㈠ 泥石流监测
一、监测项目
泥石流监测除需进行与滑坡、崩塌监测类似的地表变形、降水量、地声、岩土体含水率监测外,一般还要进行泥位监测和视频监测。
二、监测频率
泥石流监测频率与滑坡、崩塌监测类似,自动化监测一般每天1次,必要时可以加密(如强降雨过程)。人工监测一般每月2~3次,必要时可以加密,如强降雨过程。
视频监测为实时监控,如受传输手段限制的话可选择1~2h发送一次监测画面。
三、监测成果应用案例
由于受到“5.12”汶川地震的影响,四川省绵竹市清平乡岩体松动,诱发了大量的表层滑塌、崩塌、滑坡等灾害。为了应对严峻的地质灾害防治形势,地震后地方政府在文家沟等危险地段建设了以降水量监测为主的泥石流监测系统,并向当地群众开展了广泛的地质灾害防治知识的宣传培训及应急演练。2010年8月12日夜间至13日凌晨,连续8h降雨累计达227mm,诱发了450万m3土石倾泻而下,冲出文家沟,阻塞了绵远河,袭击了清平乡场镇,冲毁了大量房屋,在场镇中堆积了厚度超过2m的泥土、碎石。灾害来临前,地质灾害监测人员根据监测到的降雨数据和现场巡查的异常现象,判断泥石流即将发生,迅速报告乡镇政府,果断采取了紧急避让措施。最终,除在转移过程中躲避不及造成7人遇难外,当地5400名群众安全转移,伤亡代价降至最低。此次事件被认为是泥石流监测成果应用的一个典范,是成功预警泥石流灾害的一个样本。
此次灾害发生后,由于不利的地质地形条件依然存在,四川省组织建设了更为完备的泥石流监测系统。2012年5月,绵竹市清平乡文家沟、走马岭沟泥石流监测预警系统全面完成野外仪器部署和设备调试,开始投入试运行。监测预警系统采用遥测雨量站、远程视频、雷达泥位计、泥石流次声波仪、地下水渗透压力传感器等先进仪器设备完成野外监测信息的实时采集,并将监测信息通过光纤、GPRS信号、卫星等现代通信手段完成数据及图像的远程传输。实现与省汛期地质灾害防治应急指挥部值班单连、会商系统的无缝对接,其结果将有效提升泥石流灾害隐患的实时监测预警能力。
㈡ 监测泥石流用多少_摄像头
监测泥石流用2_摄像头。
监测泥石流除需进行与滑坡、崩塌则或监测类似的渗陪地表丛盯蠢变形、降水量、地声、岩土体含水率监测外,一般还要进行泥位监测和视频监测。
泥石流具有突然性以及流速快,流量大,物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等,造成巨大损失。
㈢ 监测地质灾害需要用到哪些仪器
地质灾害监测方法地质灾害的监测方法可用简易监测和仪器监测。重要危险隐版患点应采用仪器监测。权
地质灾害监测方法主要有卫星与遥感监测;地面、地下、水面、水下直接观测与仪器台网监测。矿山之星地质灾害监测仪器包含传感器、接收机等。
㈣ 地质灾害监测 地灾宣传----地质灾害的监测与治理技术常识
地质灾害的监测与治理技术常识
地质灾害监测的主要工作内容为监测地质灾害在时空域的变形破坏信息(包括形变、地球物理场、化学场等)和诱发因素动态信息。最大程度获取连续的空间变形破坏信息和时间域的连续变形破坏信息,侧重于时间域动态信息的获取。应用于地质灾害的稳定性评价、预测预报和防治工程效果评估。地质灾害监测的主要目的是:查明灾害体的变形特征,为防治工程设计提供依据;施工安全监测,保障施工安全;防治工程效果监测;对不宜处理或十分危险的灾害体,监测其动态,及时报警,防止造成人员伤亡和重大经济损失。
地质灾害专业监测技术方法 :
所谓地质灾害专业监测,是指专业中袜技术人员在专业调查的基础上借助袭培昌于专业仪器设备和专业技术,对地质灾害变形动态进行监测、分析和预测预报等一系列专业技术的综合应用。
1、 崩塌、滑坡监测技术方法
1)地表变形监测
① 地表相对位移监测 :主要方法有机械测缝法、伸缩计法、遥测式位移计监测法和地表倾斜监测法。
② 地表绝对位移监测:主要方法有大地形变测量法、近景摄影测量拍扒法、激光微小位移测量法、地表位移GPS 测量法、激光扫描法、遥感(RS )测量法和合成孔径雷达干涉测量法。
2)深部位移监测:主要方法有测缝法、钻孔倾斜测量法和钻孔位移计监测法。
3)地下水动态监测 :主要监测法为地下水位监测法、孔隙水压力监测法和水质监测法。
4)相关因素监测 :主要方法有地声监测法、应力监测法、应变监测法、放射性气体测量法和气象监测法(雨量计、融雪计、湿度计和气温计)。
2、 泥石流监测技术方法:泥石流监测方法主要有地声监测法、龙头高度监测法、泥位监测法、倾斜仪棒监测法、流速监测法、孔隙水压力监测法和降雨量监测法。
二、地质灾害简易监测技术方法
所谓地质灾害简易监测,是指借助于简单的测量工具、仪器装置和量测方法,监测灾害体、房屋或构筑物裂缝位移变化的监测方法。该类监测方法具有投入快、操作简便、数据直观等特点,即可以由专业技术人员作为辅助方法使用,也可由非专业技术人员在经培训后使用,是地质灾害群测群防中常用的监测方法。
该类监测一般常用监测方法有:
1)埋桩法:埋桩法适合对崩塌、滑坡体上发生的裂缝进行观测。在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩,用钢卷尺测量桩之间的距离,可以了解滑坡变形滑动过程。对于土体裂缝,埋桩不能离裂缝太近。
2)埋钉法 : 在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子,通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。这种方法对于临灾前兆的判断是非常有效的。
3)上漆法:在建筑物裂缝的两侧用油漆各画上一道标记,与埋钉法原理是相同的,通过测量两侧标记之间的距离来判断裂缝是否存在扩大。
4)贴片法:横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片,如果砂浆片或纸片被
拉断,说明滑坡发生了明显变形,须严加防范。与上面三种方法相比,这种方法不能获得具体数据,但是,可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。 地质灾害群测群防监测方法除了采用埋桩法、贴片法和灾害前兆观查等简单方法外,还可以借助简易、快捷、实用、易于掌握的位移、地声、雨量等群测群防预警装置和简单的声、光、电警报信号发生装置,来提高预警的准确性和临灾的快速反应能力。
对于滑坡、崩塌灾害群测群防监测,可以使用裂缝报警器、滑坡预警伸缩仪(量程大、阀值报警,适用于各种滑坡裂缝监测)、简易裂缝位移计(精度高、阀值报警、多通道,适用于岩质滑坡和建筑物裂缝监测)、简易超声波位移计(量程大、非接触、阀值报警,使用于各种滑坡裂缝监测)和简易雨量计进行监测预警。
对于泥石流灾害群测群防监测,可以使用简易地声监测仪(多通道、阀值报警)、泥石流视频预警仪(震动或视频变化触发工作)和简易雨量计进行监测预警。
三、地质灾害宏观地质观测法
