泥石流塌方振动倾斜在线监测
时间：2026-05-06
涉川
一、方案介绍
本方案以欣仰邦 S-CGYQ 无线倾斜传感器 + S-CTFS 无线振动测量仪为核心硬件，构建边坡塌方、泥石流沟道双参数（振动 + 倾斜）全天候在线监测系统，面向山区道路、矿山边坡、尾矿库、景区山体、村镇临坡地段等地质灾害高风险区域，对岩土体松动、滑移、冲击、垮塌进行实时采集、智能研判、分级预警、远程监管。
系统采用无线低功耗、免布线、野外自供电设计，通过振动信号捕捉泥石流动态冲击 / 边坡破碎、倾角监测边坡整体滑移 / 扭转形变，实现地质灾害前兆识别 — 趋势追踪 — 多级预警 — 应急处置全闭环，从 “被动抢险” 转为 “主动预警”，最大限度降低人员伤亡与财产损失，完全符合自然资源部地质灾害普适型监测预警建设要求中华人民共和国自然资源部。
二、监测目标
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实时在线监测边坡 X/Y 双轴倾角、倾斜速率与泥石流冲击振动加速度 / 速度，精准捕捉灾害前兆信号。
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识别边坡滑移、扭转、局部垮塌、泥石流启动、碎石冲击等典型灾害特征，提前预警。
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建立振动 + 倾斜双参数联合判别模型，减少误报、提高预警准确率。
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长期存储监测数据，形成灾害发育趋势档案，支撑风险评估与防治设计。
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实现野外无人值守、太阳能 / 电池双供电、无线远距离传输，满足山区复杂环境运维。
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满足 DZ/T 0460-2023、DZ/T 0221-2006 等地质灾害监测规范，提供合规监测数据与报告地质调查标准化信息服务系统。
三、需求分析
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监测对象：山体边坡、挖方段、填方段、泥石流沟道、临坡民房、道路边坡、尾矿库坝体。
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参数需求：** 双轴倾角（形变）+ 三轴振动（冲击 / 松动）** 双参数同步监测。
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野外环境：无市电、高低温（-40℃~+85℃）、暴雨、雷击、碎石撞击，要求IP67/IP68 高防护。
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传输需求：山区遮挡严重，采用LoRa 远距离 + 4G/NB-IoT双链路传输，稳定可靠。
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功耗需求：超低功耗设计，电池续航≥1 年，太阳能补能可实现永久续航。
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预警需求：三级声光 + 平台 + 短信 + APP 多渠道预警，响应时间≤10 秒。
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安装需求：快速布设、不破坏山体、抗风抗撞击、适合陡峭边坡安装。
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可靠性需求：抗振动、抗电磁干扰、断电数据不掉、故障自诊断。
四、监测方法
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S-CGYQ 无线倾斜监测法：在边坡坡面、坡肩、坡脚、挡墙上布设倾斜传感器，连续监测倾角、倾斜角速率、扭转形变，判断边坡整体滑移趋势。
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S-CTFS 无线振动监测法：在泥石流沟道、边坡危岩体下方布设振动传感器，监测岩土松动、碎石滚落、泥石流冲击、垮塌冲击振动。
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双参数融合监测法：振动触发 + 倾斜确认联合判别，大幅提升泥石流 / 塌方预警可靠性。
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分布式网格布设法：沿边坡纵向（上 / 中 / 下）、横向（左 / 中 / 右）、沟道沿线分段布点，形成监测网。
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阈值 + 速率双判预警法：同时监测倾角绝对值与单位时间变化速率、振动幅值与冲击持续时间，避免误报。
五、应用原理
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倾斜测量原理：S-CGYQ 内置MEMS 重力式双轴倾角传感单元，通过测量重力分量变化，输出 X/Y 轴倾角与角度变化速率，反映边坡整体滑移、扭转、不均匀沉降。
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振动测量原理：S-CTFS 内置MEMS 压电振动传感，将岩土冲击、滑移、破碎产生的机械振动转化为电信号，输出加速度、速度有效值，识别泥石流冲击与边坡松动。
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灾害前兆机理
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塌方 / 滑坡：前期出现微小倾角漂移→中期倾斜速率加快→临滑振动信号增强。
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泥石流：沟道出现连续冲击振动→伴随土体饱和滑移→边坡倾角突变。
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无线传输原理：LoRa 远距离传输（山区可达 3~5km）+4G/NB-IoT 回传云端，实现无布线全域覆盖。
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边缘计算原理：节点本地完成阈值判断、异常识别，毫秒级触发预警，再上传云端归档分析。
六、功能特点
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振动 + 倾斜双监测：一套系统同时覆盖塌方滑移监测与泥石流冲击监测，性价比高。
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无线免布线：LoRa/4G 无线传输，野外无需敷设线缆，施工快、抗破坏能力强。
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超低功耗长续航：S-CGYQ 电池续航可达5 年，S-CTFS 低功耗模式≥1 年，太阳能可永久续航。
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高防护适应野外：IP67 防尘防水、-40℃~+85℃宽温、抗冲击、防雷击，适配山区恶劣环境。
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双参数智能预警：振动 + 倾角联合判断，“振动触发、倾斜确认”，显著降低误报率。
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多级预警联动：本地声光报警 + 手机 APP + 短信 + 平台弹窗，多渠道快速推送。
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远程云端监管：PC / 手机实时查看数据、曲线、告警、设备状态，支持历史回放。
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快速部署：抱箍 / 膨胀螺丝 / 灌浆基座固定，单人半天可完成单站布设。
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自诊断与运维：低电量、信号弱、故障自动上报，减少野外巡检频次。
七、硬件清单
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欣仰邦S-CGYQ 无线倾斜传感器（边坡滑移监测）
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欣仰邦S-CTFS 无线振动测量仪（泥石流 / 塌方冲击监测）
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无线数据采集网关（LoRa+4G）
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太阳能供电组件（光伏板 + 锂电池 + 控制器）
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专用安装支架（边坡抱箍 / 灌浆基座 / 杆式安装）
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声光报警器（现场预警）
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高空抗风固定套件、防雷接地模块
