建設地質災害防治專群結合監測預警點的研究

華洪濤

（江西省地質局第三地質大隊 江西 九江 332000）

地質災害是在自然外力或人為因素的作用下所形成的地質現象或者破壞作用，包括對人們生命和財產的威脅，同時也包括與對自然環境的破壞。目前的地質災害情況較為復雜，往往是自然界與人類活動互相作用的結果，包括山體滑坡、地面沉降、煤層塌落、自然黃土失陷、土地凍融、沙土液化等多種形式。地質災害發生前往往存在崩塌前兆，這也給地質災害預防工作提供了便利性，需要秉承科學、謹慎、客觀的態度對待地質災害，并借助現代化的工具儀器進行測量預警，相關職能機構既要發揮自身的作用，同時也要爭取到其他行業的技術協助，從而形成網格化的監測預警點，進一步提高我國地質災害的防治能效。

1 地質災害的內容概述

1.1 我國地質災害概況

我國的地質災害活動具有規模大、強度大等特點，因此，在經濟損失和人員傷亡較嚴重，例如，在山區丘陵地帶的自然降水量忽然增加造成的泥石流或山體滑坡等危險直接會影響或破壞山寨地區房屋，還會沖毀道路、橋梁，破壞電力通信等設施，嚴重影響我國經濟發展。2021年，我國因洪澇和地質災害造成的直接損失達2500億元。從防災減災的體系建設角度分析，應逐步地對區域內的地質災害進行數據調查，并采用監控手段避讓風險，同時建立相應的應急處置方案，形成立體化的工作網絡布局［1］。

1.2 地質災害防治工作的基本形式

地質災害包含的內容較為復雜，不同的災害形勢需要采用不同的干預手段。

首先，對于山坡丘陵地帶出現的山體滑坡或山頂崩塌，一般采用工程加固方式，包括打錨桿、鋪設鋼筋網、架設鋼拱架、噴射混凝土等，如圖1所示。同時，也考慮自然降水造成的水土流失問題，因此，應采用簡易的排水工程疏導水流，防止自然降水進一步滲透到山體或土壤內部，尤其對于泥石流災害要不斷地完善排水系統，避免地表水滲透，防止地面出現坑洞情況。

圖1 鋼筋網格混凝土坡面防護

其次，地震災害造成的破壞力尤其大，波及的范圍也非常廣，預防工作主要采用隔振或減振方式，對居住性房屋要有效加固，并注重房屋柔性點的利用，盡量利用柔性材料吸收地震動能。

最后，對于破壞性較大的地質災害，還需要做好應急處置措施，要將人員及物資及時撤離危險區域，對于前期可以預防的地質災害要提早規避，要注重災害的發生規模及傳導方向，例如，泥石流災害不可順著下游方向跑動，而是應沿著山坳或和河道側方逃跑，但不要停留在凹坡處。

1.3 信息化地質災害防治體系

以往人們應對地質災害過程中往往沒有較為有效的措施，并處于災害被動應急狀態，都是事后才能進行救援，缺乏前期的預見性，即便前期有了一系列的自然性征兆，但是由于信息阻礙等問題，也無法及時將信息傳遞出去。近年來，隨著信息化技術產業的快速發展，給地質災害預防體系也提供了發展契機，并多次在政府工作報告中強調要加強地質災害防治工作，并提出了將監測運行體系、防治體系、應急體系等進行綜合融合的要求，充分利用計算機技術、網絡技術、GIS 技術等對災害區域進行地圖管理，提前發布預警信息，并建立相應的預報模型，可以實現對區域地質災害進行動態模擬，提高預警信息傳播速度，同時也能為救援措施提供更多的時間［2］。

2 自動化地質災害監測技術的應用分析

自動化監測技術是地質災害監控系統的重要組成部分，可以實現全時段監測覆蓋。一般自動化地質災害監測系統的核心部分包括傳感器、數據處理器、監控報警器等，可以結合多項數據信息進行綜合評估和判斷，并能夠分析出地質災害的嚴重程度而發布不同的報警信號，相較于傳統人工監測而言，避免了巡檢時間過長帶來的風險增加。另外，自動化檢測技術具有智能化的優勢，能依據監測過程中獲得的數據信息進行數據建模做出科學判斷，不需要過多的人力參與，從而進一步提高了工作效率。

2.1 應用于降水量監測

自然降水可以滋養地表的植被生物，但是，如果短時間內區域的降水量陡然增加，則會增加該地區的地質災害概率，因此，自動化監測技術能夠在所監控的區域內采用內部慣性漏斗實時監控，既能有效地對降水量進行準確檢測，同時也能對可能造成的山頂滑坡或山頂塌方進行數據建模判斷。當前的自動化降水量監測技術還與氣象部門形成了聯動機制，可以根據自身監測信息與氣象部門的信息進行對比判斷。為了更好地提高降水量監測質量，還需要對監控范圍內進行裝置架設，保證監控裝置具有代表性，從理論上而言，監控裝置越多，則代表數據更加精準，也可以減少過多的人為參與，更多是基于數據算法進行災害預估［3］。

