時(shí)間:2022-03-26 05:09:57
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
前言:
相對(duì)而言,地質(zhì)災(zāi)害造成的破壞力是非常強(qiáng)大的,諸如地震、滑坡、泥石流等等,均是目前重點(diǎn)的防災(zāi)類型。一般而言,絕大部分的地質(zhì)災(zāi)害均與氣象存在密切的關(guān)系,尤其是在暴雨、狂風(fēng)等情況下,很容易引發(fā)系列的地質(zhì)災(zāi)害,給當(dāng)?shù)氐木用瘛⒅苓叀⒐こ痰龋斐蓢?yán)重的破壞,產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)損失都是非常嚴(yán)重的。結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn),加強(qiáng)氣象預(yù)報(bào)預(yù)警方法,可以提前做好相應(yīng)的防災(zāi)工作,減少相關(guān)損失的同時(shí),盡量的實(shí)現(xiàn)“地質(zhì)災(zāi)害疏導(dǎo)”,保持人類社會(huì)與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)。
一、地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的合理性
與以往工作不同的是,地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警越來(lái)越講究合理性,如果僅僅是將一大堆的數(shù)據(jù)進(jìn)行呈報(bào),不僅無(wú)法達(dá)到理想的預(yù)警效果,同時(shí)還需要花費(fèi)較多的時(shí)間來(lái)分析數(shù)據(jù),無(wú)法提前做好相關(guān)的防災(zāi)、減災(zāi)措施,白白浪費(fèi)時(shí)間的同時(shí),對(duì)社會(huì)發(fā)展造成了負(fù)面影響。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下的工作標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)為地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警,必須在合理性方面做出較大的努力。首先,各地方在開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警時(shí),應(yīng)充分考慮到當(dāng)?shù)貙?duì)地質(zhì)災(zāi)害的處理能力。我國(guó)雖然幅員遼闊,但很多偏遠(yuǎn)地方的地質(zhì)條件都比較復(fù)雜,在發(fā)出地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警信息后,當(dāng)?shù)厮懿扇〉氖侄巍⒋胧┓浅S邢蓿旧蠠o(wú)法在客觀上直接達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí),應(yīng)結(jié)合地方情況,發(fā)出匹配的信息,同時(shí)派遣相應(yīng)的工作小組前往處理工作,達(dá)到雙向減災(zāi)、抗災(zāi)的目的。其次,在開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的過(guò)程中,必須對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性做出預(yù)估。現(xiàn)下的部分地方,都在積極的建設(shè)綠化工程、環(huán)保工程、植樹(shù)造林工程,其對(duì)自然災(zāi)害的抵御能力、協(xié)調(diào)能力均獲得了較大的提升,想要保持地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的高度合理,就必須對(duì)這些情況進(jìn)行分析,避免造成無(wú)謂的恐慌。
二、地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的類型
在技術(shù)快速發(fā)展的今天,我國(guó)在地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的工作上,開(kāi)始走向了多元化的道路,針對(duì)各區(qū)域、各地方的實(shí)際情況,實(shí)施相互匹配的預(yù)警工作。首先,時(shí)間預(yù)警。地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警在日常的工作中,會(huì)根據(jù)氣象的整體變化,以及各種氣象的走向,針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生時(shí)間進(jìn)行預(yù)警,由此來(lái)為各地方的防災(zāi)、減災(zāi)工作提供足夠的準(zhǔn)備時(shí)間。倘若時(shí)間相對(duì)緊迫,則可以依據(jù)具體的數(shù)據(jù)和信息,劃分出工作的重點(diǎn),從而最大限度的將災(zāi)害造成的損失減少。其次,空間預(yù)警。該方面的預(yù)警信息,覆蓋的范圍比較大,趨向于某一個(gè)整體區(qū)域的預(yù)警。由于很多地方的植被稀疏,同時(shí)是地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)地區(qū),因此在發(fā)生某一種地質(zhì)災(zāi)害后,很有可能會(huì)引發(fā)連鎖性的災(zāi)害,這就需要進(jìn)行空間上的預(yù)警。第三,強(qiáng)度預(yù)警。相對(duì)于前兩種預(yù)警而言,強(qiáng)度預(yù)警特別符合實(shí)際上的需求。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的強(qiáng)度評(píng)估程度,不僅可以及時(shí)的向上級(jí)匯報(bào),同時(shí)還可以組織多方人員進(jìn)行協(xié)調(diào)工作,建立最好的防護(hù)體系,強(qiáng)化對(duì)各種地質(zhì)災(zāi)害的疏導(dǎo)。
三、地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的方法
在現(xiàn)代化建設(shè)快速發(fā)展的今天,很多地方對(duì)地質(zhì)災(zāi)害都是非常重視的。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)分析,地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是無(wú)法避免的,再?gòu)?qiáng)悍的防御體系,也無(wú)法阻擋大自然的攻擊。因此,我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦校枰Y(jié)合固有的工作成果,將地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的方法有效落實(shí),從多個(gè)方面出發(fā),運(yùn)用多元化的措施來(lái)提高預(yù)報(bào)預(yù)警的可行性、可靠性,從而為防災(zāi)、減災(zāi)工作,提供足夠的幫助。
(一)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查
在地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警的方法中,針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查,是一個(gè)非常重要的組成部分。擁有足夠的數(shù)據(jù)、信息來(lái)源,才能為最終的預(yù)報(bào)預(yù)警,提供最權(quán)威的支持。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生主要受制于地層巖性、構(gòu)造展布、植被覆蓋、地形地貌以及降水強(qiáng)度等要素。遙感技術(shù)有宏觀性強(qiáng)、時(shí)效性好、信息量豐富等特點(diǎn)。我們可以利用“3S”技術(shù)結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查,其方法為首先根據(jù)預(yù)報(bào)預(yù)警區(qū)域范圍和現(xiàn)有的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查成果選擇合適比例尺的遙感信息源(全色圖像、多光譜圖像、雷達(dá)圖像等)、地形地貌圖、地質(zhì)圖,然后進(jìn)行幾何校正和統(tǒng)一的地理編碼,接著根據(jù)現(xiàn)有的輔助資料對(duì)該區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行目視和計(jì)算機(jī)解譯,最后結(jié)合野外地質(zhì)調(diào)查最終確定該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的位置、數(shù)量、大小、強(qiáng)度及其影響范圍和各災(zāi)種的地質(zhì)環(huán)境。
(二)建立地質(zhì)災(zāi)害空間數(shù)據(jù)庫(kù)和信息管理庫(kù)
就地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警本身而言,其必須要對(duì)調(diào)查的地質(zhì)災(zāi)害做出準(zhǔn)確的判斷和分析,給出最符合實(shí)際情況的數(shù)據(jù)內(nèi)容,減少與客觀實(shí)際的偏差情況。為此,除了要在調(diào)查工作上努力外,還必須建立健全地質(zhì)災(zāi)害的空間數(shù)據(jù)庫(kù)、信息管理庫(kù)。通過(guò)應(yīng)用較多的計(jì)算機(jī)軟件、云計(jì)算等方法,對(duì)固有的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行重新整理分析,并且與當(dāng)下的防災(zāi)、減災(zāi)工作相互融合,實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)和信息管理庫(kù)的更新。另一方面,在發(fā)生新的地質(zhì)災(zāi)害時(shí),應(yīng)將調(diào)查的結(jié)果,及時(shí)的錄入到空間數(shù)據(jù)庫(kù)、信息管理庫(kù)當(dāng)中,展開(kāi)詳細(xì)的對(duì)比分析工作,從而在多方面了解到地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重程度、波及范圍、損失強(qiáng)度等等。
總結(jié):
本文對(duì)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警方法展開(kāi)討論,從已經(jīng)掌握的情況來(lái)看,各地方的地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警工作表現(xiàn)出很大的進(jìn)步,各方面的工作未出現(xiàn)惡性循環(huán)的情況,整體工作水準(zhǔn)較高。日后,應(yīng)針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警深入研究,健全技術(shù)體系、操作方案、各類信息庫(kù)等,為國(guó)家的和諧及社會(huì)穩(wěn)定,做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]胡娟,閔穎,李華宏,李湘,李超,李磊.云南省山洪地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)預(yù)警方法研究[J].災(zāi)害學(xué),2014,01:62-66.