所谓宏观地质观测法,是用常规地质调查方法,对崩塌、滑坡、泥石流灾害体的宏观变形迹象和与其有关的各种异常现象进行定期的观测、记录,以便随时掌握崩塌、滑坡的变形动态及发展趋势,达到科学预报的目的。 该方法具有直观性、动态性、适应性、实用性强的特点,不仅适用于各种类型崩滑体不同变形阶段的监测,而且监测内容比较丰富、面广,获取的前兆信息直观可靠,可信度高。其方法简易经济,便于掌握和普及推广应用。宏观地质观测法可提供崩塌滑坡短临预报的可靠信息,即使是采用先进的仪表观测及自动遥测方法监测崩滑体的变形,该方法仍然是不可缺少的。
一般情况下,突发性灾害很难捕捉到斜坡体上的短暂瞬时宏观变形形迹和其它异变现象;而累进性灾害在一定时段内斜坡体上均有明显的宏观变形形迹及其他异变现象,这些宏观变形形迹及异变现象称之为灾害前兆信息。准确捕捉这些信息并进行动态综合分析这些前兆信息,对灾害的防治和预测预报,减灾防灾有重要的意义。
地质灾害的发生通常具有综合前兆,单一由个别前兆来判别灾害可能会造成误判,带来不良的社会影响。因此,发现某一前兆时,必须尽快查看,迅速作出综合的判定。若同时出现多个前兆时,必须迅速疏散人员,并尽快报告当地主管部门。
四、监测次数和时间
旱季每15天监测一次。雨季4—7月每5天监测一次(如规定每月5日、10日、15日、20日、25日、30日),如发现监测地质灾害点有异常变化或在暴雨、连续降雨天气时,特别是12小时降雨量达50mm 以上时,应加密监测次数,如每天1次或多次,甚至昼夜安排专人监测。
地质灾害工程治理
一 崩塌治理工程 : 清除危岩,对于规模小、危险性高的危岩体采取爆破或手工方法清除,消除危岩隐患;对于规模较大的崩塌危岩体,可清除上部危岩体,降低临空高度,减小坡度,减轻上部负荷,提高斜坡稳定性,从而降低崩塌发生的危险程度;在崩塌体及其外围修建地表排水系统,填堵裂隙空洞,以排走地表水,减少崩塌发生的机会;加固斜坡、改善崩塌斜坡的岩土体结构,增加岩土体结构完整性;采取支撑墩、支撑墙等支撑措施防治塌落;采取锚索或锚杆加固危岩体;采取喷浆护壁、嵌补支撑等加强软基的加固方法;对于在预计发生的崩塌落石的地带,在石块滚动的路径上修建落石
平台、落石槽、挡石墙等拦截落石;通过修建明硐、棚硐等设施来对工程进行保护。
二 滑坡治理工程: 消除或减轻地表水、地下水对滑坡的诱发作用,修建排水沟,减少进入滑坡体的水量,并及时将滑坡发育范围内的地表水排除,修建截水盲沟,开挖渗井或截水盲洞,敷设排水管,实施排水钻孔,拦截排导地下水;改善滑坡状况,增加滑坡平衡条件,在滑坡上部消坡减重,坡脚加填,降低滑坡重心;修建抗滑桩、抗滑墙、抗滑洞,阻止滑坡移动;实施锚固工程加固滑坡,采取焙烧法、电渗排水法、灌浆法等措施改善滑坡体岩土体性质,提高软岩层强度。
三、 泥石流治理工程 : 实施生物工程保护水土,消弱泥石流活动条件,保护森林植被,合理耕牧,严禁乱砍乱伐,提高植被覆盖率;实施工程措施,限制泥石流活动,修建拦挡、排导、停淤、沟道整治等工程,消弱泥石流破坏力,对于泥石流地区的铁路、公路、桥梁、隧道、房屋等建筑进行保护或规避,抵御或避开泥石流灾害。
㈤ 矿山地质环境监测内容与方法
矿山地质环境监测分为两大类:一是根据已发生的地质环境问题,监测其变化情况,如数量、危害程度等动态变化;二是根据已掌握的地质环境问题的隐患情况,监测其变化趋势,及时预警预报,减少财产损失。
根据湖南省矿山地质环境现状,结合主要的地质环境问题,确定全省矿山地质环境监测内容包括四个方面:矿山地质灾害(地面塌陷、地裂缝、地面不均匀沉陷、崩塌、滑坡、泥石流);矿山地形地貌景观及土石环境,包括破坏地形地貌景观类型、土地资源的占用和破坏、固体废弃物的排放、水土流失的情况等;矿山水环境,包括地下水水位、水质、废水废液的排放等;矿山地质环境恢复治理及效果,包括尾砂库、废石堆的复垦复绿等。由于矿山地质灾害影响范围广,危害大,直接威胁到人民的生命及财产安全,因此,目前一般将矿山地质灾害、水环境作为重点监测内容,而矿山土石环境、矿山环境恢复治理作为次重点监测内容。
一、矿山地质环境监测内容
(一)矿山地质灾害监测内容
1.地面塌陷(采空塌陷、岩溶塌陷)监测
发生时间、塌陷坑数量、塌陷区面积、塌陷坑最大直径、最大深度、危害对象、直接经济损失、治理面积;采空区岩移范围或岩溶地下水强行疏干影响区内的民居建筑、井泉点、农田、道路交通等。
2.地裂缝监测
发生时间、地裂缝数量、最大地裂缝长度、宽度、深度、地裂缝走向、危害对象、直接经济损失、治理面积等。
3.地面不均匀沉陷监测
发生时间、沉降区面积、累计最大沉降量、年平均沉降量、危害对象、直接经济损失、治理面积;采空区岩移范围或岩溶地下水强行疏干影响区内的民居建筑、井泉点、农田、道路交通等。
4.崩塌监测
潜在的崩塌数量、崩塌体方量、危害对象、危险程度,崩塌隐患体上的建筑物变形特征及裂缝变化情况。
5.滑坡监测
潜在的滑坡数量、滑坡体方量、危害对象、威胁资产、危险程度、治理情况,滑坡隐患体上的建筑物、构筑物变形特征及地面微裂缝的变化情况。
6.泥石流监测
潜在的泥石流易发区数量、泥石流物源方量、危害对象、威胁资产、危险程度、治理情况。
(二)矿山水环境监测内容
1.地下水均衡破坏监测
矿区地下水水位最大下降深度、地下水降落漏斗面积、对人、畜、土地的影响;采空区岩移范围或岩溶地下水强行疏干影响区内的井泉点、农田。
2.地下水水质污染监测
地下水污染物种类、地下水污染物含量;矿区内出露的主要泉眼或主要的居民饮用水水井。
3.废水废液排放监测
废水废液类型、年产出量、年排放量、主要有害物质及含量、年循环利用量、年处理量;废水废液排污口,废水废液与溪沟、河流、水库或重要水源地的汇合处等。
(三)矿山地形地貌景观及土石环境监测内容
1.地形地貌景观监测
破坏地形地貌景观类型、方式、区位、面积、破坏程度及恢复治理难易程度。
2.占用破坏土地监测
侵占破坏土地方式、侵占破坏土地类型、面积、土地复垦面积、恢复治理难易程度。
3.固体废弃物排放监测
固体废弃物类型、占地面积及类型、主要有害物质及含量、年产出量、年排放量、年循环利用量、年处理量。
4.土壤污染监测
污染的土壤类型、面积、主要污染物及含量。
5.水土流失监测
矿区水土流失面积、土壤流失量、危害程度。
(四)矿山地质环境恢复治理及效果监测内容
主要监测已治理的矿山地质环境问题、投入治理的资金及资金来源、治理措施、治理面积、治理效果(社会效益、环境效益、经济效益)等。
二、矿山地质环境监测方式
根据监测手段的差异,矿山地质环境监测方式分为常规监测、专业监测、遥感监测和应急监测四类。具体方式的采取,根据其监测面积、地域、重点监测对象的差异性而定。
(一)常规监测
常规监测主要是指监测责任人对监测对象及监测点采取定期巡查监测,并填写技术表格的方式。
