王 凱，陳永弟

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

1 案例基本概況

2020年8月，甘肅省隴東南地區(qū)普遍遭遇大到暴雨，給秦州區(qū)16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，此次暴洪災(zāi)害致使近2 000人無(wú)家可歸，同時(shí)造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)760萬(wàn)元，嚴(yán)重威脅了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行防治與監(jiān)測(cè)，是災(zāi)后恢復(fù)重建工作的重要內(nèi)容[1]，目前地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作主要依靠群測(cè)群防員的人工巡查和簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)，專業(yè)化和信息化程度較低，迫切需要運(yùn)用新技術(shù)裝備手段用于監(jiān)測(cè)預(yù)警。但由于成本過(guò)高、穩(wěn)定性差、運(yùn)行維護(hù)難度大、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等諸多因素的影響，現(xiàn)有監(jiān)測(cè)預(yù)警裝備產(chǎn)業(yè)化水平較低，難以適應(yīng)新時(shí)期地質(zhì)災(zāi)害防治需求?；诖耍焖星刂輩^(qū)開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警項(xiàng)目，通對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)“普適性地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)儀”的使用狀況進(jìn)行分析后，探索出能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)信息化建設(shè)的具體方法，進(jìn)而探索出更多能夠推動(dòng)地質(zhì)災(zāi)害工作有效發(fā)展的新途徑。

2 測(cè)點(diǎn)位置的選擇及設(shè)備類(lèi)型的確定

本項(xiàng)目實(shí)施的普適型儀器設(shè)備監(jiān)測(cè)預(yù)警點(diǎn)共8處，其中6處滑坡、2處不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害點(diǎn)。共建設(shè)普適性監(jiān)測(cè)儀器31臺(tái)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容以地表變形和降雨為主[2]，具體包括位移（如GNSS）、裂縫、雨量等測(cè)項(xiàng)。一般情況來(lái)說(shuō)，專群結(jié)合監(jiān)測(cè)預(yù)警的這類(lèi)設(shè)備類(lèi)型主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

（1）普適型雨量監(jiān)測(cè)站（壓電式）

一體化雨量監(jiān)測(cè)站采用一體化設(shè)計(jì)，將數(shù)據(jù)采集、傳輸和電源控制集成于一體，數(shù)據(jù)遙測(cè)終端內(nèi)置鋰電池，配合外部太陽(yáng)能板可實(shí)現(xiàn)持續(xù)工作。具有多路數(shù)據(jù)接口，可同時(shí)接入雨量計(jì)、裂縫計(jì)和其他數(shù)字信號(hào)。遙測(cè)終端設(shè)備外殼采用ABS材質(zhì)，設(shè)計(jì)防水結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP67。普適性雨量監(jiān)測(cè)站具有雨量數(shù)據(jù)采集、長(zhǎng)期固態(tài)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)距離傳輸功能，與其他監(jiān)測(cè)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互動(dòng)，能夠適應(yīng)野外惡劣環(huán)境（圖1）。技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 普適性雨量監(jiān)測(cè)站技術(shù)指標(biāo)

圖1 普適型雨量監(jiān)測(cè)站

（2）普適型裂縫監(jiān)測(cè)站

普適型裂縫位移監(jiān)測(cè)站用于野外滑坡等災(zāi)害體的裂縫自動(dòng)監(jiān)測(cè)，具有裂縫數(shù)據(jù)智能采集，長(zhǎng)期固態(tài)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)距離傳輸功能，可通過(guò)無(wú)線傳輸實(shí)現(xiàn)近距離顯示，人工置數(shù)及設(shè)備配置，采用一體化結(jié)構(gòu)，具有體積小，安裝靈活方便，操作簡(jiǎn)單、技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。由此可以看出，這是一款能夠適合惡劣環(huán)境下開(kāi)展日常監(jiān)測(cè)與管理的高性能監(jiān)測(cè)產(chǎn)品（圖2）。技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

圖2 普適型裂縫監(jiān)測(cè)站

表2 普適型裂縫監(jiān)測(cè)站技術(shù)參數(shù)

