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地质灾害预警工程体系探讨.pdf

地质灾害预警工程体系探讨.pdf

上传者: 再见骆驼铃 2018-01-11 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《地质灾害预警工程体系探讨pdf》,可适用于自然科学领域,主题内容包含lf一年第期水文地质工程地质地质灾害预警工程体系探讨刘传正(全国地质环境监剥总站北京)摘要:本文概述了地质灾害预警工程提出的背景、基本概念、预警工作符等。

lf一年第期水文地质工程地质地质灾害预警工程体系探讨刘传正(全国地质环境监剥总站北京)摘要:本文概述了地质灾害预警工程提出的背景、基本概念、预警工作目标和工作阶段划分。作者把地质灾害预警工程分为空间预警工程和时间预警工程介绍了相应的一些简单实例。提出了地质灾害预警工程的技术工作体系和组织工作体系特别强调了在政府机构统一组织下发挥专业技术人员的作用和积授调动广大群众参与具有同等的重要性。关键词:地质灾害预警工程空间预警时间预警群涮群防中圈分mdashmdash蠢两~i(oDoo。PAbstract:Itissummeduthatconsistsofsomebackgroundbasicconceptgoalandworkingstagesrelatedwiththeforecastingmdashwarningengineeringofgeomdashhazards(FEGH).TheFEGHismadeupoftechnicMsystemandorganizedsysternandcanbedividedintotwotypesbasedonthetimeandspace.Someexamplesareintroduced.Itisemphasizedthatthespeciaistsandtheresidents(citizensorthebroadtarmers)areofequaimportanceattojointheFEGHthroughthegovernmentinditferentlevels.Keyw州s:geomdashhazards}forecastingmdashwarningengineeringspacetorecastingmdashwarningtime{orecastingmdashwarning【。ntotingandpreventionbytheresidents问题的提出一般意义上的灾害预警是指某一灾害发生的地点和时问基本确定尚未威胁到要预警的地区从而向该地区预先发出警报。一般狭义的预警就是指警报而广义的预警则包括了从预测到警报的全过程。地震引起的滑坡可能只有短期预警或无法预警持续暴雨引起的滑坡就可进行常规预警较小的早期滑坡可能预示重大滑坡的随之而来(如长江新滩滑坡)。监测地表运动可以进行灾害发展趋势的预警。地质灾害预警就是一种包括预测与警报的广义ldquo预警rdquo在时间精度上包括了预测(~lOa以上)、预报(月~la)、临报(数日)和警报(数小时)等多个层次每个层次都是一个政府机构、工程技术与公众社会共同参与的综合体系。作为一种综合性的科学概念ldquo地质灾害预警rdquo一词在最近几年才出现但单灾种如泥石流的预警研究则早就开始了如铁路运行中关于泥石流暴发的警报出现于六十年代七、八十年代形成了比较科学的泥石流预警系统(余昆等)。到九十年代出现地区性滑坡泥石流预警系统(李观德)。六十年代国外即收甍日期:作者简介:刺传正(一).男研究员博士从事地质灾害防治理论研究与工程设计。开始了利用设置分层桩的方法进行岩溶地面塌陷监测预警(Jennings。不同精度的滑坡监测预警工作则开展更早。但是这些工作主要局限于科学研究或个别行业尚未成为有组织的社会行为。文明社会的标志之一就是预警与防治各种灾害于前而不是反应于灾害发生之后这已成为关系到国家形象的一条原则。