基于實時降雨量觀測地質災害警示防范區的監測預警方法
【專利摘要】本發明提供了基于實時降雨量監測地質災害警示防范區的監測預警方法，包括如下步驟：對防范區進行調查，并根據成災條件將防范區劃分為不同警示程度的警示防范塊；在各警示防范塊的預定點處安裝降雨量觀測設備，以測量當前警示防范塊內的雨量參數；當所述雨量參數超過預警閾值時向外界發送報警信息；建立遠程監控平臺，以監測各警示防范塊內降雨量觀測設備的狀態和測量數據，同時對防范區內居住人員的疏散進行管理。本發明的監測預警方法使地質災害監測覆蓋面更廣，預警實時性更強，地質災害警示防范信息管理系統提高了地質災害監測信息化程度，實現了對警示防范區的有效管理，解決了地質災害監測預警信息發布的“最后一公里”問題。
【專利說明】
基于實時降雨量觀測地質災害警示防范區的監測預警方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種地質災害監測預警技術，具體涉及一種基于實時降雨量觀測地質 災害警示防范區的監測預警方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，重慶市特別是三峽庫區顯著增加的極端氣候條件給地質災害防災減災工 作帶來了極大的挑戰。該地區連續發生多次地質災害，導致人員損失和經濟損失，其中因降 雨而導致的地質災害數量占絕大多數。而且降雨常常引起多種災害后果，如山洪、積澇、道 路損毀、房屋倒塌、誘發崩塌、滑坡、泥石流等，因此通過監控地區內的降雨量，可防止大部 分的地質災害。
[0003] 此外，目前的災害報警方面也存在很多問題：
[0004] 1.如針對突發性地質災害并無有效的防災效果；
[0005] 2.專業監測實時性不足，監測信息反饋流程較長；
[0006] 3.專業監測一般基于離散單點監測數據來分析地質災害體整體穩定性狀態，容易 遺漏；
[0007] 4.群測群防監測手段落后且較為單一，更加注重宏觀變形情況的監測。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的是要提供一種基于實時降雨量監測的覆蓋面廣、預警實時性強、信 息化程度高、環境適應性強的地質災害警示防范方法。
[0009] 特別地，本發明提供基于實時降雨量監測地質災害警示防范區的監測預警方法， 其特征在于，包括如下步驟：
[0010] 步驟100,對防范區進行調查，并根據成災條件將防范區劃分為不同警示程度的警 示防范塊；
[0011] 步驟200,在各警示防范塊的預定點處安裝降雨量觀測設備，以測量當前警示防范 塊內的雨量參數；
[0012] 步驟300,當所述雨量參數超過預警閾值時向外界發送報警信息；
[0013]步驟400,建立遠程監控平臺，以監測各警示防范塊內降雨量觀測設備的狀態和測 量數據，同時對防范區內居住人員的疏散進行管理。
[0014] 進一步地，所述步驟100中的成災條件包括地形坡角、匯水面積/總面積、地表水排 泄條件、斜坡類型、前緣河水沖刷情況、人類工程活動、后緣洼地情況、地層、前緣臨空陡坡 高度、斜坡高度、地下水情況和地質災害發育面密度的當前狀況。
[0015] 進一步地，所述警示防范塊劃分時，將條件相近、發生地質災害條件類同和成災地 質體的發育分布狀況相當的區域劃為一個警示防范塊。
[0016] 進一步地，在確定成災條件時，還需要對各影響因素的孕災條件充分性及其權重 值，來判定警示防范塊內的成災條件充分性。
[0017] 進一步地，所述步驟200中，所述降雨量監測設備設置在四周空曠、平坦且風力影 響小的位置，四周障礙物與降雨量監測設備的距離不小于障礙物頂高與降雨量監測儀器高 差的2倍。