（3）普適型GNSS 監(jiān)測(cè)站

GNSS 形變監(jiān)測(cè)設(shè)備為三星八頻，采用北斗/GPS高精度形變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理算法，低功耗設(shè)計(jì)，提供毫米級(jí)載波相位觀測(cè)值和后處理定位精度，支持芯片級(jí)多路徑抑制，以便用戶實(shí)時(shí)掌握被監(jiān)測(cè)體的瞬時(shí)形變情況，可滿足用戶實(shí)時(shí)掌握被監(jiān)測(cè)體瞬時(shí)形變的需求[3]。產(chǎn)品采用寬溫、全封閉式設(shè)計(jì)，外置接口均采用航空型接頭，可有效地實(shí)現(xiàn)抗高溫、防塵、防電磁干擾、防腐蝕等，在各種惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下均能持續(xù)穩(wěn)定工作（圖3）。技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 普適型GNSS監(jiān)測(cè)站技術(shù)指標(biāo)

圖3 普適型GNSS監(jiān)測(cè)站

（4）智能聲光報(bào)警器

當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)發(fā)生災(zāi)害時(shí)，啟動(dòng)智能聲光報(bào)警器通過(guò)聲音和各種光向隱患點(diǎn)附近居民發(fā)出示警信號(hào)，提醒受威脅居民立刻撤離地災(zāi)害威脅范圍。技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4。

表4 智能聲光報(bào)警器技術(shù)指標(biāo)

（5）設(shè)備安全防護(hù)及維護(hù)

第一，設(shè)備安全防護(hù)。

①設(shè)置主機(jī)箱防護(hù)。機(jī)箱內(nèi)部與外設(shè)如圖4—圖5所示，對(duì)于使用機(jī)箱的設(shè)備來(lái)說(shuō)，其機(jī)箱往往采用304不銹鋼材質(zhì)。同時(shí)，機(jī)箱中的螺絲、螺帽等部件也均采用304不銹鋼材質(zhì)。這一材質(zhì)具有較強(qiáng)的防水性，禁止使用扎帶式抱箍。

圖4 機(jī)箱內(nèi)部

圖5 機(jī)箱外部

②接線防護(hù)。所有線路必須通過(guò)立桿穿線，外漏部分需使用不銹鋼波紋管保護(hù)，并使用樹(shù)脂密封。所有線纜的接線處必須使用接線端子及線鼻子。

③圍欄、防護(hù)網(wǎng)防護(hù)。護(hù)欄和防護(hù)網(wǎng)安裝如圖6—圖7所示，所有安裝于戶外的監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備需采用保護(hù)措施，對(duì)于保護(hù)要求較高的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可修建圍欄、防護(hù)網(wǎng)等防止破壞。

圖6 護(hù)欄安裝示意圖

圖7 防護(hù)網(wǎng)安裝示意圖

第二，設(shè)備維護(hù)。

①試運(yùn)行期的維護(hù)。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝并成功調(diào)試完之后，需要先運(yùn)行設(shè)備，判斷其運(yùn)行過(guò)程中的順利程度。隨后，對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)。維護(hù)工作過(guò)程中應(yīng)開(kāi)展如下內(nèi)容：設(shè)備的巡檢，主要涉及到設(shè)備的調(diào)試、檢測(cè)以及維修等工作；通信線路的維護(hù)與調(diào)試；后臺(tái)軟件的維護(hù)與調(diào)試等。

實(shí)施方要為使用方制定詳細(xì)的培訓(xùn)計(jì)劃，培訓(xùn)內(nèi)容包括系統(tǒng)原理、設(shè)備安裝操作、調(diào)試操作、軟件運(yùn)行管理、故障排除及設(shè)備維修等內(nèi)容。實(shí)施方在試運(yùn)行期結(jié)束前完成對(duì)業(yè)主方的專業(yè)工程師、管理人員的技術(shù)培訓(xùn)，保證項(xiàng)目驗(yàn)收移交后，業(yè)主方能夠掌握系統(tǒng)的全部運(yùn)行、操作、線路維護(hù)、故障分析處理、設(shè)備維修和保養(yǎng)等工作。