【中圖分類號(hào)】F416.1 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069(2017)04-0123-02
1 引言
目前我國(guó)自然地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率較高,受災(zāi)嚴(yán)重程度較大,目前常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害主要包括泥石流、滑坡和崩塌等,造成地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因除了自然因素之外,還包括人類的工程建設(shè)和礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)等活動(dòng)。這些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生對(duì)人類的生活造成了較大的影響,在嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成較大程度的威脅,針對(duì)目前地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警方法應(yīng)用效果不明顯的現(xiàn)狀,在實(shí)際的地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)中,可以利用GIS技術(shù)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)的實(shí)際地理結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,并且進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的有效預(yù)警,減少由于地質(zhì)災(zāi)害對(duì)人們所造成的影響。
2 GIS技術(shù)的定義和主要功能
GIS技術(shù)主要指的是地理信息系統(tǒng),是在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的支持下,采用系統(tǒng)工程技術(shù)和信息技術(shù),來(lái)對(duì)各個(gè)區(qū)域中的空間信息和地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行收集、分析、整理和儲(chǔ)存,并且采取相應(yīng)的方式來(lái)將信息展現(xiàn)出來(lái),屬于一種將視覺(jué)效果和地理分析功能進(jìn)行集成運(yùn)用的系統(tǒng)技術(shù),其主要功能體現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面:首先是地圖管理功能,GIS技術(shù)具有較大的空間內(nèi)存,能夠?qū)⑹占鴣?lái)的地圖資源信息儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中,并且根據(jù)實(shí)際情況的變化來(lái)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整,相比較傳統(tǒng)的地圖來(lái)說(shuō),具有更高的靈活性和精確性,能夠進(jìn)一步推動(dòng)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工作的發(fā)展;其次是空間分析與查詢功能,GIS技術(shù)具有空間定位功能,通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和對(duì)信息資源的收集、整理和處理,并且將其制作處理成地理信息圖像,與原始圖像相比較,兩者的數(shù)據(jù)保持相同,在進(jìn)行空間轉(zhuǎn)換的過(guò)程中,也可以采用GIS技術(shù)來(lái)對(duì)于地理信息相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢;再次是地理模型預(yù)測(cè)功能,GIS技術(shù)的核心為地理信息,在對(duì)各個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,能夠利用當(dāng)?shù)氐牡乩砜臻g信息來(lái)實(shí)現(xiàn)地理模型預(yù)測(cè)功能,這樣的功能主要指的是在對(duì)當(dāng)?shù)氐乩硇畔⑶闆r進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,來(lái)對(duì)某個(gè)未知結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)和判斷,也就是說(shuō)通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源、水文地理情況和資源開(kāi)發(fā)利用情況進(jìn)行勘察的基礎(chǔ)上,來(lái)對(duì)不同區(qū)域中發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性進(jìn)行預(yù)測(cè);復(fù)次是三維功能,三維功能是在二維GIS技術(shù)上發(fā)展而來(lái)的,與二維空間技術(shù)相比較來(lái)說(shuō),三維技術(shù)具有更高的精確度和整體性,雖然在整體觀察上可能較為復(fù)雜,但是具有較強(qiáng)的可視性,能夠直觀地反映出相關(guān)區(qū)域中各個(gè)部分的實(shí)際情況,三維功能是建立在三維模型的基礎(chǔ)上來(lái)實(shí)現(xiàn)的,比如說(shuō)結(jié)合地質(zhì)工程的鉆孔信息、剖面圖和工程地質(zhì)圖等信息數(shù)據(jù),能夠建立三維地質(zhì)模型,并且在三維場(chǎng)景中建立相應(yīng)的圖片信息,在經(jīng)過(guò)編輯處理之后,就能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害的發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模擬[1];最后是自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能,自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能主要是依靠各種檢測(cè)儀器來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的,在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的過(guò)程中,檢測(cè)儀器會(huì)發(fā)生不同的變化,并且對(duì)相關(guān)檢測(cè)區(qū)域的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集,并且傳輸?shù)胶笈_(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中,經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息的分析,能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)貐^(qū)域進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。
3 GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用
3.1 建立多源信息數(shù)據(jù)庫(kù)
對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工作來(lái)說(shuō),GIS技術(shù)的應(yīng)用是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,其中的每一個(gè)部分都需要大量相關(guān)的數(shù)據(jù)信息來(lái)進(jìn)行分析和調(diào)研,這些數(shù)據(jù)信息的來(lái)源各不相同,主要包括地形圖、地質(zhì)資料和地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息等,對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害來(lái)說(shuō),其具有不可預(yù)測(cè)性,但是利用GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù),能夠在對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)、地點(diǎn)和級(jí)別進(jìn)行預(yù)測(cè),并且對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生而產(chǎn)生的現(xiàn)象及預(yù)兆進(jìn)行了解,以此來(lái)達(dá)到地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)的目的[2]。由于目前人類各種工程建設(shè)活動(dòng)不斷增多,所以說(shuō)需要對(duì)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行及時(shí)更新,以此來(lái)提高地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
3.2 對(duì)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控
通過(guò)GIS技術(shù),能夠?qū)Φ刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)生的信息進(jìn)行收集和分析,在此基礎(chǔ)上,能夠?qū)ξ覈?guó)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)的分布情況和發(fā)生頻率進(jìn)行了解,在對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的信息和資料進(jìn)行收集的基礎(chǔ)上,能夠結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,建立相應(yīng)的圖表圖像,并且與GIS多源數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生區(qū)的有效監(jiān)控,監(jiān)控的主要過(guò)程體現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面:首先是對(duì)影響當(dāng)?shù)匕l(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的因素進(jìn)行分析和了解,結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,對(duì)這些因素進(jìn)行控制;另外是在所建立的三維空間模型上對(duì)該地區(qū)自然災(zāi)害的發(fā)生情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),以此來(lái)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷,并且根據(jù)最終結(jié)果來(lái)采取相關(guān)防治措施[2]。
4 GIS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用案例
此次研究地區(qū)為靈臺(tái)縣,靈臺(tái)縣隴東黃土高原南側(cè),在對(duì)當(dāng)?shù)刈匀粸?zāi)害調(diào)查資料進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上可以發(fā)現(xiàn),該地區(qū)屬于地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū),地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生類型不同,發(fā)生的頻率較高,并且這些地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在人們居住密集和工程建設(shè)生產(chǎn)活動(dòng)較為頻繁的區(qū)域,根據(jù)以上的了解情況,可以對(duì)其地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警方法進(jìn)行研究。
引言
我國(guó)是一個(gè)多山地的國(guó)家,特別我們重慶,深受滑坡、崩塌、泥石流等重力地質(zhì)災(zāi)害的危害。群測(cè)群防監(jiān)測(cè)手段大多采用人工收集方式,存在數(shù)據(jù)收集不及時(shí)、信息覆蓋面不足的缺點(diǎn)。其他傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)手段存在諸多缺陷,不能滿足社會(huì)與工程建設(shè)的基本需求。2012年的《山洪地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃》、《國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防治工作的決定》,明確了在我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)建立地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)體系、監(jiān)測(cè)預(yù)警體系、防治工程體系和應(yīng)急體系的任務(wù),其中,建立專業(yè)監(jiān)測(cè)和群測(cè)群防相結(jié)合的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警體系是一項(xiàng)很重要的內(nèi)容,基于傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展監(jiān)測(cè)預(yù)警體系建設(shè)是未來(lái)非常有前景的發(fā)展方向。
1 傳統(tǒng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)手段的不足
傳統(tǒng)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)具備以下幾個(gè)缺點(diǎn):
(1)野外布設(shè)的系統(tǒng)通常無(wú)法做到實(shí)時(shí)智能化的采集數(shù)據(jù)(通常間隔2-4小時(shí)進(jìn)行一次),導(dǎo)致很多時(shí)候不能有效地監(jiān)測(cè)地質(zhì)不穩(wěn)定體;
(2)對(duì)于所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)常會(huì)受到條件的限制而無(wú)法及時(shí)傳回地質(zhì)工作人員手中,大多時(shí)候需要專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行采集;
(3)對(duì)動(dòng)物、風(fēng)等非地質(zhì)移因素的影響原拉繩式位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法有效排除干擾,往往造成地質(zhì)人員的誤判[1]。
本文所介紹的系統(tǒng)已經(jīng)做到了對(duì)地質(zhì)不穩(wěn)定體進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控和預(yù)警,具有30-50次/60min的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)頻率,且采用智能延時(shí)處理技術(shù),避免非位移數(shù)據(jù)所帶來(lái)的干擾。配合遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)區(qū)域性限制、失穩(wěn)智能分析預(yù)警。
2 該智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成及優(yōu)勢(shì)
2.1 系統(tǒng)組成
智能監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)包括智能化監(jiān)測(cè)設(shè)備和智能化監(jiān)測(cè)預(yù)警信息平臺(tái)。
(1)智能化監(jiān)測(cè)設(shè)備
本系統(tǒng)的智能化監(jiān)測(cè)設(shè)備由以下四個(gè)部分組成:拉繩位式移計(jì)、模擬信號(hào)預(yù)處理模組、GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸模組、太陽(yáng)能電池模組。
(2)智能化監(jiān)測(cè)預(yù)警信息平臺(tái)
本系統(tǒng)配備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)RDMS(Remote Data Management System)可查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)控制(報(bào)警閥值設(shè)置及報(bào)警方法、數(shù)據(jù)共享及備份、日期時(shí)間及采集發(fā)射時(shí)間周期,各種控制參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)查詢及曲線繪制、報(bào)表輸出等)。同時(shí)設(shè)備擁有整體的超低電能消耗,專為地質(zhì)災(zāi)害野外實(shí)際需求設(shè)計(jì),可長(zhǎng)時(shí)間、高可靠度工作,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)無(wú)間斷的監(jiān)控。
2.2 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比其他的地質(zhì)災(zāi)害智能監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè),并配備了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,達(dá)到智能預(yù)警效果。在設(shè)備抗干擾方面,采用了延時(shí)處理技術(shù),對(duì)動(dòng)物、風(fēng)等非地質(zhì)移因素的影響進(jìn)行處理。位移數(shù)據(jù)通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了無(wú)區(qū)域性限制的實(shí)時(shí)監(jiān)控。選用具有低功耗高效率的電子元件,在野外持續(xù)工作7000小時(shí)以上。
3 案例分析
2016年1月,本團(tuán)隊(duì)來(lái)到了萬(wàn)盛經(jīng)開(kāi)區(qū)腰子山不穩(wěn)定斜坡體進(jìn)行實(shí)地測(cè)試。在該不穩(wěn)定體后援上下兩側(cè)安裝了拉繩式位移監(jiān)測(cè)裝置,其中一側(cè)安裝在后緣上部穩(wěn)定基巖中,另一側(cè)安裝在不穩(wěn)定斜坡體上。
在調(diào)試完畢后,我們成功的在手機(jī)終端接收到位移數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖1),在之后的時(shí)間段內(nèi)通過(guò)手機(jī)利用覆蓋各地的GSM信號(hào)穩(wěn)定的接收到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示:在1月8日到10日期間,該觀測(cè)點(diǎn)發(fā)生了1.45cm的位移。在1月10日到18日這段時(shí)間,位移數(shù)據(jù)持續(xù)增加,最高達(dá)2cm。由于該不穩(wěn)定斜坡變形破壞模式為蠕滑-拉裂型破壞模式。在此類不穩(wěn)定體的后緣裂隙如果發(fā)生位移持續(xù)增大的趨勢(shì),則說(shuō)明該斜坡可能進(jìn)入滑動(dòng)階段。根據(jù)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對(duì)該變形模式數(shù)據(jù)的預(yù)判處理,自動(dòng)的發(fā)出了滑坡警告。
事實(shí)證明,該地于2016年1月21日晚上22:50左右,斜坡后緣局部發(fā)生了表層位移(見(jiàn)圖2)。導(dǎo)致位于后緣處的一處單層居民房墻體損壞。由于該系統(tǒng)及時(shí)預(yù)報(bào),居民及時(shí)的進(jìn)行了避災(zāi)準(zhǔn)備,減少了危害造成的損失。
此外,我們?cè)谥貞c市江津區(qū)油溪鎮(zhèn)殺牛洞、云陽(yáng)渠馬鎮(zhèn)渠馬村、云陽(yáng)雙土新集鎮(zhèn)、云陽(yáng)新津鄉(xiāng)老集鎮(zhèn)等地的不穩(wěn)定斜坡體上也安裝了地質(zhì)災(zāi)害智能監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示以上監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移沒(méi)有發(fā)生明顯變化,這也與以上地點(diǎn)斜坡穩(wěn)定現(xiàn)狀相吻合,且數(shù)據(jù)讀取穩(wěn)定。
4 成果及技術(shù)總結(jié)
(1)本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比其他的地質(zhì)災(zāi)害智能監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了整體自動(dòng)化監(jiān)控位移,所配備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)RDMS對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,是目前安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域較為完善的數(shù)據(jù)管理軟件。
(2)通過(guò)配備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的處理也實(shí)現(xiàn)了整體自動(dòng)化監(jiān)控地質(zhì)不穩(wěn)定體。
(3)在設(shè)備的抗干擾方面,RDMS采用了延時(shí)處理技術(shù)DHS,對(duì)動(dòng)物、風(fēng)等非地質(zhì)移因素的影響進(jìn)行處理,保證了地質(zhì)不穩(wěn)定體的位移數(shù)據(jù)的真實(shí)性,數(shù)據(jù)通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)區(qū)域性限制的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
(4)在本系統(tǒng)的內(nèi)部元件選擇方面,選用的是具有低功耗高效率的電子元件,其中包括自主研發(fā)設(shè)計(jì)出了專為地質(zhì)災(zāi)害野外需求的GSM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)透?jìng)髂K,該模塊具有超低功耗的智能數(shù)傳模塊,通過(guò)對(duì)這類模塊的選用以及兩塊太陽(yáng)能電池板對(duì)蓄電池進(jìn)行實(shí)時(shí)充電供能,從而做到了本系統(tǒng)可以安裝在野外持續(xù)工作7000小時(shí)以上的先進(jìn)科技成果。
(5)本團(tuán)隊(duì)研發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),現(xiàn)已經(jīng)成功申請(qǐng)了四項(xiàng)實(shí)用新型專利。
參考文獻(xiàn)
[1]韓子夜,薛星橋.地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)方法技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào).2005,16(3):138-141.
[2]林恢亮.試析我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)方法與發(fā)展趨勢(shì)[J].科技信息:科學(xué)教研,2007(26):13-13.
[3]重慶有效處置嚴(yán)重地災(zāi)險(xiǎn)情后重建綜合防治仍需加大投入(新華社國(guó)內(nèi)動(dòng)態(tài)清樣[Z].第4106期.
[4]郭希哲.地質(zhì)災(zāi)害防治[M].水利水電出版社,2007,11-80.
