基于动态数据驱动的地质灾害监测预警系统设计与实现

基于地质灾害诱发因素与形成机理,针对地质灾害传统数据管理、实时监测数据处理与分析、预警模型库建设等问题,结合动态数据驱动、多源数据可视化及监测数据实时传输等技术,建立基于动态数据驱动技术的地质灾害监测自动预警方法体系,并采用阈值判别预警、过程跟踪预警以及时空信息的综合分析预警方法,充分采用服务流引擎技术与数据库技术,研制基于网络环境的新型地质灾害动态监测系统,以实现灾害信息实时查询、处理与分析、动态监测曲线的绘制及灾害自动预警等功能。以甘肃省黑方台黄土滑坡监测示范区为例,验证构建的地质灾害实时监测数据与预警模型服务流,系统能够实时反映灾害体的变形情况,并成功预警了黑方台陈家6#滑坡。     

GEOSS条件下固体地球灾害的广义遥感监测

地质灾害、地震灾害与矿山灾害是中国的主要固体地球灾害,地壳运动变化与岩石受力灾变是固体地球灾害发生的根源。通过分析岩石受力灾变辐射异常实验研究及固体地球灾害遥感监测实践研究的国内外现状,提出了综合多种电磁与非电磁手段,构建全方位、多层次的卫星-航空-地表-地下四位一体、立体协同的广义遥感监测体系。论述了突破经典遥感信息融合的局限,从时间、空间和物理尺度研究和挖掘广义遥感信息中多种物理量之间及岩石灾变前兆之间的内在机理与关联规律的必要性。为提高固体地球灾害前兆识别的可行性与可靠性,分析了在GEOSS条件下构建固体地球灾害广义遥感监测体系的有利契机和若干前沿问题,包括广义遥感信息融合理论、固体地球灾害前兆识别模型等。     

滑坡变形监测预警技术研究进展

中国滑坡灾害数量多、分布广、危害大，每年约有80%的地质灾害发生在已查明的隐患点范围之外。监测预警是主动防范地质灾害的重要手段。变形是滑坡最为关键的监测参数。该文旨在梳理总结滑坡变形监测技术和预警方法，评述现有研究进展，分析未来发展趋势，为滑坡灾害防控领域的科学研究和工程实践提供借鉴。地表变形监测技术多易受到外界因素干扰，及时性和可靠性难以得到保障。深部变形监测技术直接获取滑面发展破坏信息，能够发现灾变前兆，但现有设备存在成本高、量程小或操作难等问题。滑坡监测为早期预警提供依据，而早期预警能够减少甚至避免人员伤亡和财产损失，区域性气象预警和单体滑坡预警两类预警方法正在逐渐发展完善中。单体滑坡预警常见方法是分析滑坡变形趋势和突变特征，通过速度、加速度等判据的阈值触发不同级别预警。滑坡智能预警模型将机器学习与地质工程交叉融合，有望提升灾害早期预警的准确性和自动化水平。滑坡高质量监测应综合运用多种技术以克服单一技术的局限，而预警模型则越来越关注变形趋势的智能分析。滑坡动力学机制复杂、个性特征明显，广泛适用的预警模型有待进一步探索。     

滑坡地质灾害远程实时监测预报技术与工程应用

针对传统滑坡地质灾害监测预报技术存在的问题,提出"滑坡发生的充分必要条件是滑动力大于滑动面抗滑力,并将滑动力的变化作为滑坡监测预报主要参数"的学术思想。以工程边坡为研究背景,开发滑坡超前滑动力物理模拟实验、工程灾害物理模型实验等系统。采用室内和现场测试、物理和数值模拟等综合研究方法,建立力学模型,推导了相关公式,研发恒阻大变形缆索及其滑坡地质灾害防治—加固—监测—预报一体化控制技术。研发基于滑动力变化的滑坡地质灾害远程监测预报新技术及装备系统,通过大量实测曲线分析,总结四种相应的滑坡预警模式。结果表明,自2006年以来,该项技术已在露天煤矿和金属矿开采、西气东输、高速公路等工程边坡及其他自然边坡中成功推广应用,取得显著的经济和社会效益。     

城市地下空间工程新专业的机遇与挑战

我国正迎来以轨道交通建设为代表的城市地下空间开发利用的高潮,城市地下空间工程专业因此迎来前所未有的发展机遇。作为一个新专业,城市地下空间工程专业的发展同样面临一些挑战。本文就目前我国目前的形势下,对城市地下空间工程专业建设面临的机遇和挑战进行了分析,研究表明：我国城市地下空间工程新专业建设机遇与挑战并存,可供开设和准备开设该专业的高校借鉴。     

河南省地质环境科技发展形势与前景

河南省"十一五"地质环境科技发展成就显著,科技创新能力和技术支撑能力不断提升,科技人才队伍和科技创新体系建设初具规模;城镇化、工业化、现代化快速发展的中原经济区对地质环境科技工作提出了更高要求,地质环境安全面临严峻挑战,同时也为地质环境科技的发展提供了难得的机遇;"十二五"的重点发展领域是完善地质环境综合调查、评价与监测管理技术体系、地质灾害监测预警与防治技术体系,提升矿山地质环境的监测、恢复治理技术能力,提高地质遗迹保护与地质公园建设技术水平,促进地热资源勘查与开发利用技术的发展;通过实施一批重大地质环境科技项目,取得一批重要科技成果,提升全省地质环境保护与地质灾害防治领域科技自主创新能力和解决重大问题的能力.     

