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行业解决方案

地质灾害监测系统解决方案

项目概况:我国山地丘陵约占国土面积的65%,且地质地貌复杂,气候类型多样,构成活动频繁,自然灾害隐患多,分布广,是世界上地质灾害最严重,受威胁人口最多的国家之一。自然变迁和人为破坏是地质灾害的主要原因,主要灾害形态包括滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地面沉降和地裂缝等,严重影响地区经济建设和人民生命财产安全。

系统总体建设

监测站中,雨量、土体含水率、表面位移、裂缝、深部位移、和水位监测数据通过GPRS/SMS短信通信方式快速转发到地质灾害预警预报中心;次声、视频拍照是通过GPRS通信方式直接传输到地质灾害预警预报中心。

在专业监测点、监测仪器布设以及地质灾害监测信息系统建设完成后,开展地质灾害监测,采用统一的地质灾害监测数据信息采集、储存、汇集管理、分析及预警系统的平台,开展地质灾害数据汇集管理及监测预警平台的试运行。

采用物联网技术,互联网技术、智能传感器技术、云计算技术、嵌入式技术、通信和多媒体技术,实现系统信息管理、群测群防、专家决策、预警预报、应急响应和指挥为核心的多手段监测预警平台系统。

监测站采用一体化设计,集成高精度触摸显示屏,无需借助任何外接辅助设备(如:pc、pda),便可解决监测数据本地显示、现场数据查询及设备参量的问题,简单方便,利于以后的运行、维护及管理。

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图1分层结构拓扑图

现场监测站设计

重点地质灾害自动监测系统示范站从危险源监测参数实际情况出发,选择配置符合相应参数的监测终端设备。针对系统中各种形态的监测参数配置,了解和掌握各灾害体的演变过程,及时捕捉灾害的特征信息,为正确分析、评价灾害以及灾害预测、预报等提供可靠资料和科学依据。

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监测设备性能指标

孔隙水压监测


设备:孔隙水压 型号:QG-DZ1500C功能:准确判断监测区域地下的水位变化,形成一个地下水位径向、变化的立体图形安装方法:在预埋位置要求钻孔,孔径大小以>∮80为宜,钻孔偏差应小于1.5%。并无塌孔、缩孔现象存在,软土层应以泥浆护壁,钻孔至拟埋底部孔隙水压计拟埋标高以上0.2-0.3米的深度。图片4.png

9.2滑坡位移监测

设备:多点位移计 型号:QG-DZ1507

功能:准确判断不同地质断面的位移,以便预测不同岩面的塌陷可能性。

安装方法: 在现场组装的位移计,经检测合格后,送入孔内,安装运输时支撑点间距不小于2M,曲率半径不得小于5M,入孔速度应缓慢。

传递杆入孔后,固定安装基座,并使其与空口平起,引出排气管水平和上仰孔孔口,插入孔口灌浆管之后,用水泥砂浆密封孔口。

孔口水泥砂浆固化后,若检测正常,开始封孔灌浆浆液灰沙比为1:1,水灰比为0.38~0.4上扬孔灌至不进浆后,继续灌10分钟后闭浆确保最深测点锚头处浆液饱满,灌浆结束,应进行检测。

浆液固化后约24小时后,打开保护罩,用手预拉一下传递杆,再确认一次工作点,即可开始安装位移计。将接管和紧固螺母拧于安装基座上,电缆穿过保护罩。

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内部位移

QG-DZ15001A型

钻孔固定测斜仪主要用于测量土体内部变形水平位移 物倾斜度。仪器采用高性能的HC器件作为敏感元件,可无触点的对倾斜角度进行测量。测量角度范围及测量精度指标均优于其它同类仪器,具有灵敏度高、寿命长、耐环境污染、抗振动等特点。

仪器采用HC器件作为敏感元件,它是一个力平衡式的伺服系统,当传感器探头相对于地球重心方向产生倾角θ时,由于重力作用,其敏感元件相对于铅垂方向摆动一个角度,通过高灵敏MSES将此角度转换成电信号,经过电路处理,直接在液晶屏上显示被测点的倾斜角度值。