根据矿山类型,划定监测责任人。一般来说,采矿权人作为最大的受益人,也是破坏地质环境的责任主体,是常规监测的责任人。上级管理机构应该指派专员,对矿山企业开展指导,并适时开设培训班,分期催交监测技术表格,汇总分析技术资料,形成年报后再上报。对于责任主体灭失的矿山,其监测责任人应归咎于当地的国土资源主管部门,通过委托专业机构的方式开展监测。
此类监测通常采用简易的监测方法,如目测、尺测、贴片、埋简易桩等,少数引用专业设备进行监测。
(二)专业监测
专业监测主要是指通过专门的监测机构,采用先进的技术设备,对矿山地质环境问题开展监测,以监测示范区的形式推广。该监测方式与科学技术的发展紧密相连,并逐步向自动化、智能化靠拢。
以全省地质环境问题突出的大中型闭坑矿山和部分大中型国有生产矿山为单元,建立矿山地质环境监测示范区,开展矿山地质环境监测技术方法研究。原则上每个市(州)可建立1~2个矿山地质环境监测示范工程,根据“应急优先、典型示范”原则,作为示范区试点,由专门的监测机构具体实施,工作方法如下:
1)在开展示范区1∶5000精度矿山地质环境问题调查的基础上,以矿区地面沉陷变形、水环境、土石环境污染、占用破坏土地为主要监测内容,采用高新技术手段对矿区主要环境地质问题进行监测。
2)建立示范区地表塌陷监测网和深部位移监测点:广泛应用微电子技术、传感技术、通信技术和自动控制等技术监测矿山地质环境。采用多种监测技术(GPS、全站仪、水准仪、裂缝计、位移计、应变仪)定期开展地表塌陷与地表裂缝监测;采用钻孔倾斜仪、TDR定期开展深部位移监测;采用光纤光栅应变技术,三维激光扫描技术,实时监测矿山边坡、房屋开裂等的变化情况。
3)建立示范区水土污染监测网:合理布设监测网点,定期取水土样分析测试。引进先进的水环境自动检测技术,实时监控矿区水环境,分析矿区水土的污染原因、污染途径、污染程度,预防水土环境污染事故。
4)开发建立矿山地质环境示范区监测预警管理信息平台,实现自动监测、传输、管理、分析为一体的信息系统,实现远程无人自动化监控综合管理。
5)发现突变数据及时反馈地方政府,有效预防矿山地质灾害及水土环境污染事故。
6)开展多种监测技术方法研究和比较,优化监测技术手段,开展技术交流,对于各种监测方法的精度、优缺点进行比较,对各种监测技术方法进行总结及推广应用。提交年度成果和成果审查。
(三)遥感卫星监测
遥感卫星监测是指采用多波段、多时相和高分辨率遥感影像(Quick bird或SPORT卫星数据)InSAR技术,开展典型矿区地质环境动态遥感监测,建立基于遥感波谱的具有一定精度保证的主要矿山地物类型、土地与植被破坏、地面塌陷等自动识别模型与方法,实现地物面积变化监测。主要适用于大范围、矿业活动程度高、破坏大的密集型重点矿山集中开采区。
其工作步骤如下:
1)选取要监测的重点区域,充分了解研究区的地质环境背景,结合区内矿山分布,确定遥感监测方案。
2)遥感影像选取高分辨率卫星影像(QuickBird或SPORT)数据。
3)通过遥感影像对矿产开采区侵占土地、植被破坏、固体废物堆放、尾矿库分布、采空区地面沉陷、滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害、矿产开发引发的水土流失和土地沙化、矿区地表水体污染、土壤污染等矿山环境地质问题进行解译和判读。
4)收集研究区1∶10000地形图数据,将遥感影像配准到地形图上,采用目视解译、人机结合解译和计算机自动提取等方法将解译的内容按实际规模大小标在地形图上,并填写遥感解译记录表。
5)对卫星监测数据进行实地验证,总结遥感监测技术方法,开展技术交流,对于各种监测方法的精度、优缺点进行比较,对各种监测技术方法进行总结及成果推广。提交年度成果和成果审查。
(四)应急监测
矿山地质环境应急监测适用于湖南省采矿因素引发的重大突发地质灾害事件和矿山地下水污染事件。
1.应急监测响应分级
对应地质灾害和地下水污染事件分级,应急响应分为特大(Ⅰ级响应)、重大(Ⅱ级响应)、较大(Ⅲ级响应)和一般(Ⅳ级响应)四级。市、县分别负责较大(Ⅲ级)与一般事件(Ⅳ级)应急监测工作。特大(Ⅰ级)与重大(Ⅱ级)由省应急监测指挥部决策并指挥省级地质环境监测机构实施。
2.应急监测响应程序
省应急监测指挥部接到特大(Ⅰ级)与重大(Ⅱ级)突发性矿山地质灾害和地下水污染事件信息并确认需要监测的,立即向省政府和国土资源部报告,启动并实施应急监测预案。
3.应急监测组织
成立应急监测指挥部,设立应急监测中心,应急监测中心下设现场调查组、监测组、技术分析组、综合管理组、后勤组等五个工作组。
应急监测中心接到指令后立即启动应急监测工作,组织各工作组迅速赶赴现场开展应急监测工作,各工作组的任务职责如下:
1)现场调查组与监测组:立即赶赴现场开展调查,根据灾害事件的形成条件,制定监测方案,圈定监控范围、布置监测网点、监测项目、监测方法,制定应急监测实施方案并交技术组审核。监测人员按应急监测实施方案进行监测。
2)技术分析组:根据现场情况和技术条件及时审核应急监测实施方案并报上级批准后,交现场监测组实施,提出应急对策建议和方案,编制应急监测报告交综合管理组。
3)综合管理组:组织、协调所有人员按其职责开展应急工作;及时接转电话和传送文件、报告,认真做好值班记录,保持24小时联络畅通。及时向上级有关部门报告应急调查结果、应急监测结果、事态进展、发展趋势、处置措施及效果等情况。
4)后勤保障组:负责调度车辆运送应急监测人员、设备和物质,做好后勤保障以及现场监测人员的安全救护工作;开展摄影、摄像和信息编报工作。
4.应急监测处置
(1)信息接收
省应急监测中心综合组设专人专线电话负责全省矿山地质环境突发事件的信息接收,并及时向省应急指挥部报告。
(2)应急监测
1)向地方指挥部提出开展群测群防的建议。发动群众,针对应急监测对象以及毗邻区域开展群测群防监测。定期目视检查地质灾害体有无异常变化,如建筑物变形、地面裂缝扩展及地下水异常等;利用简易工具,采用埋桩法、埋钉法、上漆法或贴片法等监测裂缝变化。
2)对险情重、规模大、表象识别困难的滑坡体,结合目视监测和简易监测,布设专业监测网观测地质灾害体的动态变化情况,监测周期尽可能加密。专业监测对象以表层位移和地下水地表水为主。在阻滑段或者滑坡周缘的扩展部位,采用激光扫描、定点测量等方法,监测关键位置的位移及其变化情况。
3)对矿山地下水污染事件,应急监测有毒有害物种类、含量变化过程,水质状况变化过程、污染范围;污染事件造成河流严重污染导致下游地下水遭受严重威胁或污染的,说明污染水体前锋入境、污染水体过境和出境过程及有毒有害物含量变化过程。
5.信息报送
(1)报告时限和程序
确认发生特别重大(Ⅰ级)与重大(Ⅱ级)突发性矿山地质灾害事件后,应急监测指挥部立即向省政府和国土资源部报告有关应急监测信息。
(2)报告方式与内容
突发的矿山地质灾害和矿山地下水污染事件应急监测报告分为初报、续报和监测结果报告三类。
1)初报从发现事件后起4小时内上报,初报主要内容包括:突发灾害事件发生的时间、地点、灾害类型、受害或受威胁人员情况等初步情况以及初步采取的防范措施、应急监测对策和预期效果。
