四川雅安地質(zhì)災害預警示范區(qū)建設重要進展

1、四川雅安地質(zhì)災害預警示范區(qū)建設重要進展（2001-2005年）1. 項目概況1.1項目由來2001年6月16日，中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院以中地環(huán)發(fā)2001114號文下達典型地區(qū)突發(fā)性地質(zhì)災害時空預警示范區(qū)建設的任務書，選定四川省雅安市雨城區(qū)作為區(qū)域地質(zhì)災害預警研究示范區(qū)。“典型地質(zhì)災害體監(jiān)測預測新技術示范推廣”項目（編號：水200202702）選定峽口滑坡開展典型地質(zhì)災害體監(jiān)測預測新技術示范推廣研究。2003年7月，根據(jù)實施項目全國地質(zhì)災害預警系統(tǒng)建設（水2003014）的總體安排，上述2個項目合并，作為一個新的工作項目四川雅安地質(zhì)災害預警示范區(qū)建設繼續(xù)執(zhí)行，項目任務書編號：水200301401，項

2、目計劃時間20032005年，項目協(xié)作單位為四川省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站和雅安市國土資源局。2004年，本項目列入計劃項目“典型地質(zhì)災害監(jiān)測預警與示范治理工程”，下達編號為水2004018-01的任務書。1.2項目總體目標任務選擇雅安市雨城區(qū)建設地質(zhì)災害區(qū)域監(jiān)測預警示范區(qū)，為逐步提高我國地質(zhì)災害監(jiān)測預測技術水平提供示范經(jīng)驗。建設由降雨量自動觀測、斜坡巖土體滲流觀測及遙感監(jiān)測相結(jié)合的區(qū)域地質(zhì)災害監(jiān)測系統(tǒng)，建立基于“3S ”的監(jiān)測預警分析系統(tǒng)，實現(xiàn)對示范區(qū)地質(zhì)災害的空間預測和時間預警預報。對示范區(qū)重點滑坡建立以地表位移、地下位移、地下水和降雨監(jiān)測為主要內(nèi)容的單體滑坡多參數(shù)綜合監(jiān)測系統(tǒng)，揭示滑坡體變形機理

3、，建立預測預報模型。雅安市雨城區(qū)位于四川盆地西部，為四川盆地西緣與青藏高原的過渡地帶。地理座標為東徑102°5145103°126，北緯29°403030°1427。幅員面積1067.31km 2。本區(qū)距成都約130km 。雨城區(qū)為雅安市政治、經(jīng)濟、文化和交通中心，轄12鎮(zhèn)、12個鄉(xiāng)、4個街道辦事處，191個自然村。2001年末雨城區(qū)總?cè)丝?29423人，國內(nèi)生產(chǎn)總值26.95億元。工作區(qū)交通位置圖1.3項目研究技術路線 2完成示范區(qū)地質(zhì)災害監(jiān)測網(wǎng)絡建設和運行2.1 地質(zhì)災害主要誘發(fā)因素區(qū)域降雨監(jiān)測 由于降雨量是示范區(qū)地質(zhì)災害的最主要誘發(fā)因素，因此本項目

4、非常重視對降雨量的監(jiān)測。2002年3月，遙測雨量計共布設儀器20臺（套），初步建立了降雨監(jiān)測網(wǎng)絡。2002年4月1日降雨量監(jiān)測網(wǎng)開始運行，取得了大量降雨量資料。 2005年，優(yōu)化了示范區(qū)降雨監(jiān)測網(wǎng)，在雅安市雨城區(qū)增加了13套華創(chuàng)CAWS-R 型自動雨量計，實現(xiàn)了降雨監(jiān)測數(shù)據(jù)的基于中國移動GPRS 的實時遠程傳輸，為進一步提高預警預報的水平及精度提供了有力支持。2.2 巖土體含水率監(jiān)測本項目開發(fā)研制了巖土層含水量的監(jiān)測儀器，以觀測記錄斜坡巖土體在降雨過程中含水量的變化，從而為研究斜坡巖土體變形破壞的物理力學機理提供基礎數(shù)據(jù)。DZ 型含水率測試儀以時域反射（TDR ）為工作原理，最大相對差值只有0