[5]國(guó)土資源部.關(guān)于印發(fā)《全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治“十二五”規(guī)劃》的通知國(guó)土資發(fā)〔2012〕73號(hào)[Z].
1 引言
地質(zhì)災(zāi)害的形成除與地質(zhì)條件有關(guān)外,降雨和人類工程活動(dòng)都是很重要的誘發(fā)因素,單九生等研究發(fā)現(xiàn)滑坡的發(fā)生與近3天內(nèi)的降水強(qiáng)度、過(guò)程降水總量、降水持續(xù)時(shí)間等關(guān)系十分密切(單九生等,2004)。氣象因素誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害具有:區(qū)域性、群發(fā)性、同時(shí)性、爆發(fā)性、后續(xù)性和成災(zāi)大等特點(diǎn)(劉傳正等,2004)。黎川縣地質(zhì)環(huán)境較為脆弱,人類工程活動(dòng)比較頻繁,區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與地質(zhì)災(zāi)害的矛盾日益突出,如何有效預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生并最大限度減少地質(zhì)災(zāi)害給人類生活及經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的損失,正在引起全社會(huì)的廣泛關(guān)注。為了更好地推動(dòng)地質(zhì)災(zāi)害防治工作,有效減輕和避免地質(zhì)災(zāi)害造成的生命和財(cái)產(chǎn)損失,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。目前研究區(qū)內(nèi)對(duì)降水和地質(zhì)災(zāi)害兩者之間的關(guān)系研究只停留在粗略的統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)之上,并且相關(guān)數(shù)據(jù)年代較久且不全面。本文通過(guò)在“黎川縣1/5萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查項(xiàng)目”所獲得的大量最新地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警研究工作,建立符合本區(qū)實(shí)際情況的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)數(shù)學(xué)模型及預(yù)警區(qū)劃,可為全縣防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù),最終達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。
2 區(qū)內(nèi)地質(zhì)及氣象背景
2.1 地質(zhì)背景
研究區(qū)地處江西省中偏東部,撫州市東南部,武夷山脈中段西麓。位于武夷斷塊隆升區(qū)與撫河谷地的上升區(qū)的交接部位。武夷山呈“弓”形環(huán)繞縣域東部、南部,黎灘河由東向西橫貫全區(qū),形成了東南高,西北低,三面環(huán)山,西北開(kāi)口的“撮斗”形。受以間歇性上升運(yùn)動(dòng)為主的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制,區(qū)內(nèi)地形起伏、河谷深切,高差顯著,最大高差約1419m。大地構(gòu)造單元為華南褶皺系(Ⅰ2)贛中南褶隆(Ⅱ3)武夷隆起(Ⅲ8)的中段,武夷山隆斷束(Ⅳ21)的東側(cè)(張?zhí)m庭等,1973)。區(qū)內(nèi)地形形態(tài)總體復(fù)雜,呈現(xiàn)出地形坡度、坡形、坡向的多變性。由于地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜,地質(zhì)災(zāi)害防治形勢(shì)十分嚴(yán)峻,主要地質(zhì)災(zāi)害類型為滑坡、崩塌、泥石流,其中以土質(zhì)滑坡最為發(fā)育,且具有突發(fā)、頻發(fā)、群發(fā)、點(diǎn)多面廣等特點(diǎn)(聶智??,2015)。
2.2 氣象背景
研究區(qū)地處中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),氣候溫和濕潤(rùn)、雨量充沛、光照充足、四季分明。據(jù)黎川縣氣象局提供的有關(guān)資料(1957~2010年),多年年均降雨量1829.9mm。最大年份(1998年)降雨量2462.6mm,最小年份(1963年)降雨量1242.5mm;最大日降雨量320.0mm(1998年7月1日),最大時(shí)降雨量70.4mm(2006年6月25日),最大10分鐘降雨量26.4mm;年均暴雨日數(shù)5.0天,最長(zhǎng)連續(xù)降雨天數(shù)21天(1998年6月),過(guò)程雨量678.2mm,最長(zhǎng)無(wú)雨日數(shù)37.0天。
大約每年3~6月為豐水期,10~12月為枯水期,其余月份為平水期。降雨量在時(shí)間分布上呈現(xiàn)明顯差異,豐水期月均降雨量為枯水期的4.3倍,而豐水年降水量可達(dá)枯水年的2.0倍。降雨量在空間分布上受地形作用明顯,東多西少,山區(qū)多平原少,具有隨地形標(biāo)高增高、降雨量增大的趨勢(shì)。
3 預(yù)警數(shù)學(xué)模型及實(shí)際應(yīng)用
3.1 地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)模型
地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)是研究在某一降雨強(qiáng)度作用于某一地質(zhì)環(huán)境單元時(shí)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性大小。結(jié)合省內(nèi)現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)研究成果,具體方法是將降雨特征(用降雨誘發(fā)指數(shù)表征)與地質(zhì)災(zāi)害敏感性(以地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性表征),進(jìn)行疊加分析,確定預(yù)警預(yù)報(bào)等級(jí),建立群發(fā)型區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)模型。
地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警級(jí)別評(píng)價(jià)指標(biāo)采用如下公式:
H = Z×R
H --預(yù)警級(jí)別評(píng)價(jià)指數(shù)。用于評(píng)價(jià)預(yù)警級(jí)別,綜合反映地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性與強(qiáng)度。
Z --基于降雨誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害敏感性,用地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性表征,反映在相同降雨作用下各種地質(zhì)環(huán)境條件發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性差異。
R --降雨誘發(fā)指數(shù)。反映不同降雨過(guò)程作用下發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性差異。
3.2 確定臨界降雨量
地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警的臨界降雨量是根據(jù)區(qū)內(nèi)多年來(lái)地質(zhì)災(zāi)害的成災(zāi)雨強(qiáng)研究確定,采用有效降雨量、當(dāng)日降雨量2個(gè)指標(biāo)。用有效降雨量綜合表示前期降雨特征。有效降雨量用下式(單九生等,2004)計(jì)算:
式中:Pz--為某日有效降雨量;
Po--為當(dāng)日降雨量;
Pi--為當(dāng)i日降雨量;
λi--為當(dāng)i日的影響系數(shù),通過(guò)優(yōu)化法取0.75;
以黎川縣1998年、2002年和2010年群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的降雨資料為依據(jù),分析有效降雨量和當(dāng)日降雨量的關(guān)系,并得出相應(yīng)的臨界降雨量。主要方法為:以降雨特征值為橫坐標(biāo),以災(zāi)害發(fā)生累加頻率值為縱坐標(biāo),編制災(zāi)害發(fā)生累加頻率曲線圖,取累加頻率曲線突變拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的降雨特征值,作為預(yù)警狀態(tài)的降雨特征值的臨界值。見(jiàn)圖1和圖2,由此可以得到地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)的臨界降雨量界值,見(jiàn)表1。
3.3 確定降雨誘發(fā)指數(shù)
降雨誘發(fā)指數(shù)主要反映降雨強(qiáng)度。根據(jù)各降雨特征指標(biāo)臨界值(有效降雨量和當(dāng)日降雨量)與各降雨特征指標(biāo)實(shí)際值關(guān)系計(jì)算,采用如下公式:
R = n + Pr/LP
H --降雨誘發(fā)指數(shù)。
n --降雨特征指標(biāo)實(shí)際值所處臨界值區(qū)間對(duì)應(yīng)的預(yù)警狀態(tài)級(jí)別值。
Pr --降雨特征指標(biāo)實(shí)際值。
LP --降雨特征指標(biāo)實(shí)際值所處臨界值區(qū)間的下限。
3.4 地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警級(jí)別劃分
中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警級(jí)別劃分為五個(gè)等級(jí):1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)和5級(jí),見(jiàn)表2(國(guó)土資源部等,2003)。
3.5 地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警區(qū)劃
根據(jù)上述方法,分別計(jì)算出區(qū)內(nèi)45mm和95mm日降雨量時(shí)的降雨誘發(fā)指數(shù),利用Arcgis的空間分析功能,與地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性分區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析,確定3?、4級(jí)和5級(jí)預(yù)警的評(píng)價(jià)指數(shù)分別為:1.00~1.45、1.45~1.95和1.95~2.55,由此得出相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警區(qū)劃分析圖,見(jiàn)圖3和圖4。
3.5.1 日降雨量≥45mm預(yù)警區(qū)劃
對(duì)圖3進(jìn)行整合修飾,得出黎川縣日降雨量≥45mm預(yù)警區(qū)劃成果圖,見(jiàn)圖5。本降雨量級(jí)別在氣象預(yù)警中相對(duì)降雨強(qiáng)度為最小。各預(yù)報(bào)區(qū)概況如下:
(1)Ⅴ級(jí)預(yù)報(bào)區(qū)。主要分布在縣境東北部的厚村、華山和東、南部的熊村、德勝、樟溪等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分區(qū)域,分布范圍較小,該區(qū)總面積為322.07km2,占總面積的18.84%。該區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū),是區(qū)內(nèi)年降雨量最大區(qū)域。防范地質(zhì)災(zāi)害類型為滑坡、崩塌及泥石流。
(2)Ⅵ級(jí)預(yù)報(bào)區(qū)。主要分布在華山、洵口中、荷源、湖坊、中田、日峰、潭溪、熊村、社蘋、樟溪、西城鎮(zhèn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域,分布范圍最大,該區(qū)總面積為799.88km2,占總面積的46.80%。該區(qū)主要為地質(zhì)災(zāi)害高-中易發(fā)區(qū),年降雨量普遍大,是黎川縣滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)地段。防范地質(zhì)災(zāi)害類型為滑坡、崩塌及泥石流。
(3)Ⅲ級(jí)預(yù)報(bào)區(qū)。主要分布在日峰、龍安和荷源、中田及社蘋等鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域,分布范圍較大,該區(qū)總面積為537.72km2,占總面積的31.46%。該區(qū)主要為地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)及低易發(fā)區(qū),是黎川縣境內(nèi)年降雨量總體較小的區(qū)域。
3.5.2 日降雨量 ≥ 95mm預(yù)警區(qū)劃
對(duì)圖4進(jìn)行整合修飾,得出黎川縣日降雨量≥95mm預(yù)警區(qū)劃成果圖,見(jiàn)圖6。本降雨量級(jí)別為95mm≤日降雨量
(1)Ⅴ級(jí)預(yù)警區(qū)。主要分布華山、厚村、洵口、湖坊、荷源、熊村、德勝、潭溪、社蘋、宏村、樟溪、西城和中田、龍安等鄉(xiāng)鎮(zhèn),分布范圍最大,該區(qū)總面積為1252.16km2,占總面積的73.26%。該區(qū)主要為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū),防范地質(zhì)災(zāi)害類型為滑坡、崩塌、泥石流。
(2)Ⅵ級(jí)預(yù)警區(qū)。主要分布在日峰南-龍安南-樟溪南、荷源北、德勝北-熊村西一帶,分布范圍較大,該區(qū)總面積為316.46km2,占總面積的18.52%。該區(qū)主要為地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū),防范地質(zhì)災(zāi)害類型主要為滑坡、崩塌。
(3)Ⅲ級(jí)預(yù)警區(qū)。主要分布在日峰鎮(zhèn)北西、中田北東一帶,分布范圍最小,該區(qū)總面積為54.89km2,占總面積的4.95%。該區(qū)主要為地質(zhì)災(zāi)害低易發(fā)區(qū),防范地質(zhì)災(zāi)害類型主要為滑坡、崩塌。
3.6 地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警信息
[關(guān)鍵詞]
地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警;GIS;數(shù)據(jù)庫(kù);實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