2)续报在查清有关基本情况后随时上报,续报内容是在初报的基础上,根据应急监测进程,报告有关确切数据、事件发生的原因、过程、进展情况、采取的应急措施和效果。
3)监测结果报告在事件处理完毕后上报,采用书面报告的形式,在总结初报和续报的基础上,详细报告下列内容:应急监测项目、监测频率、监控范围、采取的监测技术方法、手段等应急监测方案;应急监测预警技术所确定的关键地段,选定的预警模型与判据,校验复核;灾害体的成因、变化数据,变化趋势、危害特征、社会影响和后续消除或减轻危害的措施建议;对应急监测实施方案、采取的应急对策、措施和效果进行评价,总结经验教训。
三、矿山地质环境监测方法
(一)矿山地质灾害监测方法
1.地面塌陷
矿区塌陷面积较大的,采用遥感技术监测;重点矿区采用高精度GPS、钻孔倾斜仪、全站仪等监测;其他采用人工现场调查、量测。具体方法为:
1)地面和建筑物的变形监测,通常设置一定的点位,用水准仪、百分表及地震仪等进行测量,或可采用埋桩法、埋钉法、上漆法、贴片法等进行简易监测。
2)塌陷前兆现象的监测内容包括:抽、排地下水引起泉水干枯、地面积水、人工蓄水(渗漏)引起的地面冒气泡或水泡、植物变态、建筑物作响或倾斜、地面环形开裂、地下土层垮落声、水点的水量、水位和含沙量的突变以及动物的惊恐异常现象等。
3)地面、建筑物的变形和水点的水量、水态的变化,地下洞穴分布及其发展状况等需长期、连续地监测,以便掌握地面塌陷的形成发展规律,提早预防、治理。
4)采用测距仪或皮尺测量塌陷区面积、塌陷坑最大深度、直径等;现场调查塌陷坑数量及危害程度。
2.地裂缝
主要监测方法有大地测量法、GPS全球定位系统、简易人工观测、应力计、拉杆、光栅位移计自动监测等技术。
人工现场调查,现场调查地裂缝数量及危害程度,测量采集数据。测距仪、罗盘和皮尺测量最大地裂缝长度、宽度、深度、地裂缝走向;最大裂缝处两侧埋水泥墩、钢筋桩。
3.地面沉降
人工现场测量采集数据。重点矿山采用现场埋设基岩标自动监测,其他采用高精度GPS监测。
4.崩塌、滑坡
人工现场调查、测量采集数据。一般采用GPS定位(坐标、高程),测距仪和皮尺测量崩塌、滑坡体积,现场调查崩塌、滑坡数量及危害程度;对于危害严重的或大、中型规模的崩塌、滑坡隐患体由矿山企业监测其空间位移变化,具体方法根据实际情况确定。
滑坡裂缝采用的简易监测方法有埋桩法、埋钉法和贴片法。
埋桩法:如图7-11,在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩,用钢卷尺测量桩之间的距离,可以了解滑坡变形滑动过程。
埋钉法:如图7-12,在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子,通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。这种方法对于临灾前兆的判断非常有效。
贴片法:如图7-13,在横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片,如果纸被拉断,说明滑坡发生了明显变形,须严加防范。与上面三种方法相比,这种方法是定性的,但是,可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。
5.泥石流
泥石流监测采用测距仪和皮尺测量潜在的泥石流物源方量、现场调查泥石流易发区数量、危险程度;对于危害严重的或大、中型规模的泥石流易发区,由矿山企业监测降雨量大小与冲刷携带物体积,具体方法根据实际情况确定。
监测的目的和任务是为获取泥石流形成的固体物源、水源和流动过程中的流速、流量、顶面高程(泥位)、容重及其变化等,为泥石流的预测、预报和警报提供依据。监测范围包括水源和固体物源区、流通段和堆积区。泥石流的监测方法,在专门的调查研究单位已采用电视录像、雷达、警报器等现代化手段和普通的测量、报警设备等进行观测。如目前国内采用超声波泥位计对泥位进行监测的方式取得了较好的效果,图7-14。
图7-11 埋桩法监测示意图
图7-12 埋钉法监测示意图
图7-13 贴片法监测示意图
图7-14 泥石流泥位自动监测装置
群众性的简易监测,主要应用经纬仪、皮尺等工具和人的目估、判断进行,简易监测的主要有以下对象与内容。
(1)物源监测
1)形成区内松散土层堆积的分布和分布面积、体积的变化。
2)形成区和流通区内滑坡、崩塌的体积和近期的变形情况,观察是否有裂缝产生和裂缝宽度的变化。
3)形成区内森林覆盖面积的增减、耕地面积的变化和水土保持的状况及效果。
4)断层破碎带的分布、规模及变形破坏状况。
(2)水源监测
除对降雨量及其变化进行监测、预报外,主要是对地区、流域和泥石流沟内的水库、堰塘、天然堆石坝、堰塞湖等地表水体的流量、水位,堤坝渗漏水量,坝体的稳定性和病害情况等进行观测。
(3)活动性监测
泥石流活动性监测,主要是指在流通区内观测泥石流的流速、流位(泥石流顶面高程)和计算流量。各项指标的简易观测方法如下:
1)观测准备工作。
建立观测标记。在预测、预报的基础上,对那些近期可能发生泥石流的沟谷,选择不同类型沟段(直线型、弯曲型),分别在两岸完整、稳定的岩质岸坡上,用经纬仪建立泥位标尺,作好醒目的刻度标记。划定长100m的沟段长度,并在上、下游断面处作好断面标记和测量上、下游的沟谷横断面图。
确定观测时间。由于泥石活动时间短,一般仅几分钟至几十分钟,故自开始至结束需每分钟观测一次,特别注意开始时间、高峰时间和结束时间的观测。
2)流速观测。
浮标法。在测流上断面的上方丢抛草把、树枝或其他漂浮物(丢物时注意安全)分别观测漂浮物通过上、下游断面的时间。
阵流法。在测流的上、下断面处,分别观测泥石流进入(龙头)上断面和流出下断面的时间。
流速计算。
3)流位观测。在沟谷两岸已建立的流位标尺上,可读出两岸泥石流顶面高程。
4)流量计算。流量可用下式概略计算。
湖南省矿山地质环境保护研究
式中:Qs为泥石流流量,m3/s;Vs为泥石流流速,m/s;As为断面面积,m2。
上面各项观测资料均应做好记录,主要包括观测时间和各种观测数据,并绘制时间与观测值之间的相关曲线和计算有关指标。反映变化情况,作为预测、预报和警报的依据。
(二)矿山占用破坏土地监测方法
1.固体废料场、尾矿库、地面塌陷区、露采场
人工现场调查、测量采集数据及采用遥感监测手段。采用GPS定位、测距仪和皮尺测量固体废料场、尾矿库、地面塌陷区、露采场压占土地面积;现场调查压占土地类型;压占面积较大的重要矿区辅以遥感影像监测其面积变化。
2.矿区土壤污染及水土流失监测
人工现场调查、测量、取样室内分析,辅以土壤污染自动监测仪采集数据及遥感监测。测距仪和皮尺测量土壤污染及水土流失面积;取样分析污染物的种类、含量;现场调查污染土地类型及年土壤流失量;对于重要矿区采用遥感技术监测和人工现场调查、测量相结合的方式进行监测。