5、.0011cm3/cm3，測量精度可達3%，測試深度可達10m 。在示范區(qū)的李壩鄉(xiāng)橋溝鎮(zhèn)桑樹坡周永剛家門前空地布設了巖土體含水率監(jiān)測儀，分4層進行測試，實時記錄測試結(jié)果。 DZ 型含水量測試儀1地下探管；2導線；3地面記錄儀；4無線數(shù)傳臺；5筆記本電腦2.3 峽口滑坡多參數(shù)立體監(jiān)測網(wǎng)絡的建設 1.0時間（小時）含水量（）監(jiān)測點第一層第四層含水量隨時間變化曲線 監(jiān)測系統(tǒng)：在峽口滑坡建立了由GPS 、測斜儀、自動水位觀測計、自動位移監(jiān)測儀、排樁、自動雨量計等技術手段組成的地表位移、地下位移、地下水及降雨量多參數(shù)監(jiān)測網(wǎng)絡。開發(fā)了3D 可視化的監(jiān)測信息管理系統(tǒng)。監(jiān)測類型監(jiān)測設備及數(shù)量 后期更新情況雨量

6、監(jiān)測SL1型遙測雨量計1套 自動雨量計（實時傳輸）2套GPS （第一期16個點）后加17個點點位移計1套自動位移監(jiān)測儀3套 地表位移監(jiān)測排樁9個監(jiān)測點人工測斜儀5個孔 2005年11月增加2套固定式測斜，通過衛(wèi)星實時傳輸?shù)叵挛灰芓DR 光波自動測斜2孔人工監(jiān)測3個孔地下水 自動監(jiān)測2個孔2004年8月實時傳輸（1）雨量監(jiān)測對滑坡體所在地的降雨量進行24小時監(jiān)測，為研究滑坡體的變形破壞與降雨量的相關性以及滑坡體發(fā)展趨勢預測提供必要的數(shù)據(jù)。在蠕變體后部右側(cè)布設一個雨量計的自動觀測儀，并于2002年4月1日開始進行監(jiān)測，一直運行良好，已取得700天左右降雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)。在此基礎上，于2004年8月在蠕

7、變體后部右側(cè)和蠕變體中部分別布設雨量計自動觀測儀，并于2004年8月22日開始進行監(jiān)測。2005年，峽口滑坡降雨監(jiān)測儀器更新為華創(chuàng)CAWS-R 型自動雨量計，實現(xiàn)了基于中國移動GPRS 的實時傳輸。（2）地表位移監(jiān)測主要采用GPS 、裂縫自動位移監(jiān)測儀和全站儀進行監(jiān)測。GPS 監(jiān)測：分別于2002年5月12日14日，在蠕變體及外圍共布設16個GPS 絕對位移監(jiān)測點，其中蠕變體內(nèi)部14個，分別布在蠕變體上、中、下部，外圍2個，于2002年9月23日開始進行監(jiān)測。此后，根據(jù)工作具體情況，于2002年12月11日2003年2月19日，又新增GPS 監(jiān)測點17個，以便全面地監(jiān)測整個滑坡體的變形破壞情況

8、。 裂縫自動位移監(jiān)測：在蠕變體前緣、中后緣和蠕變體外圍各布設了相對位移監(jiān)測點1處，并于2002年8月20日9月30日，安裝了自動位移計，于2002年8月20日開始進行監(jiān)測。 全站儀監(jiān)測：2003年3月25日2003年3月30日，在滑坡的中后部的“八一”渠布設了9個排樁監(jiān)測點，并于2003年4月10日開始監(jiān)測。 （3）地下位移監(jiān)測主要采用人工測斜儀和TDR 光波自動測斜，以查明蠕變體的潛在滑動帶，主滑方向，變形大小等。人工測斜儀分別蠕滑變形體的上、中、下的ZK1、ZK2、ZK3、ZK5、ZK6進行深部位移監(jiān)測。人工觀測的ZK1、ZK2、ZK3的時間為2002年5月26日至今，每月3次，中途因儀器