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地质灾害监测云平台（软件）
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安装辅材（膨胀螺栓、扎带、防水胶、屏蔽线）
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校准模块（年度校准用）
八、硬件参数（量程、精度）
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设备名称
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关键参数
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指标
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S-CGYQ 无线倾斜传感器
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测量轴数
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双轴（X/Y）
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倾角量程
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±30°/±60° 可选
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倾角精度
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±0.1°，分辨率 0.01°
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倾斜速率
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0.001°/s
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无线方式
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LoRa/4G/NB-IoT
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续航
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内置 19AH 电池，2h / 次上报≥5 年
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防护
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IP67，工作 - 40℃~+85℃
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S-CTFS 无线振动测量仪
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振动量程
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0~20g（三轴）
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振动精度
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±1% FS，分辨率 0.001g
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振动速度
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0~50mm/s
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无线方式
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LoRa/4G
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续航
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低功耗模式≥1 年
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防护
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IP67，抗冲击
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无线网关
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接入节点
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≤64 台
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传输距离
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LoRa 空旷≥5000m
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太阳能供电
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功率
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50~100W，续航阴雨≥7 天
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九、方案实现
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测点布设
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边坡：顶部、中部、坡脚各布设S-CGYQ 倾斜传感器，危险区段加密；
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泥石流沟道：沿线每 50~100m 布设S-CTFS 振动传感器，入口 / 转弯 / 出口重点布设；
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基准点：选择稳定基岩布设基准倾角传感器，消除温漂与环境干扰。
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设备安装
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倾斜传感器：水平安装、牢固固定，确保与坡面贴合一致；
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振动传感器：安装在基岩或稳固土体，面向沟道冲击方向；
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供电：太阳能板朝南，倾角匹配当地纬度，保证充电效率；
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防护：所有设备做防雷、防水、防碎石撞击处理。
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系统调试
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零点校准：获取稳定基准倾角与背景振动值；
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阈值配置：按地质条件设定三级预警阈值；
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联调：模拟振动 / 倾斜，验证数据上传与预警触发。
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试运行与上线
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连续 72 小时跑合测试，确认传输、续航、预警正常；
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正式上线后建立运维台账，定期远程巡检。
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十、数据分析
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原始数据处理：去噪、温漂补偿、异常值剔除，保证数据有效。
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倾斜分析：倾角实时值、日变量、累计变量、倾斜速率，判断滑移阶段。
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振动分析：振动有效值、峰值、冲击频次、持续时长，识别泥石流冲击强度。
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双参数耦合分析
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仅振动：碎石滚落 / 小型松动；
