四川常见的地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地面开裂、地下水疏干等等。其中前三者是最常见的,现就其监测作出简要介绍。
2、 崩塌、滑坡的监测
2.1崩塌滑坡监测的目的:为了解和掌握崩塌滑坡的演变过程,及时捕捉崩滑灾害特征信息,为其稳定性评价、危害预测、预报及治理工程设计等提供可靠资料和科学依据。
2.2崩塌滑坡监测方法:崩塌滑坡均属斜坡岩土体变形、运动,总是以岩土体变形、开裂开始,因此监测方法相同,常见的监测方法有大地形变位移测量、裂缝位移测量,宏观地质调查法及斜坡仪表监测法等。
2.3大地形变位移测量
大地形变位移测量是对整个变形斜坡的测量,通过定期测量了解滑坡变形体位置及变形速度变化等。
2.3.1观测网的布置
沿可能滑坡的主滑方向和垂直主滑方向各选三条以上的观测线,观测线两端均置于外围稳定岩土体之上,形成稳定的照准点(或仪器安放点),而纵横观测线形成的变点即为滑体观测点,每个观测点均用木桩固定,照准点或仪器安放点用木桩水泥砂浆固定(图)。
2.3.2观测记录
观测采用经纬仪,对各观测点的纵横位移进行观测。观测时间间隔可10天至半年一次,应根据变形快慢或雨季、旱季而定,观测结果应以表格形式详细记录。
2.3.3资料整理与分析
2.3.3.1资料整理
上述记录资料可整理成两种图件。 1)
斜坡变形矢量图
a.斜坡变形水平位移矢量图 b.斜坡变形垂直位移矢量图 2) 主要观测点的变形曲线图 2.3.3.2资料分析
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根据斜坡变形水平、垂直位移矢量图可了解滑坡空间变形特征,是整体性的,还是分块性的,不同部位变形大小、稳定性及可能的滑动特征(是高速的,还是缓慢的)。
根据主要观测点的变形曲线图可了解滑坡在时间上的变化特征,是缓慢蠕滑还逐渐加速,可能快速滑移等。
2.4斜坡开裂变形观测 2.4.1地表裂缝简易观测
在斜坡变形的主要裂缝两侧,布置若干成对的观测桩点,间距10~20m,短期用木桩,长期用水泥桩,桩中心钉上铁钉作量测照准用,对于完岩层裂缝,可在两侧刻记号,定期对每对桩间的距离进行观测,时间间隔一般7~30天,变形加速时(或雨季)可加密至1~3天,对观测结果应详细记录,根据裂隙变形加速情况作出临滑(塌)报警。
2.4.2斜皮深部变形简易观测
在斜坡变形体纵横断面上打5~6个钻孔,孔深大于估计的滑动面3~5m,钻孔插入直径5cm的硬质塑料管,孔壁与塑料管之间用粗砂填实,用端系球形重锤的测绳放入管内,直抵孔底,测绳另一端固定在孔口,当斜坡深部某一位置变形,即将塑料管剪弯或剪断,拉动提升测绳,重锤将在变形处卡住,记下测绳读数,即可了解滑动面埋深。
2.5宏观地质调查法
宏观地质调查法是用常规的崩塌、滑坡变形形迹追踪调查,进行人工巡视,并调查访问当地群众,了解崩塌、滑坡出现的微细变化,时间可安排在汛前或汛期。
2.6斜坡变形仪表监测法
根据前述的观测原理和方法,应用现代电子技术和遥测技术,研制出一些观测仪器:包括测量地表位移变形、地下(通过钻孔)变形、压力、水位等仪器、设备:如四川环境地质灾害研究所研制的全自动岩土体边坡稳定性监测系统等。
3、
泥石流的简易监测
3.1泥石流的监测目的和任务:为获取形成泥石流的固体物源、水源的变化情况,为泥石流的预测、预报和警报提供依据。
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3.2物源监测 物源监测内容包括:
1) 形成区内松散土层堆积的分布、面积、体积的变化;
2) 形成区和流通区内滑坡、崩塌的体积和近期变化情况,观察是否有裂隙产生及裂缝宽度的变化等。
3) 形成区内森林植被的增减情况,耕地面积和水土保持状况等; 4) 断裂破碎带的分布、规模及变形破坏状况等。 3.3水源监测
除对降雨量及其变化进行监测、预报外,主要是对地区、流域和泥石流沟内的水库、堰塘、天然堆石坝、堰塞湖等地表水体的流量、水位、堤坝渗漏水量、坝体稳定性及变化进行观测。
3.4泥石流活动监测
主要在流通区内观测泥石流的流速和流位(顶面高标)、计算流量。 3.4.1观测准备工作 1)
建立观测标记:在预测、预报的基础上,对那些近期可能发生泥石流的
沟谷,选择不同类型的沟段(直线型、弯曲型),划定100米沟段长度,在上、下游断面处作好标记,测定沟谷横断面图。
2)
确定观测时间,泥石流活动时间短,一般几分钟至几十分钟,故自开始
至结束需每分钟观测一次,并注意开始和高峰、结束时间。
3.4.2流速(Vc)观测
1) 浮标法:在测流上断面以上抛草把、树枝等,观测其通过上、下断面的时间(t1,t2);
2) 阵流法:记录龙头进入和流出断面的时间(t1,t2); 3) 流速计算: 100
Vc= ———— (米/秒) t2-t1 3.4.3流位观测
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在沟谷西岸已建标尺上,读出两岸泥石流顶面高程。 3.4.4流量计算 Qs=Vs×As
式中:Qs—泥石流流量(m3/s) Vs—泥石流流速(m/s) As—断面面积(m2) 3.5泥石流预测
3.5.1预测依据:依据上述监测资料分析了解: 1) 固体物源积累程度,水源大小; 2) 沟谷发育阶段、暴发泥石流频率。 3.5.1.2预测结果
根据上述依据可定性预测泥石流暴发的可能性及危险性,可能发生的时间是1年~100年。
3.5.2泥石流预报
泥石流预报是在泥石流预测的基础上,选择那些极重度和重度危险地区或单条泥石流沟进行预报,对降雨型泥石流,预报泥石流暴发的临界降雨值,然后根据地区气象预报的降雨量大小对比,预报近期内泥石流发生的可能性。
3.5.3泥石流警报
在泥石流沟的形成区、流通区和堆积区分别放置监测点,将泥石流形成,开始起动、流动等情况及时通过电话或无线电传送到监测预报中心,发出警报,以便主管部门组织危险区人员及时撤离。
4、
地面塌陷、地面沉陷、地面开裂的监测
地面塌陷、地面沉陷、地面开裂可能由地下岩溶塌陷、地下水疏干、地下采空区变形新近堆积土压缩及地质构造活动等因素引起,可依据区域地层岩性、人类工程活动及地质构造等情况来判断,其监测对象仍为地面变形即地面高程变化、地面裂隙的相对位移及地面建筑物的开裂变形等。因此其监测方法仍可采用前述监测崩塌、滑坡的相关方法进行。
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