地质灾害监测ppt课件.pptx

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1、地质灾害监测预警,2016年3月,危岩、崩塌灾害监测预警,泥石流灾害监测预警,滑坡灾害监测预警,概 述,提 纲,概述,我省地质条件复杂，特别是我省在经历了数次地震后，滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害正随着工程建设和资源开发而日益严重，每年由此造成的损失数亿元。为此，各有关部门投入了大量资金，但是受经济发展等因素的制约，能够实施工程治理的隐患点只是少部分，更多的是需要建立一种有效的、科学的监测预警机制，充分利用监测技术避免、降低地质灾害带来的损失。,概述,监测技术是采用一定的技术手段安装或埋设仪器设备，对岩土体或工程结构物的稳定性状态及变化规律进行动态化测试的技术操作。 监测技术在地质灾害防治工程中

2、发挥着举足轻重的作用。国内有多个利用监测资料预报滑坡发生时间和风险决策的成功实例。,概述,北川县白什乡滑坡，于2007年1月实施专业监测，2007年7月底下滑。临滑前及时发出了预警，避免了重大损失。,1 概 述,04年底开始剧烈变形。05年1月下旬实施应急抢险监测05年2月实施应急抢险工程措施05年3月5月趋于稳定,丹巴县城建设街后山滑坡监测预警,概述,绵竹市清平乡文家沟特大山洪泥石流治理工程安全监测1、雨量计；2、视频监控；3、物源区岩土体稳定性监测；4、位移计；5、断线仪,危岩、崩塌灾害监测预警,泥石流灾害监测预警,滑坡灾害监测预警,概 述,SICHUAN INSTITUTE OF ENG

3、INEERING GEOLOGY INVESTIGATION,提 纲,1、监测内容及设备手段2、监测实施3、数据处理分析及预警预报,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及设备手段地表变形监测：地表绝对位移监测、裂缝张开度、地表倾斜环境因素监测：孔隙水压力、地下水位、土体含水率、降雨量、地表水位、温度深部变形监测：内部倾斜、内部相对位移支护结构监测：钢筋应力应变、混凝土应力应变、接触压力、锚索（杆）应力应变,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERI

4、NG GEOLOGY INVESTIGATION,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,滑坡灾害监测预警常用技术,地表变形监测（外观法）,传统大地测量法,GPS法,近景摄影测量,INSAR ( 合成孔径干涉雷达),外观法,全站仪水准仪经纬仪测量机器人光电测距仪,BOTDR（分布式光纤）,大量程位移监测、裂缝监测、表面倾斜监测,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,滑坡灾害监测预警技术,全站仪、测量机器人,水准仪、经纬仪,地表变形监测,GPS法主要仪器：

5、 瑞士徕卡（Leica）GPS测量系统、瑞士威特（Wild）200GPS测量系统、美国阿士泰克（Ashtech）GPS测量系统、美国天宝（Trimble）GPS测量系统。,滑坡灾害监测预警技术,地表变形监测,测缝计,三向测缝计,滑坡灾害监测预警技术,单向测缝计,大量程位移计,滑坡灾害监测预警技术,地表变形监测,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,滑坡灾害监测预警技术,环境因素监测,环境因素监测,地下水位监测土壤含水量监测孔隙水压力监测降雨量监测,平尺水位计,滑坡灾害监测预警技术,孔隙水压力计,环境因素监测,土壤含水率仪,

6、滑坡灾害监测预警技术,雨量计,环境因素监测,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,滑坡灾害监测预警技术,深部变形监测,内观法,深部倾斜监测,活动式测斜仪,固定式测斜仪,内部相对位移监测,BOTDR (分布式光纤),深层沉降监测,多点位移计,土体位移计,电磁沉降仪,沉降仪,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,滑坡灾害监测预警技术,深部变形监测,活动式钻孔测斜仪,探头,蓝牙读数仪,测斜导管,电缆,活动式测斜仪观测及工作原理示意图,滑坡灾害监测预警技术,深

7、部变形监测（内观法）,土体位移计适合埋设在土体中测量填土、公路路基、堤坝的土体位移变形。,监测方法及仪器设备简介,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,深部变形监测,深层沉降监测,监测方法及仪器设备简介,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,沉降仪,电磁沉降仪,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,滑坡灾害监测预警技术,结构应力应变监测仪器,土压力计、岩体应力计,锚索测力计,钢筋混

