1 引言
目前地質災害已嚴重制約了整個社會、經濟發展。
根據國土資源部統計,2004年全國發生造成人員傷亡或較大經濟損失的地質災害共976起,因災造成直接經濟損失20.58億元。地質災害因其突發性、不確定性,使人類不能預測或掌握許多地質災害的發生。
中共中央組織部、國土資源部、建設部、教育部聯合召開電視電話會議,決定在農閑時節開展“全國農村地質災害防治知識萬村培訓行動”,以提高農村基層干部群眾地質災害防治意識。本文結合當今流行的GPS技術,用實例談談該技術在地質災害預警中的可行性。
2 監測山體概況
江蘇新沂境內的馬陵山是國家4A級名勝風景區,由峰山、斗山、虎山、黃花菜頂等山組成,群山之中以峰山五華頂為主峰,海拔91.8 m。基底為東海群片麻巖,系沂蒙山余脈,屬中晚生至新生界河湖相砂地質運動堆積而成。測區為暖溫帶濕潤性氣候,年平均氣溫14.0。C,降水量773.5 mm,夏季高溫多雨,滑坡誘因多。距馬陵山鎮鎮區1 km,緊靠宿新(宿遷市一新沂市)公路,交通便利,已覆蓋移動、聯通信號。測區內已有一GPS自制控制點,相當于E級。
3 實施思路
3.1 選擇監測點
將監測目標山體的地形環視完畢,確定監測點,這些點既能反映滑坡體整體變形方向、變形量,又要能反映滑坡體范圍和變形速率,同時完成標石埋設,保證標石穩固,便于測量。埋石的間距應在50 m左右,點位最好呈“S”型布設,埋石點周圍垂直1.5 m上方15。以內無障礙物,以利于GPS觀測。圖1為馬陵山五華頂山體監測點示意圖(h X代表監測點):
3.2 制訂計劃
可先大概推斷出山體滑坡的可能性,確定間斷觀測周期,來平衡觀測頻率與監測效果關系。
如,平時可一月或一季度觀測一次,夏季多雨季節可3天或一周觀測一次。同時,擬定觀測計劃,在作業中編制GPS衛星星歷可見性預報表,選擇最佳觀測時段。
3.3 實施觀測
采用快速動態觀測模式,系統初始化后觀測時問不低于15 s,觀測時點與接收的衛星組成的幾何圖形強度因子PDOP值應小于8,衛星接收機接收衛星數應多于5顆。
4 資料分析與山體滑坡預測
4.1 偏移量比較
經過對比一段時間內的連續觀測數據,利用EX.
CEL自動計算出偏移量,并使用AutoCAD軟件繪出偏移方向示意圖,以此分析山體滑坡的可能性。偏移量AL=[(X1一X2)2+(Y1一Y2)2+(Z1一Z2)2]V2。
表1為只選擇對比性強的兩點的數據(坐標數值只取小數點前4位):
由表1中數據不難看出,監測點hl坐標不斷發生偏移,且趨勢越來越大,出現了滑坡訊息。而h12監測點在扣除誤差因素外,幾乎沒有發生偏移。
4.2 偏移方向判斷
我們在AutoCAD中輸入三維坐標,按照其中三維實體模型,大致描述出監測點的運動方向軌跡,如圖2所示:
經過對h1和周圍相關點的觀測數據分析,h1垂直系列中的監測點均發生了不同程度的位移,且越在上部位移越厲害,因此我們大膽得出結論,hl監測點所在的局部山體將要發生滑坡,并將有關情況通報給相關部門。主管部門派人核實后,果然發現部分山體出現了較大裂痕,隨即進行加固工程,成功避免了一次地質災害的發生。
5 結論
在某些情況下,GPS還不能完全替代常規測量手段,同樣,在地質災害防治中也不可能完全替代測斜儀、裂縫位移監測儀等監測手段。但是,GPS以其時效快、操作簡單、直觀性強等優點必將在地質災害預警中發揮更多的作用。