基于實時降雨量觀測地質(zhì)災(zāi)害警示防范區(qū)的監(jiān)測預(yù)警方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了基于實時降雨量監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害警示防范區(qū)的監(jiān)測預(yù)警方法，包括如下步驟：對防范區(qū)進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)成災(zāi)條件將防范區(qū)劃分為不同警示程度的警示防范塊；在各警示防范塊的預(yù)定點(diǎn)處安裝降雨量觀測設(shè)備，以測量當(dāng)前警示防范塊內(nèi)的雨量參數(shù)；當(dāng)所述雨量參數(shù)超過預(yù)警閾值時向外界發(fā)送報警信息；建立遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺，以監(jiān)測各警示防范塊內(nèi)降雨量觀測設(shè)備的狀態(tài)和測量數(shù)據(jù)，同時對防范區(qū)內(nèi)居住人員的疏散進(jìn)行管理。本發(fā)明的監(jiān)測預(yù)警方法使地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測覆蓋面更廣，預(yù)警實時性更強(qiáng)，地質(zhì)災(zāi)害警示防范信息管理系統(tǒng)提高了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測信息化程度，實現(xiàn)了對警示防范區(qū)的有效管理，解決了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警信息發(fā)布的“最后一公里”問題。
【專利說明】
基于實時降雨量觀測地質(zhì)災(zāi)害警示防范區(qū)的監(jiān)測預(yù)警方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)，具體涉及一種基于實時降雨量觀測地質(zhì) 災(zāi)害警示防范區(qū)的監(jiān)測預(yù)警方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，重慶市特別是三峽庫區(qū)顯著增加的極端氣候條件給地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)工 作帶來了極大的挑戰(zhàn)。該地區(qū)連續(xù)發(fā)生多次地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致人員損失和經(jīng)濟(jì)損失，其中因降 雨而導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量占絕大多數(shù)。而且降雨常常引起多種災(zāi)害后果，如山洪、積澇、道 路損毀、房屋倒塌、誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流等，因此通過監(jiān)控地區(qū)內(nèi)的降雨量，可防止大部 分的地質(zhì)災(zāi)害。
[0003] 此外，目前的災(zāi)害報警方面也存在很多問題：
[0004] 1.如針對突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害并無有效的防災(zāi)效果；
[0005] 2.專業(yè)監(jiān)測實時性不足，監(jiān)測信息反饋流程較長；
[0006] 3.專業(yè)監(jiān)測一般基于離散單點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)來分析地質(zhì)災(zāi)害體整體穩(wěn)定性狀態(tài)，容易 遺漏；
[0007] 4.群測群防監(jiān)測手段落后且較為單一，更加注重宏觀變形情況的監(jiān)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是要提供一種基于實時降雨量監(jiān)測的覆蓋面廣、預(yù)警實時性強(qiáng)、信 息化程度高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的地質(zhì)災(zāi)害警示防范方法。
[0009] 特別地，本發(fā)明提供基于實時降雨量監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害警示防范區(qū)的監(jiān)測預(yù)警方法， 其特征在于，包括如下步驟：
[0010] 步驟100,對防范區(qū)進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)成災(zāi)條件將防范區(qū)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(yù)定點(diǎn)處安裝降雨量觀測設(shè)備，以測量當(dāng)前警示防范 塊內(nèi)的雨量參數(shù)；
[0012] 步驟300,當(dāng)所述雨量參數(shù)超過預(yù)警閾值時向外界發(fā)送報警信息；
[0013]步驟400,建立遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺，以監(jiān)測各警示防范塊內(nèi)降雨量觀測設(shè)備的狀態(tài)和測 量數(shù)據(jù)，同時對防范區(qū)內(nèi)居住人員的疏散進(jìn)行管理。
[0014] 進(jìn)一步地，所述步驟100中的成災(zāi)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(zhì)災(zāi)害發(fā)育面密度的當(dāng)前狀況。
[0015] 進(jìn)一步地，所述警示防范塊劃分時，將條件相近、發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害條件類同和成災(zāi)地 質(zhì)體的發(fā)育分布狀況相當(dāng)?shù)膮^(qū)域劃為一個警示防范塊。