深基坑围护结构变形远程监测预警系统

为实时掌握基坑围护结构变形趋势,确保基坑工程质量和安全稳定性,以大连地铁某车站深基坑工程为背景,基于物联网应用技术,构建深基坑围护结构变形远程监测预警装备系统.首先,构建以数据采集、通信联络、核心处理空间和数据终端组成的物联网框架;然后,基于原型系统基本功能开发,分析深基坑围护结构中锚杆轴力监测预警过程.研究结果表明:基于物联网设计理念的地铁车站深基坑围护结构变形远程监测预警装备系统,可获取到深基坑围护结构变形及其灾变演化实时数据,并实施灾变预警.该研究成果可为地铁工程管理及施工部门实时掌握施工过程中深基坑围护结构变形状况,准确排查安全隐患、有效预防基坑施工事故提供信息技术支持和保障.     

长江三峡库区地质灾害研究体系构想

分析了三峡库区地质灾害防治面临的移民工程地质调查工作薄弱、潜在地质隐患严重的现状.根据地质灾害监测、预警预报系统的最新研究进展,地质灾害灾情评估与减灾对策研究和地质灾害治理研究的发展趋势,建立了库区地质灾害研究框架.提出近期应加强的重点研究工作为:(1)建立库区地质灾害监测及预警系统;(2)库区地质灾害灾情评估及示范工程等领域的研究.并有针对性地分析了今后一段时期研究工作的三个层面:(1)山地地质灾害形成机制的基础理论研究;(2)地质灾害治理的应用基础研究;(3)地质灾害防治和监测的应用技术研究.     

黄土工程特性及其在定西隧道中的应用分析

当前黄土隧道的研究均将隧道周围黄土作为IV级、V级围岩对待,忽视了黄土隧道的工程特征和黄土隧道与岩质隧道的本质差别,导致当前黄土隧道在施工和运营中灾害频发。文章以在建连霍国道主干线天定高速公路TD19合同段定西隧道为工程应用背景,对天定高速TD19标定西浅埋偏压黄土隧道的应力、变形系统进行监测,在此基础上结合黄土的工程性质、黄土地区工程地质灾害的主要表现类型,对定西黄土隧道的工程特性进行了分析和探讨,提出了相应的建议措施。     

大跨度地下洞室工程技术发展

通过对中国古代大跨度地下洞室工程进行分析和研究,总结中国古代大跨度地下洞室工程在设计和建设中的技术和经验,并在此基础上,进一步研究我国当代新建大跨度隧道和洞室工程技术的现状,对典型的大跨度海底隧道工程、铁路隧道工程、竖井工程、液化石油气储藏洞工程、不良地质条件下的地下工程、水利枢纽地下电站工程、穿黄隧道工程和软土地下大跨度工程的技术工艺进行分析和总结,并提出大跨度地下工程技术的发展趋势,对推动我国的工程技术发展具有一定的借鉴意义和参考作用。     

深部开采安全机理及灾害防控现状与态势分析

近年来,深部开采安全机理与灾害防控领域已取得一定的研究成果,但基于现行理论与技术还难以全面解决未来深部采矿过程面临的防灾减灾问题,至今尚未建立起完善的深部开采灾变与防控研究体系.本文开展了对深部开采灾害研究领域的文献调研和问题探讨,总结有关深部地应力场测量与分布规律、深部岩体力学与耦合损伤机理、深部动力灾害机理与预报、深部突水灾害机理与预警以及深部开采围岩变形机理与防控等方面的研究成果,进而分析当前研究的不足,凝练出深部开采诱发灾害研究领域亟待解决的关键问题,并就未来超深开采灾害研究态势予以分析.     

中巴经济走廊地质灾害研究进展与展望

中巴经济走廊(CPEC)是连接中国与南亚、西亚的重要通道. CPEC北部大部为青藏高原、帕米尔高原山区,具有独特复杂的地质结构、活跃的构造运动、多样的地形地貌、多变的环境气候背景. CPEC内滑坡、泥石流及冰川跃动等相关灾害多发,影响着CPEC的安全建设和运营,面临巨大风险和挑战,地质灾害亦给当地社会和人民带来巨大损失.本研究系统总结了CPEC滑坡、泥石流及冰川相关灾害识别编目及成因、地质灾害评价、灾害防治与减轻等方面研究现状.针对当前研究存在的5点不足:孕灾背景研究较为薄弱、灾害早期识别有待进一步加强、灾害特征与机制揭示不够深入、灾害评价及方法有待发展、地质灾害综合防治有待提升等,提出相应建议.提出三方面展望:开展CPEC环境地质普查、地质灾害详查,建立完备的地质灾害本底数据;促进建立适于CPEC的地质灾害空天地联合监测识别技术体系,促进卫星数据共享体系升级;开展系统全面的地质灾害防治、风险评价、减灾与灾后恢复研究等.     

