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丽水“天灾”的警示:山体滑坡监测技术仍落后

行业聚焦点中国仪表网2015年11月16日 10:29人气:24647

  【中国仪表网 行业聚焦点】11月13日22时50分,浙江省丽水市莲都区雅溪镇里东村发生山体滑坡,滑坡塌方量30余万立方米,导致27户房屋被埋。截至11月15日18时,已造成22人遇难、15人失踪、1人受伤。在为遇难人民祈福的同时,我们或许更应该思考,如何预知山体滑坡形成,提前做出应对。
  

 
  山体滑坡是山区最常见的地质灾害之一,它严重威胁人民的生命财产安全,破坏工程设施,影响正常的生产和生活,造成巨大经济损失和人员伤亡。我国是个多山的国家,山地面积约占全国总面积的2/3,是世界上山体滑坡较多的国家之一。仅2015年,先后有贵州、云南、广西、重庆、湖北等地发生规模不等的山体滑坡。
  
  对于此次在丽水发生的山体滑坡,浙江省地质灾害防治专家库专家李长江表示,最主要的触发因素是降雨。当前我国主要采用激光测距仪、伸缩仪、土壤湿度仪等山体滑坡监测方法和系统,存在自动化程度低、位移监测精度差、难以反映山体整体变形、无法实现实时监测和预警等缺陷,监测效果难以达到要求。
  
  然而随着科学技术的发展,其实山体滑坡监测技术已经在不断推进,产生了许多新的技术,如GPS技术、3S技术、CT技术、TDR技术、仪器仪表监测、空间监测、遥感监测等,让监测“自动化”,实现了对可能的滑坡险情进行提前预警。但诸如运用GPS等无线监测方式,在降雨条件下,将无法获得高质量图像,如果要实现全天候、连续获取信息,就需要高分辨率的卫星遥感图像,投入成本太高。
  
  而无线传感器网络,一种全新的网络化信息获取与处理技术。它所需布置的传感器节点成本低,又可实现对整个滑坡监测区域进行大范围的节点布置,保证数据采集的深度,成为山体滑坡监测最值得推广的技术。
  
  比如,以一种运用无线传感网络的山体滑坡系统为例。技术人员在监测区域安放大量的传感器节点测量山体位移值和加速度值,由于山体滑坡主要是由地下水侵蚀产生,因此地下水位深度是显示山体滑坡危险度的重要指标,通过现场打孔,由部署在孔洞最下端的液位深度传感器采集并由无线网络发送液位值。山体往往由多层土壤或岩石组成,不同层次间由于物理构成和侵蚀程度不同,其运动速度不同,发生这种现象时,部署在不同深度的倾角传感器将会返回不同的倾角数据,通过倾角传感器可以监测山体的运动状况。测量过程中,传感器节点自动调节信息的采集频率和信息的采集量,协调器和路由器节点,通过以洪泛为基础的平面路由方式构建信息传输网络及其路由。以网络的终端路由器节点为簇头,与传感器节点建立簇网络,对采集的信息进行传输与汇聚。簇头节点对信息进行去冗余处理,通过平面路由,发送到与GPRS网关相连的协调器,GPRS网关把汇聚的信息以自定义的数据格式发送到远程监控中心;远程监控中心对收到的信息进行处理,从而实现对山体滑坡准确的预警预报。
  
  但遗憾的是,目前我国在无线传感监测上仍然无人问津。目前国内主要研发通过自主的北斗卫星导航技术的监测技术,也是我国未来监测山体滑坡的重要手段之一。在2013年,合肥工业大学的安全关键工业测控技术教育部工程研究中心团队,已成功研发出具有完全自主知识产权的“北斗Ⅱ 惯性测量的山体滑坡灾害监测系统”,可对山体进行24小时实时变形监测,智能评估其安全状况,并对可能的滑坡险情进行提前预警。据悉,该系统融合了北斗Ⅱ高精度定位技术、GPRS无线通信技术、网络通信技术以及智能信息处理技术,通过在山体关键点布置的高精度监测设备,捕获滑坡早期的缓慢、匀速变形数据,自动分析山体的整体变形,并进行推理和预警,有效解决了传统方法存在的问题。
  
  当前,无论是山体滑坡还是地震,我国在自然灾害的预警技术上,发展虽然缓慢但已经取得了一定成效。在应用科学技术对抗“大自然”的同时,我们也应当敬畏自然,让“天灾”远离人类。
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