(三)矿山水环境监测方法
1.地下水均衡破坏监测
人工现场调查采集数据。采用水位自动监测仪及测绳监测水位变幅;采用GPS定位监测井泉干枯的坐标、高程;现场调查干枯井泉的数量,以及对人、畜、土地的影响和地下水降落漏斗面积。具体做法为定期进行观测,参照国家地下水动态监测方法,监测人员每月逢五逢十对区内泉眼、观测井进行观测,泉点主要是纪录泉水的流量变化情况、是否干枯;观测井主要是纪录观测井水位变化情况。定期对收集的数据进行统计分析,确定地下水位变化趋势,确定采矿活动对区内地下水位超常下降影响范围。
2.废水废液排放监测
现场调查、取样,室内分析。采用流速仪或堰板监测矿坑水、选矿废水、堆浸废水、洗煤水的排放量;定期对矿山对外排放的废水进行水质检测,检查废水的pH、重金属元素、放射性元素、砷等有害组分含量是否达到相关排放标准;定期检查矿山废水影响范围内农作物生长状况、水塘中鱼类活动是否正常。
四、矿山地质环境监测技术要求
1)矿山地质灾害监测应采用专业监测与群测群防相结合的方法。专业监测方法有水准仪、全站仪、GPS及卫星遥感测量。监测网点布设及监测周期应符合《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》(DZ/T0221—2006)和《地面沉降水准测量规范》(DZ/T 0154—1995)的相关规定。
2)土地资源占用破坏监测采用地面测量、卫星遥感测量和土壤取样分析方法。占用土地面积可一年监测一次。土壤污染取样分析应符合《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166—2004)的相关规定。
3)地形地貌景观破坏监测采用地面测量、卫星遥感测量和地面调查方法,可一年监测一次。
4)地下水资源破坏监测采用布点量测和取样分析方法,布点及监测频次应符合《地下水动态监测规程》(DZ/T0133—1994)规定。
五、矿山地质环境监测成果应用
(一)矿山地质环境监测成果
矿山地质环境监测应形成如下成果:
1)单个矿山地质环境监测表、监测半年报、年报;
2)省、县两级矿山地质环境监测汇总表及监测网络图;
3)省、县两级矿山地质环境监测半年报、年报;
4)省、县两级矿山地质环境监测通报。
(二)成果应用
1)作为行政机关掌握全省矿山地质环境的资料依据;
2)作为行政主管部门奖励、处罚矿山企业或督促、安排矿山地质环境恢复治理的依据;
3)作为相关政策制定、规划编制的依据;
4)作为相关科研工作的资料依据。
㈥ 泥石流预警主要根据什么
泥石流的预测预报是防灾减灾的重要依据,预报的指标主要包括其空间、时间、规模、危险性和发生时间等内容。首先要了解当地的地形地貌、地质构造、岩土性质、降水情况、集水面积,认识和掌握泥石流灾害的发生发展规律,调查搜集历史灾害信息。
泥石流分布的不均匀性是由其地形特征、地质条件和降水特征所决定的。通过对泥石流形成条件调查的历史资料分析,绘制泥石流的发育分布图,包括对工作区域地层岩性、地形地貌、地质构造、流域规模等的调查分析,估算流域内的物质规模,对泥石流发育程度和潜在可能性进行区域的划分。
泥石流预报往往指短期预报,中长期的预报大多是根据已有历史资料分析的大致周期,结合空间预报进行的。大部分泥石流的暴发与降水总量和强度密切相关,因此可以通过气象预报间接对泥石流进行预报。如成昆铁路四川境内,日降水量超过50毫米时,可作为泥石流暴发的激发指标。由于地形、地质条件的差异,不同地区的标准也不一样。东南沿海地区日降水量达到100毫米以上时,才可能发生泥石流,而在西北地区,达到25毫米以上就可能发生灾害性泥石流。
此外,综合地形棚坦纳坡度、固体物质储量和降水量三个因素的组合,也可进行泥石流预报。中国从链没20世纪70年代以来就开展了利用降水进行泥石流预报的研究工作,并从80年代开始多次成功预报泥石流灾害。
泥石流摩擦、撞击沟床而引起的声波,以岩石等介质传播,称为泥石流地声。泥石流地声其实是一种振动,它随着泥石流的流动而产生,又随着其堆积而终止。它与其他振动波一样,具有独特的振动频率、波形。如果能将泥石流地声与其他不相关的振动区别开来,并测出其参数,就能通过监测仪器实时预报泥石流的前期发展,测量其暴发状态。中国的地质科学家从20世纪80年代开始研制泥石流遥测地声警报器,通过多次泥石流的现场实测数据,研制出可遥测2.8千米范围、提前10分钟预报的警报器,成功预报了多次破坏性信配泥石流。随着科技的不断发展,泥石流遥测地声警报器、超声泥位计这样的新型监测预警设备也已应用到泥石流的预报中来,大大提高了预报的精确度和实效性。
㈦ 地质灾害监测仪器设备研发
一、内容概述
从近10年在地质灾害监测仪器领域取得的成果中选择了以下几种作为代表。
1.地质灾害多参数采集传输仪
地质灾害多参数采集传输仪是针对国内地质灾害监测行业的现状,参考了国内外广泛应用于地质灾害监测领域的多种工作模式的优缺点,以此为基础研制完成的,可以连接的传感器有拉杆式位移传感器、拉绳式位移传感器、磁致伸缩位移传感器、地声传感器、雨量传感器、含水率传感器、水位传感器、泥位传感器、倾斜传感器等。通过对这些传感器的组合搭配,可分别应用于监测空敬轿滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降等领域;采集的数据通过中国移动的GPRS网络以TCP/IP模式传输到后端的数据监控中心服务器显示存储,如果现场没有GPRS信号,可以通过北斗卫星以短报文模式进行数据传输,系统框图见图1,实物见图2。
图1 地质灾害多参数采集传输仪框图
主要技术指标:
1)采样方式:定时采集,可远程设置采集时间;
2)模拟输入通道:4路;
3)A/D分辨率:等效16位;
4)数字输入输出通道:雨量开关量输入及报警开关输出;
5)工作温度:-30~50℃;
6)传输模式:中国移动GPRS或北斗卫星短报文;
7)供电电压:直流12V,交直流两用供电。
图2 地质灾害多参数采集传输仪主机及配套传感器
2.滑坡预警伸缩仪和裂缝报警器
这两种仪器主要是监测裂缝变化,在达到预设的报警阈值时发出避险警报,可以替代人工的巡视巡查,应用于滑坡、崩塌的地面或房屋裂缝的监测。滑坡预警伸缩仪的工作原理见图3,裂缝报警器的工作原理见图4,实物见图5。
图3 滑坡预警伸缩仪原理框图
主要技术指标:
1)监测范围:滑坡预警伸缩仪为0~1000mm,裂缝报警器为0~100mm;
2)监测精度:都是1mm;
3)A/D分辨率:等效于16位;
4)报警声压:滑坡预警伸缩仪为105dB,裂缝报警器为100dB;
5)供电电压:滑坡预警伸缩仪为12V碱性电池,裂缝报警器为3V碱性电池。
滑坡预警伸缩仪在利用报警器报警的基础上,又增加了利用无线开关量模块进行远程报警的功能,在居民点布设的主机可以接收多个滑坡预警伸缩仪发来的报警信号,实物见图6。
图4 裂缝报警器原理框图
图5 滑坡预警伸缩仪和裂缝报警器
