地质灾害监测系统平台_地质灾害监测系统平台官网
很高兴有机会和大家一起谈论地质灾害监测系统平台的话题。这个问题集合包含了一些常见和深入的问题,我将详细回答每一个问题,并分享我的见解和观点。
1.全国地质灾害监测预警体系建设的主要任务
2.崩塌滑坡实时专业监测技术
3.地质灾害监测预警系统怎么赔偿
4.地质环境监测体系框架
全国地质灾害监测预警体系建设的主要任务
全国地质灾害监测预警体系建设的总体规划如图7.1所示。7.3.1 国家、省、市、县级地质灾害监测预警站网建设
县级以上国土资源行政主管部门建立地质灾害监测预警体系,会同建设、水利、交通等部门承担地质灾害监测任务,负责业务技术管理,并可受政府委托行使部分地质灾害监测管理职能,发布地质灾害监测预警信息。地质灾害监测机构是公益性事业单位。
(1)国家级地质灾害监测站
国家级地质灾害监测站负责全国性地质灾害专业监测网、信息网的建设与运行工作,并承担国家级地质环境监测任务;承担全国地质灾害预警预报和相关的调查研究工作;拟编全国地质灾害监测规划、计划、工作规范和技术标准;开展科技交流与合作,研究和推广新技术、新方法;承担全国地质灾害监测数据、成果报告的汇总、分析、处理和综合研究,为政府决策部门和社会公众提供信息服务;负责对省(区、市)级地质灾害监测业务的指导、协调和技术服务。
图7.1 全国地质灾害监测预警网格规划图
图7.1 全国地质灾害监测预警网格规划图
(2)省级地质灾害监测站
省(区、市)级地质灾害监测站负责省级地质灾害专业监测网、信息网的建设与运行工作;承担省级地质灾害的预警预报和相关的调查研究工作;受国家监测机构委托承担国家级地质灾害监测任务;编制省级适用的技术要求、实施细则;承担省级地质灾害监测数据和报告的汇总、分析、处理和综合研究工作,为政府决策和公众提供信息服务;负责对市(地、州、盟)级地质环境监测机构进行业务指导。
(3)市(地、州、盟)级地质灾害监测站
市(地、州、盟)级地质灾害监测站负责市级地质灾害专业监测网和信息网的建设、运行和监测设施维护;承担地质灾害的预警预报和相关调查工作;承担省级地质灾害监测机构委托的地质灾害监测任务;承担地质灾害监测数据和报告的汇总、检查、分析研究,为当地政府和社会公众提供信息服务;负责对县级监测机构以及地质灾害群测群防的技术指导和实地培训。
(4)县(市、旗)级地质环境监测机构
地质灾害管理需要,特别是地质灾害严重的县(市、旗),必须建立地质灾害监测站(点),负责本县的地质灾害监测和组织群测群防工作;同时负责监测设施的维护;及时完成监测报告和监测数据的上传。
7.3.2 专业监测骨干网络建设
地质灾害专业监测骨干网络主要指由国家建立的地质灾害监测网络,包括区域性地面沉降和地裂缝监测网、山区城市和重大工程区地质灾害动态监测网、突发性地质灾害监测预警试验区和重大突发性地质灾害单体监测点。其选点原则如下:
1)全国突发性地质灾害易发区的灾害点;
2)威胁重要城市、国家重大基础设施以及可能造成大江大河堵塞的大型突发性地质灾害体;
3)威胁国家级名胜风景区或世界自然、文化遗产区的重要灾害隐患点;
4)贫困地区威胁人口1000人以上,潜在直接经济损失1000万元以上,规模为大型以上的突发性地质灾害。
(1)山区城市和重大工程区地质灾害监测网
对地质灾害发生较频繁、影响范围较大、具有国家级重大工程设施的地区,利用卫星遥感图像定期对地质灾害威胁较严重的城市和重大工程进行监控。
2010年之前,主要监测对象如下:
1)大江大河:对中俄界河、黄河上游主干流、长江上游主干流、雅鲁藏布江等利用卫星遥感图像定期实施灾情监测。
2)南水北调工程:以南水北调西线和中线为主。
3)交通干线:川藏公路、青藏公路、宝成铁路、成昆铁路、南昆铁路、青藏铁路等。
4)管线:西气东输管线、涩宁兰天然气管线、宝成输油管线、汉川天然气管线、中俄输油管线等。
5)城市:重庆市、兰州市、抚顺市、鞍山市、铜川市、大冶市等。
6)矿山:辽宁抚顺煤矿、辽宁抚顺红透山铜矿、黑龙江七台河煤矿、山西太原市西山煤矿、贵州开阳磷矿等具有代表性的自然地理地质条件和环境地质问题比较突出的国有老矿山。
(2)重大突发性地质灾害单体监测工程
1)监测及选点原则:对重大突发性地质灾害的监测,视不同情况区别对待。从防灾减灾角度一般可分为两类:①通过一定的工程措施可以消除灾害隐患,并且具有明显治理效益(治理费用与潜在损失相比)。对这类灾害应及早进行勘查治理,在消除灾害隐患之前必须采取可靠的监测手段对其动态变化进行实时监测,及时发布预警信息,避免造成重大人员伤亡和经济损失。②灾害体特征复杂、灾害征兆不十分突出、难以采取有效措施进行避让或治理的突发性地质灾害隐患点,由国家和地方政府等出资建立专业监测点。也可接受其他部门的委托,对重大工程区(沿线)的突发性地质灾害建立专业监测点。
