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本文簡要介紹了地質技術的現實價值、防治災害種類,梳理了水工環各類防治技術的應用要點,從物探、GPS等多個技術方向,研究地質災害防護方法,保證地質資料探測全面,及早給出防護方案,回避風險。在科技發展、經濟進步背景下,對于地質災害開展的防護工作,處于平穩進展狀態。在防范地質風險問題時,保障監測預警及時性。同時關注水文、工程、環境各項勘測技術的有效性,加強資料分析,保證防治效果。
1.技術防治的地質災害種類
地質災害含有六種類別,分別為地質結構崩塌、地質滑坡、地裂縫、地表塌陷、地層整體沉降、泥石流等。各類地質災害問題,對人們平穩生活、有序生產形成了一定威脅。因此,維護社會穩定,加強地質災害探勘與分析,給出可能發生的地質災害問題,測定災害等級,分析預期帶來的危害。在探測地質狀況時,積極使用水工環技術,確保地質風險防治質量。
2.技術要點
2.1地面塌陷防治技術要點
在開采地質資源時,相關單位需要給出前期規劃,保障開采作業規范,減少過度開采帶來的地面塌陷問題。在災害治理期間,開展前期預警工作,增強災害預警有效性。在災害常見區合理進行監測布點,結合區域內的地質屬性,分析可能發生坍塌、滑坡等事故的可能性。在災害分析完成時,給出相應的防治方法。在構建智能預警平臺時,分別從硬件、軟件開展設計。硬件選用型號為SAG7823G,借助此硬件的無線通信、數行業曲線linkindustryAppraisementDOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2022.13.023可替代度影響力可實現度行業關聯度真實度字處理能力,確保地質資料預警反饋及時性。在硬件設備中添加壓力傳感器,便于及時感應測定區的地壓情況,增強系統運行平穩性。在地質資料反饋時,使用較大規格的LCD顯示屏。此種硬件設計方案,在感應到預警資料時,能夠調節資料回傳速度。資料回傳速度的可調時間范圍是[1,5]min。在測定智能預警運行能力時,對原用預警技術進行對比試驗,總共進行試運行10次,對比結果見圖1。由此可見:智能預警技術(實驗組)相比原用預警方案(對照組),能夠有效降低誤報警次數,能夠提升地質災害防護智能性,給出安全精準的預警信息。
2.2地震災害防治技術要點
發生過地質災害的區域,周邊地形地貌會發生一定改變,比如建筑受損、次生災害等。在地震災害發生完成后,形成的環境失衡,比如水災、火災等,稱為次生災害。為有效控史少卿(1985—),男,山西五寨,研究生,工程師,研究方向:水工環地質。制地質災害形成的環境影響,需要加強地質災害的治理質量。其一,積極掌握災害類型,依據異常信息資料,進行合理布防,增強災害防治層次。異常信息資料是指在探測期間發生的地質問題,以異常表現為主,進行資料整合。對于地質內部的狀況,需要使用勘測設備,獲取各類地質數據資料。其二,積極運用遙感技術。技術人員結合勘測區域的地質情況,勘探全面的地質資料,開展地質災害的預測與分析,制定相應的預防措施。在應對地震災害進行觀測時,分別從地下水位、區域水流量、區域水溫度、水化學屬性等方面,進行合理監測。使用的監測技術如下。其一,自動溫感傳輸設備,溫度監測范圍[-50,150]攝氏度,測量精準性控制在±5%FS,感應與反饋時間不超過30s,運行平穩性不大于0.2%FS/年。其二,痕量氣體動態監測設備,對于濃度較高的一氧化碳、二氧化碳等氣體,能夠給出持續性測量,監測結果具有高精度特點,量程為[0,10]ppm,低檢出限10ppd,監測響應周期不超過180s,使用環境濕度不超過85%。其三,CO2、CH4實時監測設備,CO2量程[0,80000]ppm,CH4量程[0,100]ppm,CO2分辨率為0.01ppm,CH4分辨率為0.1ppm,監測精度不超過±2%,線性監測結果誤差不大于±2%FS,設備運行時需要進行20min的預熱,監測響應周期為2s,設備運行環境溫度[0,45]℃,設備運行環境濕度[1,98]%。其四,P2000監測儀器(見圖2),監測濕度量程[0,100]%,監測分辨率最小單位為1,設備運行環境溫度介于零下10攝氏度與零上60攝氏度之間,設備能力自主存儲100個測定結果,可設定預警參數。
2.3地裂縫防治技術要點
在地下水工程質量監測工作中,技術人員需要明確監測目標,給出地下水安全開采的具體流程,控制地下水開采不節制問題。與此同時,在防治地裂縫問題時,技術人員需要充分勘測水資源的使用情況,結合區域給出水資源保護政策,采取預警管理方法,從水質、水位等方面,逐一給出治理方法,切實保證裂縫防治質量。
3.技術應用
3.1物探法
