对地观测技术在重大自然灾害监测与评估中的应用实例分析

对地观测技术可提供大范围、多时相、高分辨率的海量数据，用于自然灾害的监测与评估有其极大的优越性。本文叙述了对地观测技术在洪涝灾害、沙尘天气、森林火灾的监测与评估和地震形变场研究中的应用，并指出对地观测技术是建立数字减灾系统不可或缺的强大信息源。     

江苏地震监测发展历程∗

江苏地震监测工作始于1930年南京北极阁地震台的创建,经过几代地震工作者的不懈努力和探索创新,地震监测能力和技术水平发生了质的飞跃。回顾江苏地震监测系统发展历程,从1932年6月维歇尔地震仪正式投入观测,到现今在全省分布的涵盖测震、地磁、地电、形变、流体的多学科地震监测网络。地震监测历经了地震仪器从外国引进到完全自主研发,从模拟观测到数字化网络化观测,从人工识别波形到AI自动识别地震事件的飞速发展。近年来,随着科学技术的日新月异,观测技术的不断发展,地震观测设备的不断完善更新,覆盖全省的测震台网、前兆台网、流动监测网取得了丰富的地震监测成果,获取的大量观测数据被广泛应用于地震速报、地震预测研究、地震灾害防御、地震紧急救援以及地震科学研究,为江苏的经济社会快速发展提供了坚实的地震安全保障。鉴往知来,回顾江苏地震监测的发展历程,致敬老一辈科学家的励精图治,地震监测科技发展薪火相传,服务全省高质量发展,书写江苏地震监测新的发展史。     

基于北斗系统的地表与地下一体式沉降监测新方法

为实现对地质灾害易发区地表沉降与地下沉降的同步、实时、自动监测，研发了基于北斗系统的地质体地表与地下一体化沉降监测新方法。该方法融合了北斗系统、静力水准仪、分层沉降标等沉降监测技术，监测原理如下：在稳定区域设置北斗基准点，在监测区域设置工作基点与监测点；工作基点处的北斗卫星接收机与静力水准仪安装至同一桩上，北斗卫星接收机观测工作基点处静力水准仪的绝对沉降；监测点处的静力水准仪与分层沉降标同轴连接，分层沉降标将深层沉降引至地面由静力水准仪观测；北斗系统与静力水准系统同步采集数据，数据经时间同步后分别得到工作基点和监测点的绝对沉降量。该新方法成功解决了大面积沉降监测中面临的非稳定工作基点校测问题，实现了对地质体地表与地下沉降的远程和实时监测。     

综合利用航天技术 发展立体地震观测系统

地震卫星系统是立体地震观测体系的重要组成部分,发展地震卫星,一方面可以弥补地面观测在区域覆盖等方面的不足,更主要的是将为地震观测提供更多的观测信息和观测物理量,从而为推动地震监测预报取得突破提供支持。     

中国建成全国灾害监测预警系统

中国已形成气象监测预报网、水文监测网、地震监测和地震前兆观测系统、农作物和森林病虫害测报网、海洋环境和灾害监测网、地质灾害勘查及报灾系统等。初步构成了以电话、无线电通讯、国际互联网、电视和基层广播为发布手段的预警信息网络,为各级政府及时组织防灾抗灾提供了支撑。除采用常规监测手段外,中国还广泛应用了卫星遥感、地理信息系统、全球定位系统等高科技手段,建立防洪抢险机制和调度指挥系统。     

日本的滑坡观测系统

日本的灾害防治研究机构在滑坡的研究和防治过程中,根据不同需要,研制了大量微机控制的全自动化观测仪器,形成了一套完整的观测系统,大致可分为两个系列。 (1)处于活动期的危险斜坡(即新生滑坡或老滑坡复活)的长期监测系列①伸缩仪—观测裂缝;②地面倾斜仪—观测微小变动,③地下倾斜仪—调查、观测滑面;④多层位移仪—调查、观测滑面;⑤地下水位仪—观测地下水位变化;⑥孔隙水压仪—观测孔隙水压变化;⑦自然电位仪—观测自然电位变化;⑧雨量计—调查降雨量;⑨温度计—观测地温变化;⑩现场录像系统—用于极危险滑坡。以从不同角度观测滑坡变化,滑前特征及取得滑动的全过程资料。     

鄱阳湖地区生态环境与气象灾害监测系统

鄱阳湖地区是国家十大生态功能保护区之一和国际重要湿地，在粮食安全、调蓄洪水、调节气候、生物多样性保护以及改善长江中下游的生态环境等方面具有重要作用。受全球气候变化影响，鄱阳湖地区暴雨、洪涝、地质灾害、雷电、风雹、高温、冻害、病虫害等各种气象及相关灾害频发，严重威胁着环鄱阳湖地区的生态环境和城市基础设施安全。运用系统工程原理和方法，对鄱阳湖地区气象卫星、天气雷达、高空探测、地面观测、雷电探测、大气成分与生态监测等多种实时监测技术手段进行了集成，建立了天、空、地基三位一体的立体化综合观测系统。该系统可对环境系统中大气、水、土壤、生物等多种要素和变量进行动态观测，获得生态环境和气象灾害等指标的三维立体监测信息，为当地生态环境影响和气象灾害的预报预警提供科学的观测依据。     