及時(shí)、全面、綜合獲取全面而又可靠的災(zāi)害信息是完美處理災(zāi)情的關(guān)鍵。GIS是一種有效地收集、存貯、分析、再現(xiàn)空間信息的信息系統(tǒng)[1-3]。他將空間信息和屬性信息相結(jié)合,通過(guò)數(shù)據(jù)整合、管理、圖層疊加、分析,集合遙感學(xué)、測(cè)繪學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)等學(xué)科,融合先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害區(qū)域有效掌控,以達(dá)到對(duì)災(zāi)情預(yù)知、災(zāi)后科學(xué)補(bǔ)救的目的。目前地質(zhì)災(zāi)害的工作主要依賴于地質(zhì)調(diào)查、野外調(diào)繪、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)等技術(shù),缺乏一種完善的綜合整理利用信息的系統(tǒng),在預(yù)警方面也不能第一時(shí)間整合有效資源作分析尋找最優(yōu)解決方案。因此,在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警及信息管理工作中,如何讓在短時(shí)間內(nèi),有效獲取有用的信息提供給管理部門,理性提出解決方案為越來(lái)越多的人所重視[4-7]。本文統(tǒng)籌考慮多方面因素,提出一種基于GIS的管理系統(tǒng),希望在地質(zhì)災(zāi)害工作中有所幫助。
1GIS在地質(zhì)災(zāi)害管理上的應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,計(jì)算機(jī),RS、GPS等技術(shù)也得到迅猛發(fā)展,地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域的GIS由于得到新技術(shù)的支持,也使得它的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。從上世紀(jì)九十年代起,GIS就成為我國(guó)研究的一個(gè)討論熱題,漸漸的被人們熟知。地理信息系統(tǒng)在我國(guó)起步比較晚,經(jīng)過(guò)多年的努力,在技術(shù)上和經(jīng)驗(yàn)上已經(jīng)取得了可人的成績(jī),但也存在一些不足之處。就整體而言,在技術(shù)上和規(guī)模上達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,但在硬件設(shè)備配套,軟件的商品化,綜合分析模型的使用性和系統(tǒng)更新能力等方面和國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在著差距。傳統(tǒng)的系統(tǒng)不足之處在于對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理比較困難,如空間環(huán)境的模擬機(jī)信息的顯示,只能完成一些基本的數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表處理的工作。但就目前而言,GIS在地質(zhì)災(zāi)害方面的應(yīng)用比較單一,只要體現(xiàn)在對(duì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、分析、預(yù)警等方面,缺乏一種整合信息綜合管理的應(yīng)用。GIS在地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域的發(fā)展不僅僅取決于GIS技術(shù)的發(fā)展,更取決于地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域信息化的進(jìn)程,隨著現(xiàn)代化、信息化的進(jìn)一步發(fā)展,GIS將在該領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)不僅服務(wù)相關(guān)部門同時(shí)也擁有面向群眾的平臺(tái),主要承擔(dān)兩個(gè)方面的功能:一是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑災(zāi)害監(jiān)控與管理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,利用GSM/GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及其它有關(guān)數(shù)據(jù)的采集、交換等;二是通過(guò)災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理平臺(tái),向社會(huì)公眾和災(zāi)害管理人員提供信息和數(shù)據(jù)處理功能。
2.2應(yīng)用軟件體系
應(yīng)用軟件體系采用一種B/S、C/S混合的構(gòu)架模式,充分利用兩種構(gòu)架各自的優(yōu)勢(shì),包含展示、應(yīng)用、平臺(tái)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)采集等層。
2.2.1C/S結(jié)構(gòu)
C/S這種共享系統(tǒng)自國(guó)外引進(jìn)經(jīng)過(guò)發(fā)展與20世紀(jì)九十年代達(dá)到成熟[8],這種系統(tǒng)響應(yīng)速度快并且對(duì)服務(wù)器造成的負(fù)擔(dān)較小,在數(shù)據(jù)傳輸速率方面也可以達(dá)到很高的要求。C/S的客戶端主要承擔(dān)的功能是數(shù)據(jù)的查詢、瀏覽等,服務(wù)器接受指令后迅速運(yùn)作響應(yīng)客戶端需求,兩個(gè)部分分開(kāi)工作又相互配合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理,由于問(wèn)題在不同的構(gòu)建解決,也有利于系統(tǒng)給的安全性。這種分開(kāi)的工作機(jī)制也會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的局限性[9]。首先,C/S這種構(gòu)架只適用于電腦數(shù)量有限的局域網(wǎng),超過(guò)百臺(tái)后,即使匹配相符合的版本軟件,也會(huì)因?yàn)樽陨砉ぷ鹘Y(jié)構(gòu)的特殊性難以達(dá)到理想效果,且付出的代價(jià)很高昂。現(xiàn)在生活節(jié)湊加快,各種信息鋪天蓋地,這就要求大幅度提高各類信息資源獲取的時(shí)效性,C/S構(gòu)架也不能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公、視頻會(huì)議等現(xiàn)代辦公需求。此外還有一種C/S三層結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)實(shí)在常規(guī)客戶機(jī)基礎(chǔ)上再添加一個(gè)服務(wù)器,對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量、質(zhì)量、頻度要求比較高。
2.2.2B/S結(jié)構(gòu)
B/S在克服C/S存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)[10],這種結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢(shì)是在服務(wù)器端處理事務(wù),簡(jiǎn)化了電腦載荷也降低了成本,從目前看在局域網(wǎng)使用這種構(gòu)架是最劃算的,在內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)視頻操控的方面也能體現(xiàn)出其強(qiáng)大的功能。B/S包含表示層、處理層、數(shù)據(jù)層三層結(jié)構(gòu)。其顯著特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)客戶端零維護(hù),不需要軟件只要有電腦擁有管理員分配的用戶信息就可以使用[11]。由于其操作只是針對(duì)服務(wù)器,所以不管用戶規(guī)模有多龐大都不會(huì)增加系統(tǒng)工作量。也正是這種工作模式,造成最大的弊端在于服務(wù)器負(fù)擔(dān)過(guò)重,web瀏覽器也不能滿足大量數(shù)據(jù)輸入、輸出,數(shù)據(jù)訪問(wèn)和業(yè)務(wù)處理也不在同一頁(yè)面,難以實(shí)現(xiàn)共享。
2.2.3B/S、C/S混合結(jié)構(gòu)
為了綜合兩種構(gòu)架的優(yōu)勢(shì),本災(zāi)害預(yù)警信息管理系統(tǒng)決定采取一種B/S、C/S相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。可以滿足既可以滿足普通用戶的訪問(wèn)請(qǐng)求,應(yīng)用軟件體系如下圖,其中表示層主要承擔(dān)信息的瀏覽和輸出、功能層處理用戶請(qǐng)求并執(zhí)行相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)反饋、數(shù)據(jù)層主要滿足數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器提出關(guān)于數(shù)據(jù)操作的請(qǐng)求,執(zhí)行后提交服務(wù)器。
2.3災(zāi)害預(yù)警模塊
根據(jù)國(guó)內(nèi)外地址分析進(jìn)程和預(yù)警研究的深度,綜合GIS基本功能設(shè)計(jì)一種綜合預(yù)警系統(tǒng),主要作用體現(xiàn)在通過(guò)利用基本信息實(shí)現(xiàn)災(zāi)害區(qū)域三維可視化、場(chǎng)景現(xiàn)場(chǎng)化而實(shí)現(xiàn)災(zāi)害的預(yù)警和監(jiān)測(cè)。利用GIS分析功能結(jié)合災(zāi)害區(qū)域基本地理特征,通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理綜合遙感影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)等,調(diào)用災(zāi)害預(yù)測(cè)分析模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從而實(shí)現(xiàn)成熟的空間預(yù)測(cè)。系統(tǒng)根據(jù)模型結(jié)合區(qū)域?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)信息,分析后實(shí)現(xiàn)空間和時(shí)間的預(yù)報(bào)。預(yù)警系統(tǒng)采用一種三維可視化監(jiān)測(cè)方式,可對(duì)主要監(jiān)測(cè)區(qū)實(shí)施可視化管理監(jiān)測(cè)[12-13]。
2.4數(shù)據(jù)傳輸模塊
地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生在野外,所以系統(tǒng)主要的應(yīng)用領(lǐng)域在野外,數(shù)據(jù)由野外直接儲(chǔ)存然后傳給相關(guān)部門,這就對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量要求比較高,野外地形地貌比較復(fù)雜,各種設(shè)施也不完善,電力、網(wǎng)絡(luò)等條件也達(dá)不到,這就需要一種具備各種條件的傳輸系統(tǒng)保證數(shù)據(jù)的正常傳輸。在山地、林地等情況下,運(yùn)用無(wú)線傳輸,采用多頻技術(shù)跨頻段傳輸,運(yùn)用GIS地圖分析功能將研究區(qū)域劃分為多個(gè)單元模塊,每個(gè)單元模塊設(shè)立一個(gè)數(shù)據(jù)接收中轉(zhuǎn)站,在網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)設(shè)立數(shù)據(jù)接收站,中轉(zhuǎn)站的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給接收站,在傳給相關(guān)部門。無(wú)網(wǎng)絡(luò)傳輸區(qū)域采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)供電,在無(wú)指令階段進(jìn)入休眠調(diào)度管理,提高野外應(yīng)用周期,以ARM微型處理器為核心,傳輸頻段使用2.4GHz和UHF/VHF頻段,既保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性,也提高了遠(yuǎn)距離傳輸?shù)目煽啃裕捎枚嗉?jí)延伸也可以拉大適用范圍。公共網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域采用移動(dòng)4G、藍(lán)牙、無(wú)線wlan等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的正常傳輸[14-15]。
2.5數(shù)據(jù)庫(kù)
數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的有屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù),采用集成方法通過(guò)編程關(guān)鍵的字符段來(lái)避免數(shù)據(jù)類型不一致,屬性數(shù)據(jù)以表格形式展示,包含監(jiān)測(cè)區(qū)域名稱、范圍、圖片,影像等信息,空間數(shù)據(jù)依托與專題地圖,包含基本的河流、道路、湖泊、樹(shù)木等,以遙感影像為基礎(chǔ)圖像在ArcGIS環(huán)境中對(duì)地圖要素進(jìn)行數(shù)字化等操作,最后存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。增加管理員登錄系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一分類管理,用戶訪問(wèn)端擁有上傳功能,可以上傳最新的數(shù)據(jù)信息至數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)這種平臺(tái)可以有效節(jié)約更新成本,提高數(shù)據(jù)更新頻率。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)基本的災(zāi)害發(fā)生群眾轉(zhuǎn)移信息,通過(guò)分析得到轉(zhuǎn)移最優(yōu)路線,提高災(zāi)害應(yīng)急能力。
3結(jié)語(yǔ)
基于ArcGIS設(shè)計(jì)的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警及信息管理系統(tǒng)可以滿足相關(guān)部門和普通用戶對(duì)災(zāi)害情況的了解以及對(duì)災(zāi)害區(qū)域宏觀的掌控,該系統(tǒng)提高了災(zāi)害處理的信息化、現(xiàn)代化水平,為進(jìn)一步利用災(zāi)害信息處理災(zāi)情提供了平臺(tái),通過(guò)局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng),各級(jí)部門各層次用戶可以有針對(duì)性獲取信息,大大推動(dòng)了災(zāi)情預(yù)防處理的進(jìn)展。災(zāi)害預(yù)警功能的實(shí)現(xiàn)需要各類基礎(chǔ)信息,所以不斷地更新完善信息是系統(tǒng)發(fā)揮功能的重要條件。
作者:楊溯 張兵 單位:四川省第一測(cè)繪工程院 成都理工大學(xué)
參考文獻(xiàn):
[1]黃波林,殷躍平,王世昌等.GIS技術(shù)支持下的滑坡涌浪災(zāi)害分析研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2013,32(2):3844-3851.