目前洪灾发生的区域预警、警报研究已走在前面雪灾预警已初步建立考虑积雪深度(cm)和积雪维持时间(d)的数学模型(王江山周咏梅等)地震科学预警或预报成功的例子虽然尚少但业已建立了比较完善的观测体系和信息系统。比较起来现实可行的地质灾害预警工作却明显地落后于社会发展要求非常需要尽快建立地质灾害预警工程体系预警工程目标.预警目标与预警阶段划分地质灾害预警工程是一种长期的、持续的、跟踪式的、深层次的和各阶段相互联系的工作而不是随每次灾害的发生而开始和结束的活动。区域地质灾害预警工作和单体地质灾害的预测预报是相互依存的两个方面。如三蛱库区地质灾害监测预警系统的建设就是从区域地质灾害调查评价开始通过建立数据库、典型地点观测或监测站为实现政府职能、制订地区性减灾对维普资讯http:wwwcqvipcom水文地质工程地质年第期策和移民工程建设服务。预警工程不但为紧急状态时疏散人群、转移财物和调动救灾设施或物资等服务.更重要的是在建设规划阶段就开始为避免或减轻灾害作出贡献。预警要使用一种尽可能简单、易于理解、易于接受的语言或方式发布预警包括书面报告或通知、无线电通讯、广播系统、信号旗、扬声器、警报器、钟和通讯员等。要避免预警过度如超过了公众承受能力的长期的持续预警或多次重复的无效预警同时应注意研究地质灾害预警的及时解除问题。地质灾害预警包括地质灾害调查评价(或勘查评价)、观测(监测)系统建设与运行、灾害发展趋势分析会商、预警信息传播和适度的准备反应或防治对策等个步骤相应包括了预测(~la以上)、预报(月~la)、临报(数日)和警报(数小时)等多个层次的多种精度的预警功能(表)。预测是指时间精度较低着重灾害集中发生的区域.预测基础是调查数据预报、临报和警报的时间精度较高必须有系统连续的预测或监测数据和基于正确的区域地质环境分析或地质体变形模式的综合分析。表预警工程的阶段划分TahieWorkingstagesoftheforecastingmdashwarningengineering阶段时间空间方法数据指标措施~O区域评地质调查发育度预测大区域风险度建设规划预舫以上价区瑚数据库危害度一次过监测临界区局部转移或预报月~la小区域程观测数据库间值部准备避难精密仪分析模临报数日局部警戒值搬迁器监测型库精密仪灵敏度紧急警报数小时局部警戒值器监测分析搬迁.预警对象及相关因素()预警对象地质灾害是介于地震与气象灾害之间的一种类型现阶段预警对象主要是:危险性大、稳定性差、成灾概率高、灾情严重的城镇地区威胁户或人以上的居民点可能造成严重后果的工业区可能造成严重经济损失的农业区威胁公路、水路等交通要道者}威胁重要工程设施如核电厂、大坝等威胁重要自然保护区或古文化区()考虑因素重点考虑方面的因素:地形因素:关系着地质灾害发生的空间几何条件由现场调查和测量获得工程地质岩组:决定着岩土体的物理力学性质.特别是水理性质由现场调查和室内试验获得相关资料地质结构:控制着岩土体变形破坏机制和模式由现场调查、测量和室内模拟试验获得相关资料大气降雨特点:是诱发地质灾害的重要自然因素通过气象站、水文站和雨量站等获得资料人类工程经济活动:通过改变地形条件、地质结构和含水状态等加剧或减缓地质灾害的发展趋势。.预警类型理论上地质灾害预警可分为时间预警和空间预警两种类型。空间预警是指在一定条件下(如根据长期气象预报)比较明确地划定一定时间内地质灾害将要发生的地域或地点时间预警是在空间预警的基础上针对某一具体地域或地点(单体)给出地质灾害在某一时段内或某一时刻将要发生的可能性大小。()空间预警基于地质灾害的主要控制因素(如地层岩性、地质结构、地貌形态、地层突变等)和诱发因素(如降雨、地震、冰雪消融、人为活动)开展工作控制因素是基本条件诱发因素在不同地区或同一地区的不同地段常常表现出极大的差异性。如降雨条件下暴雨型泥石流的暴发在不同地区或同一地区的不同沟谷就表现出极不相同的临界雨量如四川南部地区为O~mm/h甘肃南部地区泥石流暴发的平均雨强为lO~mm/lh北京北山地区泥石流暴发的前期雨量为~mm暴雨强度为~mm/lh。有条件时应分别研究预警地区的h降雨强度(H)、小时降雨强度(H)及rain降雨强度(H)等与岩土体饱和状态及滑坡或泥石流复活的关系。