滑坡泥石流监测方案

太阳能电池板
野 外 系 统
野外监测箱
数据总线 收绳钢丝 裂缝位移 传感器 变形端标杆 地 面 裂 缝 混凝土基础 充电控 制器 野外数 据终端 支撑架 蓄电池
混凝土基础
无 线 传 输
室 内 系 统
监测站计算机
数据总线
室内数据终端
内部资料 注意保密
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长江委系统介绍 －（一）滑坡监测
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无线传感网络监测系统——系统结构
节点物理距离：每两个节点之间的距离大约是 20 至 100 米左右。 节点数采周期：数据采集间隔也可以由中心服务 器灵活控制，在旱季可以调整为每 24 小时采集 并传递一次数据，从而节省能量且避免大量的旱 季冗余数据。而在雨季危险期，其采集间隔可以 密集至 2 分钟一次，从而保证实时监测预警功能 。
内部资料 注意保密
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无线传感网络法 vs 传统滑坡监测方法
传统滑坡监测主要是在现场布置固定的传感器或仪表后， 通过汇总人工定时读取的数据来得到滑坡的安全状况，难 以及时甚至无法捕捉到滑坡临近失稳前的最宝贵信息，因 此不可能及时准确地对滑坡状况进行预测报警。 而使用无线传感器网络可以得到山体滑坡实时监测数据， 并据此确定出现山体滑坡的危险性。由于采用无线传输的 方式，无线传感器网络可以很方便的进行初期的部署，数 据的传输也不会因为地形的改变而中断，因此非常适合用 于山体滑坡现场的环境监测。
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长江上游滑坡、泥石流预警系统 -分区分级管理
短期预报
管 理 中 心 站 站 信息反馈 级 一
业务指导
技术报务
二 级 站
点
信息反馈 信息反馈
预 警 减 灾 灾
防
群测群防站
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长江委系统介绍 －（一）滑坡监测
1、滑坡变形监测系统 滑坡变形监测系统 滑坡裂缝变形自动化监 测系统采用有线和无线 相结合，以现场总线结 构方式组建地质灾害监 测网，系统主要由计算 机、裂缝位移计以及供 电、采集、传输等组件 构成。
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无线传感网络监测系统——工作原理
山体滑坡的监测主要依靠两种传感器的作用，液位传感器 和倾角传感器。在山体容易发生危险的区域，将会沿着山 势走向竖直设置多个孔洞，如下图所示。
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无线传感网络监测系统——工作原理
在每个孔洞最下端都会部署一个液位传感器（红 色）。
由于该地区的山体滑坡现象主要是由雨水侵蚀产生的 ， 因此地下水位深度是标识山体滑坡危险度的第一指 标。
中国移动物联网总体系统架构
感知层
传感器网络 物联网终端 承载网络
网络层
运营支撑系统
应用层
应用系统
CMNET
（4）
（5） （2） 传感器 读码器
（3）
WMMP-T
（1）
WMMP-A
摄像头
5
1、物联网业务管理平台是物联网业务运营管理的核心 2、物联网模组是物联网终端标准化的重要实现手段 3、专用通信网络为客户提供更优质的通道服务 4、应用系统是中国移动深度介入行业信息化的手段 内部资料 5、传感器网络的引入对中移动现有网络、管理体系提出新的要求
数据采集系统
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数据发布系统
当发生预警时 可通过MAS服 务器给周边居 民发送告警信 息，通知群众 紧急疏散
信息处理平台 数据库
短 短 信
短 信 彩 信
GSM/ GPRS
IAGW-A IAGW-M MAS
IAGW
平时可作为公 众信息披露由 政府定期通知 群众山体健康 状况
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——基于无线传感网络的山体滑坡监测系统 ——基于无线传感网络的山体滑坡监测系统
滑坡泥石流监测方案
2010年12月
舟曲泥石流灾害五大成因
一是地质地貌原因。舟曲一带是秦岭西部的褶皱带，山体分化 、破碎严重，大部分属于是炭灰夹杂的土质，非常容易形成地 质灾害。 二是“５·１２”地震震松了山体。舟曲是“５·１２”地震的重 灾区之一，地震导致舟曲的山体松动，极易垮塌，而山体要恢 复到震前水平至少需要３—５年时间。 三是气象原因。今年舟曲遭遇严重干旱，这使岩体、土体收缩 ，裂缝暴露出来，遇到强降雨，雨水容易进入山缝隙，形成地 质灾害。 四是瞬时的暴雨和强降雨。由于岩体产生裂缝，点状暴雨和强 降雨深入岩体深部，导致岩体崩塌、滑坡，形成泥石流。 五是地质灾害自由的特征。地质灾害隐蔽性、突发性、破坏性 强。今年国内发生的地质灾害有１／３是监控点以外发生的， 隐蔽性很强，难以排查出来。然而一旦成灾，损失很大。
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滑坡和泥石流监测方法
滑坡监测常规方法包括简易排桩法观测、简易地表裂缝变形观 测、建筑物倾斜观测、三角交汇法观测和横向视准线法等；对危害 大、变形明显且有一定规模的滑坡采用先进的滑坡位移监测报警仪 和GPS滑坡位移监测技术等进行定期观测，可提高监测精度，达 mm级。 泥石流监测项目主要有水源观测、土源观测、泥石流体观测 。对泥石流的常规监测内容主要是泥石流运动要素观测、流域 内的气候和雨量观测、泥石流的形成过程观测、沟道冲淤变化 观测等。监测方法主要有有泥石流常规方法和先进的泥石流自 动监测预警系统监测。