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9.4区域雨量监测

设备:雨量计  型号:QG-DZ15002

功能:监测该区域的降雨量

安装方法:在空旷区域内安放。采用膨胀螺栓三点固定,安装前对传感器进行初步的校准测试,底部要求10mm厚度的混凝土底座固定,避免因风对设备造成损坏。信号电缆穿管保护,对所在测点做出必要的物理防雷措施。体积(直径×高):Φ220×560mm;。


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9.5次声波监测

QG-DZ15003C型

通过捕捉泥石流源地的次声信号,并利用空气为介质,约344米/秒的传输速度,极小衰减并可通过极小缝隙等特点而实现监测和报警可安装在距灾害区域区的较远处(一般可达0-1000m)极低的值守电流,可用锂电池供电长期工作,采用太阳能电源浮充蓄电池供电方式,太阳能无日照情况下可持续工作30 天,支持RS485通信GPRS、传输

前置增益:20db


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裂缝监测

设备:裂缝计 型号:QG-DZ1551A

功能:监测裂缝的张裂变化,判断地质运动方向。

安装方法:固定在裂缝两侧

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表面位移监测

设备:GPS  型号:QG-DZ1513

功能:在基准点架设GPS接收机,根据其高精度的已知的三维坐标,经过定期连续观测从而得到变形点坐标(或者基线)的变化量。根据观测点的形变量,建立安全监测模型,从而分析滑坡的变形规律并实现及时的反馈。事实上,为了建立一个更接近实际情况的安全监测模型。

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GPS系统结构图

在线监测系统设计

地质灾害在线监测系统是利用传感器技术、信号传输技术,以及网络技术和软件技术,从宏观、微观相结合的全方位角度,来监测影响安全的各种关键技术指标,记录历史、现有的数据,分析未来的走势,以便辅助监测中心及政府决策,提升安全保障水平,有效防范和遏制重特大事故发生。

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图 1系统拓扑图

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图 2总体系统结构图

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图3无线传输层

数据采集终端软件

数据采集终端软件是通用的管理各种采集水位、雨量、孔隙水压力、位移表面、内部位移、裂缝、次声等监测设备的信息系统。数据采集终端软件负责配置采集设备的基本信息及采集频率,即支持定时采集,又采用主动式触发数据发送模式,即保证了数据的实时性,又保证了数据的有效性。

在系统初始化的过程中,数据采集终端软件可以快速的完成设备的调试工作。通讯方式支持串口,GPRS等通讯协议。

信息发布平台

信息发布平台主要功能包括在线监测,数据分析,监测管理,预报预警,系统管理五大部分。

在线监测:监测区域平面图,模拟数据图,在线视频等多种方式,全方位体展现出监测点的实际运行参数情况,保证了监测信息全面、及时、准确。

数据分析:针对监测区域运行中的各项指标集中分析。提供了历史数据查询及多个安全指标数据对比的功能。

监测管理:对监测点及其相应的预案信息,基础资料,周边地质环境,数据报表等进行集中管理,使监测管理上更加信息化,自动化。

GIS管理:系统采用灾害一张图展示,测点位置、曲线数据、预警、分类查询、统计。

预报预警:实时分析和解读各监测数据,做出单项或多项对比报警功能,对出现的预报预警情况进行在库区机房声光报警和联动短信群发平台,并在预报预警的处理过程中建立消除机制,保证预报预警得到及时的处理。

系统管理,为信息发布平台提供了良好管理支持,使信息发布平台更加灵活、更易扩展。

巡检管理系统

巡检管理系统包括系统管理,设备管理和采集管理三大部分。主要负责采集设备的管理和设置。

系统管理:对设备的预警信息进行详细的设置,数据备份为用户提供定时的数据自动备份保证了数据安全。

设备管理:对所有的采集设备进行统一的管理,在管理上更加集中、方便。可实时检测各个设备的运行状态,发现异常,及时在库区机房主机上声光报警。

采集管理:对系统采集的原始数据进行了集中预处理,使其在信息发布系统中更加快速、直观的展示。采集管理提供了很强大的扩展功能,使整个系统能够更好的兼容各种采集设备,具有良好的扩展性及兼容性。


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