[0018] 進一步地，所述降雨量監測設備的設置點遠離地災體變形活躍的區域。
[0019] 進一步地，所述步驟300中，報警信息的發送對象包括廣播預警裝置，聲光報警的 警燈，通訊組網，以及指定群測群防員、專管員、駐守地質人員和主管部門。
[0020] 進一步地，所述廣播預警裝置通過安裝在警示防范塊內廣播喇叭上的無線控制裝 置，控制廣播喇叭直接進行災情音頻播放。
[0021] 進一步地，所述降雨量觀測設備包括提供安裝基礎的立柱，和安裝在立柱的頂部 以分析雨況的測量儀，接收所述測量儀數據并作出判定的中控模組，以及向外界發送災情 的報警裝置。
[0022] 進一步地，所述降雨量觀測設備還包括提供電力的太陽能供電模組和蓄電池，所 述報警裝置包括本地報警的警燈，和向預定線路發送報警信號的廣播預警裝置。
[0023] 本發明的監測預警方法使地質災害監測覆蓋面更廣，預警實時性更強，地質災害 警示防范信息管理系統提高了地質災害監測信息化程度，實現了對警示防范區的有效管 理，解決了地質災害監測預警信息發布的"最后一公里"問題。
[0024] 本發明針對極端降雨成為誘災的主要因素的區域，開展降雨誘災閾值研究、降雨 量觀測以及現場聲光預警工作，可為極端降雨條件下的突發性地質災害防災工作提供新的 手段，擴大防災面積，更好地保障民生。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發明一個實施例的監測預警方法的流程示意圖；
[0026] 圖2是本發明一個實施例的降雨量觀測設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 如圖1所示，本發明一個實施例的基于實時降雨量監測地質災害警示防范區的監 測預警方法一般性地包括如下步驟：
[0028] 步驟100,對防范區進行調查，并根據成災條件將防范區劃分為不同警示程度的警 示防范塊；
[0029] 本步驟中的防范區為典型易發生降雨誘發地質災害的區域，利用1:10000比例尺 精度的地質調查基礎，按照地質環境條件的12個影響因素、穩定性分析和評價，將防范區劃 分為若干個成災條件警示防范塊。
[0030] 12個影響因素包括地形坡角、匯水面積/總面積、地表水排泄條件、斜坡類型、前緣 河水沖刷情況、人類工程活動、后緣洼地情況、地層、前緣臨空陡坡高度、斜坡高度、地下水 情況、地質災害發育面密度等。在考慮范圍塊的劃分時，將條件相近、發生地質災害條件類 同和成災地質體的發育分布狀況相當的區域劃為一個警示防范塊。
[0031] 穩定性分析與評價包括:按照各影響因素的孕災條件充分性及其權重值，對單元 區內的成災條件充分性進行判定。單元區成災條件分析采用模糊綜合評判法，按下式計算：
[0032] B=K*R (1)
[0033]式中，B為成災條件充分性的模糊綜合評判值，K為權重值，R為孕災條件充分性。 [0034]步驟200,在各警示防范塊的預定點處安裝降雨量觀測設備，以測量當前警示防范 塊內的雨量參數；
[0035] 在本步驟中，安裝降雨量觀測設備時需要考慮下列因素：
[0036] 1.降雨量觀測設備應布設于屬于成災嚴重的警示防范塊內，布設密度根據地貌條 件、居民聚居情況以及預警音頻的傳播半徑綜合考慮；
[0037] 2.降雨量監測點宜布設于四周空曠、平坦且風力影響小的位置。一般情況下，四周 障礙物與儀器的距離不得小于障礙物頂高與儀器口高差的2倍；
[0038] 3.對于已查明地質災害隱患點周邊有超過"3戶10人"聚集時，應部署雨量監測站， 同時為保證雨量站長期有效工作，雨量站不應部署于地災體變形活躍區域。
[0039] 步驟300,當所述雨量參數超過預警閾值時向外界發送報警信息；