泥石流暴发过程与降雨(ram)过程表示为:RcmdashRlR!RRd式中:R。泥石流暴发的一次降雨过程总量:泥石流形成的直接雨量关系堆积物的含水状况R~泥石流暴发的激发雨量Rmdashmdash泥石流暴发的持续雨量决定持续时间和暴发规模R一~泥石流结束后的剩余雨量。l年美国地质调查局(uSGS)和美国气象服务中心(NWS)联合.在旧金山湾地区建立了泥石流预警系统主要是依据降雨强度、岩土体渗透能力、含水量和气象变化作出综合判断预警结果通过气象服务中心进行广播。预警网由部射电遥测雨量器组成报维普资讯http:wwwcqvipcom年第期水文地质工程地质middotmiddot警网。根据山坡岩土体的含水量必须达到某一界限值才l可能在一次降雨过程中发生泥石流一旦达到估测的界限含水量就跟踪监听气象预报经综合分析确定降雨强度使泥石流发生的概率较大时即由气象服务中心(Nws)播报提醒相关地区的公众注意。降雨强度临界值随地区不同而异据研究旧金山湾地区的h降雨量达到.mm时就可能引发大面积泥石流。()时间预警基于地质体稳定状态、诱发因素强度及其持续时间和观测精度等开展工作。时间预警一般是在空间预警的基础上通过专业技术观测系统的理论分析和专家会商报有关管理部门后进行预警。单体地质灾害的时问预警可分为宏观前兆预警和精密监测预警。例如乌江鸡冠岭山崩是由采煤引起的在山崩发生前采煤巷道出现顶板开裂、垮塌和岩爆现象说明洞内地压活动剧烈据此宏观前兆发出预警紧急撤离矿工从而避免了二百余人的伤亡。地质灾害防治工程的施工安全预警主要基于精密监测以保证施工扰动在地质体稳定和施工安全限度的范围之内。例如年施工长江三峡链子崖危岩体煤层采空区防治工程时因开挖量过大造成洞内地压急剧增加整个危岩变形明显由于精密仪器监测系统准确真实地采集了实时的动态数据技术人员及时作出了预警为及时正确调整工程部署、施工程序和施工强度等提供了关键依据。另外采用表面和钻孔深部监测三峡船闸高边坡的开挖与支护也成功地实现过安全施工监测预警预警工程工作体系地质灾害预警工程必须实行双轨运行机制.即应用S(GPS、Rs和GIS)技术为核心的专业调查、监测研究工作与依靠各级地方政府部门组织的群弱群防工作相结合。在此前提下逐步地分阶段建立地质灾害预警工程的技术工作体系和组织工作体系。.预警工程技术工作体系地质灾害预警工程技术工作体系包括地质灾害调查评价与区划、区域GPS控制监测网、重要或典型地区综合监测网、单体地质灾害精密监测网、地质灾害监测信息系统、地质灾害预警分析系统和单体地质灾害预报系统等个方面构成(图)。地质灾害预警工程的成功实施需要长期、系统、规范、完整、准确的基础数据采用计算机处理技术完成地质灾害及其环境信息的动态、多维、多因子采集和多层次、多功能的分析。由于GIS系统提供了由静态到地质灾害监测信息系统地质灾害预警分析系统国家地质灾害预警发布系统圈地质灾害预警技术工作框图Fig.Technologicalframeworkoftheforecastingwarningengineeringforgeomdashhazards动态、定性到定量和区域到个体的综合性研究功能研制以GIS为平台的地质灾害预警与决策支持系统.是地质灾害预警工程的重要内窘()建立重要地区监测预警网主要有:建立目标区GPS控制监测网(三级监测网、三级预警监测)建立城镇区地面综合监测网(二级监测网、二级预警系统主要由GPS点与地面常规监测和自动监控设备等构成)建立重大崩滑灾害单体综合监测网(一级监测网、一级预警系统由GPS点、地面与地下的常规监测和自动监控设备等构成)建立目标区县级地质灾害监测指导站建立目标区县、乡群测群防工作体制。()地质灾害监测预警系统监测预警系统由观测系统(GPS、RS)、存储与分析系统(GGIS与相关数学模型整合)、决策系统(Ps)和实施系统(ES)等个部分组成。具体实施分为个层次即监测信息系统、区域分析预警系统和单体预报模型系统。()地质灾害监测信息系统地质灾害监测信息的采集、存储、管理和检索系统包括目标管理系统、图形系统、数据库管理系统和应用系统个部分。基于MAPGIS或ARCINF平台建立区域地质灾害监测信息分析系统。