2.2 地面裂縫監測

地面裂縫監測主要是針對不同地質板塊之間的運動形態及人類活動造成的地質變化進行的監測活動，主要包括構造地質裂縫監測和沉降地質裂縫監測兩種手段。

首先，地面裂縫監測要科學地排布傳感器，以此達到對地質變化的全面覆蓋。由于當前城鎮化建設腳步逐漸加快，因此還要注重不同建筑物之間的互相影響及擾動。例如，城市高層周邊的地鐵站建設就有可能造成地下的土壤和巖石側傾，從而影響周邊其他建筑物和構造物［4］。

其次，對于煤礦等地下暗挖工程，為避免采空區沉降及崩塌問題，應利用裂縫監測，并進行多樁位測量，通過地表裂縫變化及地質圖，讓移動情況進行地面裂縫監測，同時也要注重監測樁體的科學覆蓋方式。為了有效地提高地下工程作業的安全性，應注重工作的提前支護，因為地面裂縫監測也可能存在較小的時間差，當發現后再預警，有可能有掩埋的風險［5］。

2.3 地下水位監測

地下水位是引發多種地震災害的主要導向因素，但是由于地下水的范圍較廣且監測手段無法覆蓋，所以困難較大，因此，在傳統的地質災害工作過程中，往往沒有有效的行事手段。隨著當前科技手段的不斷優化，目前可以采用封堵或疏導的方式進行應對，可以有效地針對地下水變化進行預防抵御。尤其對于礦山開采行業而言，地下水位如果發生大范圍變化，有可能發生冒頂或水淹災害，應改變傳統的監測模式，注重信息化技術的應用，既能保證監測手段的穩定性，同時也讓監測數據更加精準。應用于地下水監測過程中，要對傳感探頭進行提前設置，并對地下水位的數據進行實測驗算，包括水流變化、水壓變化、水位變化等，如果發現異常，及時報警［6］。

3 地質災害防治動態監測預警系統的應用

3.1 監測預警系統的設計

在當前數字智能化的技術發展背景下，地質災害防治監測預警系統也需要利用數據進行甄別，從大量的原始數據中進行數據篩選，實現數據預報，結合數據小波分析算法，讓監控具有動態性和智能性。由于我國地緣面積廣闊，不同地區的地質結構千差萬別，因此，地質災害數據庫要有針對性地對區域性的地質結構進行綜合比對。預測內容包括災害發生時間、發生地點及破壞形式等，監測預警系統數據庫要有針對性地將歷史技術數據及監測到的實時數據進行分析對比，然后實行三級預警模式。初級預警對于數據的變化進行報告，同時二次預警要對數據結果進行校正，三次則包含預警模型庫在動態數據的驅動下實現可視化顯示和表達，以此實現對地質救援行動提供有效的數據支撐［7］。

3.2 監測預警系統的實現

地質災害監測預警系統通過對災害模型的數字化構建進行數據處理分析，因此，監測系統的信息管理平臺對于技術數據的驅動應用具有較高的作用發揮。在信息化技術的架構下，監測預警系統包含數據傳輸、動態系統步驟及數據處理等，要求遠程數據能夠快速同步到監測預警系統中，包括遙感設備、無人機偵察等，能讓遠程客戶端的數據與采集進行及時傳遞，減少時間間隔，能讓監測儀器的數據變化與遠程端口達到毫秒級同步。另外，地質災害防治動態監測預警系統還要建立標準統一化的記錄日志，針對各類地質變化數據進行記錄，并對比歷史災害的數據動態特點，為未來的地質防治工作奠定扎實的數據基礎［8］。

3.3 監測預警系統的應用

地質災害動態監測預警系統一共包含4 個模塊，即監測數據處理、動態數據展示系統、數據管理模塊及實時數據傳輸，每個模塊分工不同，但是需要協同工作才能實現及時預警的作用。例如，某地的地質數據包含為垂直裂縫、覆蓋黃土及松散巖石等并錄有相應的具體數值，當降水量達到一定高度時，可能造成山體滑坡問題，而遙感裝置會根據傳感器測定的降雨量進行分析，以及對于土壤和巖石的擾動進行動態化模擬，計算出土方下滑的數據量及裂縫原始的移動位置，通過數據建模，對地表變形速率與極速率增量進行預測，并得出相應的預警等級，此時在預警系統中會有數據提示，如果只是初步預警階段，則會密切監視各項數據的動態，并對周邊人員進行疏散預警。地質災害防治動態監測預警系統的優勢是能以動態數字建模的方式給予相關人員警示，可以根據災害等級做好風險規避，在一定程度上減少人員的生命和財產損失［9］。

3.4 監測預警系統的標準化建設

地質災害動態預警系統的建設要遵循科學性、實用性、先進性及完整性原則，注重國標及行業標準的制定。同時，要將預警系統與災害防治系統進行關聯設置，地質災害預警標準要與地質、建筑、水利、公路、冶金、礦業的相關行業數據對接，確保數據表述清楚，話術也要有相應的監督管理依據，同時，為了更好地在預警過程中讓相關人員快速理解，應采用基本術語，預警說明要簡明扼要。

4 結語

綜上所述，地質災害防治措施要與監測預警點相關聯，有針對性地對自動化檢測過程進行優化，尤其對水量檢測、地面裂縫檢測、地下水位檢測及地面沉降監測等方面發力，制定相應的避險策略，面對地質問題，要及時發現，及時預報，盡量降低災害的破壞風險，保障人員及財產安全，促進我國地質防治工作水平穩步提升。