9、故障，于2002年11月6日、16日中斷兩次。ZK5于2002年11月26日開始至今。ZK6于2002年11月22日至今。2005年度在2個鉆孔增加了固定式測斜監(jiān)測，并與北斗衛(wèi)星系統(tǒng)聯(lián)機實時傳輸。 TDR 光波自動測斜主用于ZK4和ZK5號孔，ZK4觀測時間為2002年8月20日至今、ZK5觀測時間為2002年9月20日至今，對深部位移只能進行定性判定。 ZK5孔三次TDR 監(jiān)測數(shù)據(jù)采集曲線021126Z 030408Z030910Z峽口滑坡測斜TDR 設備終端（4）地下水監(jiān)測采用人工與自動監(jiān)測手段對滑坡體內(nèi)的地下水進行了監(jiān)測，地下水位的動態(tài)變化情況，地下水位的變化與降雨量、蠕滑變形體的位移變

10、形的相關性提供相關數(shù)據(jù)。人工監(jiān)測的有ZK1、ZK2、ZK3，每月3次，觀測時間從2002年5月26日至今。ZK5、ZK6分別于2002年11月的26日和22日開始至今。自動監(jiān)測有ZK2、ZK4，每天監(jiān)測一次。ZK2于2002年7月6日開始監(jiān)測至2004年8月，其間因儀器出現(xiàn)故障于2002年8月13日至2002年9月11日間斷。ZK4于2002年12月6日監(jiān)測至2004年8月。在此基礎上，于2004年8月將ZK2和ZK4孔的自動水位監(jiān)測儀做了調(diào)整，改為每半小時監(jiān)測一次。 （5）滑坡三維可視化信息管理系統(tǒng)開發(fā)峽口滑坡三維可視化及信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)對工程場址地質(zhì)模型、工程措施、監(jiān)測設施等在二維、三維視

11、窗中的綜合可視化（由二維地質(zhì)圖、離散點坐標、鉆孔或剖面信息生成三維地層模型）。 系統(tǒng)界面 通過鼠標生成剖面信息圖通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)關聯(lián)，形成的曲線圖2.4 首次建立了基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的地質(zhì)災害監(jiān)測數(shù)據(jù)實時遠程傳輸系統(tǒng)項目開發(fā)研制了峽口滑坡遠程監(jiān)測系統(tǒng)。從結(jié)構上可以大致分為“野外信息采集監(jiān)測站”，“數(shù)字化滑坡自動監(jiān)測點”， “北斗導航衛(wèi)星通信系統(tǒng)”和“地質(zhì)災害監(jiān)測分析中心”四大組成部分。對降雨量、水溫、水位、裂縫位移的監(jiān)測設備進行了改造，加入了自動采集的模塊，并開發(fā)了與衛(wèi)星聯(lián)機的控制軟件平臺；2005年度進行了鉆孔施工和新型固定式測斜儀的安裝，并實現(xiàn)基于北斗衛(wèi)星的實時傳輸。實現(xiàn)了應用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)

12、將自動采集的峽口滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)（包括降雨量、水位、水溫和裂縫位移）實時傳輸?shù)奖本┑谋O(jiān)測中心。 系統(tǒng)設備布置圖 地質(zhì)災害監(jiān)測分析中心野外信息采集監(jiān)測站 中心監(jiān)控程序操作界面A 站北斗衛(wèi)星通信機天線2.5 滑坡GPS 實時監(jiān)測示范 選擇多營滑坡，與日本古野株式會社合作，開展了GPS 滑坡監(jiān)測示范。 監(jiān)測點GPS 接收機GPS 野外中心站及數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)野外GPS 中心站天線0762號GPS 監(jiān)測站監(jiān)測的變形曲線（緯度方向） ：時間變形量（）GPS 接收裝置（FURUNO MG-21型）包括GPS 接收機、太陽能供電系統(tǒng)以及通信機?？梢造`敏地監(jiān)測地表變形信息，精度可以達到mm 級。目前，本裝置連續(xù)觀測，