2)单体监测方案:建立以GPS测量法、钻孔倾斜仪法、地下水动态监测法等监测技术方法为主体的综合监测技术组合体系。包括滑坡地面绝对位移监测系统,滑坡深部位移监测系统,滑坡地下水动态监测系统,滑坡相对位移监测系统,滑坡诱发因素监测系统等监测体系。
2010年之前,完成全国重大突发性地质灾害单体监测网的建设,同时重点做好已发现的分布在13个省(区、市)的50处重大突发性地质灾害隐患点(表7.4)。其中,重庆市滑坡4处,浙江省滑坡4处,云南省滑坡及滑坡泥石流群7处,西藏自治区滑坡3处,四川省滑坡5处、泥石流3处,陕西省滑坡7处,青海省滑坡3处,湖南省滑坡1处,湖北省滑坡1处,贵州省滑坡1处,广东省滑坡3处,甘肃省滑坡6处、泥石流2处的单体监测工程。
表7.4 突发性地质灾害监测点概况
续表
(3)地质灾害监测预警研究试验区
针对我国突发性地质灾害具有区域性、同时性、突然性、暴发性和危害大等特点,结合国土整治规划和资源能源开发,在代表性地区开展地质灾害监测预警示范。在试验区建立自动遥测雨量观测站网,逐步建立试验区滑坡、崩塌和泥石流区域爆发的降雨临界值,为突发性灾害的区域预警提供依据。同时,在试验区开展降雨期斜坡岩土体渗流观测,研究降雨诱发滑坡、崩塌和泥石流的机理。
2010年前,进一步完善和建设三峡库区立体式监测预警示范区。完成三峡库区滑坡、崩塌、泥石流灾害的立体监测网建设,在库区60处地质灾害点实现监测数据的自动采集、实时传输和自动分析;完善库区20个县级监测点建设;完成1∶1万航摄飞行;建立全库区的遥感(RS)监测系统,完成全球定位系统(GPS)控制网、基准网建设。
2010年以前重点在重庆市区、北京市、甘肃兰州市、陕西安康市、四川雅安、云南新平、云南东川、浙江金华市、江西宜春市等地区开展突发性地质灾害监测预警试验研究。
(4)地面沉降和地裂缝监测网
1)国家级地面沉降监测网选址原则:①跨省区的地面沉降灾害区域;②有一定的监测工作和设施基础;③地方政府有积极性,并提供配套资金;④具有较为完善的法规和管理体系。
2)工作部署:2010年之前,重点开展长江三角洲、华北平原、关中平原、淮北平原和松嫩平原地面沉降和地裂缝监测网的建设;2010年以后逐步开展汾河谷地、辽河盆地、珠江三角洲以及全国其他主要城市地面沉降和地裂缝的调查及监测网的建设。
长江三角洲地面沉降和地裂缝监测网包括上海市全部,江苏的苏锡常地区、南通地区和盐城地区南部的三个县(市),浙江的杭嘉湖平原,控制面积近5万km2。
华北平原地面沉降和地裂缝监测网包括北京、天津市的平原区,河北省的环渤海平原区和山东的鲁西北平原,控制面积5万多km2。
关中平原和汾河谷地地面沉降和地裂缝监测网的覆盖范围自六盘山南麓的宝鸡,沿渭河向东,经西安到风陵渡转向北东,沿汾河经临汾、太原到大同,宽近100km,长近1000km,包括渭河盆地、运城盆地、临汾盆地、太原盆地、大同盆地等,涉及近50个(县)市。
7.3.3 群测群防体系建设
突发性地质灾害群测群防网主要针对地质灾害较严重的山区农村,以县为单位,在专业队伍指导下,建立由当地政府领导下的县、乡、村三级群测群防体系。在各级地方政府的组织和领导下,充分发挥各级监测站的技术优势,提高群众的防灾意识和参与程度,完善监测预报制度,到2010年,建成1400个县(市)突发性地质灾害易发区的群测群防网络体系。
(1)群众监测网络建设
1)监测点选定原则:①危险性大、稳定性差、成灾概率高,会造成严重灾情的地质灾害隐患体;②对集镇、村庄、工矿及重要居民点人民生命安全构成威胁的地质灾害隐患体;③一旦发生将会造成严重经济损失的地质灾害隐患体;④威胁公路、铁路、航道等重要生命线工程的地质灾害隐患体;⑤威胁重大基础建设工程的地质灾害隐患体。
2)监测点的建设:根据上述原则确定需要监测的地质灾害隐患点后,由专业调查组及时向当地政府提出监测方案,同时协助搞好监测点的建设工作。①监测范围的确定:除对地质灾害隐患点和不稳定斜坡本身的变形迹象进行监测外,还应把该灾害点威胁的对象和可能成灾的范围,纳入监测范围。②监测方法与要求:对当前不宜进行治理或暂时不能进行治理的隐患点,危害大的应建立简易监测点,同时要对宏观地面变形、滑坡体内的微地貌、地表植物和建筑物标志等进行观察。以定期巡测和汛期强化监测相结合的方式进行。定期巡测一般为半月或每月一次,汛期强化监测将根据降雨强度,每天或24小时值班监测。③监测点的设置:简易监测点一般采用设桩、设砂浆贴片和固定标尺,对滑坡体地面裂缝相对位移进行监测,对危害大的隐患点,如有条件也可用视准线法测量监测点的位移。
