环节进行随时(定期)检查校验，建立运行档案，发现任何影响系统运行的问题，及时处置。包括以下内容：（1）仪器设备的自检记录；（2）仪器设备的维修记录；（3）通信状况的记录；（4）防雷状态的纪录；（5）相关建筑设施的巡视记录。7.4 系统设计的监测内容
本监测方案坚持经济实用、科学先进的原则，根据现场勘查报告分析，该系统监测范围为滑坡体，监控内容为：
[1] 王凤娟.山体滑坡机理及监测技术比较[J].矿业工程.2011(03).[2] 冯春，张军，李世海，许利凯.滑坡变形监测技术的最新进展[J].中国
地质灾害与防治学报.2011(01).
（1）地表位移监测；（2）深部位移监测；（3）地下水位监测；（4）降雨量监测；（5）控制中心设在地质灾害监测数据中心，实现管理员远程对各用户有相关权限设置功能，并预留上传各级监管部门接口的功能。
8 仪器选型的依据
对于滑坡体安全监测，由于滑坡体监测仪器工作环境的恶劣性等原因，要求滑坡体安全监测仪器必须具有如下特征：
8.1 精确性
监测数据是为了分析滑坡体性态，评估滑坡体安全，如果仪器的精确度达不到要求，滑坡体性态的变化（表现为测值变幅）就会掩盖在测量误差之中[2]。8.2 长期稳定性
由于滑坡体变化量微弱且具有长期性，因此要准确掌握滑坡体性态，监测仪器的长期稳定性必须得到保证。8.3 环境适应性
由于水工环境的恶劣性（包括温度、电磁环境恶劣、氧化、锈蚀、沉淀物、微生物等因素的存在）又加重了对仪器长期稳定性的考验，因此对于滑坡体安全监测仪器而言，其稳定性非常重要。8.4 兼容性
当有实现自动化要求时，必须考虑到滑坡体安全监测仪器的兼容性，信号采集、处理、传输等有关问题。8.5 经济性
除了技术指标外，经济指标也是一个很重要的因素，简而言之，经济指标就是仪器的价格（到达安装现场的价格）。8.6 实用性
实用性包括工程使用情况和技术支持。
9 结语
通过对滑坡体主要技术数据的实时监测监控，巡线员数
据的实时查询，监测数据的智能分析等。实时了解该滑坡体安全状态并做出预测预警，为科学决策提供依据。监测目的主要包括：（1）采用实时监测技术，监测滑坡体的位移变形及地下水位的变化情况，监测降雨量等情况；（2）采用滑坡体监测数据管理系统，用以对监测数据进行接收、管理、曲线成图、报警等；（3）该监测数据管理系统满足滑坡体数据管理中心和市局数据中心以及总站数据中心的数据共享。