[2]李劍鋒,陳建平,孫巖.基于GIS異常信息提取的地震災(zāi)害分析[J].地質(zhì)通報(bào),2011,3(5):756-765.
[3]陳玉,郭華東,王欽軍.基于RS與GIS的蘆山地震地質(zhì)災(zāi)害敏感性評(píng)價(jià)[J].科學(xué)通報(bào),2013,58(36):3859-3866.
[4]賈勝韜,張福浩,趙陽(yáng)陽(yáng)等.基于政府GIS的地震災(zāi)害應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪科學(xué),2014,39(5):65-68.
[5]劉斌.省級(jí)應(yīng)急平臺(tái)體系基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)研究[J].測(cè)繪科學(xué),2008,3(1):84-88.
[8]鄧越,徐永進(jìn),唐云輝.基于C/S與B/S混合架構(gòu)的精細(xì)化滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,42(20):6862-6865.
[9]田兵,郭帆,鄧飛.數(shù)字礦山基礎(chǔ)GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工礦自動(dòng)化,2013,39(5):5-8.
[10]張娓娓,陳綏陽(yáng),余洋.基于博弈論的P2P激勵(lì)機(jī)制[J].計(jì)算機(jī)工程,2011,37(15):89-102.
(一)單一性災(zāi)害
單一性地質(zhì)災(zāi)害是一種災(zāi)害的單獨(dú)發(fā)生,在進(jìn)行監(jiān)控的時(shí)候可以建立宏觀前兆預(yù)警系統(tǒng)以及微觀精密監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的宏觀預(yù)警使得人員及時(shí)的撤離,避免出現(xiàn)人員傷亡。通過(guò)微觀精密監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)地質(zhì)內(nèi)部的一些情況進(jìn)行及時(shí)的了解,掌握地質(zhì)變化,避免出現(xiàn)更加嚴(yán)重的災(zāi)害,對(duì)災(zāi)害進(jìn)行更加嚴(yán)密的控制。
(二)群發(fā)性災(zāi)害
群發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害具有鮮明的特點(diǎn),首先從區(qū)域性方面分析,爆發(fā)面積覆蓋非常大,并且具有很強(qiáng)的區(qū)域性,造成危害波及范圍較廣。群發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)群發(fā)性的特征,影響力巨大,可以在數(shù)小時(shí)之內(nèi)造成嚴(yán)重的人員財(cái)產(chǎn)損失,并且在爆發(fā)方面非常突然。其次,群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害具有爆發(fā)性,可以在不同的地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生,嚴(yán)重的影響地區(qū)的安全。一般情況下地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的原因可以歸納為以下幾點(diǎn):在一定時(shí)期和區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)大范圍的強(qiáng)降水,造成地質(zhì)運(yùn)動(dòng)受到影響。再加上發(fā)生強(qiáng)降水的區(qū)域內(nèi)高山、陡坡和深溝聚集,在強(qiáng)烈暴雨持續(xù)作用下,殘坡積層達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)后發(fā)生類似瀑布樣的突然“奔流”,形成突發(fā)性災(zāi)害。同時(shí)在這樣的區(qū)域內(nèi)如果植被的覆蓋率較低,地質(zhì)條件特殊,就會(huì)出現(xiàn)滲流帶,也會(huì)造成突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害。
二、突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
(一)設(shè)計(jì)思路
地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要實(shí)行雙軌制,采用預(yù)警系統(tǒng)與當(dāng)?shù)貙?shí)際相結(jié)合的方式,政府部門需要發(fā)揮自身的工作積極性進(jìn)行預(yù)配合,做好群測(cè)工作,共同建立地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警工程技術(shù)工作體系和組織工作系統(tǒng),對(duì)技術(shù)進(jìn)行全面的支持。在進(jìn)行預(yù)警系統(tǒng)建立的過(guò)程中要將氣象、水利和地震等研究部門納入到監(jiān)控體系中,特別是群發(fā)性的自然災(zāi)害,專業(yè)研究方面較少,缺乏研究基礎(chǔ),需要開(kāi)展預(yù)警示范區(qū)研究,在地質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)建立之后,結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,對(duì)技術(shù)進(jìn)行推廣,及時(shí)的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完善,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行解決。
(二)預(yù)警范圍
預(yù)警系統(tǒng)的建立,需要將進(jìn)行?A警的范圍進(jìn)行確定,首先是嚴(yán)重破壞交通線路地段,將一些威脅到基礎(chǔ)設(shè)施的通訊、電力等方面進(jìn)行監(jiān)控,避免災(zāi)害造成通訊的中斷,影響救援工作。其次在一些橋梁和水壩的位置,需要安裝預(yù)警設(shè)備,防止突發(fā)性災(zāi)害對(duì)交通的影響。再次需要對(duì)水上航運(yùn)和一些工礦區(qū)進(jìn)行監(jiān)控,防止造成較大的人員傷亡。其中需要注意因?yàn)槿喊l(fā)性災(zāi)害可能發(fā)生的位置較為特殊,因此進(jìn)行監(jiān)控的過(guò)程中炫耀考慮到當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,盡量選擇簡(jiǎn)單并且易于理解的方式,及時(shí)向公眾頒布地質(zhì)環(huán)境情況數(shù)據(jù),在危機(jī)時(shí)可以盡快的做到后續(xù)的工作安排,和當(dāng)?shù)貧庀笏块T聯(lián)合預(yù)警信息。
三、突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警問(wèn)題
(一)準(zhǔn)確性不足
地質(zhì)災(zāi)害的具有自然和社會(huì)雙重屬性,在自然屬性方面,無(wú)論是單體和群體,符合自然界的對(duì)立規(guī)律性,地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生這地殼活動(dòng)的必然結(jié)果,地質(zhì)災(zāi)害社會(huì)屬性研究的根本問(wèn)題是進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境的探索,特別是突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害,本身的發(fā)生時(shí)間和破壞程度就難以保證,再加上人類的破壞,造成的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害更加無(wú)法預(yù)測(cè),建立地質(zhì)災(zāi)害語(yǔ)預(yù)警系統(tǒng)的必要性就進(jìn)一步的凸顯出來(lái),需要建立可續(xù)的預(yù)警系統(tǒng),降低自然環(huán)境帶來(lái)的問(wèn)題,減少地質(zhì)災(zāi)害造成的危害。但是在進(jìn)行預(yù)警系統(tǒng)建立過(guò)程中,各個(gè)地區(qū)的情況不同,災(zāi)害產(chǎn)生的原因也不同,再加上人類活動(dòng)的出現(xiàn)對(duì)災(zāi)害造成的影響無(wú)法準(zhǔn)確估計(jì),造成預(yù)警準(zhǔn)確性出現(xiàn)問(wèn)題。
(二)預(yù)警系統(tǒng)不夠全面
突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的情況非常的復(fù)雜,不僅僅是自然原因,還包括人為的原因,但是預(yù)警系統(tǒng)建立的過(guò)程中只可能對(duì)自然原因進(jìn)行分析,人為原因方面的分析沒(méi)有在系統(tǒng)中現(xiàn)實(shí),而地質(zhì)災(zāi)害的社會(huì)屬性突出的體現(xiàn)人類活動(dòng)的參與程度,人類對(duì)于居住環(huán)境的改造,使得外部環(huán)境出現(xiàn)變化,這一方面也是需要考慮的內(nèi)容,如果沒(méi)有全面的進(jìn)行考慮可能造成預(yù)警準(zhǔn)確性受到影響。
我國(guó)是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家,崩塌、滑坡和泥石流等常見(jiàn)災(zāi)害發(fā)生的地域廣、頻率高,具有較強(qiáng)的破壞性。研究表明,除地質(zhì)構(gòu)造及人類活動(dòng)外,氣象條件也是形成地質(zhì)災(zāi)害的一大原因,暴雨或連續(xù)降雨常常是觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的直接因素。因此,如何通過(guò)對(duì)雨情的監(jiān)測(cè)提供可靠的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警信息,成為一項(xiàng)重要工作內(nèi)容。
1地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警報(bào)系統(tǒng)概述
目前,在氣象部門的協(xié)助下,許多地區(qū)的國(guó)土資源部門都相繼建立了地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)。災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)是指在收集和集中監(jiān)測(cè)信息的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析地質(zhì)災(zāi)害及次生、衍生災(zāi)害等可能對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、群眾生活所造成的影響,提前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào),并為政府部門、有關(guān)單位及廣大民眾提供應(yīng)對(duì)的措施和指導(dǎo)。氣象監(jiān)測(cè)(特別是雨量監(jiān)測(cè))系統(tǒng)和基于WebGIS的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)組成的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)平臺(tái),在突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)和防范中起到了關(guān)鍵性的作用[1]。
1.1預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)
預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)時(shí)效高、預(yù)警報(bào)信息內(nèi)容全面且準(zhǔn)確可靠的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警報(bào)體系,為相關(guān)政府部門的決策和災(zāi)害地區(qū)群眾的減災(zāi)措施提供科學(xué)、及時(shí)、有效的信息指導(dǎo)。充分利用現(xiàn)代化建設(shè)的成果,在已獲取的大量氣象探測(cè)和災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)信息的基礎(chǔ)上,對(duì)信息進(jìn)行存貯、處理和分析,建立地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警報(bào)服務(wù)平臺(tái)和流程,根據(jù)決策服務(wù)的要求,提供連續(xù)無(wú)縫隙的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警報(bào)信息[2]。
1.2預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的工作流程
地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和預(yù)警報(bào)系統(tǒng)2部分組成。啟動(dòng)氣象信息收集、地質(zhì)災(zāi)害信息收集以及信息自動(dòng)生成等模塊后,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控雨情,一旦降水因子達(dá)到相應(yīng)的監(jiān)測(cè)指標(biāo),系統(tǒng)即可在決策中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,生成地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等級(jí),并在確定信息后,利用短信、廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)等媒介按照預(yù)警等級(jí)對(duì)特定部門及相關(guān)群眾警報(bào)信息。
2地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的組成及實(shí)現(xiàn)
基于WebGIS的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)中,災(zāi)害信息的匯集及預(yù)警平臺(tái)是數(shù)據(jù)信息處理和服務(wù)的核心;氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有雨情報(bào)汛、預(yù)警等功能;群測(cè)群防預(yù)警系統(tǒng)則包括預(yù)警、警報(bào)傳輸和信息反饋功能[3]。要實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:
2.1建立高效穩(wěn)定的應(yīng)用平臺(tái)
高效穩(wěn)定的應(yīng)用平臺(tái)為整個(gè)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的正常運(yùn)作提供強(qiáng)有力的支撐,對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的作用。良好的應(yīng)用平臺(tái)依賴于完善的數(shù)據(jù)信息、高科技的硬件設(shè)備、成熟的先進(jìn)軟件環(huán)境及規(guī)劃合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
數(shù)據(jù)庫(kù)是地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的核心部分,除實(shí)時(shí)采集和的雨量數(shù)據(jù)、預(yù)報(bào)雨量數(shù)據(jù)、雷達(dá)圖、衛(wèi)星云圖和臺(tái)風(fēng)信息等氣象數(shù)據(jù)外,當(dāng)?shù)匦姓^(qū)域圖、區(qū)域地理信息及區(qū)域內(nèi)的群眾信息等,都是數(shù)據(jù)庫(kù)的重要組成部分。軟件系統(tǒng)應(yīng)由用戶界面、后臺(tái)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換平臺(tái)(EAI)、后臺(tái)管理應(yīng)用核心構(gòu)件群、WebGIS組件、Microsoft.NET應(yīng)用服務(wù)器平臺(tái)及其他系統(tǒng)組成。先進(jìn)、靈活、適用的軟件架構(gòu)符合管理信息化的要求,以構(gòu)件化設(shè)計(jì)為核心,實(shí)現(xiàn)事件觸發(fā)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、參數(shù)設(shè)置的開(kāi)放可行的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)管理平臺(tái)。
2.2科學(xué)合理的災(zāi)害等級(jí)劃分
災(zāi)害等級(jí)的劃分關(guān)系到預(yù)警報(bào)啟動(dòng)的決策、預(yù)警報(bào)信息的范圍及對(duì)象等,在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警報(bào)系統(tǒng)中,需要給予特別的重視[4]。依照國(guó)土資源部制定的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),預(yù)報(bào)等級(jí)可分為5級(jí):一級(jí)為可能性很小;二級(jí)為可能性較小;三級(jí)(注意級(jí))為可能性較大;四級(jí)(預(yù)警級(jí))為可能性大;五級(jí)(警報(bào)級(jí))為可能性很大。從預(yù)警報(bào)系統(tǒng)的角度分析,一級(jí)和二級(jí)災(zāi)害沒(méi)有實(shí)際預(yù)警意義,預(yù)警工作由三級(jí)開(kāi)始啟動(dòng),應(yīng)圍繞三至五級(jí)地質(zhì)災(zāi)害開(kāi)展防災(zāi)減災(zāi)工作。
2.3保證系統(tǒng)的安全性
預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)將為防災(zāi)減災(zāi)的決策提供重要的依據(jù)和指導(dǎo),因此,必須保證其安全性和權(quán)威性,安全是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵[5-6]。首先,在設(shè)計(jì)中要充分考慮到網(wǎng)絡(luò)安全的問(wèn)題;其次,注重系統(tǒng)的整體維護(hù)是延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命的重要保障。此外,地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)與其他相關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)系均以特定的接口程序來(lái)實(shí)現(xiàn),當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)或相關(guān)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)間的相互影響。在系統(tǒng)的運(yùn)行中,應(yīng)保留詳細(xì)的操作日志,出現(xiàn)問(wèn)題可以查明錯(cuò)誤原因,及時(shí)恢復(fù),并為系統(tǒng)的科學(xué)評(píng)價(jià)提供依據(jù)。
3小結(jié)
綜上所述,地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期工作,涉及的部門多、范圍廣,須參考的因素多而復(fù)雜。因此,必須在工作中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),并在各部門的積極配合下,建立順暢的信息鏈,為相關(guān)部門和群眾提供即時(shí)的、權(quán)威的、人性化的信息指導(dǎo),將地質(zhì)災(zāi)害的影響降到最低。
4參考文獻(xiàn)
[1] 丁建武.湖北省氣象預(yù)警報(bào)網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀及對(duì)策[J].湖北氣象,1996(4):7-8.