13、每小時采集三維變形數(shù)據(jù)，每4小時進行一次數(shù)據(jù)處理，并即時通過Internet 傳輸?shù)街行恼尽?建立了示范區(qū)地質(zhì)災害預報預警系統(tǒng)并成功進行了試運行3.1 地質(zhì)災害現(xiàn)狀調(diào)查完成了示范區(qū)1：5萬比例尺（重點地區(qū)1：1萬比例尺）的地質(zhì)災害調(diào)查。2004年度野外調(diào)查共完成災害點調(diào)查153處（20個崩塌、129個滑坡、4個泥石流）；地質(zhì)點、水文點調(diào)查101處；地質(zhì)環(huán)境調(diào)查88處；12個滑坡的實測；取得26件巖土樣；2個地質(zhì)災害點共3個鉆孔的鉆探和取樣。2005年對區(qū)域地質(zhì)災害發(fā)育狀況和地質(zhì)環(huán)境背景進行了補充調(diào)查，充實了示范區(qū)的基礎數(shù)據(jù)。通過2005年度汛期地質(zhì)災害隱患點和新發(fā)地質(zhì)災害調(diào)查，完成調(diào)查地質(zhì)災害

14、點42處，完成應急調(diào)查報告10份。對示范區(qū)地質(zhì)災害發(fā)育類型和空間分布規(guī)律取得了新的認識。結(jié)合“紅層找水”的鉆孔，已經(jīng)完成第四紀調(diào)查點202個，進一步揭示了示范區(qū)松散堆積物的厚度分布情況及周邊的地質(zhì)環(huán)境特征。 野外調(diào)查取得了示范區(qū)地質(zhì)災害的發(fā)育現(xiàn)狀的第一手資料，同時也獲取了地質(zhì)環(huán)境各個要素的第一手資料。這些資料為下一步的地質(zhì)災害敏感性分析及易發(fā)區(qū)劃、預警預報奠定了基礎。3.2 地質(zhì)災害敏感性評價根據(jù)地質(zhì)災害的現(xiàn)狀分布及其控制因素，逐一因素進行相關關系分析，確定每個因素對地質(zhì)災害的相對貢獻，最終綜合所有地質(zhì)災害控制因素的空間分布情況，得出區(qū)域的地質(zhì)災害敏感性評價結(jié)果。 敏感性分區(qū)因子體系一級因素

15、a范圍此范圍面積占區(qū)域面積的比例b 此范圍中滑坡占區(qū)域總滑坡數(shù)的比例cd=c/b e=d/max(d f = e*a g = f*1000<150.400912 3.20% 0.07982 0.00987 0.00099 0.99 (15,20 0.161188 11.10% 0.68864 0.08518 0.00852 8.52 (20,25 0.146349 16.70% 1.14111 0.14115 0.01411 14.11 (25,30 0.115996 22.20% 1.91386 0.23673 0.02367 23.67 (30,35 0.04722 18.30% 3

16、.87548 0.47937 0.04794 47.94 (35,40 0.04722 10.30% 2.18128 0.26981 0.02698 26.98 (40,50 0.03464 7.10% 2.04965 0.25353 0.02535 25.35 1坡度 0.1>50 0.01373 11.10% 8.08449 1 0.1 100 0,30 0.07862 8.66% 1.10149 0.66265 0.01988 19.88 30,60 0.08294 7.87% 0.94886 0.57083 0.01712 17.12 60,90 0.09 14.96% 1.66

17、225 1 0.03 30 90,120 0.09696 11.81% 1.21804 0.73277 0.02198 21.98 120,150 0.09476 11.81% 1.24635 0.7498 0.02249 22.49 150,180 0.07957 5.51% 0.69249 0.4166 0.0125 12.5 180,210 0.06942 5.51% 0.79377 0.47753 0.01433 14.33 210,240 0.06885 5.51% 0.80028 0.48144 0.01444 14.44 240,270 0.07654 5.51% 0.71989