3)监测网点的管理与运行:①监测责任落实到具体的单位与个人。被监测的地质灾害隐患点所在的乡(镇)、村和有关单位为监测责任人,在其领导下,成立监测组,监测组由受危害、威胁的居民点或有关单位的群测人员组成。②建立岗位责任制,县、乡(镇)、村应逐级签订责任书。调查过程中,采取多种方式进行宣传与培训,教会监测责任人、监测组成员和群众,如何监测、如何判断灾害可能发生的各种迹象和灾情速报及有关应急防灾救灾的方法。③信息反馈与处理。县(市)国土资源主管行政部门负责监测资料与信息反馈的收集汇总,上报到市(地、州)国土资源行政部门(或地质环境监测站)进行综合整理与分析,省国土资源厅地质环境处(或省地质环境总站)将上报的资料与信息录入省地质灾害空间数据库,进行趋势分析,同时对下一步监测工作提出指导性意见。④预测有重大险情发生时,当地政府和有关单位应立即采取应急防灾减灾措施,同时应立即报告省、市、县政府和国土资源主管部门,派出专业人员赴现场协助监测和指导防灾救灾。⑤建立地质灾害速报制度,按国土资发[1998]15号文附件执行。
4)资料的收集与监测数据的整理:①监测数据包括地质灾害点基本资料、动态变化数据、灾情等。②所有监测数据均应以数字化形式储存在信息系统中,同时,必须以纸介质形式备份保存。③监测点必须进行简易定量监测,并须整理成有关曲线、图表等。应编制有关月报、季报和年报,同时,对今后灾害发展趋势进行预测。④监测数据应按有关程序逐级汇交。
(2)群专结合的预报预警系统建设
1)县(市)国土资源行政主管部门归口管理和指导群众监测网络,负责监测资料与信息反馈的收集汇总。
2)县(市)国土资源行政主管部门的地质环境职能部门应根据气象、水文预报和监测资料进行综合分析,预测地质灾害危险点,并及时向有关乡(镇)、村和矿山及负有对重要设施管理的有关部门发出预警通知。
3)县(市)国土资源行政主管部门负责组织各乡(镇)、矿山、重要设施主管部门编制汛期地质灾害防灾预案。编制全县(市)汛期地质灾害防灾预案,并负责组织实施。
4)县(市)国土资源行政主管部门负责组织地质灾害防治科普宣传活动和基层干部培训工作。
7.3.4 地质灾害监测预警信息网建设
地质灾害监测预警与防治数据是国家与地方进行地质灾害防治,保障社会与经济建设的重要信息,具有数量大、更新快、用途广等特点。通过信息网的建设,实现数据的采集、存储、分析和发布,切实做到为政府、研究人员和社会提供所需的地质灾害信息,为国家经济建设宏观决策提供基础的科学依据。
到2010年,在完善中国地质灾害信息网与各省地质灾害信息网及部分地(市)地质灾害信息网的同时,建成集地质灾害监测、地下水环境监测等为一体的全国地质灾害监测信息系统,实现地质灾害监测数据的自动采集、传输、存储、数据管理、查询、应用和信息实时发布系统。
到2020年,以科学技术为先导,不断完善全国地质灾害监测信息系统,结合气象、水文、地震等相关因素,建成多专业领域、多信息处理技术的信息系统;全面提升我国地质灾害监测信息水平,满足社会和民众对地质灾害信息的需求,实现远程会商、应急指挥等重要决策功能。
地质灾害监测预警信息系统建设依托于各级地质灾害监测机构,具有统一要求、统一流程、分级管理等特点,是一个与现代计算机技术紧密结合的系统工程。本书在第11章(全国地质灾害防治信息系统建设规划研究)全面讨论了包括地质灾害监测预警信息系统在内的整个地质灾害防治信息系统的建设问题,本节不再赘述。
7.3.5 突发性重大地质灾害应急反应机制建设与远程会商应急指挥系统建设
(1)应急反应机制建设
从现在(2004年)起,国家、各省(区、市)要组建以省国土资源行政主管部门为指挥中心,以地质环境监测总站(院、中心)为主体,地(市、州)、县(市、区)国土资源行政主管部门和地方专业队伍协同作战的地质灾害监测预警应急反应系统。
1)应急反应系统要配置必备的应急设备,每年汛前对防灾预案中地质灾害隐患点的主要县(市)进行险情巡查,重点检查防灾减灾措施、群测群防网络、监测责任制是否落实到位,并对主要灾害隐患点进行险情巡查,汛中加强监测,汛后进行复查。
2)发现险情和接到险情报告能在最短的时间内赶到现场,进行险情鉴定,同时能够及时对灾害进行动态监测、分析,预测灾害发展趋势,根据灾害成因、类型、规模、影响范围和发展趋势,划定灾害危险区,设置危险区警示标志,确定预警信号和撤离路线,组织危险区内人员和重要财产撤离,情况危急时,强制组织避灾疏散。
3)接到特大型和大型地质灾害隐患临灾报告,指挥部办公室会同相关部门,迅速组织应急调查组赶赴现场,调查、核实险情,提出应急抢险措施建议。