在探測區的地表使用各類物探法,比如電阻率測定、磁探測、電位探測等。應對滑坡、泥石流等地質問題給予有效勘測,明確地質災害發生可能性,獲取地層巖性、水流方向、水流速度、巖層厚度等情況。如圖3所示,是物探磁法監測流程圖。其一,地質網格劃分。在使用物探磁法進行地質監測時,進行地質災害頻發區的網格劃分工作。結合物探磁法的使用理論,將各網格規格設計成長1km、寬2km、高3km、深3km。使用儀器對網格區域中各類磁性物體開展有效探測。依據監測區的磁場變化規律,梳理地磁變化規律。其二,結合礦山地質發生風險問題的不規律特征,進行礦山區域地質問題的資料映射處理,極易形成映射誤差問題。為保證災害映射準確,積極控制誤差問題,優化修正系數,減少權重失衡。設定映射誤差參數為MSE,則MSE=rB-1×D。在關系式中,r表示在預測監測區地質災害時獲得的映射參數,D表示預測特征參數。去除映射誤差,能夠有效提升災害預測結果的精準性,保證災害預測匹配的高效性。其三,災害預測。在消除映射誤差基礎上,將變量權重規格、礦山地質資料進行融合,有效處理災害監測所得的各項數據。以監測數據資料為基礎,構建監測預測模型[F]=-MSE。在預測模型中,y表示預測災害的概率參數,對于監測區所在地理位置具有一定依賴性。結合預測模型的有效應用,能夠有效測定區內的地質災害預測分析結果,具有誤差去除的精準性。其四,預測應用。在設計應用災害預測模型時,需要設計[10,30]個信息采集點,合理處理采集時的環境噪聲,一圖2P2000監測儀器實物圖般礦區環境噪聲為30dB。采集時間間隔為5min。預測模型所得的監測結果最大值為180.52gal。原有災害預測結果最大值為121.45gal。由此說明:預測分析模型在地質災害測定分析工作中,更具勘探精準性。
3.2GPS技術
使用衛星定位形式,提升GPS技術的使用質量,全面勘查地質災害常見區。在監測時,采取精準定位方式,準確獲取地質災害的可能發生位置。其一,在監測地質結構形變時,GPS技術以載波相位為監測技術,進行差分定位分析,運行GMS/CORS進行動態監測,在重建虛擬參數、靜態模型后,以CORS區域精準模型,有效提升了GPS算法測定的精準性,給出了更為準確的災害位置信息。此算法適用于不超過2km的實時監測工作,在[10,40]km遠程實時監測工作中具有可用性。其二,項目動態形變問題,在進行問題監測時,旨在以立體視角實時獲取目標主體的動態情況,比如位移、速度等。對監測結果給予自動處理。奇異值監測時,監測結果中存在一定誤差問題。在形變分析前期,需要進行奇異值消除,以保障監測精準性。地質災害在發生位移變動時,監測主體始終處于設定的運動狀態。因此,使用一般觀測方法,進行地質監測。借助卡爾曼濾波方法,有效獲取地質形變監測運行參數,比如位置移動量、速度變化量等。以GPS技術為基礎構建的災害防護系統,能夠對災害形成因素進行有效分析。其三,GPS技術應用分析。結合GPS監測所得的地質位移量、區域降水量、水文各項資料,開展災害形成因素的梳理,深層分析災害形成的防治對策。比如在監測時,設定了3個GPS信息采集點,獲取各區域的地質位移量、降水量。其中一個監測點給出的地質位移情況為:向北移動13.1cm、向東移動29cm,高度移動21.6cm。此種移動問題屬于較高級別的地質災害,需要及時給予險情預警,采取治理施工方法,排除地質災害風險。
3.3RTKRS技術
使用相位差分技術,接收基準站傳出的信號,對信號給予有效調整與修正,確保勘探結果準確。RTK技術連接于調試完成的信息接收系統上。在勘探資料完整接收后,測定分析監測區巖石屬性,借助密碼樣品監測方式,開展對比分析,確保監測結果可用與真實。3.4RS技術積極使用RS技術,便于人們及時掌握技術資料。在地質災害防護工作中,廣泛使用RS技術,具有顯著防護作用。PS技術是一種遙感影像技術,準確接收地層各類電磁波信息,對其進行掃描資料轉化、攝影資料采集、信息傳輸、數據分析等工作,極具地質災害防護價值。其一,測定地面塌陷時,能夠顯示塌陷區整體地貌特征,圖像攝影比例為1∶10000,準確顯示塌陷深度,深度精確度為0.01mm。其二,在監測地裂縫問題時,監測精度為m,能夠監測1000m以內的地裂縫。其三,技術應用分析。在進行監測應用時,圖像分辨率精度為m,取值2.5,確保監測質量。可監測的地質災害類型包括:地表沉陷、地質滑坡、地質結構形變、地裂縫等。在展示監測結果時,能夠從空間、點位、風險規格、發展趨勢等方面,反饋地質問題,能夠保障監測清晰性,切實提升災害監測結果的準確性。在短時間內能夠全面反饋區域內的地質問題,從各地質災害方面按類展示數十個影像,具有高效、低成本的監測優勢。
3.5激光掃描技術
危巖勘查具有一定危險性,高位危巖的勘測危險性更高。自2008年起,立體激光掃描技術的有效使用,能夠全面獲取高位危巖的地質資料,清晰判斷危巖的所在位置、裂隙特點。
4.結語
綜上所述,應對各類地質災害問題,分析地質風險的發生過程,給出對癥的治理方案,積極展現水工環各項勘測技術的應用優勢,對于各類區域開展對應性勘測工作,發揮科技在自然災害中的風險預測功能,及時制定防治目標,給出可行的防治方案,回避地質災害風險,保證地質安全。
作者:史少卿 劉小松 張文凱 楊星宇 單位:山西省煤炭地質物探測繪院有限公司