中国地质灾害具有点多、面广、量大,且大多地处高位并被植被覆盖的特征,传统的人工调查排查及影像遥感技术在一些地区进行地质灾害隐患识别已显得无能为力,导致隐患点的前期调查或普查往往不够全面覆盖及精细识别,也直接影响灾害监测布设方案的针对性。如何进行重大地质灾害隐患的早期识别,再通过专业监测,在掌握地质灾害动态发展规律和特征,从而针对灾害点进行实时预警预报,成为制约地质监测预警成功率的重要因素之一。
1、地质灾害隐患及特征
地质灾害一般具有高位、隐蔽性、远程运动、灾害链效应等特点。宏观上讲,地质灾害最容易发生在地质环境脆弱的区域和稳定性相对较差的斜坡部位,具体区域划分为:正在变形区;曾经变形区;稳定性较差的斜坡;大型松散堆积体。
重大地质灾害发育特征
2、“三查”体系
“三查”体系首先通过光学遥感和合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)实现区域扫面性地质灾害隐患的普查,随后利用机载激光雷达测量技术(LiDAR)和无人机摄影测量实现高地质灾害风险区段和重大地质灾害隐患的详查,最后采用现场调查、地面与坡体内部监(探)测等手段,实现重大地质灾害隐患的复核确认和排除,即核查。
天-空-地一体化的地质灾害隐患早期识别的“三查”体系
3、地质灾害的监测预警
监测预警则是通过InSAR和地面观测手段(如全球导航卫星系统、裂缝计等),在掌握滑坡崩塌的变形规律和阶段以及时间-空间变形特征的基础上,建立分级综合预警体系,并利用地质灾害实时监测预警系统,逐步实现地质灾害监测预警的实用化和业务化运行。
基于变形观测的滑坡4级综合预警
(1)地质灾害监测
通过InSAR、GBSAR、GNSS、裂缝计等变形监测手段的持续监测,获取滑坡的变形时间序列曲线,滑坡进入加速变形阶段是滑坡发生的前提,也是滑坡预警的重要依据。
斋藤提出的滑坡3阶段变形曲线
(2)灾害预警
滑坡预警级别划分的主要依据,一是根据变形-时间曲线各阶段的特征差异,如曲线斜率(切线角)、加速度、速度增量等;二是根据宏观变形迹象,如地表裂缝的动态发展状况、分期配套特征、滑动面的贯通情况,以及临滑阶段的前兆特征等;三是根据稳定性系数。理论上讲,在滑坡等速变形阶段,其稳定性系数应该在1上下波动,而一旦进入加速变形阶段,其稳定性系数将降低到1以下,临滑阶段其应远小于1。
地质灾害实时监测预警系统
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