3.分布式电导率地稿做质灾害监测装置
分布式电导率地质灾害监测装置主要应用于海水入侵监测,通过对海水入侵观测井内不同深度井液的电导率数值的采集,利用水的电导率与含盐量呈线性关系,根据电导率数值与电极所在的井深,确定咸淡水的分界情况,方便、快捷、准确地完成对海水入侵这类地质灾害状况的监控。
分布式电导率地质灾害监测装置由主机、电缆、分布式测量电极组成。在一个观测井内布设30个测量电极,电极间距1m,每一个电极通过继电器连接在主机的数字输出引脚上。主机在定时时间到后控制30个继电器按顺序分时通断30个电极,通过AD采集的数据存入主机的存储器,在后续处理中以曲线形式表达监测效果,系统框图见图7,工作示意见图8,实物见图9。
图6 具有无线报警功能的滑坡预警伸缩仪
图7 分布式电导率地质灾害监测装置框图
图8 分布式电导率地质灾害监测装置工作示意图
图9 分布式电导率地质灾害监测装置
主要技术指标:
1)电导率监测范围:500μs/cm~0.3s/m;
2)测量精度:1%;
3)供电电源:直流12V,交直流两用供电;
4)工作环境温度:-5~+40℃;
5)电极最大控制范围:24m。
4.泥石流监测分析预警装置
图10 泥石流监测分析预警装置框图
图11 泥石流监测分析预警装置
开展泥石流预警研究,获取准确可靠的数据是关键。泥石流监测分析预警装置是根据泥石流特征的主要参数设计的,泥石流地声信号具有较低的频率,而且其信号卓越频率较其他频率成分(环境噪音)高出许多,为我们检测识别信号提供了有利条件。泥石流地声信号的强度(幅值)与泥石流规模成正比,可以通过泥石流地声数据的采集分析来确定规模,根据规模程度进行预警。通过对泥石流地声的强度、频率范围和延续时间三要素的采集分析能初步摸清泥石流地声的活动特征、分布规律、发展趋势斗肆,提供有效的预防和预警技术方案,促进泥石流防灾能力的提高,为地质灾害监测预警提供技术方法支持。系统框图见图10,实物见图11。
主要技术指标:
1)A/D分辨率:等效12位;
2)采样间隔:10~50μs;
3)频带:1~500 Hz;
4)程控放大器增益:5~1000倍程控可调;
5)通道数:3路传感器信号,采用MSD-BUS协议;
6)工作环境温度:0~+40℃;
7)供电电源:直流8~28V,交直流两用供电。
5.分布式地质灾害监测采集传输仪
目前研制并应用的地质灾害监测仪器主要是通过线缆连接前端的传感器,主要缺点是架线比较困难、连接的传感器数量有限,不适合地形复杂、要求监测点多的监测环境。分布式地质灾害监测采集传输仪在物理层和MAC层采用了IEEE802.15.4协议,在网络层采用了ZigBee协议,进行了降低功耗和简化路由算法的工作,有效地增加了传感器数量,相对于有线方式具有很大的优越性。仪器系统框图见图12,实物见图13。
图12 分布式地质灾害监测采集传输仪框图
主要技术指标:
1)A/D分辨率:等效16位;
2)组网规模:1个主机和10个采集器;
3)无线协议:780MHz,符合ZigBee规范的网状网拓扑结构;
图13 分布式地质灾害监测采集传输仪
4)采集器供电:3.6V电池;
5)主机供电:直流12V,交直流两用供电;
6)工作环境温度:-20~+40℃。
6.地质灾害群测群防预警信息管理系统
地质灾害群测群防预警信息管理系统包括单机版、B/S版、宣传网站、C/S(三维)版。单机版系统是基于VB+MapObject组件的开发模式研发的,地图格式为shp格式,主要用于群测群防基本信息的录入和管理,软件见图14。
图14 地质灾害群测群防预警信息管理系统单机版软件
B/S版系统是基于网络开发的,应用了超图公司SuperMap is.net平台的二次开发功能,通过网络实现了监测数据实时查询、群测群防体系管理、根据权限进行数据录入、群测群防两卡一表录入查询等管理功能,极大地方便了地方管理人员对于灾害点和群测群防点的管理,软件见图15。
地质灾害群测群防监测信息网是为了群测群防监测技术研发与示范项目的成果展示和仪器宣传而开发的网站。网站通过新闻、项目概况、仪器介绍、科普等栏目对项目的主要成果和地质灾害监测的重要性进行宣传。计划在未来实现对地质灾害监测类工作的统一宣传工作,软件见图16。
图15 地质灾害群测群防预警信息管理系统B/S 版软件
图16 地质灾害群测群防预警信息管理系统网站软件
C/S版(三维)是在之前的B/S版本的工作基础上研发的,系统基于iTelluro三维地理信息组件,在三维环境下实现了地质灾害、预警预案、群测群防、监测信息的一体化管理,基于插件式二次开发接口,可快速实现防治决策、综合管理等定制业务,软件见图17。
图17 地质灾害群测群防预警信息管理系统C/S 版软件
二、应用范围及应用实例
1.示范区应用情况
图18 水富县火车站安装的地质灾害多参数采集传输仪
图19 大关县职业中学安装的分布式地质灾害监测采集传输仪
以上研制的仪器均已在云南昭通市示范区内得到应用,在水富县布置了3套地质灾害多参数采集传输仪,用于监测雨量、位移、含水率参数(图18);在水富县、盐津县、大关县安装了滑坡预警伸缩仪150个、裂缝报警器300个、泥石流监测分析预警装置3套;在大关县职业中学安装分布式地质灾害监测采集传输仪一套(图19);分布式电导率地质灾害监测装置在河北南戴河及山东昌邑的海水入侵观测孔进行了监测(图20);地质灾害群测群防预警信息管理系统在云南省昭通市进行了示范应用,对云南省昭通市主要县区的地形图及影像图进行了编辑处理,已录入灾害点882个、专业监测点8个。
图20 河北南戴河安装的分布式电导率地质灾害监测装置
2.推广情况及效果
1)在2008年的汶川震后重建工作中,为汶川灾区生产滑坡预警伸缩仪5000套、裂缝报警器85000套(图21);在青海玉树震后重建工作中,安装了滑坡预警伸缩仪40套;在四川安县、云南昭通市成功预警预报4次(图22)。
图21 为汶川灾区生产组装了9万套裂缝报警器、滑坡预警伸缩仪及配套设备
图22 报警材料
2)地质灾害多参数采集传输仪,在四川康定地区安装了7台(图23),四川中江县冯店垮梁子滑坡安装了2 台(图24),舟曲灾后恢复重建防治规划区地质灾害监测预警(二期)安装了73台(图25),重要地质灾害隐患监测示范(辽宁)16台(图26),目前均工作正常。
3)泥石流监测分析预警装置在北京怀柔幽谷深潭及门头沟矿区安装了6套(图27),在四川康定地区安装了9套(图28),目前均工作正常。
3.应用前景
地质灾害的破坏力巨大,对人类的生命财产及人类赖以生存和发展的资源与环境造成危害和破坏。这些仪器的推广不仅能使开发单位产生良好的经济效益,更重要的是通过应用,对地质灾害进行及时预警,可最大程度地减轻人民群众生命财产的损失和对环境的破坏,这个价值是无法用经济指标估量的。按照这种运行模式可以使有限的资金发挥最大的社会经济效益。
图23 四川康定现场
图24 四川冯店垮梁子现场
图25 甘肃舟曲现场
图26 辽宁现场