[2] 馬文瀚,陳建平.突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報(bào)研究綜述[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù),2007,18(1):6-9.
[3] 周之栩.基于GIS的湖州市地質(zhì)災(zāi)害氣象監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)[A]∥中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2006年年會(huì)“災(zāi)害性天氣系統(tǒng)的活動(dòng)及其預(yù)報(bào)技術(shù)”分會(huì)場(chǎng)論文集[C].2006.
二、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
1、監(jiān)測(cè)內(nèi)容
街道指揮機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)、收集本轄區(qū)內(nèi)降雨、水位、泥石流等信息,接受傳遞上報(bào)。按照“政府負(fù)責(zé)、站點(diǎn)預(yù)警、群策群防”和“誰(shuí)受威脅、誰(shuí)負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)”的原則,對(duì)本轄區(qū)內(nèi)主要隱患點(diǎn)建立山洪災(zāi)害防御的群測(cè)群防體系和日常監(jiān)測(cè)制度。
2、監(jiān)測(cè)要求
結(jié)合街道具體情況,主要以雨量監(jiān)測(cè)為主,群防群測(cè)為主,專業(yè)監(jiān)測(cè)為輔。
三、通信
當(dāng)災(zāi)害來(lái)臨時(shí),應(yīng)立即采用電話及時(shí)進(jìn)行報(bào)告。一旦通訊線路遭到破壞,應(yīng)立即采取措施并派人向指揮部報(bào)告。一旦出現(xiàn)汛情,防汛指揮部指派專車、專人承擔(dān)信息的傳遞,以保證搶險(xiǎn)物資、隊(duì)伍及時(shí)到位。
四、預(yù)報(bào)預(yù)警
1、預(yù)報(bào)內(nèi)容
氣象預(yù)報(bào)(天氣、降雨量)、山洪—泥石流水(泥)位預(yù)報(bào)。
氣象預(yù)報(bào)按照氣象部門提供的預(yù)報(bào)進(jìn)行預(yù)報(bào);山洪—泥石流水(泥)位預(yù)報(bào)應(yīng)按國(guó)土資源部門提供的預(yù)報(bào)信息進(jìn)行預(yù)報(bào)。
2、預(yù)警內(nèi)容
降雨是否達(dá)到臨界雨量值、可能出現(xiàn)大的暴雨等氣象監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)信息;山洪水雨情監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)信息;可能發(fā)生泥石流的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)信息等。
3、預(yù)警啟用時(shí)機(jī)
(1)當(dāng)接到暴雨天氣預(yù)報(bào),防汛指揮部負(fù)責(zé)人和各工作組人員應(yīng)引起高度注意和重視,值班、值勤和監(jiān)測(cè)人員必須在崗。當(dāng)預(yù)報(bào)或監(jiān)測(cè)所發(fā)生的降雨接近或達(dá)到相應(yīng)的臨界雨量值(臨界雨量值及
預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)劃分表)時(shí),應(yīng)即時(shí)相應(yīng)的暴雨預(yù)警信息。
(2)當(dāng)洪道出山口水位接近或達(dá)到臨界水位時(shí),應(yīng)當(dāng)即時(shí)預(yù)警信息,街道防指啟動(dòng)預(yù)案將危險(xiǎn)區(qū)人員向安全區(qū)轉(zhuǎn)移撤離。
4、預(yù)警信息處理辦法
(1)街道防汛辦:
A、在收到區(qū)防汛辦的信息后,處理辦法:
三級(jí)預(yù)警:將信息通知至街道防指全體成員和社區(qū)防御工作組,街道防指副指揮上崗指揮。街道防指監(jiān)測(cè)組、信息組投入工作,其他各應(yīng)急組集結(jié)待命。同時(shí)將防災(zāi)組織及準(zhǔn)備情況及時(shí)上報(bào)區(qū)防汛辦。
二級(jí)預(yù)警:將信息通知到街道防指全體成員和社區(qū)防御工作組,街道防指指揮長(zhǎng)上崗指揮。街道防指成員全部在崗,監(jiān)測(cè)組、信息組密切掌握情況,其他各應(yīng)急組進(jìn)入社區(qū),與指定安全區(qū)所在街道防指及時(shí)溝通協(xié)調(diào),并組織危險(xiǎn)區(qū)居民隨時(shí)準(zhǔn)備轉(zhuǎn)移撤離到指定的安全區(qū),為轉(zhuǎn)移撤離和搶險(xiǎn)救災(zāi)做好一切準(zhǔn)備工作。同時(shí)將防災(zāi)組織及準(zhǔn)備情況上報(bào)區(qū)防汛辦。
一級(jí)預(yù)警:將信息通知到社區(qū)、戶,街道防指各成員、各防汛工作組及各部門和單位負(fù)責(zé)人全部按崗就位,按指揮部統(tǒng)一指揮安排,以最快的速度開(kāi)展防災(zāi)救災(zāi)行動(dòng)。按既定的撤離路線和安全區(qū)安全轉(zhuǎn)移群眾,全面投入搶險(xiǎn)救災(zāi)工作。同時(shí)將防災(zāi)救災(zāi)組織及準(zhǔn)備情況及時(shí)準(zhǔn)確地上報(bào)區(qū)防汛辦。
B、與區(qū)信息中斷后,處理辦法:
街道根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕涤昵闆r,自行啟動(dòng)預(yù)案,并設(shè)法從相鄰街道與區(qū)防汛指揮部取得聯(lián)系。
C、與社區(qū)信息中斷后,處理方法:
各責(zé)任人直接下到社區(qū),組織指揮避災(zāi)、救災(zāi)。
(2)社區(qū)防御工作組:
A、在收到區(qū)、街道防汛辦信息后,處理辦法:
三級(jí)預(yù)警:將信息及時(shí)通知至社區(qū)主要干部。社區(qū)防御工作組指導(dǎo)員、組長(zhǎng)及各成員上崗指揮;巡查信息員密切注意天氣變化,加強(qiáng)巡查和信息聯(lián)系;其他各應(yīng)急隊(duì)人員進(jìn)崗待命。同時(shí)將防災(zāi)組織及準(zhǔn)備情況及時(shí)準(zhǔn)確地上報(bào)街道防汛辦。
二級(jí)預(yù)警:將信息及時(shí)通知到所有社區(qū)干部、各應(yīng)急隊(duì)和危險(xiǎn)區(qū)、警戒區(qū)內(nèi)各住房,巡查信息隊(duì)加大巡查密度和信息聯(lián)系,做好人員轉(zhuǎn)移等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。同時(shí)將防災(zāi)組織及準(zhǔn)備情況及時(shí)準(zhǔn)確地上報(bào)區(qū)、街道防汛辦。
中圖分類號(hào):TV122文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
0 引言
萬(wàn)安縣位于江西中南部,吉安市南緣,羅霄山脈東麓。按地形地貌分,萬(wàn)安縣城以北屬吉泰盆地,縣城以南屬贛南山地丘陵區(qū)。萬(wàn)安縣地處亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū),雨量充沛,雨期集中,3-6月份是該縣主要降雨期,占年總雨量的70%,常發(fā)生強(qiáng)降雨或暴雨;7-9月份受臺(tái)風(fēng)影響,也非常容易產(chǎn)生臺(tái)風(fēng)暴雨,同時(shí),該縣地形復(fù)雜,地勢(shì)相差大,暴雨形成的山洪災(zāi)害時(shí)有發(fā)生,產(chǎn)生的災(zāi)害損失也非常大。
1分析降雨量監(jiān)測(cè)的設(shè)備
萬(wàn)安縣氣象局于2012年4月30日已在全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村布設(shè)了30套山洪雨量監(jiān)測(cè)站,雨量站設(shè)備利用SIM卡每5分鐘傳輸一次數(shù)據(jù)傳輸至萬(wàn)安縣山洪地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中心信息平臺(tái);每年安排專業(yè)技術(shù)人員對(duì)儀器進(jìn)行巡檢和校準(zhǔn);并且每天24小時(shí)對(duì)全縣降水信息進(jìn)行監(jiān)測(cè);萬(wàn)安縣水利局水文站依托先進(jìn)的水位監(jiān)測(cè)儀器對(duì)棟背、林坑水位站和萬(wàn)安水庫(kù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),每天能傳輸數(shù)據(jù)至信息平臺(tái)。并且每天24小時(shí)對(duì)全縣水位信息進(jìn)行監(jiān)測(cè);都保障了數(shù)據(jù)的及時(shí)和準(zhǔn)確性。
2降雨區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)和方法
降雨區(qū)劃著重從降雨的角度對(duì)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行區(qū)劃,能反映全縣降雨與山洪地質(zhì)災(zāi)害之間的關(guān)系,其目的是為山洪地質(zhì)災(zāi)害防御提供基礎(chǔ)資料,同時(shí)為山洪災(zāi)害重點(diǎn)防御區(qū)和一般防御區(qū)劃分提供依據(jù)。
(l)以年降雨量大小確定一級(jí)分區(qū)
一級(jí)分區(qū)以年降雨量大小來(lái)區(qū)分。年降雨量≥1600mm的地區(qū)為I級(jí)區(qū);年降雨量∠1600mm且≥1380mm的地區(qū)為Ⅱ級(jí)區(qū);年降雨量∠1380mm的地區(qū)為Ⅲ級(jí)區(qū)。I、Ⅱ、Ⅲ級(jí)區(qū)又分別稱為年降水量高值區(qū)、中值區(qū)、低值區(qū)。它們分別分布在萬(wàn)安縣南部、中部和北部。
(2)以時(shí)段年最大降雨量均值大小確定二級(jí)分區(qū)
二級(jí)分區(qū)以24小時(shí)年最大降雨量均值大小來(lái)區(qū)分。24小時(shí)年最大降雨量均值≥150mm的地區(qū)為多降雨區(qū),主要分布在萬(wàn)安縣南部鄉(xiāng)鎮(zhèn);24小時(shí)年最大降雨量均值∠150mm且≥100mm的地區(qū)為中降雨區(qū),主要分布在萬(wàn)安縣中東部鄉(xiāng)鎮(zhèn);24小時(shí)年最大降雨量均值∠100mm的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為低降雨區(qū),主要分布在萬(wàn)安縣北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
3 山洪災(zāi)害雨量臨界值
在集中降水時(shí)段,當(dāng)連續(xù)降水達(dá)到100mm或日降水80mm以上或3小時(shí)降水40mm以上時(shí),山洪災(zāi)害可能發(fā)生概率較高;
在集中降水時(shí)段,當(dāng)連續(xù)降水達(dá)到120mm或日降水100mm以上或3小時(shí)降水60mm以上時(shí),山洪災(zāi)害將可能發(fā)生概率高;
當(dāng)連續(xù)降水達(dá)到150mm、日降水120mm以上或3小時(shí)降水80mm以上時(shí),山洪災(zāi)害將可能發(fā)生概率極高。
圖1萬(wàn)安縣山洪雨量站9次暴雨或強(qiáng)降水天氣降雨量圖