8、凝土应力、应变计,锚杆应力计,混凝土应变计,钢筋应变计,钢筋应力计,BOTR（分布式光纤）,钢结构应力计、应变计,岩体应力计,滑坡灾害监测预警技术,钢板计,应变计,滑坡灾害监测预警技术,应力计,土压力计、压力盒,预应力锚索测力计,监测仪器设备,滑坡灾害监测预警技术,典型治理工程结构监测布置通过支护结构应力应变监测可了解治理工程结构运行情况，及地质灾害的治理效果。,测斜仪,锚索测力计,钢筋计,土压力计,滑坡灾害监测预警技术,2、监测实施（1）监测布置（2）监测实施频率,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATIO

9、N,2、监测实施（1）监测布置监测布置原则明确目的、突出重点。以突发滑坡整体稳定性监测为主，兼顾关键位置稳定性监测。监测应贯穿滑坡防治的全过程。监测布设应考虑施工干扰。布置仪器力求少而精。监测布设应留有余地。,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,2、监测实施地表位移监测布置监测网类型有以下几种。（1）十字型；（2）放射（三角）型；（3）方格型；（4）任意方格型；（5）任意型。,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGAT

10、ION,（a） 十字型；（b） 放射型；（c） 方格型,2、监测实施深部位移监测布置,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,活动式钻孔测斜仪典型布置,2、监测实施重点部位同一监测点应布设多种监测方法，便于监测数据综合分析。地表变形监测基准点必须建在稳定岩（土）体上，且基准点数量不应少于3个。监测点应布设在设计监测剖面上。受通视条件或其他原因限制，可单独布点。监测点不要求平均分布，每条监测剖面监测点不应少于3个。对于关键位置，应增加监测点数量。,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE

11、OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,2、监测实施裂缝位移监测点应布设在重要裂缝关键部位，如裂缝中点、两端、转折部位等，每条裂缝的监测点不宜少于2个。当裂缝变形增大或出现新裂缝时，应视具体情况增设监测点。降水量监测点。宜布设于突发滑坡体范围内。地表水和地下水监测点使滑坡体环境合理布设对于关键位置，监测点要适当加密。,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,水平位移监测点,深部位移监测点,地下水位监测点,雨量监测点,垂直位移监测点,三峡库区张桓侯庙东侧滑坡监测布置平面图

12、,滑坡灾害监测预警技术,地表位移监测点,深部位移监测点,地下水位监测点,大量程位移计,土体含水率监测点,地表倾斜监测点,张桓侯庙东侧滑坡监测剖面布置图,滑坡灾害监测预警技术,2、监测实施（2）监测频率监测点采用混凝土灌浆、现浇等施工工艺安装埋设，需要待混凝凝固后开始读数。监测点采用预制或加工构件等施工工艺安装埋设，在监测仪器埋设10小时后开始读数。前25次数据采集的监测频率为1次/小时1次/天，待数据稳定后选择基准值开始正式监测。根据滑坡的变形演化阶段和预警级别对应不同的监测实施频率，蠕动变形阶段：旱季监测频率不低于1次/月，雨季监测频率不低于4次/月；匀速变形阶段：旱季监测频率不低于4次/月

13、，雨季监测频率不低于8次/月；加速变形阶段：应加大监测频率，一般不低于1次/日，重点分析变形速率及加速度；临滑阶段：应连续监测，一般不低于1次/小时。,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,2、监测实施（2）监测频率遇以下情况应加密监测频次：暴雨或持续降雨；库区水位涨落；滑坡治理施工期间；滑坡周边实施开挖或爆破振动；地震以后。加密程度视具体情况而定。人工巡视检查：监测频率可按1天/次实施，破坏后及雨后加密巡视。,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING G

14、EOLOGY INVESTIGATION,3、数据处理分析及预警（1）监测数据处理分析（2）监测预警,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,3、数据处理分析及预警（1）监测数据处理分析一、地表位移监测（1）水平位移-时间过程曲线图 （2）垂直位移-时间过程曲线图 （3）位移速率-时间过程曲线图 （4）地表位移矢量平面图（5）其他物理量（裂缝、倾斜度）-时间过程曲线图,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,滑坡

15、灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,水平位移-时间过程曲线,垂直位移-时间过程曲线,移速率-时间过程曲线,3、数据处理分析及预警（1）监测数据处理分析二、深部位移监测（1）位移-孔深关系曲线图 （2）孔口位移-时间过程曲线图 （3）孔口位移速率-时间过程曲线（4）滑带位错-时间过程曲线 （5）滑带位错速率-时间过程曲线,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUT

16、E OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,典型测斜仪监测成果曲线,孔深-累积位移曲线,孔口位移,滑带位错,滑面,3、数据处理分析及预警（1）监测数据处理分析三、环境因素监测,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,孔隙水压力-时间过程曲线,3、数据处理分析及预警（2）监测预警滑坡监测预警按变形破坏发展阶段、变形速度、发生概率和可能发生的时间分为四级：注意级（蓝色）、警示级（黄色）、警戒级（橙色）、警报级（红色）。,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUT

17、E OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,滑坡灾害监测预警技术,预警分级基于斜坡变形演化的三阶段理论。,3、数据处理分析及预警（2）监测预警注意级（级）：AB段，一般处于初始变形阶段，一年内发生破坏的可能性不大。警示级（级）：BC段，一般处于匀速变形阶段，有明显变形，在数月或一年内发生破坏的概率较大。警戒级（级）：CD段，一般处于初加速变形阶段，有一定的宏观前兆特征，在几天内或数周内发生破坏的概率大。警报级（级）：DE段，临界变形阶段，短期临滑前征兆特征显著，在数小时或数周内发生破坏的概率很大。,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF

18、 ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,3、数据处理分析及预警（2）监测预警各预警级别下应对措施1、注意级（级）（1）开展专业监测。（2）实施群测群防，制定避让计划。2、警示级（级）（1）加密滑坡专业监测.（2）划定滑坡危险区和影响区，对处于危险区的工程设施及人员应迅速撤离避让。（3）制定防灾预案，组织抢险。,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,3、数据处理分析及预警（2）监测预警3、警戒级（级）（1）发布级警报。（2）启动防灾预案。（3）24小时不间断监测巡视，遇到紧

19、急情况随时向防灾责任主体报告。4、警报级（级）（1）发布级预警。（2）撤离处于危险区和影响区的所有人员,滑坡灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,危岩、崩塌灾害监测预警,泥石流灾害监测预警,滑坡灾害监测预警,概 述,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,提 纲,1、监测内容及设备手段2、监测实施3、预警预报,泥石流灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATI

20、ON,1、监测内容及仪器设备流域物源监测：对泥石流形成区物源面积及总量变化情况进行监测，用以对泥石流启动条件判断。降雨量监测：对泥石流前期降雨量和激发降雨量进行监测，用以判断是否会启动泥石流。土体孔隙水压力监测：对泥石流源区砾石土土体在失稳过程中的孔隙水压力变化进行监测，用以判断土体是否启动泥石流。含水率监测：对泥石流源区砾石土土体在前期降雨过程以及失稳过程中的含水率变化进行监测，用以判断土体是否启动为泥石流。,泥石流灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及仪器设备泥（水）位监测：对泥石流在沟

21、道流动过程中的泥（水）位变化进行监测，以判断泥石流是否汇流。振动监测：对泥石流流体携带的大颗粒物质在运动过程中互相碰撞、并与沟底、沟岸相摩擦产生的振动波进行监测，用以判断泥石流是否形成。次声监测：对泥石流在形成和运动过程中产生的次声波进行监测，用以判断泥石流是否形成。视频监测：对沟道中泥石流的运动过程进行影像监测，用以判断泥石流是否形成及其特征。,泥石流灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及仪器设备仪器设备 一体式雨量站 一体式土壤湿度监测站 一体式孔隙水压监测站,泥石流灾害监测预警技术,S

22、ICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及仪器设备仪器设备 一体式物位计 一体式视频监控站,泥石流灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及仪器设备仪器设备 断线仪（泥石流检知计）,泥石流灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,2、监测实施简易雨量站：采用人工观察记录的方式。每天8:00查询过去一天的降雨量，定期统一上报；当降雨强

23、度加大的时候，观察人员加大监测频率（每1小时、3小时、6小时观察一次）。自动雨量站：采用有雨即存即报，定时上报，超过阈值加报的方式。每日8点发送过去24小时降雨量，在降雨超过发送阈值的情况下实时发送数据。自动泥位站：采用连续或定时采集（不低于1次/1分钟），整点上报，超出阈值加报的方式。整点时刻（或每间隔2/3/6小时）发送一次泥位数据，在泥位值超过阈值时则实时发送数据。,泥石流灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,2、监测实施土体孔隙水压力和含水率监测站：采用定时采集（不低于1次/1分钟），整点上报，超