图27 北京怀柔现场
图28 四川康定现场
三、推广转化方式
1.申请专利保护知识产权
泥石流监测分析预警装置已经获得发明专利,见图29;地质灾害多参数采集传输仪、滑坡预警伸缩仪和裂缝报警器已经获得实用新型专利,见图30至图32;地质灾害群测群防预警信息管理系统已经获得计算机软件著作权,见图33;分布式电导率地质灾害监测装置和分布式地质灾害监测采集传输仪的发明专利已经通过了初审。
图29 泥石流监测分析预警装置发明专利证书
图30 地质灾害多参数采集传输仪实用新型专利证书
2.培训、宣传与交流
在汶川震后重建工作中,进行了大量的现场培训指导工作(图34);群测群防项目所研发的9项技术设备和软件在2008年科技部发布的《南方地区雨雪冰冻灾后重建实用技术手册》和国家减灾委及科技部抗震救灾专家组编《地震次生灾害应急实用技术手册》中列为代表国土资源部的9个地质灾害防治实用技术;2009年3月,全国地质环境工作会议上做了宣传报告对群测群防监测预警仪器展览;2009年5月,云南地质灾害防治工作会议上做了宣传报告并对仪器安装维护应用进行了培训;2009年7月,全国地质灾害汛期防治会议上发放了群测群防仪器宣传材料;2009年7月,协办昭通市地质灾害群测群防交流培训会,编写了群测群防知识宣传手册和群测群防监测预警系列仪器的使用说明书、录制了群测群防知识宣传视频节目;2009年9月,河北省地质灾害防治会议上做了宣传报告,对仪器安装使用维护进行了培训;2009年10月,全国地质灾害应急防治会议(长沙)上做了专题报告及仪器展示;2009年11月,国土资源部开展了黄石地质灾害应急演练,这些仪器参加了演练;2009年12月,东南亚国际滑坡会议上做了多媒体报告、仪器展示、并发表论文“低成本监测报警系统在中国的应用”。
图31 滑坡预警伸缩仪实用新型专利证书
图32 裂缝报警器实用新型专利证书
图33 地质灾害群测群防预警信息管理系统计算机软件著作权证书
图34 灾区安装培训指导
技术依托单位:中国地质调查局水文地质环境地质调查中心
联系人:张青曹修定
通讯地址:河北保定七一中路1305号
邮政编码:071051
联系电话:0312-5908718
电子邮件:[email protected]
㈧ 泥石流监测方法
泥石流野外观测是指对自然界实地发生着的泥石流各要素进行实测,获取泥石流原型的各种物理量,并根据泥石流组成与运动规律进行研究,以揭示泥石流现象的本质和机理。
6.4.1泥石流观测的一般方法介绍
6.4.1.1选线建站
勘选泥石流观测站址,首先应选择每年发生足够多的泥石流场次的流域建站,以满足观测的需要,且要有良好的交通、电力、通讯等设施和生活条件。站址一般选在流域下游流通堆积段附近,以能控制整个输出信息。同时建站应需要充分考虑到整个控制整个流域必要的观测断面,观测点的布设,以达到观测的同步性、连续性。
6.4.1.2流域背景资料分析
1)流域背景资料的收集
流域自然环境的变迁,包括自然界本身的变化和人为因素的影响而产生的环境的变化。
(1)流域水文、气象;
(2)流域地质地貌背景资料;
(3)流域内社会、人文、经济活动;
(4)流域内自然资源。
2)流域及邻近地区历史上各种自然灾害、人为灾害调查
(1)地震;
(2)暴雨、冰雹、高温等灾害性天气;
(3)滑坡、山崩、雪崩、冰崩等事件;
(4)山洪;
(5)森林火灾;
(6)重大经济活动及其对流域环境的影响。
6.4.1.3泥石流观测的内容
1)形成区固液两相物质来源控制性测量
(1)水文气象
(2)滑坡及其变形观测:对流域内补给泥石流物源的重要滑坡进行检测是十分必要的,其仪器设备有:滑坡位移计、倾斜仪、孔隙水压力计、定位桩等。
(3)地下水观测:流域源头区地下水活动对泥石流形成具有重要作用,通常采用测井和泉水露头进行观测。
(4)土壤含水量观测:尤其是饱和含水量对土壤有重要作用,用剖面取样分析方法或土壤含水量计进行测试。
2)运动要素观测
泥石流运动过程和各种运动要素的观测是泥石流观测试验的重点。观测段选在较顺直的流通区,布设2~3个测量断面。
(1)选择断面:各断面间距20~200m,视具体情况而定,选定断面后对各断面的几何特征进行测量。其横向特征表示水深与断面积的关系,纵向特征表示沟床总比降。每次泥石流过后,若断面有较大的变化,必须反复施测。
(2)龙头流速测量:通常用秒表记录龙头通过两个已知距离断面的时间,就可得到龙头的平均速度。
(3)泥位、泥深:超声水位计用于施测泥石流流面高程。龙头泥面高程与泥石流发生前沟底调和之差,即为龙头高度。龙头高度并不代表泥石流整个过程的泥深,因为沿阵流泥深变化太大,龙头泥深最大,龙尾泥深为零。
(4)表面比降:泥石流为非恒定、非均匀流动,因而其泥面比降的测量十分必要。
(5)整个过程的量测:泥石流从形成后,运动到堆积扇上散流或流经堆积扇进入主河的全过程观测。
3)样品分析
(1)密度和含水量;
(2)颗粒分析;
(3)化学成分和胶体成分分析;
(4)流变试验。
4)沟床变形测量
泥石流沟床具有大冲大淤的特点,往往一次泥石流过后,沟床面目皆非,这对工程设计具有重要意义。通常在一次泥石流过程前后多次测量,以比较沟床不同部位的冲淤变化。
5)物理力学特征值的量测
主要有泥石流冲击力测试和声学性质测量。
6.4.2泥石流观测的主要方式
一般说来,泥石流的发生具有两个基本条件:充沛的固体物质和大量与一定强度的降雨。充沛的固体物质指在沟道内有大量的松散固体物质,包括降雨时崩塌,滑坡提供的固体物质带动形成泥石流;坡面大量固体物质运动(滑坡或坡面泥石流)到沟道并在沟道中形成泥石流;滑坡形成土坝,水流将土坝冲开形成溃坝泥石流。根据泥石流的形成基本条件,结合对降雨量的观测,降雨强度和降雨历时的分析,给出泥石流暴发的临界条件,从而预报泥石流的发生。
不同地区有不同的地理、地貌和地质特点,泥石流暴发的临界降雨指标也会不同。因此,输油气管道所处小流域泥石流环境发生条件与背景的调查,确定对泥石流暴发的临界降雨指标,是管道泥石流监测的两大主要内容。
6.4.2.1降雨观测
在泥石流形成区设立雨量站。尽可能地搜集一次雨量过程等雨量历时资料,为最终确定泥石流发生的降雨阈值提供基础条件。
6.4.2.2泥石流暴发的临界降雨指标的研究确定
一般来说有关泥石流的降雨观测,特别强调对24小时降雨量的观测,而24小时雨量观测中又强调3小时降雨量的观测。而0~3小时,特别是10分钟和1小时的雨量观测是泥石流降雨观测中的重点。通过对不同降雨条件发生泥石流的研究,确定泥石流暴发的临界降雨指标。
6.4.3泥石流预警观测
研究表明,泥石流在启动和运动过程中都会发生次声信号,这种次声信号是泥石流发生过程中一种特有的信号,因此,用次声警报器来监测捕捉这种信号,进而对泥石流发生作出预警是非常有效的。
泥石流次声警报器是中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所历经10年研制而成,经1995年以来数十次泥石流事件应用无一漏报、错报,已申请专利并获得批准(专利号ZL01256480X),目前该设备已用于委内瑞拉、西班牙及我国四川、云南、台湾等地的泥石流观测。