②質(zhì)保期內(nèi)的維護(hù)。質(zhì)保期自驗(yàn)收合格后開(kāi)始計(jì)算。在這段時(shí)間，實(shí)施方與業(yè)主方共同進(jìn)行項(xiàng)目的運(yùn)維管理。具體運(yùn)維內(nèi)容及分工如下：使用方負(fù)責(zé)日常的軟件操作使用，在使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)軟件問(wèn)題，通知施工方遠(yuǎn)程或來(lái)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理；在其質(zhì)保期的范圍之內(nèi)應(yīng)及時(shí)對(duì)軟件進(jìn)行更新，并為業(yè)主提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。實(shí)施工作者應(yīng)及時(shí)對(duì)其出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷。同時(shí)，對(duì)于維修或施工過(guò)程中出現(xiàn)的各種費(fèi)用，涉及到人工費(fèi)、交通費(fèi)、通信費(fèi)、設(shè)備更換等費(fèi)用時(shí)都必須由實(shí)施方自行承擔(dān)。對(duì)于實(shí)施方來(lái)講，應(yīng)定期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行管理和維護(hù)，一旦出現(xiàn)任何事故都必須對(duì)其進(jìn)行診斷，結(jié)合實(shí)際情況展開(kāi)維護(hù)，確保其設(shè)備的正常運(yùn)行。

設(shè)備損壞后，立即到現(xiàn)場(chǎng)檢查并在96 h內(nèi)完成維修工作；一旦設(shè)備發(fā)生一些問(wèn)題或者異常狀況時(shí)都必須對(duì)其進(jìn)行多角度派車(chē)。

③質(zhì)保期外的維護(hù)。在質(zhì)保期的范圍內(nèi)，應(yīng)確保使用方能夠開(kāi)展相關(guān)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理工作。具體涉及到如下內(nèi)容：現(xiàn)場(chǎng)的管理、巡查及維護(hù)等；對(duì)通信線路的定期巡查及維護(hù)工作；對(duì)后臺(tái)進(jìn)行有效維護(hù)和使用方法的傳遞。

④監(jiān)測(cè)運(yùn)行維護(hù)。對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備有效保護(hù)和正常的運(yùn)轉(zhuǎn)將直接關(guān)系到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性和連續(xù)性[4]。所以，監(jiān)測(cè)設(shè)施安裝埋設(shè)后建立有效的保護(hù)措施十分重要。為此，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：加強(qiáng)監(jiān)測(cè)設(shè)施全員保護(hù)的宣傳力度，提高場(chǎng)地居民和流動(dòng)人員的監(jiān)測(cè)設(shè)施保護(hù)意識(shí)；監(jiān)測(cè)設(shè)施為永久設(shè)施，對(duì)其保護(hù)工作各級(jí)地方政府主管部門(mén)必須予以足夠重視；監(jiān)測(cè)設(shè)施埋設(shè)安裝，投入正常監(jiān)測(cè)后，主管部門(mén)應(yīng)立即介入，以便進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理和有效保護(hù)；結(jié)合有關(guān)國(guó)家法律法規(guī)制定合理有效的地方監(jiān)測(cè)設(shè)施保護(hù)法規(guī)體系；監(jiān)測(cè)實(shí)施單位配合地方主管部門(mén)建立必要的永久性監(jiān)測(cè)設(shè)施保護(hù)措施，設(shè)立協(xié)調(diào)統(tǒng)一的醒目保護(hù)警示標(biāo)記。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)要求，地質(zhì)災(zāi)害防治專群結(jié)合監(jiān)測(cè)預(yù)警項(xiàng)目預(yù)期成果主要包括監(jiān)測(cè)預(yù)警報(bào)告、監(jiān)測(cè)專題圖件、數(shù)據(jù)附表、監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝記錄等，所有資料成果均提供數(shù)字化成果。

現(xiàn)代化的地質(zhì)災(zāi)害專群結(jié)合監(jiān)測(cè)預(yù)警模式的有效應(yīng)用能夠大大提升地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警效果，有效降低災(zāi)害破壞程度，降低對(duì)人們生命財(cái)產(chǎn)安全的威脅。本研究主要以甘肅省天水市秦州區(qū)地質(zhì)災(zāi)害專群結(jié)合監(jiān)測(cè)預(yù)警建設(shè)為例，闡述設(shè)備選型以及相應(yīng)的預(yù)期成果方面的內(nèi)容，通過(guò)研究能夠?qū)Ｈ航Y(jié)合監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備選型提供一定參考和幫助，對(duì)于推動(dòng)此類(lèi)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)具有現(xiàn)實(shí)意義。