山区铁路沿线泥石流泥位自动监测预警系统

泥位预警是泥石流灾害预警的方法之一,目前主要有接触式和非接触式泥石流泥位报警两种方法。探讨了一种便于安装、适合山区铁路沿线泥石流监测预警的接触式泥位自动监测预警系统的构建及应用方法。首先探讨了泥石流泥位监测系统的工作原理及其软件、硬件的组成,其次探讨了泥位预警阈值确定方法,最后根据现场试验观测情况及所遇到的问题提出了泥位监测系统的应用方法。该泥石流泥位监测预警系统能实现泥山区铁路沿线石流泥位信息数据采集和传输的网络化、实时化、自动化、数字化(可视化),并根据监测信息及时向铁路相关部门发出预警信号。     

日本海底地震观测现状与进展

详细介绍了日本在本世纪70 年代～90 年代初的三个海底地震仪观测系统,和日本政府在1995 年阪神大震后投巨资兴建海底地震监测网络的情况。并就上述内容的国际研究现状,提出了存在问题和未来海洋地震观测研究的设想     

内蒙古赤峰市地震局协调解决防震减灾工作存在的紧迫问题

日前，赤峰市地震局局长石新春，副局长于红梅等一行四人来到阿鲁科尔沁旗，就阿旗地震局搬迁新城区正在建设中的旗科技馆监测办公所分担一定比例的建设费用问题，及阿旗热电厂建设项目开展地震安全性评价工作等事项，与阿旗党政领导进行了工作沟通与交流，达成科技馆监测办公建设费用，由市地震局和阿旗人民政府共同分担，以确保阿旗地震局如期搬迁，如期启动数字化观测系统，实现现代化监测的最终目标的一致意见。     

广州地铁西村站近接桩基沉降现场监测方法及其应用

以广州地铁西村站近接9组桩基施工为例,运用三维数值模拟技术,研究了近接桩基沉降现场监测方法,建立了西村站近接桩基沉降控制标准、监控量测管理等级和监控量测频率。对西村站9组近接桩基沉降现场监测值及计算值分析的结果表明:9组近接分区桩基沉降现场实测值与采取加固措施后的近接分区桩基沉降计算值基本一致,仅桩基X J27和X J31略有不同,现场实测值略大一些,桩基X J27由C区变为B区,桩基X J31由D区变为C区;桩基X J34沉降过大的原因主要是,加固措施的施工质量未达标以及开挖到桩基X J34相应位置时对围岩扰动过大;提出的广州地铁西村站近接桩基沉降现场监测方法是正确的。     

西安地铁双线隧道地表沉降预测模型研究

针对西安地铁留核心土、上下半洞开挖、超前小导管注浆加固与水平钢撑锁脚的钢拱架和挂网喷层支护的饱和黄土隧道,根据现场地面沉降监测数据,分析了隧道右线、左线掌子面间隔30m开挖过程中洞顶地表沉降变形的历时变化规律,以及左、右线单洞沉降槽和双线沉降槽的分布特征.结果表明,洞顶地表沉降变形可以划分为初期沉降变形、右线开挖主变形...     

基于PSInSAR技术的珠海市地表沉降监测与归因分析

为明确珠海市地表沉降s时序变化特征及其原因,通过PSInSAR技术对2017-2019年55景Sentinel-1A数据进行处理和分析,利用CORS站设置连续观测水准点的方法对获取的沉降结果进行验证。结果表明,该方法监测结果与水准测量成果间的相关系数R 2为0.6420,RMSE为3.8114mm/y,珠海市明显沉降区域主要分布在高栏港经济区,鸡啼门河道两侧和白蕉镇,以及横琴新区,调查发现沉降原因主要是人为的填海造陆及未固结软土下沉,其中由于工程建设导致的沉降占总沉降面积的8.74%,填海造成的沉降占17.75%,由于未固结软土下沉导致的沉降占73.51%。研究结果可为珠海市的城市建设和灾害防治提供科学依据。     

Logistic和Gompertz曲线及其最优组合模型在沉降预测中的运用

堆载预压法处理的软土地基沉降变化规律与Logistic和Gompertz曲线的变化规律极为相似,有着明显的出生、成长和成熟的过程。通过对Logistic和Gompertz曲线参数的合理取值,能够较好地拟合S—t曲线,预估最终沉降量。同时,以平均绝对百分误差最小为目标,建立了组合预测模型,拟合结果显示,该组合模型对于S—t曲线的拟合,比Logistic和Gompertz曲线更具优越性。     