(2)突发性重大地质灾害远程会商与应急指挥系统建设
随着国家经济建设规模的日益扩大和人民生活水平的不断提高,地质灾害造成的损失日趋突出,地质灾害的防治工作必须针对重大地质灾害及时作出反应,提出科学的决策意见,及时指挥应急处理工作。
突发性重大地质灾害远程会商及应急指挥系统,是针对突发重大地质灾害的预报和应急指挥,在建立地质灾害综合数据库的基础上,构建连接国务院国土资源主管部门、地质灾害数据中心与重点地质灾害发生区的远程会商和应急指挥网络化多媒体环境及地质灾害应急数据传输环境,形成一套信息化的地质灾害远程会商和应急指挥工作流程。
其主要工作内容如下:
1)对重大地质灾害预报和应急指挥相关的信息进行提取、加工、整理、集成与分析,建立地质灾害综合数据库。信息内容包括地理、地质背景数据;气象分析数据;地质灾害调查与监测数据;地质灾害情况资料;救灾条件信息等。
2)建立地质灾害信息发布平台。开发和建设重大地质灾害信息预报与应急指挥相关的动态信息发布系统、空间信息提取与发布系统、多媒体信息发布系统。
3)构建地质灾害远程会商和应急指挥的网络和多媒体运行环境。包括多点、多级视频会议系统、大屏幕显示系统及有关音像、电话系统;国家与重点地质灾害区域之间的网络信息传输系统;构建地质灾害重点区域应急调查数据快速传输环境。
4)研究与制定形成一套地质灾害远程会商和应急指挥系统工作规范。分析地质灾害远程会商和应急指挥工作的特点,提出地质灾害远程会商和应急指挥系统工作的模式,建立一套相关的工作规范。
崩塌滑坡实时专业监测技术
我国是一个地质灾害多发的国家,崩塌、滑坡和泥石流等常见灾害发生的地域广、频率高,具有较强的破坏性。研究表明,除地质构造及人类活动外,气象条件也是形成地质灾害的一大原因,暴雨或连续降雨常常是触发地质灾害的直接因素。因此,如何通过对雨情的监测提供可靠的地质灾害预警资讯,成为一项重要工作内容。
1.地质灾害预警报系统概述
目前,在气象部门的协助下,许多地区的国土资源部门都相继建立了地质灾害预警预报系统。灾害的风险预报是指在收集和集中监测资讯的基础上,进一步分析地质灾害及次生、衍生灾害等可能对社会经济、群众生活所造成的影响,提前释出风险预报,并为 *** 部门、有关单位及广大民众提供应对的措施和指导。气象监测***特别是雨量监测***系统和基于WebGIS的地质灾害预警系统组成的地质灾害预警预报平台,在突发性地质灾害的预测和防范中起到了关键性的作用[1]。
1.1预警报系统的建设目标
预警报系统的目标是建设一个时效高、预警报资讯内容全面且准确可靠的地质灾害预警报体系,为相关 *** 部门的决策和灾害地区群众的减灾措施提供科学、及时、有效的资讯指导。充分利用现代化建设的成果,在已获取的大量气象探测和灾害性天气监测资讯的基础上,对资讯进行存贮、处理和分析,建立地质灾害预警报服务平台和流程,根据决策服务的要求,提供连续无缝隙的地质灾害预警报资讯[2]。
1.2预警报系统的工作流程
地质灾害预警预报系统主要由监测系统和预警报系统2部分组成。启动气象资讯收集、地质灾害资讯收集以及资讯释出自动生成等模组后,通过实时监控雨情,一旦降水因子达到相应的监测指标,系统即可在决策中心进行资料分析,生成地质灾害预警等级,并在确定资讯释出后,利用简讯、广播、电视、网路等媒介按照预警等级对特定部门及相关群众释出警报资讯。
2.地质灾害预警报系统的组成及实现
基于WebGIS的地质灾害预警系统中,灾害资讯的汇集及预警平台是资料资讯处理和服务的核心;气象监测系统具有雨情报汛、预警等功能;群测群防预警系统则包括预警释出、警报传输和资讯反馈功能[3]。要实现地质灾害预警系统的正常运转,应注意以下几个方面:
2.1建立高效稳定的应用平台
高效稳定的应用平台为整个地质灾害预警系统的正常运作提供强有力的支撑,对提高系统的稳定性具有至关重要的作用。良好的应用平台依赖于完善的资料资讯、高科技的硬体装置、成熟的先进软体环境及规划合理的结构设计。
资料库是地质灾害预警报系统的核心部分,除实时采集和释出的雨量资料、预报雨量资料、雷达图、卫星云图和台风资讯等气象资料外,当地行政区域图、区域地理资讯及区域内的群众资讯等,都是资料库的重要组成部分。软体系统应由使用者介面、后台管理系统、资料交换平台***EAI***、后台管理应用核心构件群、WebGIS元件、Microsoft.NET应用伺服器平台及其他系统组成。先进、灵活、适用的软体架构符合管理资讯化的要求,以构件化设计为核心,实现事件触发、资料驱动、引数设定的开放可行的地质灾害预警预报系统管理平台。
2.2保证系统的安全性