基于物联网技术的白龙江流域地质灾害监测预警系统的设计与实现

针对传统的监测预警方式存在的弊端,结合遥感技术、GIS技术、以M2M技术为核心的物联网技术、移动互联网技术,建立一套完整的集数据采集、传输、建库、建立地理处理服务、处理与发布机制的地质灾害监测预警系统,提高了传统地质灾害的监测与预警效率,使监测数据采集、预警信息发布自动化,为研究区灾害防治预警提供智能化决策支持.     

中国隧道及地下工程修建技术

主要介绍了我国隧道与地下工程的设计理论及方法、钻爆法隧道施工技术、盾构隧道施工技术和TBM（tunnel boring machine）施工技术等。指出了我国隧道及地下工程今后研究的方向：大埋深特长隧道的修建技术,城市地下空间规划,隧道及地下工程的动态设计以及降低工程造价的方法等。     

基于融合通信技术的移动气象应急保障系统设计与实现

"移动应急气象服务系统"是气象灾害监测预警和应急工程的有机组成部分,在出现重大灾情和公共安全事件时,能作为固定系统的有效延伸,在时空尺度上进行加密精确监测。滨海新区"移动应急气象服务系统"利用融合通信技术,对现场的声像实况以及各类气象要素进行采集并快速传输,以保障固定服务中心对现场的监控服务,实时掌握现场状况,从而实现高效、快速的重大突发事故应急决策气象服务支持。     

地质灾害专业监测预警技术方法探讨

地质灾害专业监测是明确地质灾害隐患点发展趋势的重要手段,对于危害性较大、变形发展趋势不明的地质灾害可通过专业监测预警方法进行防灾减灾。以近年来成功预警地质灾害的案例进行分析,提出地质灾害的专业监测预警工作需要满足三方面的要求才能有效发挥其作用,即智能化的监测设备有效获取关键监测数据,科学的监测方案确保监测设备布设位置可靠和恰当,过程化的预警模型准确判断地质灾害隐患点的发展趋势并提前做出预警。同时探讨了监测设备、监测方案、预警模型三方面工作的应用现状和未来发展方向,为地质灾害的专业监测预警工作提出了相应的建议。     

西宁市特大滑坡监测预警示范

滑坡是西宁市主要的地质灾害类型,对当地人民群众生命财产安全危害严重,传统的监测方法以人工巡查为主,无法做到监测数据实时传输,远不能满足新形势下地质灾害防治工作的需求.以张家湾特大型滑坡为研究对象,实施了雨量、地表位移、裂缝位移及深部位移监测,率先在西宁市开展了滑坡实时自动化专业监测,通过对获取的监测数据分析,建成西宁市特大型滑坡监测预警示范工程,为实时掌握地质灾害变形规律、险情预报、灾害防治及政府防灾减灾决策提供技术支撑.     

准脆性固体的灾变破坏及其物理前兆

准脆性固体的灾变破坏如地震、滑坡、地下工程的失效等给人类生产和生活带来了巨大影响,由于其非线性演化过程的复杂性,这类灾变破坏的触发机理与预测方法一直是困扰工程界和科学界的难题.我们在对固体灾变破坏中的几个基本问题:灾变破坏的机理、无序非均匀效应、局部化行为和响应量的前兆特征进行了阐述,并对其研究进展和研究现状进行了评述,分析了准脆性固体损伤的非线性演化和局部化、灾变破坏前兆研究面临的困难和机遇.     

云南水富至绥江二级公路牟村滑坡稳定性分析及治理效果评价

概要介绍了云南水富至绥江二级公路牟村滑坡地质灾害;对该滑坡形成机理、破坏特征等灾变规律进行了研究;用GEO-SLOP有限元软件分析了该滑坡的稳定性并提出合理的治理措施;对滑坡加固工程进行了治理效果评价;对此类滑坡灾害提出了防治原则.     

青海省囊谦县某高寒山区滑坡灾害特征与预警阈值分析

以青海省玉树州囊谦县白玛俄林寺滑坡为研究对象,从滑坡地质灾害的形成机理出发,综合考虑了环境特征、地貌特征、岩石力学性能、水文地质条件、岩性特征、人类工程活动等影响因素,结合雨量监测、地表位移监测、裂缝发育监测等实测数据对研究区滑坡的失稳机理和预警阈值进行分析。基于实时监测调查资料,结合失稳机制等建立稳定性预测,以滑坡稳定性状态阈值划分标准为统一标尺,建立多参数监测,结合岩石力学、水文地质、工程地质等预警指标判断标准,为高寒山区降雨型滑坡早期预警提供新的研究思路和经验支撑。