湖北省地质灾害的特点、机制及其减灾对策

湖北省地质灾害具有“灾害种类多、灾情重、时空分布不匀且有逐年加重的趋势”。本文根据对岩石圈系统、大气圈系统与人类社会圈系统的研究，针对防灾减灾，指出应加强三个方面的工作：①多种灾害并案研究、并案治理；②科学规划、重点研究，分阶段治理；③利用新技术、新手段，建设“群测群防”监测、预报信息化网络。     

上软下硬地层双线地铁隧道下穿既有城市道路地层变形规律研究

上软下硬地层地区进行隧道开挖时,常引起较大的地表沉降,危及地表构筑物。依托深圳地铁7号线安托山停车场出入线下穿深圳北环大道工程,采用现场监测研究方法,对该类地层双线隧道下穿既有道路引起的围岩及地层位移进行研究。研究结果表明:道路荷载对隧道围岩沉降有较大影响,当双线隧道间距较小时,全断面注浆对注浆段上方较浅地层位移影响较明显,对临近隧道较深处影响较明显,全断面注浆对地面沉降有较好的控制作用,但要注意控制隆起,该工程中全断面注浆对注浆加固圈以外8 m内影响较大,8~13 m范围影响较小。通过多种监测手段相结合,可以更好的保障施工安全。     

单桩负摩阻力计算方法比较分析

桩基工程中桩侧负摩阻力所产生的作用于桩体上的下拽力,可能引起桩体破坏、桩基不均匀沉降等诸多工程灾害。为此,工程师们建立了许多单桩负摩阻力计算公式,但是由于这些公式各自的适用性和局限性,计算结果差别较大。首先介绍了目前国内外用于计算单桩负摩阻力及确定中性点位置的几种常用方法:极限分析法、荷载传递法、弹性或弹塑性理论法、剪切位移法和数值分析法;再结合具体工程实例,对以上几种方法进行比较,指出各自的适用条件、优缺点等,为工程设计提供参考。     

盾构隧道邻近地下连续墙围护结构施工影响研究

通过室内模型试验分析研究了城市中盾构隧道施工对邻近基坑围护结构及其周边砂土地面沉降的影响效应。研究结果表明:基坑围护结构对其周边由盾构施工诱发的砂土地面沉降存在一定的约束作用,且围护结构角部对周边砂土地面沉降具有更强的约束作用;盾构开挖面到达监测断面将诱发处较大增幅的地下连续墙墙身附加应变及其周边砂土地面沉降,而当开挖面超过监测断面约1.7D,地下连续墙墙身附加应变及其旁侧的砂土地面沉降将趋于稳定;盾构动态穿越施工将导致邻近侧向地下连续墙角部墙身底部与中段墙身中部出现较为明显朝向隧道的弯曲变形。试验结果揭示了盾构动态穿越施工导致的邻近侧向地下连续墙基坑围护结构弯曲变形规律,有利于对地下连续墙围护结构采取有针对性的加固保护措施。     

人工神经网络在预测深基坑周边地表沉降变形中的应用研究

深基坑开挖引起的周边地表变形预测是一个复杂非线性问题,引起地表沉降的影响因素很多,各因素之间呈高度的非线性关系。传统的基坑用边地表沉降变形预测方法存在着一定的局限性,其预测精度有待提高,而人工神经网络是一种多元非线性动力学系统,可以灵活方便地对多成因的复杂未知系统进行高度建模,实现全面考虑各种主要影响因素的深基坑周边地表沉降变形预测。本文介绍了误差反向传播(BP)网络模型的结构、学习过程及其算法的改进,径向基函数(RBF)网络模型的结构及其学习过程;分析了影响深基坑开挖周边土体沉降变形的主要影响因素;以25个基坑工程的地表沉降实测资料为训练样本,建立了11个输入影响因素的BP神经网络模型和RBF神经网络模型,通过对样本的学习训练过程及对5个检验样本的预测精度,说明了人工神经网络用于预测基坑周边地表沉降的可行性和准确性。     

强夯地基处理工艺在换流站场平施工中的应用

针对西北部分地区地表层粉砂分布不均、砂岩不易破碎、块石回填方量大、回填厚度深等问题,考虑特高压换流站工程地基处理的适用性及其成效、工期、造价等多方面因素,提出强夯地基处理方案。应用结果表明:该方法具有快速提高填土密实程度,加速填土前期固结,提高填土的物理力学性能,减少填土的后期沉降和建(构)筑物及地面设备基础的沉降等优点,可广泛应用于西北地区特高压换流站及其他大面积土石方开挖、回填及地基处理施工工程。