趙 越，胡 靜

（1.江西省地質環(huán)境監(jiān)測總站，江西 南昌 330096；2.江西省勘察設計研究院，江西 南昌 330224）

我國是世界上地質災害影響最嚴重的國家之一，黨和政府高度重視自然災害防治。中央財經(jīng)委員會第三次會議明確提出“堅持預防為主，努力把自然災害風險和損失降至最低”的防災減災要求，所以加快構建地質災害“人防和技防并重”的專群結合的監(jiān)測體系建設，切實提高我國地質災害監(jiān)測預警水平將成為未來工作的重點。

以往地質災害“人防”體系主要依托群測群防體系，通過群測群防員的日常巡查，肉眼宏觀觀測或埋釘法、貼片法等簡易監(jiān)測對地質災害體變形情況進行判斷，依靠銅鑼、口哨等進行預警，此方法雖然可以對地質災害發(fā)生起到一定預警預報作用，但時效性差，對于突發(fā)性地質災害防治效果不明顯。而通過疊加地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)等“技防”手段，實時對災害體進行氣象、位移等監(jiān)測，提升了時效性，從而更好的輔助群測群防工作，為地質災害預報預警增加保障。

本文以萍鄉(xiāng)市某標段地質災害專群結合監(jiān)測預警實驗點建設為例，闡述基于智能云的多參數(shù)耦合地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)在專群結合的監(jiān)測體系中的應用及存在的問題。

1 區(qū)域地質災害及監(jiān)測預警概況

1.1 地質災害概況

標段區(qū)域內有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、滑坡隱患、崩塌隱患等各類地質災害1337處，規(guī)模均為小型，潛在威脅人口16002人，潛在經(jīng)濟損失21779.1萬元[1，2]?？傮w上看，標段內地質災害具有點多面廣、規(guī)模小、類型復雜等特點，給當?shù)厝嗣袢罕娚敭a(chǎn)安全造成了較大隱患。

1.2 監(jiān)測現(xiàn)狀

標段內人民政府、自然資源主管部門相關領導歷來十分重視地質災害防治工作，區(qū)域內對于地質災害監(jiān)測建立較為完善的各級監(jiān)測預警制度，制定了防災預案，但監(jiān)測手段仍主要以日常巡查監(jiān)測為主，缺乏相應技術支撐，特別是汛期群測群防員壓力很大。

2 基于智能云的多參數(shù)耦合地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)

2.1 總體架構

多參數(shù)耦合地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)是為滿足地質環(huán)境智能監(jiān)測設備數(shù)字化、網(wǎng)格化、智能化需求，而構建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析、預警預報的服務體系。系統(tǒng)基于智能云數(shù)據(jù)平臺，通過對地質災害體地表、深部變形，雨量、含水率、應力等一系列地質、氣象數(shù)據(jù)的動態(tài)采集，實時監(jiān)測災害體的位移變化和發(fā)展變化趨勢，結合影響滑坡發(fā)育的重要因素以預警理論模型完成對災害體穩(wěn)定性分析及對對災害的預警預報發(fā)布工作。

2.2 數(shù)據(jù)采集功能

數(shù)據(jù)采集是通過布置在災害體上部的各種自動化監(jiān)測設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能采集、長期固態(tài)存儲，使用全網(wǎng)通、4G、北斗衛(wèi)星、光纖等多種通訊方式將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)測預警平臺，并以圖表的形式直觀反映監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化情況，數(shù)據(jù)采集頻率可根據(jù)監(jiān)測需要調整。

2.3 數(shù)據(jù)分析功能

標段區(qū)域內地質災害的誘發(fā)因素主要為降雨，依據(jù)雨量計、裂縫計、傾角加速度計所獲取降雨量、位移變形量、位移變形速率及加速度等動態(tài)指標，以滑坡時間-位移-降雨曲線的切線角為主要判據(jù)[3]，結合災害體地質特征以及宏觀變形特征，構建了多參數(shù)耦合分析的地質災害預警模型，利用模型實現(xiàn)高精度的地質災害預警預報，同時根據(jù)災害機理認識與監(jiān)測數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化調整模型及閾值。數(shù)據(jù)分析主要采取比較法、圖表法、特征值統(tǒng)計法及數(shù)學模型法等方法，并結合人工監(jiān)測數(shù)據(jù)和人工現(xiàn)場巡查記錄，實現(xiàn)對地質災害的穩(wěn)定狀態(tài)及變化趨勢有效把握。

2.4 預警預報功能

基于災害體的宏觀跡象、自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)和區(qū)域氣象參數(shù)，按照地質災害發(fā)生的發(fā)展階段、緊急程度、不穩(wěn)定發(fā)展趨勢和可能造成的危害程度，建立了紅、橙、黃、藍（表1）四級預警體系，預警平臺能第一時間將相應等級預警信息告知有關防災責任人、監(jiān)測責任人、群測群防員，并根據(jù)有關規(guī)定決定是否向社會發(fā)布，發(fā)布渠道包括電話、網(wǎng)絡、電視臺、廣播、短信等方式。