[0040] 本步驟中的降雨量觀測設備采用實時雨量監測方式，當降雨量值達到設定的預警 閾值時，通過廣播預警方式以及警燈報警方式對外發出報警信號，以提醒周邊居民及行人 避險或撤離。通過通訊組網技術，并"征用"在地災監測現場附近已有的廣播喇叭(如村委會 的廣播喇叭），加裝無線控制裝置，實現監測站廣播音頻工作時同時驅動被"征用"的喇叭進 行同步音頻播放，將預警信息及時反饋至群測群防員、專管員、駐守地質人員以及主管部 門，并根據實際運行情況對預警閾值初定值進行修正。
[0041] 步驟400,建立遠程監控平臺，以監測各警示防范塊內降雨量觀測設備的狀態和測 量數據，同時對防范區內居住人員的疏散進行管理。
[0042]通過遠程監控平臺利用相應的控制軟件，可以實現全生命周期高效管理以及工程 建設信息化與標準化建設，并及時掌握警示防范區內降雨量動態，同時對現場設備進行遠 程管理。
[0043] 該控制軟件至少可以實現下述目的：
[0044] 1.項目實施；
[0045] ①野外調查:野外調查信息可通過遠程監控平臺進行展示。
[0046]②安裝部署:安裝部署展示功能分為地理位置展示和周邊環境展示，其中地理位 置由坐標進行展示，周邊環境通過照片進行展示。
[0047] ③觀測數據：系統接收降雨量觀測設備的實時觀測數據并進行分析，按時生成報 表發送至相關管理部門。
[0048] (2)預警管理
[0049] ①閾值管理:根據實際運行情況對預警閾值進行適當調整。
[0050] ②聲光預警記錄:系統后臺實時記錄現場聲光預警情況。
[0051 ]③短信告警:將實時預警信息及時告知村民、鄉鎮專管員、區縣地環站以及市地環 站。
[0052]④預警信息遠程更新:可遠程更新現場預警音頻。
[0053]本實施例基于大比例尺精度的地質災害詳細調查，劃分警示防范塊，確定區內降 雨量閾值，通過降雨量實時觀測、聲光報警、物聯網通訊等技術，實現地質災害實時監測預 警和防范功能。本實施例可以使得地質災害監測覆蓋面更廣，預警實時性更強;地質災害警 示防范信息管理系統提高了地質災害監測信息化程度，實現了對警示防范區地質災害防治 工作的有效管理。
[0054]以一個具體劃分的例子來說明警示防范塊的劃分方式。
[0056] 警示防范塊劃分:成災條件在欠充分以上的級別均劃入警示防范塊A(包括成災條 件充分區域A1，成災條件較充分區域A2,成災條件欠充分區域A3)，成災條件不充分區，劃為 非警示防范塊B。若斜(邊)坡存在地質災害隱患點或已發生過地質災害，該斜坡區應劃為警 示防范塊A1區。
[0057] 下表為警示防范塊成災條件充分性指數表。
[0059] 確定降雨量閾值:根據警示防范塊內的成災條件充分性，結合當地氣象資料，判定 降雨量閾值，提出警示防范塊的處理建議為預警或避險撤離(交通管制）。考慮到警示防范 塊地質環境條件脆弱，地質環境條件復雜，易發多發地質災害，且居民聚居于地勢緩坡區 域，運行初期選取降雨量閾值的下限值作為警示防范塊的降雨量閾值，后根據實際運行反 饋情況進行逐步細化。
[0060] 下表為警示防范塊降雨量閾值。
[0063]降雨量觀測設備選型：降雨量觀測設備是地質災害警示防范的核心模塊，為實現 選定的警示防范塊的地質災害警示防范功能，降雨量觀測設備的參數需要滿足下表。
[0065] 如圖2所示，本發明的一個實施例提供一種降雨量觀測設備100,包括作為主體的 立柱20，立柱20利用混凝土 30固定在觀察點的地面上，在立柱20立起的端頭上，安裝有測量 雨況的測量儀10,用于向連網廣播發送災情的廣播預警裝置11，通過光影報警的警燈12,以 及吸收太陽能的太陽能供電模組13。在立柱20的柱身或底部安裝有配電柜14,在配電柜14 內安裝有控制各個設備運行的中控模組15以及蓄電池16。中控模組15中包括用于無線、有 線聯網的各個模塊，以及分析和處理雨況參數的處理器、存儲器。為防止在立柱20的上部積 水，可以在沿立柱20柱身設置一道連接立柱頂部至地面的排水管17。為提高立柱20固定強 度，可以在混凝土 30內設置預埋件21，立柱20的底部通過法蘭22與預埋件21連接。