18、 0.43308 0.01299 12.99 270,300 0.0859 13.39% 1.55883 0.93778 0.02813 28.13 2坡向 0.03330,3600.08936 3.94% 0.44092 0.26526 0.00796 7.96 E+K 0.55316 65.50% 1.18411 0.79215 0.11882 118.82 3地層巖性 0.15 T+P 0.09633 0 0 0 0 0 森林/樹木 0.65906 62.57% 0.94938 0.41992 0.0168 16.8 耕地 0.26273 19.75% 0.75172 0.33249 0

19、.0133 13.3 4植被覆蓋0.04 其他 0.0782 17.68% 2.26087 1 0.04 40 (500, 600 0.13322 4.50% 0.3378 0.17472 0.01048 10.48 (600, 700 0.23534 45.50% 1.93337 1 0.06 60 (700, 800 0.25805 9.10% 0.35265 0.1824 0.01094 10.94 (800, 900 0.18975 13.60% 0.71672 0.37071 0.02224 22.24 (900, 1000 0.18364 13.60% 0.74057 0.3830

20、4 0.02298 22.98 5高程 0.06>1000 0.8212 13.60% 0.16561 0.08566 0.00514 5.14 100米緩沖區(qū)0.04188 4.66% 1.11282 1 0.06 60 0.04219 2.97% 0.70306 0.63178 0.03791 37.91 300米緩沖區(qū)0.04242 2.97% 0.69925 0.62836 0.0377 37.7 6線性構造0.06 其他 0.87351 89.40% 1.02346 0.9197 0.05518 55.18 順向 0.61329 52.97% 0.86363 0.42054 0

21、.02944 29.44 反向 0.20642 17.80% 0.86218 0.41983 0.02939 29.39 斜向 0.07506 7.63% 1.01611 0.49479 0.03464 34.64 7斜坡類型0.07 第四紀堆積物0.10523 21.61% 2.05363 1 0.07 70 0.04184 10.17% 2.43073 1 0.07 70 100米緩沖區(qū)0.03428 8.05% 2.34875 0.96628 0.06764 67.64 150米緩沖區(qū)0.03363 7.20% 2.14209 0.88125 0.06169 61.69 8水系 0.07

22、其他 0.89026 74.58% 0.83769 0.34463 0.02412 24.12 50米緩沖區(qū) 0.04184 9.75% 2.32937 0.98091 0.09809 98.09 100米緩沖區(qū)0.04104 9.75% 2.3747 1 0.1 100 150米緩沖區(qū)0.04013 7.63% 1.90081 0.80044 0.08004 80.04 9道路工程 0.1其他 0.877 72.88% 0.83103 0.34995 0.035 35 P<1600 0.05753 4.56% 0.7934 0.80073 0.08007 80.07 10年降雨量0.1

23、1600<=P0.9425793.36%0.9904810.11003.3 基于Web-GIS 的預測預警系統(tǒng)開發(fā)選用FeatureBase 作為基于網(wǎng)絡的空間數(shù)據(jù)管理、處理與發(fā)布平臺，進行了示范區(qū)預測預警系統(tǒng)的開發(fā)。本系統(tǒng)能夠完成基于監(jiān)測信息的地質(zhì)災害預警預報產(chǎn)品的制作。本系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)通過在服務器端的SQLServer 進行存儲，用戶可在任何能夠接入Internet 的地方進行數(shù)據(jù)查詢、維護和更新。預警預報產(chǎn)品也可以在Internet 上進行實時查詢和進行會商。本系統(tǒng)目前已經(jīng)完成大部分模塊的研制工作，2005年汛期可以用于示范區(qū)的地質(zhì)災害預警預報中。 示范區(qū)地質(zhì)災害預警預報工作方法：

24、 基于雅安市氣象局進行的氣象預報工作和中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院“四川雅安地質(zhì)災害預警示范區(qū)建設”項目組的預警模型及判據(jù)，每日制作雅安市雨城區(qū)地質(zhì)災害預警預報產(chǎn)品。地質(zhì)災害的發(fā)生為地質(zhì)環(huán)境條件（地質(zhì)災害的易發(fā)程度，及敏感性）和誘發(fā)因素共同決定的。因此，要進行地質(zhì)災害的預警預報，首先要進行地質(zhì)環(huán)境條件（地質(zhì)災害敏感性）的分析，然后進行誘發(fā)樣子的分析。地質(zhì)災害敏感性的評價前文已經(jīng)說明，敏感性分級方案如下表所示。指標值級級級級地質(zhì)災害敏感性級別的定義對于本地區(qū)的降雨誘發(fā)地質(zhì)災害來說，三日降雨和一日降雨是最主要的誘發(fā)因素。我們系統(tǒng)研究了有詳細時間的66個滑坡，統(tǒng)計了滑坡對應的三日與一日降雨量，如下圖所示。 2