表1 四級預警級別劃分表[4]

2.5 預警響應機制

結合標段內縣級地質災害防災體系建設的相關文件，設置了如下監(jiān)測預警響應機制：

（1）藍色預警：藍色預警發(fā)出后，群測群防員去現(xiàn)場對宏觀跡象進行巡查并將有關情況反饋至鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）防災辦及專業(yè)監(jiān)測人員。

（2）黃色預警：黃色預警發(fā)出后，防災責任人、群測群防員應去現(xiàn)場對宏觀跡象進行巡查并將有關情況反饋至鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）防災辦、專業(yè)監(jiān)測人員；鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）防災辦將有關情況反饋給縣（區(qū)）級自然資源主管部門；專業(yè)監(jiān)測人員加強監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，加密監(jiān)測，預測發(fā)展趨勢。

（3）橙色預警：橙色預警發(fā)出后，防災責任人、群測群防員去現(xiàn)場對宏觀跡象進行巡查，如發(fā)現(xiàn)仍有少量變形跡象產(chǎn)生，應首先按應急預案撤離受災群眾，同時上報鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）防災辦、專業(yè)監(jiān)測人員，鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）防災辦將有關情況反饋給縣（區(qū)）級自然資源主管部門，專業(yè)監(jiān)測人員加強監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，開展短期預警，預測發(fā)展趨勢；縣（區(qū)）級自然資源主管部門會同技術支撐單位前往現(xiàn)場進一步核查。

（5）紅色預警：紅色預警發(fā)出后，防災責任人、群測群防員去現(xiàn)場對宏觀跡象進行巡排查，如發(fā)現(xiàn)明顯變形跡象，應首先按應急預案立即撤離受災群眾，同時上報鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）防災辦、專業(yè)監(jiān)測人員，鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）防災辦將有關情況反饋給縣（區(qū)）級自然資源主管部門，縣（區(qū)）級自然資源主管部門將有關情況反饋給市級自然資源主管部門，縣級自然資源主管部門會同鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）和技術支撐單位前往現(xiàn)場進一步調查處置，若確屬災險情，則立即按照應急預案和災險情速報機制采取相應行動。

3 監(jiān)測系統(tǒng)的實際應用

3.1 系統(tǒng)運行情況概述

標段內地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)自2021年5月試運行以來，截至2021年9月30日，預警總數(shù)611條（表2），其中正常預警98條，異常預警513條，其中數(shù)據(jù)異常431條，設備維護造成的誤報82條。有效預警地質災害3處，緊急轉移人口14人。

表2 試運行階段預警數(shù)量統(tǒng)計表

從時間上看，異常預警多發(fā)生于2021年8月之前，為設備試運行初期，對設備調試導致數(shù)據(jù)異常造成的誤報多達500余條，8月～9月設備調試基本正常后，異常預警則大幅度減小，8月～9月總計異常預警僅10條。

從預警設備上看，正常預警設備主要為雨量（75條），異常預警多發(fā)生于裂縫計（261條）、雨量（114條）、傾角計（99條）等，誤報較多的原因為前期安裝過程中設備安裝不規(guī)范，造成設備誤顫、數(shù)據(jù)跳躍，其次為固件升級及閾值設定造成的數(shù)據(jù)異常。后期通過設備維護、預警模型調整、閾值優(yōu)化后，8月份～9月份設備預警趨于穩(wěn)定。

總體上看，因前期試運行階段大量設備調試造成的異常預警較多，設備正常預警率低，后通過設備維護、預警模型調整、閾值優(yōu)化后設備性能與監(jiān)測點實際情況基本匹配，異常預警逐步降低，設備穩(wěn)定較好，能較準確反饋監(jiān)測點現(xiàn)場情況，設備可靠性較高。

3.2 運行過程中存在的問題

（1）部分設備因太陽能板過小或受樹木遮擋較嚴重，造成設備虧電停機。

（2）部分設備因設備安裝人員經(jīng)驗不足，安裝缺乏規(guī)范性，造成設備安裝不到位。

（3）預警閾值設置過低，造成設備誤報較多。

（4）監(jiān)測預警的相關法律、規(guī)范待完善，預警處置機制待完善。

4 結論

基于云智能下的多參數(shù)耦合地質災害監(jiān)測預警系統(tǒng)在本次專群結合監(jiān)測預警實驗中成功實現(xiàn)了地質災害監(jiān)測數(shù)據(jù)的快速采集、處理分析、預警預報等功能，“人防+技防”風險預警模式初步建立。但監(jiān)測預警工作仍存在一些問題，未來仍需在設備參數(shù)標準、安裝標準上進行規(guī)范，在預警模型、動態(tài)閾值設定方面需積極探索，在預警機制上做好閉環(huán)管理。