()地质灾害区域分析预警系统地质灾害的发育有地域性特征根据坡体破坏的临界外力(降雨、水位变化或工程累积作用效应)研究其区域性暴发的阈限值据此进行地质灾害危险性分区进行小区域预警预报。开发典型地质灾害预警软件建立地质灾害监测预警分析系统和预报发布体系。()单体地质灾害预警预报模型监测预警系维普资讯http:wwwcqvipcom水文地质工程地质年第期统的高层次工作是对单体地质灾害发生过程的跟踪预报。单体地质灾害监测预警系统构成是:传感器一微处理采集器(滤波、放大、A/D、定时、存储)一调制解调器一发射接收调制解调器放大PC机显示与输出。以下列地质灾害预报模型为基础开展对比研究。确定性预报模型:极限分析模型斋腾迪孝模型E.HOCK模型流变试验预报模型非确定性预报模型:Verhulst模型灰色系统预报模型协同预报模型突变理论预报模型综合信息模型:黄金分割类比分析.预警工程组织工作体系建立公众报告与专业人员监测研究相结合的工作体制.建立包括乡村群测点、县级监测站、重点地区监测预警研究中心、省级地质环境监测总站和国家地质环境监测总站(预警研究中心)等构成的组织工作体系。县级监测站具体负责县域内乡镇、村、组居民点的地质灾害群测群防工作进行技术指导、监督管理和现场核查工作结语据统计泥石流的专业预报准确率可达~如云南省东川蒋家沟泥石流在l年月~年月间预报准确率为错报漏报l。县级群测群防预警网的准确率达如云南昭通地区滑坡泥石流预警系统于年试运行到l年初年内成功预报了起滑坡泥石流使人幸免于难减灾效益明显而系统建立前预报准确率仅约l。群测群防预警的具体做法是ldquo政府负责站点预警以点带面群测群防rdquo选定预警点培训当地监测员定期出墙报经常以标语、广播进行宣传使群众发现地质灾害前兆时即主动、及时报告。目前正在建设的三蛱库区地质灾害综合监测预警系统是由国家实施的一个比较全面的减轻区域地质灾害的工作体系它的启动和建成将为三蛱地区的防灾减灾发挥重要作用同时为类似地区提供经验。国际上可资对比的例证是美国洛杉矶市年经历暴雨袭击的经验分析证明科学的选址、正确的工程分析和合理的技术规范三者结合可基本上避免滑坡损失而在l年同样的暴雨袭击诱发滑坡却使该市造成重大灾害。我们相信随着公众减灾意识的提高经过各方面的努力我国地质灾害预警工程建设必将取得快速发展并取得显著减灾效益。参考文赫澳尼克.卡特许厚德主译.灾害管理手册M北京:地震出版杜.联台国救灾署办公室编赵勇李宝生译.预防和减轻灾害的社会和社会学问题EM.北京:学术书刊出版社l.吴积善王成华等.中国山地灾害防治工程:M.成都}四川科学技术出版社.余昆等.成昆线南段泥石流预警系统的研制和应用J铁道工程学报()李观簿.昭通地区滑坡泥石流预警系统及其减灾效益分析J.灾害学().:王江山周咏梅等.青海省牧区雪灾预警模型研究J.灾害学()刘传正.三峡库区地质灾害调查评价与监测预警新思维J.工程地质学报。()刘传正张明霞.长江三峡链子崖危岩体防治工程研究J.岩石力学与工程学报。().刘传正等乌江鸡冠岭山崩堵江地质灾害及其防治对策J.水文地质工程地质.()ElO(美)W.J.PetakA.A.AtkJsson向立云。程晓陶等译.自然灾害风险评价与减灾政策M北京:地震出版社.编辑:张明霞middot图书征订middot土钉支护机理与优化设计土钉支护机理与优化设计/秦四清、王建党等著.一北京:地质出版社.本书通过理论分析、试验研究和有限元模拟系统研究了深基坑土钉支护机理、支护结构稳定性以及土钉支护优化设计问题首次将准牯聚力理论用于土钉支护结构的整体稳定性分析首次应用剪滞力理论研究了钉土相互作用问题。井首次从理论上对支护结构中的土拱效应进行了初步的研究。从多角度对土钉支护优化设计问题进行了理论研究。利用有限元方法模拟了深基坑无支护分步开挖与土钉支护分步开挖的应力场、位移场等的变化规律通过分析对比总结了土钉支护的原理。本书定价o元邮另加邮费。邮购者请直接汇款至本刊编辑部。维普资讯http:wwwcqvipcom

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