预警预报系统将为防灾减灾的决策提供重要的依据和指导,因此,必须保证其安全性和权威性,安全是系统设计的关键[5-6]。首先,在设计中要充分考虑到网路安全的问题;其次,注重系统的整体维护是延长系统使用寿命的重要保障。此外,地质灾害预警预报系统与其他相关系统的联络均以特定的介面程式来实现,当地质灾害预警预报系统或相关系统出现故障时,不会出现系统间的相互影响。在系统的执行中,应保留详细的操作日志,出现问题可以查明错误原因,及时恢复,并为系统的科学评价提供依据。
2.3科学合理的灾害等级划分
灾害等级的划分关系到预警报启动的决策、预警报资讯的释出范围及释出物件等,在地质灾害预警报系统中,需要给予特别的重视[4]。依照国土资源部制定的地质灾害预报等级标准,预报等级可分为5级:一级为可能性很小;二级为可能性较小;三级***注意级***为可能性较大;四级***预警级***为可能性大;五级***警报级***为可能性很大。从预警报系统的角度分析,一级和二级灾害没有实际预警意义,预警工作由三级开始启动,应围绕三至五级地质灾害开展防灾减灾工作。
3.小结
综上所述,地质灾害预警预报系统的建设和维护是一项长期工作,涉及的部门多、范围广,须参考的因素多而复杂。因此,必须在工作中不断地总结经验,并在各部门的积极配合下,建立顺畅的资讯链,为相关部门和群众提供即时的、权威的、人性化的资讯指导,将地质灾害的影响降到最低。
地质灾害监测预警系统怎么赔偿
一、内容概述1.成果简介
实时监测(Real-Time Monitoring,RTM)就是远程连续即时观测,实时监测技术即实现实时监测所依赖的技术集合。RTM最主要的特点是实时性,即远程的管理层(或公众)能够在第一时间获取灾害体的所有监测信息,快速分析并做出科学决策。这些信息的获取过程是自动的,无须人工干预。显而易见,实时监测技术可以最大限度地解放劳动力,减小观测误差,降低运营成本。由于RTM具有全程自动化的特点,因此可以轻易做到连续、跟踪观测,将数据的采集周期设置得很短,如1h,或者更短,这对于跟踪崩塌、滑坡等突发性地质灾害的变形过程,提高预警时效性,避免重大伤亡具有重要的意义。同时,密集连续的多元监测数据能够为灾害体变形机理认识、力学机制分析及防治对策研究提供大量有价值的信息,从而支撑重大科学问题研究。
2003~2005年,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心在三峡库区巫山县新城建立了国土资源部地质灾害实时监测预警示范站(简称“巫山示范站”),解决了实时监测系统建设中数据自动采集、远程无线传输、网络实时发布等系列关键技术问题,搭建了具移植性、扩展性的实时监测系统平台,对数个滑坡实施了长期实时监测。在不断改正完善后,实时专业监测技术逐步成熟,具备了向其他领域和区域推广的条件。
2.基本原理
如图1所示,实时监测系统由监测网点、数据采集系统、数据传输系统、数据处理与发布系统以单链结构组成。
图1 实时监测系统架构
数据采集系统用于收集和临时储存各类监测数据,由与监测仪器配套的采集仪或通用型数据采集设备来实现。其前端连接各种监测仪器,后端可通过标准接口,直接下载监测数据,或通过数据传输系统与远程控制中心通信。数据采集系统在接受监控中心的控制指令后,调节采集参数,定时采集并及时向监控中心发送数据,其角色相当于一个“中转站”。为了保证数据安全,采集系统要对原始数据进行备份。
数据传输系统用于完成数据采集仪—监控中心—管理层(公众)之间的数据“搬运”任务。实际上,监控中心—管理层(公众)之间通常利用国际互联网,通过发布系统来实现(图1),所以狭义上的数据传输指数据采集仪—监控中心之间(即灾害体至监控中心)的数据传递。按照灾害体和监控中心空间距离的长短,数据传输分为近距离数据传输(一般低于1km)和远程数据传输两种类型。按传输介质,数据传输分为有线传输和无线传输两种方式。常用的远程数据传输方法如图2所示。有线传输由于要架设通信线缆,线网零乱,易损难修,在距离较长时信号的衰减还可能导致传输失败,弊端甚多,因而逐渐被无线传输方式取代。远程无线传输的最大优势在于不受空间距离限制,依托现代无线通信技术,监控中心可以设立在全球任何地点,系统可以做到无限扩展,信息可以得到集中处理、公布,从国家层面来说,这种优势所带来的意义是巨大的。数据传输的可靠性取决于无线网络的信号强度、速度和控制程序的容错能力。实践证实,在无线网络覆盖、信号强度良好的情况下,传输的错误率和稳定性是能够符合要求的。
图2 常用远程数据传输方法