[0016] 進(jìn)一步地，在確定成災(zāi)條件時，還需要對各影響因素的孕災(zāi)條件充分性及其權(quán)重 值，來判定警示防范塊內(nèi)的成災(zāi)條件充分性。
[0017] 進(jìn)一步地，所述步驟200中，所述降雨量監(jiān)測設(shè)備設(shè)置在四周空曠、平坦且風(fēng)力影 響小的位置，四周障礙物與降雨量監(jiān)測設(shè)備的距離不小于障礙物頂高與降雨量監(jiān)測儀器高 差的2倍。
[0018] 進(jìn)一步地，所述降雨量監(jiān)測設(shè)備的設(shè)置點(diǎn)遠(yuǎn)離地災(zāi)體變形活躍的區(qū)域。
[0019] 進(jìn)一步地，所述步驟300中，報警信息的發(fā)送對象包括廣播預(yù)警裝置，聲光報警的 警燈，通訊組網(wǎng)，以及指定群測群防員、專管員、駐守地質(zhì)人員和主管部門。
[0020] 進(jìn)一步地，所述廣播預(yù)警裝置通過安裝在警示防范塊內(nèi)廣播喇叭上的無線控制裝 置，控制廣播喇叭直接進(jìn)行災(zāi)情音頻播放。
[0021] 進(jìn)一步地，所述降雨量觀測設(shè)備包括提供安裝基礎(chǔ)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(shù)據(jù)并作出判定的中控模組，以及向外界發(fā)送災(zāi)情 的報警裝置。
[0022] 進(jìn)一步地，所述降雨量觀測設(shè)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(yù)定線路發(fā)送報警信號的廣播預(yù)警裝置。
[0023] 本發(fā)明的監(jiān)測預(yù)警方法使地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測覆蓋面更廣，預(yù)警實時性更強(qiáng)，地質(zhì)災(zāi)害 警示防范信息管理系統(tǒng)提高了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測信息化程度，實現(xiàn)了對警示防范區(qū)的有效管 理，解決了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警信息發(fā)布的"最后一公里"問題。
[0024] 本發(fā)明針對極端降雨成為誘災(zāi)的主要因素的區(qū)域，開展降雨誘災(zāi)閾值研究、降雨 量觀測以及現(xiàn)場聲光預(yù)警工作，可為極端降雨條件下的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)工作提供新的 手段，擴(kuò)大防災(zāi)面積，更好地保障民生。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發(fā)明一個實施例的監(jiān)測預(yù)警方法的流程示意圖；
[0026] 圖2是本發(fā)明一個實施例的降雨量觀測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 如圖1所示，本發(fā)明一個實施例的基于實時降雨量監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害警示防范區(qū)的監(jiān) 測預(yù)警方法一般性地包括如下步驟：
[0028] 步驟100,對防范區(qū)進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)成災(zāi)條件將防范區(qū)劃分為不同警示程度的警 示防范塊；
[0029] 本步驟中的防范區(qū)為典型易發(fā)生降雨誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，利用1:10000比例尺 精度的地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)，按照地質(zhì)環(huán)境條件的12個影響因素、穩(wěn)定性分析和評價，將防范區(qū)劃 分為若干個成災(zāi)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(zhì)災(zāi)害發(fā)育面密度等。在考慮范圍塊的劃分時，將條件相近、發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害條件類 同和成災(zāi)地質(zhì)體的發(fā)育分布狀況相當(dāng)?shù)膮^(qū)域劃為一個警示防范塊。
[0031] 穩(wěn)定性分析與評價包括:按照各影響因素的孕災(zāi)條件充分性及其權(quán)重值，對單元 區(qū)內(nèi)的成災(zāi)條件充分性進(jìn)行判定。單元區(qū)成災(zāi)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(zāi)條件充分性的模糊綜合評判值，K為權(quán)重值，R為孕災(zāi)條件充分性。 [0034]步驟200,在各警示防范塊的預(yù)定點(diǎn)處安裝降雨量觀測設(shè)備，以測量當(dāng)前警示防范 塊內(nèi)的雨量參數(shù)；
[0035] 在本步驟中，安裝降雨量觀測設(shè)備時需要考慮下列因素：
[0036] 1.降雨量觀測設(shè)備應(yīng)布設(shè)于屬于成災(zāi)嚴(yán)重的警示防范塊內(nèi)，布設(shè)密度根據(jù)地貌條 件、居民聚居情況以及預(yù)警音頻的傳播半徑綜合考慮；
[0037] 2.降雨量監(jiān)測點(diǎn)宜布設(shè)于四周空曠、平坦且風(fēng)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(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)周邊有超過"3戶10人"聚集時，應(yīng)部署雨量監(jiān)測站， 同時為保證雨量站長期有效工作，雨量站不應(yīng)部署于地災(zāi)體變形活躍區(qū)域。
[0039] 步驟300,當(dāng)所述雨量參數(shù)超過預(yù)警閾值時向外界發(fā)送報警信息；