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仅倾斜：缓慢蠕滑，需加强监测；
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振动 + 倾斜同步异常：塌方 / 泥石流高风险。
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趋势研判：生成日 / 周 / 月趋势曲线，评估灾害体稳定状态。
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等级判定：依据 DZ/T 0221-2006，划分为稳定→基本稳定→欠稳定→失稳四级。
十一、预警决策
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三级预警体系
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一级（注意）：倾斜速率上升 / 振动小幅超标，加强巡查；
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二级（警戒）：倾斜明显增大 / 振动持续出现，组织人员疏散准备；
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三级（紧急）：倾角突变 + 强振动连续，立即启动应急预案、全员撤离。
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预警触发条件
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倾斜超限、倾斜速率超限；
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振动冲击超限、连续振动触发；
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双参数同步异常直接升三级预警。
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预警推送：现场声光 + 平台弹窗 + 短信 + APP + 微信，多渠道全覆盖。
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闭环管理：预警记录→处置反馈→复核销号→归档备查。
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应急支撑：自动输出灾害位置、风险等级、疏散建议，辅助指挥决策。
十二、方案优点
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双参数更可靠：振动 + 倾斜联合监测，比单一指标预警准确率大幅提升。
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全野外适配：无线、自供电、高防护，适合无电无网山区部署。
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超低功耗免维护：最长 5 年续航，大幅降低后期运维成本与进山风险。
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预警及时准确：毫秒级采集、秒级预警，有效提前预判灾害发生。
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施工简单快捷：免布线、快速安装，适合应急抢险与普适型布网。
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合规性强：完全符合自然资源部地质灾害普适型监测规范要求。
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扩展性好：可接入雨量、泥水位、GNSS 等，构建多要素灾害监测网。
十三、应用领域
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山区村镇临坡地段：泥石流、滑坡、塌方入户风险监测；
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山区公路 / 铁路边坡：挖方段、高切坡、隧道口灾害监测；
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矿山边坡 / 尾矿库：坝体滑移、尾矿泄漏、边坡垮塌预警；
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景区 / 森林公园：山体危岩、栈道临坡地质安全监测；
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水电库区岸坡：水位涨落引发的滑坡、塌方监测；
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地质灾害隐患点：全国普适型地质灾害监测预警网建设。
十四、效益分析
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安全效益：提前预警避让，大幅降低泥石流、塌方造成的人员伤亡风险。
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经济效益：减少抢险投入、道路中断损失、房屋损毁与次生灾害损失。
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管理效益：实现地质灾害24 小时自动监测，替代人工巡查，降低山区作业风险。
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社会效益：提升山区防灾减灾能力，保障居民、游客、施工人员安全。
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合规效益：满足地质灾害隐患点监测要求，顺利通过主管部门核查验收。
十五、国标规范
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DZ/T 0221-2006《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》
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DZ/T 0460-2023《地质灾害自动化仪器监测预警规范》地质调查标准化信息服务系统
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DZ/T 0439-2023《地质灾害监测预警设备检测技术要求》
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《地质灾害普适型仪器监测预警规范》（自然资源部）中华人民共和国自然资源部
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GB/T 14124-2024《机械振动与冲击 固定建筑结构振动测量评价指南》
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GB/T 2423.10-2019《环境试验 振动试验方法》
十六、参考文献
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欣仰邦 S-CGYQ 无线倾斜传感器产品说明书
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S-CTFS 无线振动测量仪产品说明书
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DZ/T 0221-2006《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》
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DZ/T 0460-2023《地质灾害自动化仪器监测预警规范》5.《地质灾害普适型监测预警建设指南》（自然资源部）6.《滑坡泥石流监测预警技术与应用》
十七、案例分享
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西南山区村镇泥石流塌方监测项目某山区村镇临坡高差达 60m，雨季频发垮塌与泥石流。项目布设12 台 S-CGYQ 倾斜传感器 + 8 台 S-CTFS 振动传感器，构建双参数监测网。系统运行期间，成功捕捉 3 次边坡蠕滑前兆与 2 次沟道泥石流冲击信号，提前 30~120 分钟发布三级预警，组织 120 余名村民安全转移，避免人员伤亡与房屋损毁，获地方自然资源部门高度认可。
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山区公路高边坡塌方监测项目某省道高切坡路段长期受雨水冲刷，危岩多发。采用S-CGYQ+S-CTFS组合方案，在边坡上中下三段布设监测节点，实现 24 小时自动监测。某次强降雨期间，系统检测到倾斜速率持续上升并伴随振动信号，立即启动二级预警，路政部门及时封闭交通、清除危石，避免边坡垮塌阻断交通与车辆伤亡事故。
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矿山尾矿库坝体倾斜振动监测项目某金属矿尾矿库坝体需长期监测滑移与溃坝风险。部署 S-CGYQ 监测坝体倾斜、S-CTFS 监测坝体振动与周边冲击，系统稳定运行 18 个月，精准识别多次小型滑移与尾矿冲击振动，为坝体安全调度与排险提供连续可靠数据，保障尾矿库安全生产。
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