监测数据在监控中心服务器上集中处理,包括原始数据转换计算、数据库录入、二次加工、综合分析评价等,利用数据伺服处理程序来实现。为保证信息能够得到即时处理并快速反馈出去,需要建立相应的监测信息管理分析系统和网络实时发布系统。底层数据库是信息管理分析系统的基础支撑,用于管理监测台站、监测钻孔、监测点等基础信息和各种类型的监测数据,以B/S架构为信息发布系统实时提供源数据;监测信息发布系统以WEB主页的方式为管理层(或公众)提供灾害体的全部信息,其中最核心的是实时监测数据、曲线等动态信息。
需要特别指出的是,实时监测技术的目的是提高监测的时效性,而非有效性。合理有效的监测网始终是监测系统的核心,其有效性取决于设计者对滑坡的研究与认识程度。崩滑灾害常用的监测方法包括变形监测、压(应)力监测、地下水动态监测、影响因素监测和宏观地质观测,需视灾害体地质条件有针对性地进行监测方法组合和监测网络布设。
3.技术特点与技术指标
实时监测技术通过系列技术集成,使监测数据采集、传输、处理、发布等过程自动化,并相互配合、协同工作,具有如下主要技术特点:
1)全程自动化,无须人工值守。
2)信息滞后时间极短,一般小于1h,所见即所得,可连续跟踪监测。
3)无人工误差,错误率低。
4)可在全球任意地点实时查看监测数据,下达采集控制指令,远程遥测。
5)具移植性,系统可方便移植至其他行业开展实时监测。
6)具扩展性,实时监测系统平台可不断纳入新的监测站点。
7)运行成本低,省时省力。
二、应用范围及应用实例
1.应用范围
实时监测技术除应用于崩塌、滑坡等突发性地质灾害监测预警外,亦可用于火山、地震、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害监测和早期预警。在大气环境、海洋环境、矿山环境、断裂构造活动、地下水动态及污染防控等领域均可移植应用。
实时监测技术在巫山示范站示范应用后,在雅安、哀牢山、华蓥山、延安等多个地质灾害预警示范区得到了不同程度的应用;在三峡库区望霞危岩、羊角危岩体应急监测中,充分利用中国地质调查局水文地质环境地质调查中心实时监测平台,做出了两次成功的预测预报,取得了良好的减灾效果,发挥了显著的技术及社会效益;在研究库水位波动对滑坡变形及稳定性影响等重要科学问题中实时监测系统平台亦发挥了重要的基础支撑作用。
2.应用实例
巫山示范站是我国首个地质灾害实时监测示范站,位于长江三峡库区腹地、长江左岸。该区地质构造极为复杂,地质灾害十分发育,是我国地质灾害危害最为严重的地区之一。通过论证对比,在该区27个较大滑坡(崩塌)中,选择了变形相对较为明显、危害较为严重的向家沟滑坡等4个滑坡,开展实时监测应用示范(图3)。2003年始建,2005年基本完成,运行至今。
图3 巫山示范站主要监测对象(滑坡)分布图
通过地质分析,确定监测的内容主要为滑坡的地表、深部(滑带)位移,孔隙水压力,含水量、降雨量,库水位等,同时收集工程活动信息,加强重点时期重点部位的宏观地质现象调查。为了体现示范站的先进性,测定滑坡蠕滑变形阶段的微小位移,选择了高精度、高可靠性、高稳定性(适用性)、高自动化程度的监测方法和监测仪器(表1)。除GPS因建设成本、人文环境等原因采取定期观测外,其余监测方法均为实时监测。
表1 巫山示范站监测方法
图4 示范站数据采集系统硬件连接方式示意图
固定式钻孔倾斜仪、TDR、孔隙水压力监测仪、自动雨量计等监测仪器均具备配套的数据采集仪。其中TDR的数据采集仪为一个工业控制机(PC),示范站充分利用了这一点,将其作为另几种采集仪的上位机,下载、存储、传输数据。通过多串口扩展,监测仪器、数据采集仪、GPRS-MODEM等按图4 所示的方法相连接。2009年后,改进为应用通用数据采集设备(Datalogger)统一采集传输,并将供电系统由原交流供电改进为太阳能供电(图5)。图6为通用数据采集设备传感器接入实物照片。
示范站监控中心目前位于河北省保定市中国地质调查局水文地质环境地质调查中心办公大楼,距滑坡距离1500 km,其间采用GPRS/CDMA网络无线传输监测数据。传输硬件为商业GPRS/CDMA-MODEM,传输控制软件自主编写完成。
图5 改进后的数据采集系统硬件连接方式示意图
图6 通用数据采集传输仪传感器接入实物照片
示范站信息处理与发布系统硬件由2台小型服务器和2台PC终端组成(图7),通过专线光纤接入Internet。其中数据库服务器(Database Server)用来存储、管理监测数据,WEB服务器(WEB Server)用来接收、处理监测数据并面向Internet发布监测信息,二者之间以1000M带宽的对等网连接,保证了数据的交换速度和对外安全。其连接方式如图8所示。