在每个孔洞不同深度都会部署数个倾角传感器（ 蓝色ຫໍສະໝຸດ Baidu。
山体往往由多层土壤或岩石组成，不同层次间由于物 理构成和侵蚀程度不同，其运动速度不同。通过这些 倾角传感器获得的不同层的倾角数据，可以监测山体 的运动状况。
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无线传感网络监测系统——工作原理
在无线传感网络获取到各个传感器的数据后， 通过多传 感器数据融合和专家系统的智能处理，本监测系统就可以 据此判断出山体滑坡的趋势、强度和危险程度。如下图所 示。
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无线传感网络监测系统——系统结构
监测网络架构：在实际部署时，采用分层网络的 架构。每个目前监测区域内的无线传感器节点组 成一个子网，子网内的节点依靠 无线多跳自组织 协议，通过多跳的方式把数据传递给基站。基站 在进行数据预处理后，通过 GPRS网络远距离把 数据发送回中心服务器。 监测系统构成：每个目标监测区域一般由 10～20 个节点构成，可依具体情况有所调整，整个项目 则由数个监测区域构成，系统构成中的子网数目 和网内节点数目都可以灵活调整。
2、滑坡GPS自动化监测预警系统 、滑坡 自动化监测预警系统 GPS监测系统由三部分组成：监测单元、数据传输和控制单元 、数据处理分析及管理单元。这三部分形成一个有机的整体 ，监测单元跟踪GPS卫星并实时采集数据，数据通过通讯网络 传输至控制中心，控制中心的GPS软件对数据处理并分析，实 时形变监测。
冲淤观测
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舟曲现有长江委预警系统
现有预警系统为“长江上游滑坡泥石流预警系统”的一部分，为长江 水利委员会（水利部直属副部级单位）建设，技术部分由长江委水土 保持局负责。（汶川地震后国土资源部也给舟曲赠送过预警设备） 本次泥石流发生地，四川为长江委责任范围（阿坝，绵阳，德阳，广 元），甘肃为长江委和黄河委责任范围（甘南，陇南，天水）。 长江上游水土保持委员会于1991年开始筹建上游地区滑坡、泥石流预 警系统，以便对滑坡、泥石流等灾害实施有效监测、预警和预报。至 2001年底，长江上游滑坡、泥石流预警系统建有1个中心站、3个一级 站、9个二级站、58个监测预警点和20个群测群防试点县。 中心站设在长江委总部武汉，陇南市有一个一级站，舟曲县有一个二 级站，三眼峪附近有锁儿头预警点。 预警系统曾多次预报滑坡和泥石流，并于2006年在舟曲成功预报过一 次，但本次泥石流（8.8）系统没有预警，事后8.12成功预警一起。 长江委认为国家给预警系统投入过低（每年300－500万），监督员工 资过低（600元），造成的监控系统老化（系统已工作十年）、监控 点不足和监控失位为本次预警失灵的主要原因。
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泥石流监测项目和内容
监测项目 水源观测 土源观测 监测内容 雨量、土壤水、径 流量 崩塌、滑坡的长宽 、厚、度和体积， 变形情况
容重、泥位、地声 、断面、流速、流 量、总淤积量、粘 度、粒度
监测仪器 自记雨量计、自记土壤仪、三角 堰 常规地形测量仪器
泥石流体观测
容重仪、超声波泥位计、遥测地 声仪、水准仪、遥测流速仪、烘 箱、粘度仪、粘度筛、粘度分析 仪
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滑坡监测项目和方法表
监测项目 裂缝 位移 主滑带（ 主滑带（面 ） 地表水 地下水 降水量 宏观变形 迹象 监测内容 地表裂缝、 地表裂缝、建筑物裂缝 地表位移、 地表位移、地下位移 主滑带（ 主滑带（面）位置、位移速 位置、 度 自然沟水、 自然沟水、江河湖库水位 钻孔、井水、泉水、 钻孔、井水、泉水、孔隙水 压力 降雨量 地表巡视 通常指常规降雨观测 异常的种类、位置、范围、特征 异常的种类、位置、范围、 监测方法 固定桩、砂浆片、回家标志、 固定桩、砂浆片、回家标志、传感器 排桩法、三角交汇法、 排桩法、三角交汇法、横向视准线法 、传感器 传感器、位移计、 传感器、位移计、倾测仪 水位、 水位、水量等
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GPS天线 电缆 滑 坡 监 严测 禁点 破 坏 观测墩
GPS接收机 基座
水准点 地面
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长江委系统介绍 －（二）泥石流自动化监测
泥石流自动化监测系统是由综控中心(控制台)、 地声遥测、泥位遥测、雨量遥测、有线泥位等五 个子系统共同作用对泥石流活动进行监测。
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无线传感网络监测系统——节点终端
应用无线 Mesh 网络
实现灵活的自组织自愈合 每个节点都可以可靠传递数据
采用太阳能供电
无线节点不需要外部电源设施 便于布署在野外山体孔洞 配合蓄电池可使用6个月
使用外部传感器总线（ESB）
集成了4组通用接口 可以直接连接2或 3线传感器
内部资料 注意保密
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谢谢