暴雨洪灾塌方在线监测

时间：2026-02-26 涉川

一、方案介绍

暴雨洪灾塌方在线监测系统是一套面向山区道路边坡、河道沿岸、高速公路路堑路堤、地质灾害隐患点及在建工程边坡的综合监测预警系统。系统通过部署降雨监测设备、土壤含水率传感器、裂缝位移计、GNSS位移监测站、倾角传感器及视频监控设备，对强降雨诱发的滑坡、塌方、泥石流等灾害进行实时动态监测。系统基于“雨量—含水率—位移—变形”全过程监测机制，构建多参数耦合分析模型，实现灾害风险分级预警和远程调度管理，满足自然资源部门、交通部门及应急管理部门对地质灾害防控的技术需求。

二、监测目标

实时监测降雨强度与累计雨量。
监测边坡位移、倾斜、裂缝扩展等形变情况。
分析降雨与地质形变之间的相关关系。
实现灾害风险分级预警。
建立长期地质灾害监测数据库。

三、需求分析

1. 现状问题

暴雨期间地质灾害突发性强。
人工巡查难以及时掌握边坡内部变化。
塌方发生前缺乏有效量化指标。
传统监测手段分散，缺乏系统化联动。

2. 技术需求

实现降雨与地质形变的同步监测。
具备毫米级位移监测能力。
支持低功耗长期运行。
支持远程实时数据传输与报警。

四、监测方法

在重点边坡布设GNSS位移监测站。
在裂缝位置安装拉线式位移计或裂缝计。
在坡体内部埋设倾角传感器。
设置雨量监测设备。
部署土壤含水率监测探头。
采用点位监测与区域风险分析相结合方式。

五、应用原理

1. 雨量监测原理

采用翻斗式或称重式雨量计，通过单位时间降雨量变化计算降雨强度。

2. 位移监测原理

GNSS监测：通过卫星定位差分技术实现毫米级水平与垂直位移监测。
拉线式位移计：通过钢丝拉伸变化转换为位移量。

3. 倾角监测原理

采用MEMS倾角传感器，通过重力加速度变化计算坡体倾斜角度。

4. 含水率监测原理

采用电容式或FDR原理，通过介电常数变化反映土体含水量。

5. 综合分析模型

通过建立降雨阈值模型与位移速率变化模型，判断边坡稳定性等级。

六、功能特点

多参数协同监测。
实时数据远程上传。
支持分级预警机制。
具备断点续传与数据补传功能。
太阳能供电，适应野外环境。
支持GIS地图可视化展示。
具备视频联动确认功能。

七、硬件清单

序号	设备名称	数量
1	翻斗式雨量计	1
2	GNSS位移监测站	1
3	拉线式位移计	若干
4	倾角传感器	若干
5	土壤含水率传感器	若干
6	数据采集终端	1
7	通信模块（4G/北斗）	1
8	太阳能供电系统	1
9	立杆及防护箱	1
10	视频监控设备	选配

八、硬件参数（量程、精度）

1. 雨量计

分辨率：0.2mm
测量误差：±3%

2. GNSS位移

水平精度：±2mm
垂直精度：±5mm

3. 拉线位移计

量程：0–2000mm
精度：±0.1%FS

4. 倾角传感器

量程：±30°
精度：±0.05°

5. 土壤含水率

量程：0–100%
精度：±2%

九、方案实现

现场地质灾害隐患评估。
确定监测点位及传感器布设方案。
安装位移与倾角传感器。
部署雨量监测设备。
安装供电与通信系统。
平台接入与联调测试。
系统验收与运行。

十、数据分析

系统平台支持：

实时位移曲线分析。
位移速率变化趋势分析。
降雨量与形变相关性分析。
滑坡风险等级模型计算。
多点数据对比分析。

通过设定位移速率阈值与累计雨量阈值，实现动态风险评估。

十一、预警决策

一级预警：降雨强度超过设定阈值。
二级预警：位移速率异常增大。
三级预警：位移超过警戒值或倾角急剧变化。

系统自动发送短信、平台报警并联动应急部门。

十二、方案优点

实现全过程动态监测。
提供定量风险评估依据。
响应速度快。
适应山区复杂环境。
可扩展泥石流监测模块。

十三、应用领域

山区公路边坡
铁路沿线
水库库岸
在建工程边坡
地质灾害隐患点

十四、效益分析

经济效益

减少塌方造成的道路中断损失。

社会效益

保障人民生命财产安全。

生态效益

减少灾害对生态环境的破坏。

十五、国标规范

《地质灾害监测技术规范》
《滑坡防治工程设计规范》
《公路边坡工程技术规范》
《自动气象站技术规范》

十六、参考文献

地质灾害监测预警技术研究资料
滑坡形成机理分析论文
自然资源部地质灾害防治技术指南

十七、案例分享

某山区公路边坡布设监测系统后，在连续暴雨期间提前4小时发出预警，成功组织交通管制，避免塌方造成人员伤亡。

十八、成本预估

单个监测点投资约8–20万元，具体费用取决于：

GNSS精度等级
传感器数量
通信方式
视频监控配置

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