24、出阈值加报的方式。整点时刻（或每间隔2/3/6小时）发送一次数据；在数据超过阈值时则实时发送数据。振动监测站：采用连续采集或定时采集（省电模式下）的形式。采集数据整点加存时标并上报，当上一次时刻采集的数据与本次采集的数据之间变化量超过设定阈值时实时发送数据。次声监测站：采用有人值守，不间断采集的模式。平日数据存储在内存卡中（数据可保存3个月以上），定期人工取数据；当数据超过预设报警值时则启用蜂鸣器喇叭报警。,泥石流灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,2、监测实施视频监测站：在有市电或者其它稳定供电的的情

25、况下，视频监测可利用光纤或ADSL进行信号传输。在仅靠太阳能和蓄电池供电情况下，视频监测采用间断供电的工作的模式。,泥石流灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,土壤含水率仪,自动化物位计,一体化雨量站,孔隙水压力计,无线传输,断线检测器,无线传输,无线传输,一体化次声监测站,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,3、监测预警泥石流预警系统采用警示级（I级）、警戒级（II级）和警报级（III级）a）警示级（级）：由临界雨量、土体孔隙水压

26、力、土体含水率等指标确定。降雨量达到临界雨量阈值；同时参考土体孔隙水压力、土体含水率变化情况确定。采取措施：加强群测群防体系，制定应急预案。,泥石流灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,3、监测预警泥石流预警系统采用警示级（I级）、警戒级（II级）和警报级（III级）b）警戒级(级)：由激发雨量和泥位指标确定。降雨量达到泥石流爆发的激发雨量阈值，同时参考泥位参数变化情况确定。采取措施：加密专业监测频率，启动应急预案，划定危险区和影响区，组织危险区内的施工人员迅速撤离避让，组织应急抢险。,泥石流灾害监测预警

27、技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,3、监测预警泥石流预警系统采用警示级（I级）、警戒级（II级）和警报级（III级）c）警报级(级)：由警报雨量、泥位和振动等指标确定。降雨量达到警报雨量阈值，同时参考泥位和振动等参数变化情况确定。采取措施：迅速撤离危险区和影响区的所有人员。,泥石流灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,危岩、崩塌灾害监测预警,泥石流灾害监测预警,滑坡灾害监测预警,概 述,SICHUAN INSTITUTE O

28、F ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,提 纲,1、监测内容及设备手段2、监测实施3、预警预报,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及设备手段监测内容变形监测环境因素监测结构应力应变监测,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及设备手段变形监测大地测量法（非接触式）：全站仪、测量机器人、三维激光扫描仪、近景摄影测量位移计（接触式）：测缝计、

29、位移计、伸缩计、表面倾斜仪。,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及设备手段变形监测影像型三维扫描全站仪,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及设备手段变形监测伸缩计,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及设备手段变形监测,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SIC

30、HUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,在可能造成塌方的岩石上安装伸缩计及倾斜计、当岩石裂缝的伸缩量及岩石的倾斜量超过一定的基准值时，发出报警信息,1、监测内容及设备手段环境因素监测雨量计、孔隙水压力计、次声监测,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,次声监测站,1、监测内容及设备手段结构应力应变监测根据灾害支护措施来设置锚索（杆）应力计，主动防护网拉力计，被动防护网振动探测仪。,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INST

31、ITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,1、监测内容及设备手段结构应力应变监测主动防护网拉力计,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,雨量计,i-sensor数据采集与通信装置,拉力计,拉伸检知计,防护网,不稳定边坡,警报灯,2、监测实施崩塌应急监测频率应根据崩塌体危险等级确定。对于有危险却尚未发生险情的崩塌体，应多采用自动化监测方法，同时采用至少4小时1次的监测频率，同时自动化监测仪器应具备随时招测的功能。人工巡查宏观现象不少于48小时1次。对于出

32、现明显变形迹象的崩塌体，可采用非接触式自动化监测设备，监测密度至少应达到每小时1次。如条件允许，人工巡查应每日1次。,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,3、监测预警分级分主次确定崩塌变形的预警对象。对以下对象应重点预警： a）变形速率大的地段或块体。b）产生严重危害的地段或块体。c）对崩塌的稳定性起关键作用的地段或块体。d）对整个崩塌的变形破坏具有代表性的地段或块体。,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,3、监测预警崩塌预警系统分为两个等级，即警示级（级）与警报级（级）。a）警示级（级）：当降雨量达到暴雨及暴雨级别以上或连续降雨时常达到72小时及以上时，崩塌体即进入警示级别。b）警报级（级）：如发现崩塌体发生位移、形变等趋势，即进入警报级别，该崩塌体随时有可能出现险情。,危岩、崩塌灾害监测预警技术,SICHUAN INSTITUTE OF ENGINEERING GEOLOGY INVESTIGATION,