WEB服务器上重要的应用程序包括:传输控制程序,数据伺服处理及入库程序,基于GIS的巫山示范区地质灾害综合信息系统(含底层数据库系统,图9),主页程序(图10)等,均为自主开发。
巫山示范站于2005年建成后,逐步纳入了望霞危岩、羊角危岩及库水位波动对滑坡变形影响研究的5个典型滑坡的实时监测系统,采集各类监测数据近千万条,网站点击量33万人次,接待国内外考察团体20余次,取得了良好的示范效果。随着技术的不断改进,实时监测系统运行的稳定性显著增强,系统年故障率小于5次,能够满足对崩滑灾害实时监测的要求,具备了向其他领域和地域推广应用的条件。
图7 示范站信息处理与发布中心一角
图8 信息发布系统硬件设备连接方式示意图
图9 示范站底层数据库系统构成框图
图10 巫山示范站信息发布主页
三、推广转化方式
实时监测技术的本质是数据采集、传输、处理、分析和发布技术的集合,是为了提高崩滑灾害监测预警时效性的整体解决方案,因此,其推广转化方式主要为技术咨询、人员培训、现场服务等。为使该技术尽快发挥效益,还需加强宣传报道,并通过会议交流的方式进一步提升技术水平。
技术依托单位:中国地质调查局水文地质环境地质调查中心
联系人:高幼龙
通讯地址:河北省保定市七一中路1305号
邮政编码:071051
联系电话:0312-5908255,13503368925,13315272715
电子邮件:gemcgao@163.com
地质环境监测体系框架
没有专门的法律规定。
如果是自然灾害,则不存在赔偿,当地政府或上级政府会对损失和重建给予适的的救济与补助,如果是人为引发,则按民法通则和侵权责任法的规定,以过错推定、责任承担的原则进行赔偿。
一、总体设想我国地质环境监测工作总体设想是:健全一套体系、建实一个网络、提升四个能力、延伸一项服务。简称“1141”。具体内容是:
健全和完善与全面建设小康社会相适应的、符合可持续发展要求的一套全国地质环境监测体系,包括行政管理体系、工作队伍体系、监测网络体系、法规制度体系、技术标准体系等。
逐步部署开展地质环境监测示范区建设,建实一个覆盖我国人口密集区、经济社会快速发展区、国家重点产粮区、重大工程建设与运行区、生态环境重点保护区、国民经济重大战略部署和调整区的专业监测网络。
借助国家地下水监测工程和重大地质调查专项研究工作,系统提升全国地质环境监测能力、预报预警能力、决策支持能力和信息服务能力等4个方面的能力。
延伸服务领域,建立一个完善的地质环境保护科普体系,为促进人与环境和谐共处、科学利用和保护资源环境、防治地质灾害服务,为满足政府行政管理、科学研究和社会公众对地质环境信息的基本需求服务。
二、总体框架
不断完善监测网络是推进地质环境监测体系建设的中心任务。全国地质环境监测网络总体框架如图6-1所示。
(1)地质环境监测网络由专业监测网络、信息网络和群测群防网络等组成。专业监测网络包括突发性地质灾害监测网、缓变性地质灾害监测网、地下水地质环境监测网、矿山地质环境监测网、地质遗迹监测网,以及其他地质环境监测网等。按照事权划分,专业监测网络分为三级,即国家级骨干网、省级基本网和地市级延伸网。国家级骨干网由区域控制性监测点(区)构成,主要目的是了解全国地质环境的宏观动态变化特征;省级基本网由地域控制性监测点(区)构成,主要目的是系统、全面地掌握本行政区内的地质环境动态变化特征,省级基本网获取的监测数据是最重要的基础数据;地市级延伸网由局部针对性监测点组成,以满足于当地实际需要为原则。信息网络由国家级地质环境信息中心、省级地质环境信息中心和监测信息传输网络组成。
(2)地质环境监测网络建设在不同地区应有所侧重。山地丘陵区以突发性地质灾害专业监测网络和群测群防网络建设为主;平原盆地区和岩溶分布区以地下水和地面沉降、地裂缝、地面塌陷等监测网建设为主要任务;在矿产资源开发区,重点建设矿山地质环境监测网络。地质遗迹、地热、矿泉水、水土地质环境等的监测网络建设根据各地区实际情况确定。
(3)突发性地质灾害监测网络建设的总体思路是:紧密围绕提高预警预报水平,群专结合、点面结合、监测与研究结合,建立支撑网络。基本构想是:从国家层面上选择自然地理条件、气候条件、地质构造条件和突发地质灾害类型具有代表性的地区,以基础地质调查、地质灾害调查和监测预警示范区建设成果为依托,采用多种手段和方法,点(单体监测、定点巡查等)、面(雨量监测、遥感监测、群测群防等)结合,建立区域性突发性地质灾害监测预警基地,长期坚持,面向国内外科研、教学单位开放运行。监测预警基地不仅仅服务于当地防灾减灾,更重要的是通过长期监测和分析研究,不断加深对灾害形成机理的认识,逐步完善预警预报判据,有效改进预警预报方法,进而提高地质灾害预警预报水平。多个国家级和省级区域性监测预警基地构成支撑全国地质灾害气象预警预报的骨干专业监测网络,与群测群防网络、重大单体监测点、示范区等共同构成全国突发性地质灾害监测网络。并在人口密集区、国家重点产粮区、重大工程建设与运行区、生态环境重点保护区、国家经济重大战略部署与调整区建立相应网络。