㈨ 土壤和地下水检测常用的仪器设备有哪些
常用的土壤检测仪器有:
1、土壤墒情检测仪:检测土壤中温度水分盐分PH参数,广泛应用于气象、环保、农林、水文、军事、仓储、科学研究等领域。
2、土质检测仪:检测记录土壤温度、土壤水分、光照度,土壤pH 四个参数,含4个参数传感器。
3、四合一土壤检测仪:检测土壤酸碱度,温湿度,光照度的仪器
4、多参数土壤检测仪:显示土壤水分、土壤温度、土壤盐分、土壤原位PH、空气温湿度、露点值、降雨量
5、土壤水分检测仪:测量各种土壤原料等水分
6、土壤酸度检测仪:快速测量土壤的PH值
7、土壤温度测定仪:快速测量土壤中的温度值
8、土壤盐度速测仪:快速测量土壤中的盐分含量
9、便携式土壤氧化还原电位仪:可测量氧化还原电位(Eh)、mV、pH、温度
10、土壤紧实度测量仪:野外测量土壤的紧实度
11、土壤重金属检测仪:同时检测钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、铟、锡、锑、铪、钽、钨、铼、铂、金、铅、铋、镁、铝、硅、磷、硫元素
12、指针式土壤张力计:用于测定土壤张力
13、土壤氡检测仪:测土壤中氡气含量
14、功能型土壤养分测定仪:土壤养分:铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、有机质、全氮、pH值、水份、碱解氮等九项;中微量元素:钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜、氯、硅等。
肥料养分:单质化肥中的氮、磷、钾; 复(混)合肥及尿素中的铵态氮、硝态氮、磷、钾、缩二脲; 有机肥中速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、有机质,各种腐植酸、微量元素(钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜、氯、硅)等。
植株养分:植株中的氮素、磷素、钾素;硝酸盐、亚硝酸盐;钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜、氯、硅等项。
烟叶养分:全氮、全磷、全钾、还原糖、水溶性总糖、硼、锰、铁、铜、钙、镁等20项
15、高智能多参数土壤肥料养分检测仪:土壤、肥料、作物、食品中,铵态氮、有效磷、速效钾、有机质、碱解氮、硝态氮、全氮、全磷、全钾、有效钙、有效镁、有效硫、有效铁、有效锰、有效硼、有效锌、有效铜、有效氯、有效硅、有效钼、土壤硒、土壤铅、土壤砷、土壤镉、土壤铬、土壤汞、土壤镍、土壤铝、土壤钛、土壤氟、pH、含盐量、水分等
16、高智能测土配方施肥仪:土壤:水分、pH、含盐量、铵态氮、有效磷、速效钾、有机质。
可扩展检测:土壤:碱解氮、硝态氮、有效钙、有效镁、有效硫、有效铁、有效锰、有效硼、有效锌、有效铜、有效氯、有效硅、全氮、全磷、全钾。
17、土壤有机碳检测仪:土壤养分:有机碳;直接检测,无需换算。
可扩展检测:碱解氮、硝态氮、铵态氮、有效磷、有效钾、有机质、速效磷、速效钾、全氮、pH值、水份、酸碱度。中微量元素:钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜、氯、硅等。重金属:铅、铬、镉、汞、砷等)。
地下水检测常用仪器设备有:
地表水、地下水、城市污水及工业废水通常会检测余氯、总氯、化合氯、二氧化氯、溶解氧、氨氮、亚硝酸盐、铬、铁、锰、色度、浊度、悬浮物等多项指标,检测不同指标用到的仪器也不一样,水质检测常用的仪器有:
1、COD测定仪:衡量水中有机物质含量多少的指标,量越大污染越严重
2、BOD速测仪: 检测水中的生物化学需氧量(BOD)
3、氨氮检测仪:测量水中的氨氮,氨氮含量较高时,对鱼类则可呈现毒害作用。
4、总磷快速测定仪:用于总磷的检测,过量磷会使湖泊发生富营养化和海湾出现赤潮
5、总氮检测仪:检验污水中总氮含量的智能仪表
6、红外测油仪:针对地下水、地表水、生活污水和工业废水中石油类和动植物油含量及餐饮业油烟浓度的测定及检测
7、COD/氨氮/总磷/总氮多参数测定仪:检测水中的COD/氨氮/总磷/总氮指标
8、COD/总磷水质测定仪:支持多参数COD、总磷的测定,适用于野外及现场应急检测
9、COD/氨氮/总氮水质测定仪:COD氨氮总磷的水质测定
10、氨氮/总磷/总氮便携式水质测定仪:支持多参数氨氮、总磷、总氮的测定
11、COD/氨氮/总磷/总氮/溶解氧/浊度/色度/悬浮物多参数测定仪:检测水中COD/氨氮/总磷/总氮/溶解氧/浊度/色度/悬浮物
12、污水五参数测定仪:主要测定污水中CODCr、总磷、氨氮、悬浮物、总氮五个参数
13、自来水/污水检测仪:可用于测定饮用水中的浊度、色度、悬浮物、余氯、总氯、化合氯、二氧化氯、溶解氧、氨氮、亚硝酸盐、铬、铁、锰、铜、镍、锌、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐氮、阴离子洗涤剂、臭氧等78参数
14、水产养殖水质分析仪:适用于水产养殖业用水的检测,以便控制水的 PH、亚硝酸盐、氨氮、溶解氧、水温、盐度 达到规定的水质标准
15、游泳池水质检测仪:用于测量游泳池内尿素、总氯、余氯,PH、浊度的检测
16、饮用水快速分析仪:生活饮用水及其水源水中余氯、总氯、二氧化氯和臭氧等35种项目的快速测定
17、多参数水质分析仪:用于测定pH、ORP、钠、铵、氨、氟、硝酸盐、氯、电导率、溶解氧等参数
18、溶解氧测试仪:用来检测水样中溶解氧浓度,以便控制水的溶解氧达到规定的水质标准
19、PH计:用于化工、冶金、环保、制药、生化、食品和自来水等溶液中PH值监测
20、电导率仪:用于科研、教学、工业、农业等许多学科和领域的电导率测量
21、便携式余氯检测仪:适用于大、中、小型水厂及工矿企业、游泳池等地的生活或工业用水的余氯浓度检测,以便控制水的余氯达到规定的水质标准
22、便携式流速流量仪:可作为各类明渠流速、流量和泵站流量的测量计算
23、在线水质监测仪器:COD/氨氮/总磷/总氮在线监测
㈩ 水土保持光电监测仪使用方法
水土保持光电监测仪是一种用于监测土地侵蚀、坡面流水和泥石流等地质灾害的仪器。下面是简单的使用方法:
1. 在使用前,先将仪器组装好并插上电源,然后将传感器放置在需要监测的位置。
2. 按下“开始监测”按钮,启动数据采集。你可以在显示器上看到实时监测数据和监测曲线。
3. 按照实际情况调整仪器灵敏度、预警阈值和监测间隔时间等参数。渗卖
4. 在监测过程中,游喊昌定期检查仪器是神扒否正常运行,及时处理好数据储存和传输问题。
5. 当监测到异常情况时,及时处理相应的地质灾害。