顺德区5处地质灾害隐患点非现场动态管理平台建设研究浅析

顺德区 5处地质灾害隐患点非现场动态管理平台建设研究浅析

郭树仁（ 1,2），王天河（ 1,2）

广东省佛山地质局，广东佛山， 528000；广东省佛山地质工程勘察院，广东佛山， 528000

摘要：在佛山市地质灾害较为严重的顺德区，选择了5处地质灾害隐患点，建设了基于普适型仪器的专群结合动态管理平台。按照《地质灾害专群结合监测预警技术指南（试行）》的要求，选用测缝计、自动雨量计、倾斜仪、高清视频监控、二合一多功能监测仪、三合一多功能监测仪等，对地质灾害体变形破坏、相关因素、宏观前兆等开展专业化综合监测。监测设备采用蓄电池加市电的方案来供电，保证24小时不间断工作；通讯系统采用现场组网配合2/3/4G移动通信方案，保证了数据传输的效率，降低了通信成本；管理平台能够实时对采集的数据自动进行分析，支持多种预警模型进行判别；监测数据发生变化触发预警阈值时，能够自动发送预警信息。通过5处地质灾害隐患点监测预警工程和管理平台的建设，一方面对岩质崩塌、滑坡和泥石流变形和环境因素实现了非现场动态监控，同时也为类似问题提供了一个可供参考的解决方案和思路。

关键词：地质灾害；监测系统；监测平台

1 工作区概况

1.1 工作区基本情况

佛山市顺德区大部分地区属珠江三角洲平原，零星分布丘陵台地区。三角洲平原地区第四系发育，厚度大、厚度不均匀，岩性较复杂，普遍含软土层，易引发地面塌陷、地面沉降地质灾害；丘陵台地区地形地质条件较为复杂，断裂构造较发育，岩石风化强烈，残坡积层、强风化岩层较厚，风化后的基岩极为脆弱、松散，易发生崩塌、滑坡等地质灾害。丘陵台地区地质灾害的发生又与微地貌条件密切相关，一般发生在坡高5～40m，坡度大于25°的边坡上。

1.2地质灾害现状

顺德区已发地质灾害三百余处（统计截至2021年4月），现在册地质灾害44处，其中崩塌地质灾害为41处，占灾害总数93.0%；滑坡2处，占灾害总数3.4%；地面沉降1处，占灾害总数1.8%，泥石流1处，占灾害总数1.8%。已发地质灾害未造成人员伤亡，直接经济损失约为1273.51万元，全区现存地质灾害隐患威胁人口637人，潜在经济损失4829万元。

2 监测系统建设

参照《地质灾害专群结合监测预警技术指南（试行）》要求，本次监测工作选用了高清视频监控、测缝计、倾斜仪、自动雨量计、二合一多功能监测仪和三合一多功能监测仪等，选用了鲁尔物联生产的设备，主要传感器的技术参数及技术特征如下：

高清视频监控：45倍光学变倍；焦距: 4.0-180.0mm；主码流帧率分辨率:50Hz:25fps (2560x1440)；60Hz: 30fps(2560x1440)。

测缝计：量程：0mm～100mm；分辨力：0.01mm；测量精度：0.01%FS；输出信号：485数字信号，具备阈值触发功能，触发阈值2mm，位移变化值超过阈值，自动上报位移计数据。

倾斜仪：测量范围±15；精度±0.005°，具备阈值触发功能，触发阈值0.5°，倾斜变化值超过阈值，自动上报倾斜仪数据。

自动雨量计：承雨口径φ200；刃口锐角40°～45°；分辨力0.5mm；测量准确度≤±3%；雨强范围0.01mm～4mm/min（允许通过最大雨强8mm/min）；日累计降雨量预警值40mm～200mm。

二合一多功能监测仪（倾斜、加速度）：加速度量程：±1g；加速度分辨率50μg；加速度精度0.1%F.S.；倾角量程±30°，倾角分辨率10"，倾角精度0.1%F.S.，温度测量精度：0.25°C，NB传输，倾斜预警值0.5°～3°。