[0066] 至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示 例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接 確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的范圍應被理解和認 定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權項】
1. 基于實時降雨量監測地質災害警示防范區的監測預警方法，其特征在于，包括如下 步驟： 步驟100,對防范區進行調查，并根據成災條件將防范區劃分為不同警示程度的警示防 范塊； 步驟200,在各警示防范塊的預定點處安裝降雨量觀測設備，以測量當前警示防范塊內 的雨量參數； 步驟300,當所述雨量參數超過預警閾值時向外界發送報警信息； 步驟400,建立遠程監控平臺，以監測各警示防范塊內降雨量觀測設備的狀態和測量數 據，同時對防范區內居住人員的疏散進行管理。2. 根據權利要求1所述的監測預警方法，其特征在于， 所述步驟100中的成災條件包括地形坡角、匯水面積/總面積、地表水排泄條件、斜坡類 型、前緣河水沖刷情況、人類工程活動、后緣洼地情況、地層、前緣臨空陡坡高度、斜坡高度、 地下水情況和地質災害發育面密度的當前狀況。3. 根據權利要求2所述的監測預警方法，其特征在于， 所述警示防范塊劃分時，將條件相近、發生地質災害條件類同和成災地質體的發育分 布狀況相當的區域劃為一個警示防范塊。4. 根據權利要求3所述的監測預警方法，其特征在于， 在確定成災條件時，還需要對各影響因素的孕災條件充分性及其權重值，來判定警示 防范塊內的成災條件充分性。5. 根據權利要求1所述的監測預警方法，其特征在于， 所述步驟200中，所述降雨量監測設備設置在四周空曠、平坦且風力影響小的位置，四 周障礙物與降雨量監測設備的距離不小于障礙物頂高與降雨量監測儀器高差的2倍。6. 根據權利要求5所述的監測預警方法，其特征在于， 所述降雨量監測設備的設置點遠離地災體變形活躍的區域。7. 根據權利要求1所述的監測預警方法，其特征在于， 所述步驟300中，報警信息的發送對象包括廣播預警裝置，聲光報警的警燈，通訊組網， 以及指定群測群防員、專管員、駐守地質人員和主管部門。8. 根據權利要求7所述的監測預警方法，其特征在于， 所述廣播預警裝置通過安裝在警示防范塊內廣播喇叭上的無線控制裝置，控制廣播喇 叭直接進行災情音頻播放。9. 根據權利要求1所述的監測預警方法，其特征在于， 所述降雨量觀測設備包括提供安裝基礎的立柱，和安裝在立柱的頂部以分析雨況的測 量儀，接收所述測量儀數據并作出判定的中控模組，以及向外界發送災情的報警裝置。10. 根據權利要求9所述的監測預警方法，其特征在于， 所述降雨量觀測設備還包括提供電力的太陽能供電模組和蓄電池，所述報警裝置包括 本地報警的警燈，和向預定線路發送報警信號的廣播預警裝置。
【文檔編號】G08B31/00GK105894742SQ201610404721
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】魏世玉, 楊建國, 江君, 趙火焱, 陳柏林, 葉兆榮, 陳立川, 吳孟, 李逾睿, 王玥
【申請人】重慶地質礦產研究院, 重慶華地工程勘察設計院