[0040] 本步驟中的降雨量觀測設(shè)備采用實時雨量監(jiān)測方式，當(dāng)降雨量值達(dá)到設(shè)定的預(yù)警 閾值時，通過廣播預(yù)警方式以及警燈報警方式對外發(fā)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(wǎng)技術(shù)，并"征用"在地災(zāi)監(jiān)測現(xiàn)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(xiàn)監(jiān)測站廣播音頻工作時同時驅(qū)動被"征用"的喇叭進(jìn) 行同步音頻播放，將預(yù)警信息及時反饋至群測群防員、專管員、駐守地質(zhì)人員以及主管部 門，并根據(jù)實際運(yùn)行情況對預(yù)警閾值初定值進(jìn)行修正。
[0041] 步驟400,建立遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺，以監(jiān)測各警示防范塊內(nèi)降雨量觀測設(shè)備的狀態(tài)和測 量數(shù)據(jù)，同時對防范區(qū)內(nèi)居住人員的疏散進(jìn)行管理。
[0042]通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺利用相應(yīng)的控制軟件，可以實現(xiàn)全生命周期高效管理以及工程 建設(shè)信息化與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，并及時掌握警示防范區(qū)內(nèi)降雨量動態(tài)，同時對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn) 程管理。
[0043] 該控制軟件至少可以實現(xiàn)下述目的：
[0044] 1.項目實施；
[0045] ①野外調(diào)查:野外調(diào)查信息可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺進(jìn)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(huán)境展示，其中地理位 置由坐標(biāo)進(jìn)行展示，周邊環(huán)境通過照片進(jìn)行展示。
[0047] ③觀測數(shù)據(jù)：系統(tǒng)接收降雨量觀測設(shè)備的實時觀測數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，按時生成報 表發(fā)送至相關(guān)管理部門。
[0048] (2)預(yù)警管理
[0049] ①閾值管理:根據(jù)實際運(yùn)行情況對預(yù)警閾值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
[0050] ②聲光預(yù)警記錄:系統(tǒng)后臺實時記錄現(xiàn)場聲光預(yù)警情況。
[0051 ]③短信告警:將實時預(yù)警信息及時告知村民、鄉(xiāng)鎮(zhèn)專管員、區(qū)縣地環(huán)站以及市地環(huán) 站。
[0052]④預(yù)警信息遠(yuǎn)程更新:可遠(yuǎn)程更新現(xiàn)場預(yù)警音頻。
[0053]本實施例基于大比例尺精度的地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查，劃分警示防范塊，確定區(qū)內(nèi)降 雨量閾值，通過降雨量實時觀測、聲光報警、物聯(lián)網(wǎng)通訊等技術(shù)，實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害實時監(jiān)測預(yù) 警和防范功能。本實施例可以使得地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測覆蓋面更廣，預(yù)警實時性更強(qiáng);地質(zhì)災(zāi)害警 示防范信息管理系統(tǒng)提高了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測信息化程度，實現(xiàn)了對警示防范區(qū)地質(zhì)災(zāi)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(zāi)條件在欠充分以上的級別均劃入警示防范塊A(包括成災(zāi)條 件充分區(qū)域A1，成災(zāi)條件較充分區(qū)域A2,成災(zāi)條件欠充分區(qū)域A3)，成災(zāi)條件不充分區(qū)，劃為 非警示防范塊B。若斜(邊)坡存在地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)或已發(fā)生過地質(zhì)災(zāi)害，該斜坡區(qū)應(yīng)劃為警 示防范塊A1區(qū)。
[0057] 下表為警示防范塊成災(zāi)條件充分性指數(shù)表。
[0059] 確定降雨量閾值:根據(jù)警示防范塊內(nèi)的成災(zāi)條件充分性，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，判定 降雨量閾值，提出警示防范塊的處理建議為預(yù)警或避險撤離(交通管制）。考慮到警示防范 塊地質(zhì)環(huán)境條件脆弱，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，易發(fā)多發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，且居民聚居于地勢緩坡區(qū) 域，運(yùn)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(jù)實際運(yùn)行反 饋情況進(jìn)行逐步細(xì)化。
[0060] 下表為警示防范塊降雨量閾值。
[0063]降雨量觀測設(shè)備選型：降雨量觀測設(shè)備是地質(zhì)災(zāi)害警示防范的核心模塊，為實現(xiàn) 選定的警示防范塊的地質(zhì)災(zāi)害警示防范功能，降雨量觀測設(shè)備的參數(shù)需要滿足下表。