2012年6月21-24日萬(wàn)安縣出現(xiàn)連續(xù)性暴雨,萬(wàn)安水庫(kù)水位猛漲,并實(shí)施泄放洪水;23日凌晨該縣窯頭鎮(zhèn)通津河堤出現(xiàn)決堤。剡溪小學(xué)山洪站及時(shí)提供雨情信息,工作人員及時(shí)采取氣象服務(wù),為堤壩搶險(xiǎn)提供準(zhǔn)確及時(shí)的信息。2012年8月4-5日受今9號(hào)臺(tái)風(fēng)“蘇拉”影響,8月4日8時(shí)到5日8時(shí)白天我縣大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)暴雨天氣,全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均雨量99.7mm,達(dá)100mm以上站點(diǎn)有21個(gè),暴雨站點(diǎn)17個(gè)。
2013年5月8-9日、2013年5月20- 21日受強(qiáng)降水天氣影響,2013年6月5 -6日受暴雨天氣影響,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)或行政村出現(xiàn)山洪;但未出現(xiàn)災(zāi)害。2013年5月15-16日該縣普降暴雨,部分大暴雨(有28個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)暴雨,10個(gè)出現(xiàn)大暴雨。)有35戶房屋嚴(yán)重受損,100間雜間受損,216畝農(nóng)田受損,1處公里設(shè)施、1處水利設(shè)施受損。2013年7月14受“蘇力”臺(tái)風(fēng)影響,萬(wàn)安寶山、澗田、武術(shù)、順?lè)宓揉l(xiāng)鎮(zhèn)遭受特大的洪水災(zāi)害,據(jù)統(tǒng)計(jì),此次暴雨天氣過(guò)程給我縣造成1.3141萬(wàn)人受災(zāi),轉(zhuǎn)移6250人,倒塌房屋60間,農(nóng)作物受災(zāi)面積為1.0594萬(wàn)畝,造成直接經(jīng)濟(jì)總損失3118.5萬(wàn)元,其中水利設(shè)施直接經(jīng)濟(jì)損失953.8萬(wàn)元。2013年7月前期連續(xù)干旱少雨,突如奇來(lái)的大暴雨對(duì)暴曬的山體造成特大的洪水,南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)新建的水利設(shè)施受損失。
2014年5月21-22日受暴雨天氣影響,據(jù)統(tǒng)計(jì)此次暴雨過(guò)程造成了5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度的災(zāi)害,受災(zāi)人數(shù)1120人,經(jīng)濟(jì)總損失840萬(wàn)元。2014年6月21 -22日受暴雨天氣影響,據(jù)統(tǒng)計(jì)此次暴雨過(guò)程造成11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度受災(zāi),受災(zāi)人口33764人,倒塌房屋107間,農(nóng)作物受災(zāi)面積3.714萬(wàn)畝,沖毀塘壩7座,損壞灌溉設(shè)施229處,造成直接經(jīng)濟(jì)損失1872.8萬(wàn)元。
4山洪災(zāi)害水情臨界值
在集中降水時(shí)段,當(dāng)遂川江、蜀水上游水位在24小時(shí)內(nèi)上漲2米以上或3小時(shí)上漲1米以上時(shí),通津河、澗田河等河流在24小時(shí)內(nèi)上漲2.5米以上或3小時(shí)上漲1.5米以上時(shí),山洪災(zāi)害可能發(fā)生;
在集中降水時(shí)段,當(dāng)遂川江、蜀水上游水位在24小時(shí)內(nèi)上漲3米以上或3小時(shí)上漲1.5米以上時(shí),通津河、澗田河等河流在24小時(shí)內(nèi)上漲3米以上或3小時(shí)上漲2米以上時(shí),山洪災(zāi)害將可能大量發(fā)生。
圖2萬(wàn)安棟背 林坑 萬(wàn)安水庫(kù)水位圖 圖3林坑站水位與降雨量關(guān)系圖
從圖2分析萬(wàn)安水庫(kù)水位在87-96m區(qū)間,幅差9m;萬(wàn)安水庫(kù)水位影響主要受其上游贛州各縣降雨量的影響,尤其是2012年受“蘇拉”和2013年受“蘇力”臺(tái)風(fēng)影響明顯林坑站水位在84-87m區(qū)間,幅差7m;棟背站水位在63-66m區(qū)間,幅差3m。
從圖3分析林坑站水位(11次強(qiáng)降水或暴雨天氣過(guò)程)呈先遞增后遞減趨勢(shì);隨萬(wàn)安縣城降雨量(2012.6.21-23期間3次暴雨天氣過(guò)程)遞增而遞減;隨萬(wàn)安縣城降雨量(2012.8.4-2013.5.8期間2次暴雨天氣過(guò)程)遞減而遞增;隨萬(wàn)安縣城降雨量(2013.5.15-2014.6.21期間6次暴雨天氣過(guò)程)遞增而遞減。
圖4棟背站水位與降雨量關(guān)系圖圖5萬(wàn)安水庫(kù)、棟背、林坑站水位與降雨量關(guān)系圖
從圖4分析棟背站水位(11次強(qiáng)降水或暴雨天氣過(guò)程)呈先遞增后遞減趨勢(shì);隨萬(wàn)安縣城降雨量(2012.6.21-2013.5.8期間5次暴雨天氣過(guò)程)遞減而遞增;隨萬(wàn)安縣城降雨量(2013.5.15-2013.5.20期間2次暴雨天氣過(guò)程)呈遞增;隨萬(wàn)安縣城降雨量(2013.6.5-2014.6.21期間4次暴雨天氣過(guò)程)遞增而遞減。
從圖5分析萬(wàn)安水庫(kù)水位與萬(wàn)安縣城降雨量成正相關(guān),萬(wàn)安水庫(kù)水位與鄉(xiāng)鎮(zhèn)最大降雨量呈遞增趨勢(shì)(2012.6.21-2012.08.04期間4次暴雨或強(qiáng)降水過(guò)程),2012.8.4-2013.05.08期間2次暴雨或強(qiáng)降水過(guò)程萬(wàn)安水庫(kù)水位與鄉(xiāng)鎮(zhèn)最大降雨量遞減趨勢(shì);2013.5.15-2013.06.05期間3次暴雨或強(qiáng)降水天氣過(guò)程萬(wàn)安水庫(kù)水位與鄉(xiāng)鎮(zhèn)最大降雨量隨其遞增遞減;2013.06.05
-2014.06.21期間4次暴雨過(guò)程萬(wàn)安水庫(kù)水位與鄉(xiāng)鎮(zhèn)最大降雨量成正相關(guān)。
5 臨界雨量推算
以“水位反推法”來(lái)確定萬(wàn)安縣小流域的臨界雨量。“水位反推法”的主要步驟如下:
(I)在小流域內(nèi),通過(guò)水力計(jì)算確定斷面水深H與流量Q的關(guān)系,并確定控制斷面在警戒水位、保證水位和最高水位下的流量,即Qjj、Qbz和Qzg。
(Ⅱ)進(jìn)行洪水計(jì)算,確定各暴雨頻率下lh、3h、6h降雨形成的斷面洪水過(guò)程線。
(Ⅲ)繪制各頻率洪水洪峰流量與暴雨頻率的關(guān)系曲線圖,即P~Qmax,p的關(guān)系。
(Ⅳ)根據(jù)Qjj、Qbz和Qzg,從P~Qmax,p的關(guān)系曲線上得到Pjj、Pbz和Pzg;
(V)繪出各頻率lh、3h、6h降雨量與暴雨頻率關(guān)系曲線圖;
(Ⅵ)根據(jù)Pjj、Pbz和Pzg,從lh、3h、6h降雨量與暴雨頻率關(guān)系曲線圖中查得lh、3h、6h臨界雨量。
根據(jù)控制斷面情況,確定A斷面Hjj、Hbz、Hzg分別為85.1m、85.9m、86.5m,相應(yīng)的Qjj、Qbz、Qzg為422.73m3/s,602.27 m3/s,788.01 m3/s。3h設(shè)計(jì)洪水計(jì)算得到P~Qmax,p的關(guān)系見(jiàn)圖6-2。根據(jù)Qjj、Qbz、Qzg,從圖中查得Pjj、Pbz和Pzg分別為為60%、30%、5%。由暴雨頻率曲線求臨界雨量某控制斷面最大3h暴雨頻率曲線圖見(jiàn)圖6-4。由圖6-3可得頻率為60%、30%、5%對(duì)應(yīng)的最大3h暴雨分別為40mm,60mm和80mm。
在綜合考慮前期土壤飽和情況下, A斷面的臨界雨量值:警戒水深下臨界降雨量:3h臨界降雨量40mm;保證水深下臨界降雨量:3h臨界降雨量60mm;最高水深下臨界降雨量:3h臨界降雨量80mm。
H(m) A(m2) X(m) R
R=A/X C
C=1/n R1/6 V
V=c√RJ Q
(Q=AV)
84.1 0 0
85.1 152.72 73 2.092 36.49 2.768 422.73
85.9 190.17 75 2.536 37.83 3.167 602.27
86.5 227.55 78 2.917 38.63 3.463 788.01
表1-1澗田河A斷面H~Q關(guān)系計(jì)算表
圖6-1 A斷面剖面圖
圖6-2 P~Qmax,p關(guān)系圖圖6-3 A控制斷面最大3小時(shí)暴雨頻率曲線圖
萬(wàn)安縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)1小時(shí)臨界雨量在35~50mm之間;3小時(shí)臨界雨量在45~60mm之間;6小時(shí)臨界雨量在60~100mm之間;24小時(shí)臨界雨量在80~120mm之間。
通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)臨界雨量系數(shù)越大,山洪災(zāi)害發(fā)生的可能性越大,因此用臨界雨量系數(shù)作為三級(jí)區(qū)的分區(qū)指標(biāo)。臨界雨量系數(shù)可用下式表達(dá):
(式中:時(shí)段年最大降雨量多年平均值;:時(shí)段長(zhǎng)為的臨界雨量。)
根據(jù)臨界雨量系數(shù)大小劃分3個(gè)級(jí)別:一級(jí)區(qū):臨界雨量系數(shù)較大區(qū)域,為山洪災(zāi)害高易發(fā)降雨區(qū);二級(jí)區(qū):臨界雨量系數(shù)居中區(qū)域,為山洪災(zāi)害中易發(fā)降雨區(qū);三級(jí)區(qū):臨界雨量系數(shù)較小區(qū)域,為山洪災(zāi)害低易發(fā)降雨區(qū)。
六、結(jié)論
1、萬(wàn)安縣小流域山洪災(zāi)害具有鮮明的季節(jié)性,具有突發(fā)性強(qiáng),可預(yù)見(jiàn)性小,暴漲暴落,破壞性大等特點(diǎn)。泥石流、滑坡等災(zāi)害在地域分布上具有廣泛性特征,萬(wàn)安縣南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)為多發(fā)區(qū)。
2、萬(wàn)安縣山洪災(zāi)害主要發(fā)生在中低山丘陵區(qū),主要表現(xiàn)為由降水引發(fā)的溪河洪水及誘發(fā)的滑坡泥石流影響。降水是引發(fā)山洪災(zāi)害的最直接原因,地形地質(zhì)條件是導(dǎo)致山洪災(zāi)害的基礎(chǔ)因素,人類活動(dòng)是加劇山洪災(zāi)害發(fā)生的重要原因。
3、臨界雨量的確定采用“水位反推法”,確定了萬(wàn)安縣小流域lh、3h、6h、24h臨界雨量:萬(wàn)安縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)1小時(shí)臨界雨量在35~50mm之間;3小時(shí)臨界雨量在45~60mm之間;6小時(shí)臨界雨量在60~100mm之間;24小時(shí)臨界雨量在80~120mm之間。
4、監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)對(duì)降雨、水位等預(yù)警指標(biāo)的監(jiān)測(cè),分析發(fā)生山洪災(zāi)害的可能性,當(dāng)上述預(yù)警指標(biāo)達(dá)到臨界值且降雨還在繼續(xù)時(shí),山洪預(yù)警責(zé)任人就必須根據(jù)預(yù)警程序進(jìn)行預(yù)警,轉(zhuǎn)移危險(xiǎn)地區(qū)的人員。
參考文獻(xiàn):
[1]樊建勇,單九生,管珉, 徐星生;江西省小流域山洪災(zāi)害臨界雨量計(jì)算分析[J];氣象;2012年09期
[2]全國(guó)山洪災(zāi)害防治規(guī)劃領(lǐng)導(dǎo)小組.山洪災(zāi)害臨界雨量分析計(jì)算細(xì)則[Z].2003:9-10.