三合一多功能监测仪（倾斜、加速度、裂缝）：加速度量程：±1g；加速度分辨率50μg；加速度精度0.1%F.S.；倾角量程±30°，倾角分辨率10"，倾角精度0.1%F.S.，温度测量精度：0.25°C，裂缝量程及精度：1000mm，0.1mm，NB传输，倾斜预警值0.5°～3°裂缝位移预警值2mm～9mm。

表1 顺德区5处地质灾害隐患监测设备表

3 监测平台总体设计开发

3.1设计思想

本系统为佛山市顺德区地质灾害隐患点非现场动态管理平台，所有业务都是建立在地质灾害监控预防的前提上，所以系统的数据必须围绕灾害点来应用，挖掘各类信息与灾害点的关系[1]。灾害的发生与孕灾环境、诱灾因素之间的关系需要深入挖掘，灾害的承灾体与灾害风险性是我们关注的重点。空间数据是联系各类信息的纽带，各类数据关联的挖掘在空间一致的基础上进行[2]。系统需要管理的数据有基础地理数据、基础地质数据、地质灾害数据数据等。在GIS系统中所有的数据在空间上都是相联系的。本系统中的灾害数据、环境地质数据、基础地理数据、都是可以在空间上叠加。

3.2设计原则

（一）全局性和整体性

从实际需求出发，实现数据共享，把系统建成为一个有机的整体和管理与决策的核心工具。

（二）标准化与规范化

为确保系统的质量，系统建设要严格按照国家、地方和行业的有关标准与规范，制定规范的管理流程，确保流程的高效性和操作的标准化。

（三）实用性

系统要尽量具有人性化的设计，做到易操作、数据调用迅速、界面友好美观、易管理、查询与统计功能灵活完善、数据更新和维护简便、系统升级容易等特点，减少工作人员的工作量，提高工作效率。

（四）安全性

系统要具有完备的数据保护和备份机制，同时具备较强的容错能力以及故障恢复能力。

（五）稳定性与高效性

采取必要的技术手段从软、硬件等角度保证系统运行的稳定性。提高运行、运算效率是提高工作效率的重要方面，系统应在适当的部位做适当的优化。

（六）开放性与兼容性

系统的开放性涉及到网络、中间件、数据库、数据交换平台、应用软件等。按照开放性、标准化原则来规划设计方案，使系统具有一定的适应性和可移植性。

（七）可扩展性

随着计算机应用技术的不断发展，系统还具有良好的可升级性；随着其它类别系统的建设内容增加，提供标准访问接口，实现对各类相关数据查询、共享。

3.3平台功能设计

顺德区地质灾害隐患点非现场动态管理平台结构包括感知层、传输层、平台层和应用层（图3-1）。平台按照“监测管理”、“电子地图”、“数据服务”、“系统管理”等四大主要功能模块进行设计开发[3]。

图3-1 系统结构图

4 结论

佛山市顺德区地质灾害隐患点非现场动态管理平台已阶段性完成构建与成功，可为坡体稳定性评估提供数据基础及理论依据；非现场动态管理平台建成移交顺德分局后，应配套制定相关体制机制，明确数据接收、预警信息发布、应急响应与处置等流程。该管理平台的构建具备较为深远的社会价值和实际意义：

（1）其建设成果提升佛山市顺德区地质灾害信息化管理水平、预警水平及应急处置水平；

（2）开发完成配套的云平台和App软件。建设地质灾害隐患点区域型、通用型平台，实现地质灾害隐患点的统一管理；

（3）为佛山市顺德区地质灾害防治管理、规划、应急处置工作作出示范，为下一步的推广和改进提供基础；

（4）长期的专业监测信息是研究佛山市顺德区地灾成灾机理的重要数据来源，兼具科学价值和经济价值。

参考文献：

[1]. 侯圣山等, 基于普适型仪器的滑坡监测预警初探——以甘肃兰州岷县三处滑坡为例. 中国地质灾害与防治学报, 2020. 31(06): 第47-53页.

[2]. 罗晴明, 地质灾害防治动态监测预警系统及其应用. 数字通信世界, 2019(07): 第200页.

[3]. 刘传正, 突发性地质灾害的监测预警问题. 水文地质工程地质, 2001(02): 第1-4页.

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