[0065] 如圖2所示，本發(fā)明的一個實施例提供一種降雨量觀測設(shè)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(diǎn)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(wǎng)廣播發(fā)送災(zāi)情的廣播預(yù)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(nèi)安裝有控制各個設(shè)備運(yùn)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(lián)網(wǎng)的各個模塊，以及分析和處理雨況參數(shù)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(shè)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(qiáng) 度，可以在混凝土 30內(nèi)設(shè)置預(yù)埋件21，立柱20的底部通過法蘭22與預(yù)埋件21連接。
[0066] 至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示 例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接 確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn) 定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項】
1. 基于實時降雨量監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害警示防范區(qū)的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于，包括如下 步驟： 步驟100,對防范區(qū)進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)成災(zāi)條件將防范區(qū)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(yù)定點(diǎn)處安裝降雨量觀測設(shè)備，以測量當(dāng)前警示防范塊內(nèi) 的雨量參數(shù)； 步驟300,當(dāng)所述雨量參數(shù)超過預(yù)警閾值時向外界發(fā)送報警信息； 步驟400,建立遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺，以監(jiān)測各警示防范塊內(nèi)降雨量觀測設(shè)備的狀態(tài)和測量數(shù) 據(jù)，同時對防范區(qū)內(nèi)居住人員的疏散進(jìn)行管理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于， 所述步驟100中的成災(zāi)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(zhì)災(zāi)害發(fā)育面密度的當(dāng)前狀況。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于， 所述警示防范塊劃分時，將條件相近、發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害條件類同和成災(zāi)地質(zhì)體的發(fā)育分 布狀況相當(dāng)?shù)膮^(qū)域劃為一個警示防范塊。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于， 在確定成災(zāi)條件時，還需要對各影響因素的孕災(zāi)條件充分性及其權(quán)重值，來判定警示 防范塊內(nèi)的成災(zāi)條件充分性。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于， 所述步驟200中，所述降雨量監(jiān)測設(shè)備設(shè)置在四周空曠、平坦且風(fēng)力影響小的位置，四 周障礙物與降雨量監(jiān)測設(shè)備的距離不小于障礙物頂高與降雨量監(jiān)測儀器高差的2倍。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于， 所述降雨量監(jiān)測設(shè)備的設(shè)置點(diǎn)遠(yuǎn)離地災(zāi)體變形活躍的區(qū)域。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于， 所述步驟300中，報警信息的發(fā)送對象包括廣播預(yù)警裝置，聲光報警的警燈，通訊組網(wǎng)， 以及指定群測群防員、專管員、駐守地質(zhì)人員和主管部門。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于， 所述廣播預(yù)警裝置通過安裝在警示防范塊內(nèi)廣播喇叭上的無線控制裝置，控制廣播喇 叭直接進(jìn)行災(zāi)情音頻播放。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于， 所述降雨量觀測設(shè)備包括提供安裝基礎(chǔ)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(shù)據(jù)并作出判定的中控模組，以及向外界發(fā)送災(zāi)情的報警裝置。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的監(jiān)測預(yù)警方法，其特征在于， 所述降雨量觀測設(shè)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(yù)定線路發(fā)送報警信號的廣播預(yù)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(fā)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(zhì)礦產(chǎn)研究院, 重慶華地工程勘察設(shè)計院