監測技術在地質遺跡保護中的應用
——以碣石山地質遺跡保護為例

李金營，李 巖，梁連猛

（1.無棣縣金土地理信息科技有限公司，山東 無棣 251900；2.無棣縣碣石山省級地質公園管理中心，山東 無棣 251900；3.無棣縣國土資源局，山東 無棣 251900）

監測技術在地質遺跡保護中的應用
——以碣石山地質遺跡保護為例

李金營1，李 巖2，梁連猛3

（1.無棣縣金土地理信息科技有限公司，山東 無棣 251900；2.無棣縣碣石山省級地質公園管理中心，山東 無棣 251900；3.無棣縣國土資源局，山東 無棣 251900）

隨著社會的發展，地質遺跡保護受到各方重視，地質遺跡保護的方法不斷完善，且趨于專業化和綜合化。本文以碣石山為例，論述變形監測技術在碣石山地質遺跡保護中，具體的實施方法和作用。主要采用全球衛星固定定位技術，對碣石山地質遺跡進行定期檢測和實時監測，以獲得地表變形的高精度三維信息，進而展開相應的幾何變形分析，對未來狀況進行預測研究，為碣石山的地質遺跡安全，提供可靠技術支撐。

地質遺跡保護；變形監測；碣石山

0　引 言

地質遺跡是地球在其漫長演化過程中形成且不可再生的寶貴自然遺產，是人類經濟建設中不可缺少的地質環境資源。碣石山于2012年成為山東省第八批批準的省級地質公園。碣石山地質公園屬火山地貌景觀的地質遺跡類型，主要包括火山熔巖地貌景觀、火山機構地貌景觀和火山碎屑堆積地貌景觀，地質遺跡資源獨特，具有極高的科學研究和觀賞價值。為更好地保護碣石山地質遺跡，結合碣石山的實際情況，設計地質遺跡保護方案，采取針對性強的保護措施。

變形監測技術主要包括特殊變形測量技術、常規大地測量技術、GPS技術和攝影測量技術。本次項目采用全球衛星固定定位技術（GPS技術），在碣石山上定期組織地面變形監測，及時掌握碣石山山體變形情況，預防可能發生的坍塌、落石、山體滑坡等地質災害。監測內容包括地表水平位移監測、地表沉降監測、山體各部位變形監測、坍塌監測，為碣石山的保護工作提供詳實的數據。

1　測區地質形成

碣石山位于華北新生帶沉降帶埕寧隆起和濟陽坳陷接觸部的北端，區內主要的構造運動是斷裂運動，境內主要有三個斷裂帶：下泊頭斷裂、棣南斷裂和徒駭河農場斷裂，伴隨斷裂而產生的差異性升降運動，發展成凹凸相間的構造格局。境內最老的巖漿巖是埕口凸起早前寒武紀酸性侵入巖，最新的巖漿活動是第四紀更新世碣石山的玄武巖噴發，噴發的巖漿沿下泊頭斷裂涌出，形成碣石山。碣石山也是山東省最年輕的火山，主要以火山地貌景觀為特色，也是華北平原唯一露頭的火山，屬一中心式噴發形成的火山錐狀地形。

2　變形監測網設計

2.1GPS變形監測網的布設

GPS變形監測網分兩級布設，即基準網、監測網。GPS建立的滑坡變形監測網主要由3類網點構成。

第一類是基準點，特點是位置變化小或位置固定，從而作為監測網中的坐標基準及變形量分析比較的依據。在埋設基準點時，一般選擇基巖穩固的地點，有時選在變形范圍外，以滿足長期穩定，利于保存的要求。

第二類是工作點，它是在實際測量中，由于基準點不方便直接使用或設立不合理，從而選取部分點進行過渡，這些點即“工作點”。工作點是為測量服務的，一般埋設在靠近觀測對象的位置，在觀測期間要求盡量保持穩定。

第三類是變形監測點，其能較好地體現監測對象變形的點，一般選取在建筑物的地基，或者滑坡、高邊坡位置。

監測網設計地質遺跡點和易坍塌點埋設一個變形監測點，構成格網狀，共計劃布設32個監測點。

2.2監測點設計

參照《全球定位系統（GPS）測量規范》GB/T18314―2009，GPS變形監測網中基準點、監測點均采用強制觀測臺的形式。在設計觀測臺時要考慮以下因素。

2.2.1觀測臺在作為平面、高程控制方面精度較高

觀測臺具有架設穩定、強制對心、固定高度、占地面積小、樁型穩定等優點。由于項目要求平面、高程精度很高，且要求觀測多期，采用在普通城市水準點上架設三腳架的觀測方法根本無法滿足精度要求，必須建設、埋設強制觀測臺。

2.2.2觀測臺具有預制和安裝方便的特點

觀測臺主要采用鋼筋和混凝土、碎石、大理石塊等材料，預制工藝比較簡單，安裝時先澆搗底座基礎，等底座穩固后，再將上部觀測臺安裝定位，粉刷裝潢等。

3　技術實施帶來的效益與評價

3.1地面變形情況得到實時監控

地面變形監測技術，能對碣石山地質公園內的地面變形起到實時監測，從而能第一時間掌握園區內現狀，為園內遺跡保護提供充足資料，避免地質遺跡的破壞和相關地質災害帶來的不利影響。

3.2地質遺跡保護更加得心應手

地面變形監測把園區內的地質活動動態低展現出來，使相關保護部門及時了解和預測未來可能發生的變化，從而提前做出相應預警，采取及時有針對性的措施。園區內的火山地貌景觀、人文景觀將會得到合理與科學的開發和保護。

3.3建設與保護更有針對性

碣石山地面變形監測技術，能反映出園區內變動大的地面和變化明顯的區域，在開發利用時，避開不適合建設的地方，保護生態脆弱區域，處理好建設與保護的矛盾。同時，要有針對性地設立重點保護區、限制開發區、易建設區，讓不同的地段發揮最大效益，促進公園及周邊生態環境的良性發展。

主要參考文獻

［1］胡友健，梁新美，許成功.論GPS變形監測技術的現狀與發展趨勢［J］.測繪科學，2006（5）.

［2］楊柳.變形監測技術的發展與應用［J］.山西建筑，2008（26）.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.16.132

F592.7

A

1673-0194（2015）16-0185-01

2015-06-11