图6-1 全国地质环境监测网络总体框架
三、工作要点
1.健全法规,创新地质环境监测管理机制
法规制度是设置监测机构、开展监测工作的依据。通过解放思想、改革创新,把工作实践中合理的做法规范化。目前针对地质环境监测法规制度不健全,亟待编制出台与地质环境监测工作相关的法律法规和制度,建立健全适应市场经济要求的地质环境监测管理的法规制度体系,明确地质环境监测工作的公益性地位、监测经费的多元化投入机制、监测行为和监测设施保护措施、监测资料汇交与共享和监测成果的法律效力等,为地质环境监测体系的有效运行提供保障。
探索与企业合作的新机制,将矿山开发企业等建设单位纳入监测责任人范畴,担负起其工作领域地质环境监测的责任。
2.统一认识,健全完善地质环境监测体系
遵照国土资源部党组提出的地质工作“一张图”思路,以提升地质环境监测服务水平和能力为目的,以推进地质环境监测网络建设为核心,积极构建由监测行政管理体系、监测法规制度体系、监测机构队伍体系、监测技术标准体系、监测网络体系等组成的地质环境监测体系。
3.统筹部署,科学规划地质环境监测工作
科学规划地质环境监测工作,就是要在现有工作基础上,进一步优化调整地下水、地面沉降和突发性地质灾害监测网,建立健全矿山地质环境、地质遗迹保护监测、水土与生态地质环境监测网,融合各种监测手段,协调监测周期,提高“一孔多用”和“一图多用”能力,形成有机协调的监测网络体系。
地下水环境监测应以现有地下水动态监测网点为基础,充分考虑地面沉降区、地热分布区及矿泉水开发区的监测需求。
突发性地质灾害监测应逐步形成由专业监测预警试验基地、群测群防网络、重大单体监测点、典型监测示范区等构成的全国突发性地质灾害监测网络。
地面沉降和地裂缝监测,应充分利用优化的地下水监测网络,继续完善长江三角洲、华北平原和汾渭盆地的两级(国家级和省级)地面沉降和地裂缝监测网,对圈定的新的地面沉降和地裂缝分布区建立监测站网。
矿山地质环境监测,应分期部署矿山地质环境监测示范区,逐步建立覆盖全国88个重点矿产资源开发区的矿山地质环境动态监测网。实现国家、地方和矿山企业三级监测机构联合监测、定期监测与应急监测的矿山地质环境综合监测。
根据国家需求和地质环境保护轻重缓急,启动地质遗迹监测工作。
浅表层水土环境监测应以土壤质量监测为重点,在现有监测示范区建设的基础上,逐步拓展到主要农业经济区带。
4.明确职责,理顺地质环境监测机构体系
在现有地质环境监测机构的基础上,完善“国家—省—市—县”四级公益性监测机构队伍,依靠法规制度,明确公益性专业监测队伍、地勘单位监测队伍和企业监测队伍的职责分工,建立共同责任机制,构建权责明晰、分工合理、有机衔接的监测机构和队伍体系。
5.制定标准,规范地质环境监测工作技术要求
制定不同专业地质环境监测技术要求与实施细则,如地下水动态监测规程、地面沉降监测规程、矿山地质环境监测技术要求等。建立监测数据采集与汇交制度,制定地质环境监测信息化技术标准,规范监测数据格式标准;建立不同专业地质环境监测数据库,开发统一的地质环境监测信息系统;建立与制定不同专业地质环境监测年报制度与技术要求。
6.搭建平台,共享地质环境监测信息与成果
充分利用“国家级地质环境监测预报”组织实施的有利时机,加强信息网络能力建设,建设和完善地质环境信息平台,建立地质环境“一张图”动态更新机制,实现地质环境监测数据的资料共享和监测成果快速综合集成和地质环境监测成果的综合集成与高效利用。
我国正处于经济高速增长期,制约经济社会发展的耕地、淡水、能源和重要矿产资源相对不足,经济建设发展与地质环境保护的矛盾将会更加突出,地下水超采、地质灾害、矿区占用与破坏土地、水土污染等问题将长期存在。地质环境监测是国土资源开发与地质环境保护的“眼睛”,尽快健全完善地质环境监测体系,提升地质环境监测成果为国土资源开发利用与地质环境保护的服务能力,是地质环境保护部门义不容辞的责任。
好了,今天我们就此结束对“地质灾害监测系统平台”的讲解。希望您已经对这个主题有了更深入的认识和理解。如果您有任何问题或需要进一步的信息,请随时告诉我,我将竭诚为您服务。
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