25、04060801001201401601802002202402602803003203403day rainfall (mm20406080100l a n d s l i d e p e r c e n t a ge4080120160200daily rainfall (mm20406080100l an d s l i d e p e r c e n t a g e三日降雨和一日降雨誘發(fā)因素等級劃分的定義如下表。級級級級對于特定的地點，誘發(fā)因素級別由以下公式給定：誘發(fā)因素等級Max （三日降雨量誘發(fā)等級，一日降雨量誘發(fā)等級）。敏感性等級和誘發(fā)因素等級在空間上疊加得到某一特定日期的地質(zhì)災

26、害預警產(chǎn)品。預警產(chǎn)品采用4個危險級別的劃分方法來表述：高危險（四級）、較高危險（三級）、中危險（二級）和較低危險（一級）。疊加計算采用下表所示的方法進行： 預警級別的計算方法預警的具體實現(xiàn)過程如下圖所示： 災害敏感性 雨城區(qū)地質(zhì)災害預警產(chǎn)品制作示意圖 雨城區(qū)地質(zhì)災害敏感性評價已經(jīng)完成。 前期降雨量利用項目組布設的降雨量監(jiān)測網(wǎng)絡監(jiān) 測數(shù)據(jù)。由于目前降雨量監(jiān)測儀尚未實現(xiàn)實時傳輸，項目組安排了監(jiān)測人每日 20 點電話報 告昨日 20 點至報告時的 24 小時降雨量記錄， 項目組及時把收集到的降雨量監(jiān)測值入庫。 降 雨量預報采用雅安市氣象局進行的氣象預報中的降雨預報。每日下午接收到雅安市 24 小時

27、降雨預報以后， 首先進行處理， 根據(jù)項目組在雨城區(qū)的降雨監(jiān)測研究對預報降雨的區(qū)域分布 進行處理，作為圖形化的預報降雨量輸入預警預報系統(tǒng)。有了以上的數(shù)據(jù)輸入，就可以在預 警平臺上利用預警模型進行地質(zhì)災害預警，并生成地質(zhì)災害預警產(chǎn)品（包括文字和圖） 。地 質(zhì)災害預警預報產(chǎn)品署名為“雅安市國土資源局 雅安市氣象局” ，中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院“四 川雅安地質(zhì)災害預警示范區(qū)建設”項目組、雅安市氣象局、雅安市國土資源局為技術負責單 位。 21 地質(zhì)災害預警預報 系統(tǒng) 示范區(qū)地質(zhì) 評價結(jié)果 監(jiān)測雨量上報 （雨城區(qū) 20 個站） 氣象局降 雨預報 地質(zhì)災害預警產(chǎn)品 中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院雅安項目組與雅安市氣象局一起， 每日制作雅安市雨城區(qū)地質(zhì)災害 預警產(chǎn)品。達到“高危險”等級的預警產(chǎn)品要通過地方政府相關部門進行發(fā)布。雅安市國土 資源局、 雅安市氣象局、 雅安市國土資源局雨城分局聯(lián)合進行產(chǎn)品發(fā)布工作， 通過電話通知、 黨政網(wǎng)公文交換箱發(fā)送、電視臺公告、手機短信等途徑將預警產(chǎn)品發(fā)布到危險區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)） 政府。鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）政府負責把預警產(chǎn)品及時發(fā)布至危險區(qū)居民。 預警預報系統(tǒng)操作界面 預警預報效果檢驗 22 3.4 峽口滑坡預測預警系統(tǒng)開發(fā) 針對綜合考慮降雨