[3]陳桂亞,袁雅鳴.山洪災(zāi)害臨界雨量分析計(jì)算方法研究[J].水資源研究,2004,25(4): 36-40.
1 引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)西部雖然存在著地質(zhì)背景復(fù)雜的特點(diǎn),但是我國(guó)將在西部地區(qū)的鐵路、跨流域調(diào)水、公路等領(lǐng)域修建隧道工程,隧道工程越長(zhǎng)與修建面積越寬在技術(shù)上困難越多,并且存在著涌水涌泥地質(zhì)災(zāi)害,甚至?xí)l(fā)生塌方的災(zāi)害,這給施工人員人身安全帶來(lái)重大災(zāi)難,因此,為了確保隧道施工安全減少災(zāi)害的發(fā)生,施工中超前預(yù)報(bào)和監(jiān)控測(cè)量工作必須做好,并要求工作人員對(duì)隧道信息化施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)深入研究,促進(jìn)施工人員施工中的人身安全保障。
2 隧道信息化施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)分析
2.1 綜合超前預(yù)報(bào)方法
在隧道信息化施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)中,目前我國(guó)已經(jīng)有很多方法對(duì)隧道開(kāi)挖之前的地質(zhì)進(jìn)行探測(cè),一般使用綜合超前預(yù)報(bào)地質(zhì)分析方法與地球物理方法,而綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法主要對(duì)地質(zhì)進(jìn)行考察分析地質(zhì)中包含的風(fēng)險(xiǎn),隧道不同地段需要結(jié)合隧道地質(zhì)實(shí)際情況運(yùn)用綜合超前預(yù)報(bào)分析方法采用不同物探的手段對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行預(yù)報(bào),同時(shí),由于預(yù)報(bào)方法不同的特點(diǎn),在高風(fēng)險(xiǎn)隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)中都會(huì)使用綜合超前預(yù)報(bào)。地球物理方法主要使用隧道地震探測(cè)方法、瞬間電瓷方法、地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)方法與紅外線探測(cè)方法等,每一種探測(cè)方法都有其優(yōu)勢(shì)與不足之處,因此,想要提高預(yù)警預(yù)報(bào)具備良好的準(zhǔn)確性,對(duì)于隧道信息化綜合超前預(yù)報(bào)技術(shù)必須深入研究[1]。
2.2 變形監(jiān)控測(cè)量技術(shù)
在隧道信息化施工質(zhì)量災(zāi)害預(yù)警技術(shù)中,變形監(jiān)控測(cè)量技術(shù)是不可或缺的,主要作用是決定隧道圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)需要的承載、變形、時(shí)間,做好隧道變形監(jiān)控測(cè)量技術(shù)不僅可以對(duì)隧道施工進(jìn)行有效指導(dǎo),還能測(cè)量到圍巖的動(dòng)態(tài)變化,為圍巖襯砌與支護(hù)提供了大量信息,并未隧道工程設(shè)計(jì)和施工積累到一定的技術(shù)性資料,隧道施工中會(huì)使用到一些精密的儀器,對(duì)圍巖支護(hù)與襯砌所進(jìn)行的力學(xué)行為關(guān)系進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量后對(duì)其穩(wěn)定性給予評(píng)估,并對(duì)圍巖與襯砌的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷,只有這樣才能保證施工人員在施工中人身安全,另外,隧道變形監(jiān)控測(cè)量技術(shù)主要包括應(yīng)力應(yīng)變檢測(cè)與位移監(jiān)測(cè),近年來(lái),位移測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步非常大,正在往全面自動(dòng)化的方向發(fā)展,目前大量應(yīng)用在隧道施工中,位移測(cè)量主要包括兩個(gè)方面,一方面是水平收斂,一方面是拱頂下沉,研究人員經(jīng)過(guò)不斷努力又發(fā)明了光纖位移傳感器技術(shù),這種技術(shù)的靈敏度非常高,但是,也存在一定問(wèn)題,光纖位移傳感器技術(shù)在制造技術(shù)上難度非常大,并且結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,在隧道施工中目前沒(méi)有普遍對(duì)光纖位移傳感器進(jìn)行應(yīng)用。
3 施工地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)警
3.1 地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)
在隧道信息化施工質(zhì)量災(zāi)害預(yù)警技術(shù)中,隧道地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)具有非常高的靈敏度,靈敏度可以將地震波成功接受,并轉(zhuǎn)換成信號(hào)進(jìn)行加大處理,當(dāng)電腦接受到預(yù)報(bào)系統(tǒng)傳達(dá)的信號(hào)時(shí),會(huì)做一定的信號(hào)處理,進(jìn)而形成對(duì)相關(guān)界面做出反應(yīng),其主要反映出隧道的平面與影響點(diǎn)圖[2]。另外,一部分信號(hào)會(huì)被接收器所接受,接收器會(huì)把接受的信號(hào)用來(lái)計(jì)算波速,這是地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報(bào)的方法,可以有效對(duì)隧道地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警,防止施工人員在施工過(guò)程中受到地質(zhì)災(zāi)害的威脅,為施工人員的安全提供一層有效保障,促使隧道建設(shè)的成功與高質(zhì)量施工。
3.2 紅外線地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)
紅外線探測(cè)儀在隧道地質(zhì)災(zāi)害中起到預(yù)測(cè)作用,主要是由掌子面向隧道洞口的墻部與拱部按順序進(jìn)行測(cè)量,每隔固定的距離就要測(cè)取一組數(shù)據(jù),一共需要測(cè)取到十組的數(shù)據(jù),當(dāng)工作人員測(cè)取到數(shù)據(jù)后,由相關(guān)專業(yè)人員根據(jù)測(cè)取的數(shù)據(jù)繪制紅外線輻射曲線圖,根據(jù)曲線圖可以分析出隧道前方有無(wú)水,同時(shí),紅外線場(chǎng)強(qiáng)值和距離掌子面的距離關(guān)系圖,可以有利于工作人員了解到隧道內(nèi)溫度變化與隧道內(nèi)含水情況,這對(duì)隧道施工而言非常有利,有利于工作人員了解隧道內(nèi)的相關(guān)情況,在施工中根據(jù)隧道不同情況采用不同施工方法,即有利于隧道施工的順利性也有利于施工人員的人生安全,因此,在隧道施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)中使用紅外線測(cè)探儀具有良好的測(cè)量效果,起到預(yù)警預(yù)報(bào)的測(cè)量作用[3]。
4 隧道地質(zhì)災(zāi)害原因分析
在隧道地質(zhì)災(zāi)害中,一般包括隧道塌方與涌水涌泥地質(zhì)災(zāi)害,隧道塌方事故主要是由于地質(zhì)情況復(fù)雜,包括洞穴內(nèi)存在破碎灰?guī)r、存在顆粒狀碳質(zhì)頁(yè)巖、存在黃土夾碎碎灰?guī)r,這些都會(huì)引起隧道塌方事故,而涌水涌泥地質(zhì)災(zāi)害主要是由于地下水水位過(guò)高,高于隧道底板一定距離,產(chǎn)生的水壓非常大,涌水的來(lái)源是巖溶裂隙水與斷層裂隙水,所涌出來(lái)的水也會(huì)導(dǎo)隧道坍塌,因此,必須避免這兩個(gè)種事故的發(fā)生,需要技術(shù)人員使用隧道地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)對(duì)隧道進(jìn)行勘察,及時(shí)了解隧道內(nèi)的具體情況,避免在施工中發(fā)生隧道塌方與涌水涌泥事故,保證施工人員的人身安全。
5 總結(jié)
通過(guò)以上對(duì)隧道信息化施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)的分析與研究,可以看出,在隧道施工中想要避免發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,必須使用預(yù)警技術(shù),對(duì)洞穴中的情況進(jìn)行全面了解,在此過(guò)程中,必須使用專用的技術(shù)人員與具有一定工作經(jīng)驗(yàn)的人員,在勘察地質(zhì)情況時(shí)才能保證勘察出的數(shù)據(jù)具備專業(yè)性與科學(xué)性,并保證數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性,為施工人員提供洞穴內(nèi)的具體情況,施工人員在施工中才能根據(jù)不同情況進(jìn)行不同施工方法,進(jìn)而保證施工的安全性與有效性,促進(jìn)我國(guó)隧道建設(shè)的順利與施工高質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):